内部抵抗、起電力、電流 - 練習問題の解答 - 違いのすべて

 内部抵抗、起電力、電流 - 練習問題の解答 - 違いのすべて

Mary Davis

内部抵抗とは、セルや電池が電流の流れに対抗するための抵抗のことで、熱を発生させる。 オーム は、内部抵抗を測定するための単位です。

内部抵抗の求め方には、さまざまな公式があります。 私たちは、データがあれば、どんな質問にも答えを見つけることができます。 たとえば、内部抵抗を求めるには、次のような公式を用います:

e = I(r+R)である。

この式で、eはオーム単位で測定される起電力、Iはアンペア(A)単位で測定される電流、Rは負荷抵抗となります。 rは内部抵抗です。 オームとは、内部抵抗の単位である。

前回提供した数式を、このような形で再整理します、

  • e = Ir+ IR
  • e = V + Ir

Vはセルにかかる電位差、Iはセルに流れる電流を表します。

注意してください: 起電力(emf)は、常にセルの電位差(V)よりも大きい。

この記事では、日常生活における物理学の活用や、パラメータの計算方法を公式や説明とともに知っていただくために、多くの練習問題を取り上げる予定です。 最後までお付き合いくださいね。

開放回路では、バッテリーの端子間の電位差は2.2ボルトです。 5オームの抵抗に接続すると、電位差は1.8ボルトに減少します。 内部抵抗とは一体何ですか?

これは開回路です。 開回路では電池の内部抵抗に電圧降下がありません。 閉回路になると、電流が内部抵抗に流れ、電圧降下が起こり、電池の電圧が下がります。

この場合、内部抵抗を特定する必要があります。 回路の開閉に伴う電圧を測定し、負荷抵抗も測定します。 この問題を解くには、まず、文中に記載されているデータを収集し、計算すべき内容を予測することが必要です。

データです: 電位差 V = 2.2 ボルト、負荷抵抗 Resistance= 5 オーム、電位差の降下は 1.8 ボルトです、

内部抵抗を求めます。

それを求めるには、以下の手順を解く必要があります。

最初に として、負荷電流を求める必要があります。 ,

I = V/Rなので、1.8/5 = 0.36A

それから、 電池の内部抵抗による電圧降下を求める:

2.2V-1.8V=0.4V

そこで、内部抵抗の電流と電圧を知ることで、:

R=V/I、0.4/0.36で1.1オームとなります。

したがって、内部抵抗は1.1オームとなります。

開放回路において、電池の端子間の電位差は2.2ボルトです。 電池の端子間の抵抗が5オームで、端子電位差は1.8ボルトです。 電池の内部抵抗はどうなるでしょうか。

これは、2.2Vの電源を挟んで直列に接続された2つの抵抗のうち、1つは5オームであるという単純な質問です。 そこで質問ですが、直列組み合わせのもう1つの抵抗、内部電池抵抗は何でしょうか。

まず、2.2Vのセルを描き、次にR(内部抵抗)、5Ωの外部抵抗、そして最後にソースに戻るという、驚くほどシンプルな方法です。

5Ωでは、1.8ボルトの降下があります。

流れる電流がI = 1.8/5 amps = 0.36Aの場合、内部抵抗は一体何なのか?

さっそく見てみましょう、

R=E÷Iだから、(2.2-1.8)V÷0.36A

= 0.4 / 0.36 となり、以下のようになります。 1.111オーム

ここでは、内部抵抗は1.11オームです。

など、この問題を解決するための別の方法があります:

セルが接続されている場合 5オーム ここで、rはセルの内部抵抗である。 の抵抗にかかる降下電圧は、2.2/(5+r)Aである。 5オーム です

5×2.2/(5+r)=2.2-1.8 となります。

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11=2+0.4r,

ということで、r=9/.4Ωとなります。

閉回路は、電流とコンダクタンスを提供します。

3つ目の、最も正確な解き方です、

  • 内部抵抗の電圧降下は、2.2 - 1.8 = 0.4Vに相当します。

5Ωの抵抗に流れる電流=1.85=0.36A

2つの抵抗を直列に接続すると、同じ電流が流れます。

ir=0.40.36=1.11ω

電池の内部抵抗の計算方法はお分かりいただけたと思います。

定格電力50Wと75Wの2つの電球を120Vの電圧で使用する場合、どちらの電球が最も抵抗が大きいか? どの電球が最も電流が大きいか?

電流は抵抗に反比例するので、ワット数の大きい電球は抵抗が小さくなります。

電流と抵抗を結ぶ方程式を見れば、同じ結論に達することができる:

P=U2/R

白熱電球の抵抗値を測定する場合、フィラメントが冷えているときと熱くなっているときでは大きく変化するので注意が必要です。 白熱電球が冷えているときは、熱くなっているときに比べてほぼ完全にショートしています。

抵抗値が低いほど消費電力が大きくなる(同じ電圧の場合)。 抵抗値が低いほど、同じ電気圧力(電圧)に対してより多くの電流を流すことができるためである。

パワー=V2/Rの公式を利用する。

50W電球の場合、R=V2/P=1202/50=288オームとなります。

I=P/V = 50/120 = 0.417 Ampsが50Wの電球で消費されます。

75w電球の場合、R=V2/P=1202÷75=192オームとなります。

I=P/V = 75/120 = 0.625アンペアが75Wの電球で消費されます。

50w電球の抵抗値が一番高いです。

最も電流が流れるのは75Wの電球です。

アインシュタインの方程式は、物理学のプライムイノベーションである

12Vのバッテリーを10Ωの負荷に接続したところ、引き出された電流は1.18アンペアだった。 バッテリーの内部抵抗は何アンペアか。

まず、電池の電圧または起電力を正確に12Vと仮定し、オームの法則を利用して内部抵抗を求めることができます。

Rtotal = 12 V / 1.18 A = 10.17 ohms Rtotal = V/I = 12 V / 1.18 A = 10.17 ohms

合計 - Rload = 10.17 ohms - 10 ohms = 0.017 ohms

既知の電位差に接続された既知の抵抗負荷によって散逸する電力は、次のように計算できます。 1分間、10V電池は10オームの抵抗負荷を提供します。 それは一体何ですか? 24V電池は、図示の回路で1オームの内部抵抗を持ち、電流計は12Aの電流を示しています。

