Ներքին դիմադրություն, EMF և էլեկտրական հոսանք – Լուծված պրակտիկայի խնդիրներ – Բոլոր տարբերությունները
Բովանդակություն
Ներքին դիմադրությունը հակադրությունն է, որը տրամադրվում է բջիջների և մարտկոցների կողմից հոսանքի հոսքին: Դա հանգեցնում է ջերմության արտադրությանը: Օմ ներքին դիմադրությունը չափելու միավոր է:
Ներքին դիմադրությունը որոշելու տարբեր բանաձևեր կան: Մենք կարող ենք գտնել ցանկացած հարցի պատասխան, եթե մեզ տրամադրվեն տվյալները: Օրինակ, ներքին դիմադրությունը գտնելու համար մենք օգտագործում ենք այս բանաձևը.
e = I (r + R)
Այս բանաձևում e-ն EMF-ն է կամ էլեկտրաշարժիչ ուժը, որը չափվում է ohms-ով, I-ը հոսանքներն են, որոնք չափվում են ամպերով (A), իսկ R-ը բեռի դիմադրություն է, մինչդեռ r-ը ներքին դիմադրություն է: Օմ-ը ներքին դիմադրության չափման միավորն է:
Նախկինում ներկայացված բանաձևը վերադասավորվել է այս ձևով,
- e = Ir+ IR
- e = V + Ir
V նշվում է որպես ներուժի տարբերություն, որը կիրառվում է բջջի վրա, իսկ I-ը ներկայացնում է բջիջով հոսող հոսանքը:
Նշում. Էլեկտրաշարժիչ ուժը (emf) միշտ ավելի մեծ է, քան բջջի պոտենցիալ տարբերությունը (V):
Այսպիսով, որոշ պարամետրերի իմացությունը մեզ ստիպում է գտնել մյուսները: Այս հոդվածում ես կանդրադառնամ պրակտիկայի բազմաթիվ խնդիրներին, որոնք կօգնեն ձեզ իմանալ Ֆիզիկայի օգտագործումը մեր առօրյա կյանքում և պարամետրերը հաշվարկելու եղանակները բանաձևերի և նկարագրությունների հետ միասին: Պարզապես մնա ինձ հետ մինչև վերջ:
Բաց շղթայի վրա մարտկոցի պոտենցիալ տարբերությունըտերմինալները 2,2 վոլտ են: Պոտենցիալ տարբերությունը կրճատվում է մինչև 1,8 վոլտ, երբ այն միացված է 5 ohms դիմադրության միջոցով: Ի՞նչ է իրականում ներքին դիմադրությունը:
Սա բաց միացում է: Մարտկոցի ներքին դիմադրությունը բաց միացումում լարման անկում չունի: Երբ ձևավորվում է փակ միացում, հոսանքը հոսում է ներքին դիմադրության միջով՝ առաջացնելով լարման անկում և մարտկոցի վրա լարման իջեցում:
Այս դեպքում դուք պետք է բացահայտեք ներքին դիմադրությունը: Դուք չափում եք շղթայի լարումը, երբ այն բացվում և փակվում է, ինչպես նաև բեռի դիմադրությունը: Այս խնդիրը լուծելու համար նախ պետք է հավաքել այն տվյալները, որոնք ներկայացված են քաղվածքում, այնուհետև կանխատեսել, թե ինչ է պետք հաշվարկել:
Տվյալներ՝ Պոտենցիալ տարբերություն V = 2,2 վոլտ, բեռն դիմադրություն Դիմադրություն = 5 ohms, պոտենցիալ տարբերության անկումը 1.8 վոլտ է,
Գտեք ներքին դիմադրությունը:
Դա գտնելու համար մենք պետք է լուծենք հետևյալ քայլերը:
Առաջինը , մենք պետք է գտնենք բեռի հոսանքը որպես ,
I = V/R ուրեմն, 1.8/5 = 0.36A
Այնուհետև Գտեք լարման անկումը մարտկոցի ներքին դիմադրությունը՝
2.2V-1.8V=0.4V
Այսպիսով, իմանալով ներքին դիմադրության հոսանքն ու լարումը.