または、このようにすることもできます。

この答えは、オームの法則にそのまま出ています。

オームの法則によれば、直列接続された回路の電圧、抵抗、電流を計算することができる。

V=I・R

ここで、Vは電圧、Iは電流、Rは抵抗を表します。

この場合、外部抵抗(R)と電池の内部抵抗(r)があります。

電圧(12V)、電流(1.18A)、外部抵抗(10)がわかったので、次の式を解くことができます:

I・(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

変数に実数を代入する:

r=121.18-10≈0.1695Ω

電気の基礎とその要素について動画で確認する

電池の端子電位差は、外部抵抗20Ωに接続すると12ボルト、外部抵抗45Ωに接続すると13.5ボルトになります。 電池の起電力と内部抵抗は何でしょうか。

電池の起電力をE、電池の内部抵抗をRとすると、20オームの場合の電流は12/20=0.6A、45オームの場合の電流は13.5/45=0.3Aとなり、第1条件0.6R+12=E、第2条件0.3R+13.5=EなのでR=5オーム、E=15vと解く。

E=15V

r=5 オーム

ここでは、その方法を紹介します:

各回路の電流を決定する、

I1=0.6[A], I2=0 .3[A]です。

U=E-I*rの式を使って各回路の方程式を書きなさい。方程式は2つ、変数は2つになります。

Eを算出する。

rを求めるには、解いたEの値をどちらかの式に差し戻します。

物理学は電気回路がすべて

電流が1.5Aのとき、電池のPDは10V、電流が2.5Aのとき、PDは8Vである。 電池の内部抵抗は何Vか。

問題文によると

Vbat - Ix Ri = Pd

と仮定しています。

10 = Vbat - 1.5*Ri (式1)

8 = Vbat - 2.5*Ri (式2)

2つの未知量を持つ2つの線形一次代数方程式があり、代入によって非常に簡単に解くことができます。 式1を並べ替えると、次のようになります。

Vbat=10×1.5×Riとする。

となり、これを式2に代入すると

8 = (10 + 1.5 Ri) マイナス2.5 Ri

したがって

8 + (1.5-2.5) = 10

だから、Riを決定するために、

-2 は -Ri に等しい。

となり、Ri=2オームとなる。

電池の内部抵抗と起電力の求め方を動画で確認する

ワットとボルトの違いは何ですか?

ボルトは位置エネルギー単位 .1単位の電流がどれだけのエネルギーを供給できるかを示す。 アンペアは電流を表す単位で、1秒間に流れる電子の数を表します。

ワットとは、単位時間当たりに使用されるエネルギーの量を示す電力単位です。 1ワットは、1ボルトの電源に1アンペアの電流を流したときに得られる電力量です:1V 1A = 1W

キロワットアワー(kWh)は、1ワットの電力を1時間使用したときの消費電力量の1000倍に相当するエネルギーの標準単位です。

ワットとボルト、その違いについては、皆さんよくご存じだと思います。

以下は、標準電気単位とその記号を示した表です。

電気的パラメータ SI 単位 シンボル 商品説明
電圧 ヴォルト VまたはE 電位を測定する単位

V=I×R

カレント アンペア i または i 電流を測定する単位

I = V/R

関連項目: fuera」と「afuera」の違いは? (チェック済み) - All The Differences
抵抗感 オーム R, Ω 直流抵抗の単位

R=V/I

パワー ワッツ W 電力測定の単位

P = V × I

コンダクタンス ジーメン Gまたは℧。 抵抗の逆数

G= 1/R

チャージ クーロン Q 電荷を測定する単位

Q=C×V

電流の値を測定するための標準国際単位

最終的な感想

内部抵抗とは、細胞や電池に供給される電流の流れに対する抵抗のことで、この抵抗によって熱も発生する。 電流のさまざまなパラメータは、他の未知のパラメータを見つけるのに役立ちます。

これまでにも、起電力、内部抵抗、電流を求めるためのさまざまな問題が出題されてきました。

物理学は単に理解するだけでなく、私たちの日常生活の物理的なパラメータを科学するもので、電流やコンダクタンス、物理学のさまざまな法則も含まれます。

必要なのは、これらの問題を練習し、公式を暗記することで、試験や生活の中で遭遇する数字の問題を乗り切ることです。

Mary Davis

Mary Davis は、さまざまなトピックの比較分析を専門とするライター、コンテンツクリエーター、そして熱心な研究者です。ジャーナリズムの学位を取得し、この分野で 5 年以上の経験を持つメアリーは、偏見のない率直な情報を読者に届けることに情熱を持っています。彼女の書くことへの愛情は幼い頃から始まり、それが彼女の執筆活動での成功の原動力となっています。メアリーは、調査し、その結果をわかりやすく魅力的な形式で提示する能力により、世界中の読者に愛されています。執筆以外の時間は、メアリーは旅行、読書、家族や友人との時間を楽しんでいます。