R=V/I, 0.4/0.36-ը տալիս է 1.1 ohms
Հետևաբար ներքին դիմադրությունը 1.1 ohms է:
Բաց միացումում բջիջի տերմինալների միջև պոտենցիալ տարբերությունը 2.2 վոլտ է: Տերմինալըպոտենցիալ տարբերությունը 1,8 վոլտ է, որի դիմադրությունը 5 ohms է բջջի տերմինալների վրա: Ինչպիսի՞ն կլինի բջջի ներքին դիմադրությունը:
Սա պարզ հարց է 2,2 Վ լարման աղբյուրի վրա միացված երկու ռեզիստորների մասին, որոնցից մեկը 5 ohms է: Այսպիսով, հարցն այն է, թե ո՞րն է շարքի մյուս դիմադրությունը՝ մարտկոցի ներքին դիմադրությունը:
Սա աներևակայելի պարզ է: Նախ նկարեք 2,2 վոլտ բջիջ, այնուհետև R (ներքին դիմադրություն), 5 օմ արտաքին ռեզիստոր և վերջապես վերադարձեք աղբյուրին:
5 ohms-ի վրա կա 1,8 վոլտ անկում: .
Ի՞նչ է իրականում ներքին ռեզիստորը, եթե դրա միջով հոսող հոսանքը I = 1.8/5 ամպեր = 0.36 Ա է:
Եկեք նայենք դրան,
R = E / I, հետևաբար (2,2 – 1,8)V / 0,36A
= 0,4 / 0,36 և այն հավասար է 1,111 ohms-ի
Այստեղ ներքին դիմադրությունը 1,11 ohms է:
Այս հարցը լուծելու այլընտրանքային ուղիներ կան, ինչպիսիք են`
Երբ բջիջը միացված է 5 ohms , շղթայով հոսող հոսանքը I = 2.2/(5+r) A. Որտեղ r-ը բջջի ներքին դիմադրությունն է։ 5 ohms դիմադրության վրա անկման լարումը
5×2.2/(5+r)=2.2–1.8 և
11=2+0.4r է։ ,
այսպես r=9/.4 ohm:
Փակ միացումն ապահովում է հոսանք և հաղորդունակություն
Երրորդ և ամենաճշգրիտ եղանակը Սա լուծելն է՝
- Ներքին դիմադրության վրա լարման անկումը հավասար է 2.2 –ի.1,8 = 0,4 Վ.
Հոսանք 5 ohms դիմադրության միջով=1,85=0,36A
Երբ երկու դիմադրություն միացված են հաջորդաբար, նույն հոսանքը կհոսի նրանց միջոցով:
IR=0.40.36=1.11Ω
Կարծում եմ, հիմա գիտեք, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել մարտկոցների ներքին դիմադրությունը:
Տես նաեւ: «Գրասենյակում» VS «Գրասենյակում». Տարբերություններ – Բոլոր տարբերություններըՄտածեք երկու լամպ, մեկը՝ 50 Վտ, մյուսը՝ 75 Վտ, երկուսն էլ՝ 120 Վ: Ո՞ր լամպն է ամենադիմացկունը: Ո՞ր լամպն ունի ամենաբարձր հոսանքը:
Հոսանքը պետք է ավելի մեծ լինի նույն լարման դեպքում ավելի բարձր հզորությամբ աշխատելու համար: Քանի որ հոսանքը հակադարձ համեմատական է դիմադրությանը, ավելի մեծ հզորությամբ լամպը ավելի ցածր դիմադրություն ունի:
Դիտելով հոսանքի հոսանքն ու դիմադրությունը միացնող հավասարումը, կարելի է հանգել նույն եզրակացության. 0>P=U2/R
Շիկացման լամպի դիմադրությունը չափելիս պետք է զգույշ լինել. այն զգալիորեն կփոխվի, երբ թելիկը սառը է, համեմատած այն ժամանակ, երբ այն տաք է: Երբ շիկացած լամպը սառը է, այն գրեթե ամբողջությամբ անջատվում է տաք ժամանակի համեմատ:
Որքան ցածր է դիմադրությունը, այնքան մեծ է էներգիայի սպառումը (հավասար լարման դեպքում): Ավելի ցածր դիմադրության պատճառով ավելի շատ հոսանք կարող է հոսել նույն էլեկտրական ճնշման համար (լարման)
Օգտագործելով բանաձևը Հզորություն = V2 / R
50 Վտ լամպի համար , R=V2/P = 1202/50 = 288 Օմ:
I=P/V = 50/120 = 0,417 Ամպեր սպառվում է 50 վտ հզորությամբ լամպով:
75 վտ լամպ, R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohms:
I=P/V = 75/120 = 0,625 Ամպեր սպառվում է 75 վտ հզորությամբ լամպի կողմից:
The 50 վտ լամպի դիմադրությունը ամենաբարձրն է:
Ամենաշատ հոսանքը կրում է 75 վտ լամպը:
Էյնշտեյնի հավասարումը ֆիզիկայի հիմնական նորարարությունն է
12 վոլտ լարման մարտկոցը միացված էր 10 օհմ բեռի: Ձգված հոսանքը եղել է 1,18 ամպեր: Ո՞րն էր մարտկոցի ներքին դիմադրությունը:
Սկսելու համար պետք է ենթադրել, որ մարտկոցի լարումը կամ EMF-ն ուղիղ 12 Վ է: Այժմ դուք կարող եք լուծել ներքին դիմադրությունը՝ օգտագործելով Օհմի օրենքը:
Rtotal = 12 V / 1.18 A = 10.17 ohms Rtotal = V/I = 12 V / 1.18 A = 10.17 ohms
Տես նաեւ: Ո՞րն է տարբերությունը «Ser»-ի և «Ir»-ի միջև: (Բացատրված) – Բոլոր տարբերություններըԸնդամենը – Rload = 10,17 ohms – 10 ohms = 0,017 ohms
Հայտնի դիմադրության բեռնվածքի միջոցով ցրված հզորությունը, որը կապված է հայտնի պոտենցիալ տարբերության վրա, կարող է հաշվարկվել… Մեկ րոպեի ընթացքում 10V մարտկոցը ապահովում է 10 ohms դիմադրողական բեռ: Ի՞նչ է դա կոնկրետ: 24 վոլտ մարտկոցն ունի 1 օմ ներքին դիմադրություն ցույց տրված շղթայում, իսկ ամպաչափը ցույց է տալիս 12 Ա հոսանք:
Կամ կարող եք դա անել այսպես
Սրա պատասխանը Հարցը կարելի է ուղղակիորեն գտնել Օմի Օրենքում:
Ըստ Օմի օրենքի՝ լարումը, դիմադրությունը և հոսանքը կարելի է հաշվարկել մի շարք միացված շղթայում:
V=I⋅R
որտեղ V-ը նշանակում է լարում, ես՝ հոսանք, իսկ R՝ դիմադրություն
Մենք նաև գիտենք, որ մենք կարող ենք հաշվարկել ընդհանուր դիմադրությունը մի շարքով.միացված միացում՝ պարզապես ավելացնելով բոլոր Օմ-երը, որոնք մենք գտնում ենք ճանապարհին: Այս դեպքում մենք ունենք արտաքին դիմադրություն (նշված R) և մարտկոցի ներքին դիմադրություն (որը կնշենք r):
Քանի որ մենք այժմ գիտենք լարումը (12V), հոսանքը (1.18A), և արտաքին դիմադրություն (10), մենք կարող ենք լուծել հետևյալ հավասարումը.
I⋅(R+r)=V
R+r=VI
r=VI− R
Փոխարինելով իրական թվերը մեր փոփոխականների համար.
r=121.18−10≈0.1695Ω
Դիտեք հիմնական էլեկտրաէներգիայի և դրա տարրերի մասին տեսանյութը
Մարտկոցի տերմինալի պոտենցիալների տարբերությունը 12 վոլտ է, երբ միացված է 20 ohms արտաքին դիմադրությանը և 13,5 վոլտ, երբ միացված է 45 ohms արտաքին դիմադրության: Որո՞նք են մարտկոցի emf-ը և ներքին դիմադրությունը:
Թող E-ն լինի մարտկոցի EMF-ն, իսկ R-ը մարտկոցի ներքին դիմադրությունը, ապա 20 ohms-ի դեպքում հոսանքը 12/20= 0.6A է, իսկ 45 ohms-ի համար: հոսանքը 13,5/45= 0,3Ա է, ուրեմն առաջին պայմանը 0,6R+12=E իսկ երկրորդ պայմանը՝ 0,3R+13,5=E, ուրեմն լուծելով R= 5 ohms եւ E= 15v։
E= 15 V
r=5 Ohm
Ահա, թե ինչպես կարող եք դա անել.
Որոշեք հոսանքը յուրաքանչյուր շղթայի համար,
I1=0,6[A ] և I2=0 .3[A]
Յուրաքանչյուր շղթայի համար գրեք հավասարում U=E-I*r հավասարման միջոցով: Կլինեն երկու հավասարումներ և երկու փոփոխականներ:
Հաշվե՛ք E:
R գտնելու համար E-ի լուծված արժեքը նորից միացրեք ցանկացած հավասարման մեջ:
Ֆիզիկա ամեն ինչի մասինէլեկտրական սխեմաներ
Երբ հոսանքը 1,5 Ա է, մարտկոցի PD-ն 10 Վ է, իսկ երբ հոսանքը 2,5 Ա է, PD-ն 8 Վ է: Որքա՞ն է մարտկոցի ներքին դիմադրությունը:
Ըստ խնդրի հայտարարության՝
Vbat – Ix Ri = Pd
և ենթադրվում է, որ
10 = Vbat – 1,5*Ri (Հավասարում 1)
և
8 = Vbat – 2,5*Ri (Հավասարում 2)
Մենք ունենք երկու գծային առաջին կարգի հանրահաշվական հավասարումներ երկուսով. անհայտ մեծություններ, որոնք մենք կարող ենք բավականին հեշտությամբ լուծել փոխարինելով: 1-ին հավասարումը վերադասավորվում է՝ ստանալով
Vbat = 10 բազմապատկած 1,5*Ri
և այն միացնելով 2-րդ հավասարմանը, ստացվում է
8 = (10 + 1,5 Ri) մինուս 2,5 Ri
Հետևաբար
8 + (1,5–2,5) = 10
Այսպիսով, Ri որոշելու համար
-2 հավասար է - Ri
արդյունքում Ri = 2 ohms
Դիտեք տեսանյութը, թե ինչպես պարզել բջջի ներքին դիմադրությունը և emf-ը
Ինչ է տարբերությունը վտերի և վոլտերի միջև:
Վոլտը պոտենցիալ էներգիայի միավոր է : Այն ցույց է տալիս, թե որքան էներգիա կարող է ապահովել հոսանքի միավորը մինչդեռ ամպերը հոսանքի չափման միավոր է: Այն մեզ ասում է վայրկյանում հոսող էլեկտրոնների քանակի մասին:
Վատն ուժային միավոր է, որը ցույց է տալիս, թե որքան էներգիա է ծախսվում մեկ միավոր ժամանակում: Մեկ վտ-ը մեկ վոլտ սնուցման էներգիայի քանակն է, երբ հոսում է մեկ ամպեր. Կվտ/ժամը (կՎտժ) աԷներգիայի ստանդարտ միավոր, որը 1000 անգամ գերազանցում է սպառված էներգիայի քանակությունը, երբ մեկ վտ հզորությունը օգտագործվում է մեկ ժամվա ընթացքում:
Կարծում եմ, դուք բավականին ծանոթ եք վաթին և վոլտերին և դրանց տարբերություններին:
Ահա մի աղյուսակ, որը ցույց է տալիս չափումների ստանդարտ էլեկտրական միավորները իրենց նշանների հետ միասին
Էլեկտրական պարամետր | SI միավոր չափման | Սիմվոլ | Նկարագրություն |
Լարում | Volt | V կամ E | Էլեկտրական ներուժը չափելու միավոր V=I x R |
Հոսանք | Ամպեր | I կամ i | Էլեկտրական հոսանքի չափման միավոր I = V/ R |
Դիմադրություն | Օմ | R, Ω | Միավոր DC դիմադրություն R=V/I |
Հզորությունը | Վտ | W | Հզորության չափման միավորը P = V × I |
հաղորդականություն | Siemen | G կամ ℧ | Հակադարձ դիմադրության G= 1/R |
Լիցք | Coulomb | Q | Էլեկտրական լիցքը չափելու միավոր Q=C x V |
Ստանդարտ միջազգային միավորներ էլեկտրական հոսանքի արժեքները չափելու համար
Վերջնական մտքեր
Ներքին դիմադրությունը դիմադրություն է հոսքին հոսանք, որն ապահովվում է բջիջների և մարտկոցների միջոցով: Այս դիմադրությունը հանգեցնում է նաև ջերմության առաջացմանը: -ի տարբեր պարամետրերէլեկտրական հոսանքն օգնում է մեզ գտնել այլ անհայտ պարամետրեր:
Տարբեր պրակտիկայի խնդիրները մեզ տանում են այս պարամետրերի ավելի լավ հասկանալու: Նախկինում արծարծվել են տարբեր խնդիրներ, որոնք օգնել են մեզ գտնել էլեկտրաշարժիչ ուժեր (EMF), ներքին դիմադրություն և հոսանք նույնպես:
Ֆիզիկա պարզապես հասկանալը չէ. դա մեր առօրյա կյանքի ֆիզիկական պարամետրերի գիտություն է: Այն ներառում է նաև ընթացիկ, հաղորդունակության և ֆիզիկայի տարբեր օրենքներ:
Այն ամենը, ինչ դուք պետք է իմանաք, այս խնդիրները կիրառելն է և բանաձևերը անգիր անել, որպեսզի կարողանաք հաղթահարել ձեր քննությունները և ձեր կյանքում հանդիպող թվային խնդիրները: