Iekšējā pretestība ir pretestība, ko strāvas plūsmai rada elementi un baterijas. Tā rada siltumu. Omi ir vienība iekšējās pretestības mērīšanai.

Pastāv dažādas formulas iekšējās pretestības noteikšanai. Mēs varam atrast atbildes uz jebkuru jautājumu, ja mums ir pieejami dati. Piemēram, lai noteiktu iekšējo pretestību, mēs izmantojam šo formulu:

e = I (r + R)

Šajā formulā e ir EMF jeb elektromotora spēks, ko mēra omos, I ir strāva, ko mēra ampēros (A), un R ir slodzes pretestība, bet r ir iekšējā pretestība. Omsi ir iekšējās pretestības mērvienība.

Iepriekš sniegtā formula ir pārveidota šādā veidā,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V apzīmē potenciālu starpību, kas pielikta šūnai, un I ir strāva, kas plūst pāri šūnai.

Piezīme: Elektromotora spēks (emf) vienmēr ir lielāks par šūnas potenciālu starpību (V).

Tādējādi, zinot dažus no parametriem, mēs varam atrast citus. Šajā rakstā es b risināt daudzus praktiskus uzdevumus, kas palīdzēs jums uzzināt par fizikas pielietojumu mūsu ikdienā, un veidus, kā aprēķināt parametrus kopā ar formulām un aprakstiem. Vienkārši turieties ar mani līdz galam.

Atvērtā ķēdē potenciālu starpība starp akumulatora spailēm ir 2,2 V. Potenciālu starpība samazinās līdz 1,8 V, ja to savieno pāri pretestībai 5 Ω. Kas tieši ir iekšējā pretestība?

Tā ir atvērta ķēde. Atvērtā ķēdē akumulatora iekšējai pretestībai nav sprieguma krituma. Kad izveidojas slēgta ķēde, strāva plūst caur iekšējo pretestību, izraisot sprieguma kritumu un pazeminot spriegumu akumulatorā.

Šajā gadījumā jums ir jānosaka iekšējā pretestība. Jūs izmērāt spriegumu ķēdē, kad tā atveras un aizveras, kā arī slodzes pretestību. Lai atrisinātu šo uzdevumu, vispirms ir jāapkopo dati, kas ir sniegti uzdevumā, un pēc tam jāparedz, kas ir jāaprēķina.

Dati: Potenciālu starpība V = 2,2 volti, slodzes pretestība Resistance = 5 omi, potenciālu starpības kritums ir 1,8 volti,

Atrodiet iekšējo pretestību.

Lai to noskaidrotu, mums jāatrisina šādi uzdevumi.

Pirmkārt, mums jāatrod slodzes strāva kā ,

I = V/R, tātad 1,8/5 = 0,36 A

Tad, Atrodiet akumulatora iekšējās pretestības sprieguma kritumu:

2,2V-1,8V=0,4V

Tātad, zinot iekšējās pretestības strāvu un spriegumu :

R = V/I, 0,4/0,36 dod 1,1 omu

Tādējādi iekšējā pretestība ir 1,1 oms.

Atvērtā ķēdē potenciālu starpība starp šūnas spailēm ir 2,2 V. Spaiļu potenciālu starpība ir 1,8 V, ja pretestība pāri šūnas spailēm ir 5 Ω. Kāda būs šūnas iekšējā pretestība?

Tas ir vienkāršs jautājums par diviem rezistoriem, kas savienoti virknē pāri 2,2 V avotam, no kuriem viens ir 5 omi. Tātad jautājums ir, kāda ir otra pretestība sērijas kombinācijā, iekšējā akumulatora pretestība?

Tas ir neticami vienkārši. Vispirms uzzīmējiet 2,2 voltu elementu, tad R (iekšējo rezistoru), 5 omu ārējo rezistoru un visbeidzot atgriezieties pie avota.

Caur 5 omiem ir 1,8 voltu kritums.

Kāda tieši ir iekšējā pretestība, ja caur to plūst strāva I = 1,8/5 ampēri = 0,36 A?

Apskatīsim to,

R = E / I, tātad (2,2 - 1,8)V / 0,36A

= 0,4 / 0,36, un tas ir vienāds ar 1,111 oma

Šeit iekšējā pretestība ir 1,11 omu.

Ir alternatīvi veidi, kā atrisināt šo jautājumu, piemēram:

Kad šūna ir savienota ar 5 omi , strāva, kas plūst caur ķēdi, ir I = 2,2/(5+r) A. Kur r ir elementa iekšējā pretestība. Krituma spriegums caur pretestību, kas vienāda ar 5 omi ir

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 un

11=2+0.4r,

tātad r=9/.4 ohm.

Slēgta ķēde nodrošina strāvu un vadītspēju

Trešais un visprecīzākais veids, kā to atrisināt, ir,

• Sprieguma kritums iekšējā pretestībā ir vienāds ar 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Strāva caur 5 omu pretestību=1.85=0.36A

Ja divas pretestības ir savienotas secīgi, caur tām plūst vienāda strāva.

IR=0.40.36=1.11Ω

Es domāju, ka tagad jūs zināt, kā aprēķināt akumulatoru iekšējo pretestību.

Aplūkojiet divas spuldzes, no kurām vienas jauda ir 50 W, bet otras - 75 W, abas darbojas ar 120 V. Kura spuldze ir izturīgākā? Kuras spuldzes strāva ir lielāka?

Strāvai jābūt lielākai, lai pie tāda paša sprieguma darbotos ar lielāku jaudu. Tā kā strāva ir apgriezti proporcionāla pretestībai, spuldzei ar lielāku jaudu ir mazāka pretestība.

Aplūkojot vienādojumu, kas saista strāvas strāvu un pretestību, var nonākt pie tā paša secinājuma:

P=U2/R

Mērot kvēlspuldzes pretestību, jābūt piesardzīgiem: tā ievērojami mainās, kad kvēlspuldze ir auksta, salīdzinājumā ar karstu kvēldiegu. Kad kvēlspuldze ir auksta, tā gandrīz pilnībā izslēdzas, salīdzinot ar karstu kvēldiegu.

Jo mazāka pretestība, jo lielāks enerģijas patēriņš (pie vienāda sprieguma). Zemākas pretestības dēļ var plūst lielāka strāva pie vienāda elektriskā spiediena (sprieguma).

Izmantojot formulu Jauda = V2 / R

50 W spuldzei R = V2/P = 1202/50 = 288 Ω.

I=P/V = 50/120 = 0,417 ampēra patērē 50 vatu spuldze.

75 W spuldzei R = V2/P = 1202 / 75 = 192 omi.

I=P/V = 75/120 = 0,625 ampēri, ko patērē 75 vatu spuldze.

50 W spuldzes pretestība ir vislielākā.

Vislielāko strāvas stiprumu nodrošina 75 W spuldze.

Einšteina vienādojums ir galvenais fizikas jaunievedums.

12 V akumulators tika pievienots 10 Ω slodzei. Izslēgtā strāva bija 1,18 A. Kāda bija akumulatora iekšējā pretestība?

Lai sāktu, jāpieņem, ka akumulatora spriegums jeb EMS ir tieši 12 V. Tagad jūs varat atrisināt iekšējās pretestības jautājumu, izmantojot Oma likumu.

Rtotal = 12 V / 1,18 A = 10,17 omu Rtotal = V/I = 12 V / 1,18 A = 10,17 omu

Kopā - Rload = 10,17 omu - 10 omu = 0,017 oma

Jaudu, ko izkliedē zināma pretestības slodze, kas savienota pāri zināmai potenciālu starpībai, var aprēķināt pēc... Uz vienu minūti 10 V akumulators nodrošina 10 Ω lielu pretestības slodzi. Kāda tieši tā ir? 24 V akumulatoram attēlotajā shēmā iekšējā pretestība ir 1 Ω, un ampērmetrs rāda 12 A strāvu.

Vai arī varat to darīt šādi.

Atbildi uz šo jautājumu var atrast tieši Oma likumā.

Saskaņā ar Oma likumu var aprēķināt spriegumu, pretestību un strāvu virknē savienotā ķēdē.

V=I⋅R

kur V apzīmē spriegumu, I - strāvu un R - pretestību.

Mēs arī zinām, ka varam aprēķināt kopējo pretestību virknē savienotā ķēdē, vienkārši saskaitot visus pa ceļam atrastos omus. Šajā gadījumā mums ir ārējā pretestība (apzīmēta ar R) un akumulatora iekšējā pretestība (ko apzīmēsim ar r).

Tā kā tagad mēs zinām spriegumu (12V), strāvu (1,18A) un ārējo pretestību (10), mēs varam atrisināt šādu vienādojumu:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Mūsu mainīgo aizstājot ar reāliem skaitļiem:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Aplūkojiet videoklipu par elektrības pamatiem un tās elementiem.

Akumulatora terminālu potenciālu starpība ir 12 voltu, ja tas ir savienots ar ārējo pretestību 20 Ω, un 13,5 voltu, ja tas ir savienots ar ārējo pretestību 45 Ω. Kāds ir akumulatora emf un iekšējā pretestība?

Lai E ir akumulatora EMS un R ir akumulatora iekšējā pretestība, tad 20 omiem strāva ir 12/20 = 0,6 A un 45 omiem strāva ir 13,5/45 = 0,3 A, tātad pirmais nosacījums 0,6 R+12 = E un otrais nosacījums 0,3 R+13,5 = E, tātad R = 5 omiem un E = 15 V.

E=15 V

r = 5 Ohm

Lūk, kā jūs to varētu darīt:

Nosakiet strāvas lielumu katrai ķēdei,

I1=0,6[A] un I2=0,3[A]

Uzrakstiet vienādojumu katrai shēmai, izmantojot vienādojumu U=E-I*r. Būs divi vienādojumi un divi mainīgie.

Aprēķiniet E.

Lai atrastu r, pievienojiet atrisināto E vērtību abiem vienādojumiem.

Fizika ir par elektriskajām ķēdēm

Ja strāva ir 1,5 A, akumulatora PD ir 10 V, bet, ja strāva ir 2,5 A, PD ir 8 V. Kāda ir akumulatora iekšējā pretestība?

Saskaņā ar problēmas formulējumu,

Vbat - Ix Ri = Pd

un tiek pieņemts, ka

10 = Vbat - 1,5*Ri (1. vienādojums)

un

8 = Vbat - 2,5*Ri (2. vienādojums)

Mums ir divi lineāri pirmās kārtas algebriskie vienādojumi ar diviem nezināmajiem lielumiem, kurus varam atrisināt diezgan viegli, veicot aizvietošanu. 1. vienādojumu pārkārtojot, iegūstam šādu rezultātu

Vbat = 10 reizināts ar 1,5*Ri

un, pievienojot to 2. vienādojumam, iegūstam

8 = (10 + 1.5 Ri) mīnus 2,5 Ri

Tāpēc

8 + (1.5-2.5) = 10

Tātad, lai noteiktu Ri,

-2 ir vienāds ar -Ri

rezultātā Ri = 2 omi

Skatiet videoklipu par to, kā noskaidrot šūnas iekšējo pretestību un emf.

Kāda ir atšķirība starp vatu un voltu?

Volts ir potenciālās enerģijas vienība . Tas norāda, cik daudz enerģijas var nodrošināt strāvas vienība. savukārt ampērs ir strāvas mērvienība. Tā norāda uz elektronu skaitu, kas plūst sekundē.

Vats ir jaudas mērvienība, kas norāda, cik daudz enerģijas tiek patērēts laika vienībā. Viens vats ir jaudas daudzums, ko nodrošina viena volta strāvas avots, kad plūst viens strāvas ampērs: 1 V 1 A ir 1 W.

Lai aprēķinātu patērētās enerģijas daudzumu, reiziniet vatus ar laiku. Kilovatstunda (kWh) ir standarta enerģijas mērvienība, kas ir 1000 reižu lielāka par patērēto enerģijas daudzumu, ja vienu vatu enerģijas izmanto vienu stundu.

Domāju, ka jūs labi pārzināt vatu un voltu jēdzienus un to atšķirības.

Šeit ir tabula, kurā norādītas standarta elektriskās mērvienības un to simboli.

Standarta starptautiskās vienības elektriskās strāvas vērtību mērīšanai

Nobeiguma domas

Iekšējā pretestība ir pretestība strāvas plūsmai, kas tiek nodrošināta caur šūnām un baterijām. Šīs pretestības rezultātā rodas arī siltums. Dažādi elektriskās strāvas parametri palīdz mums atrast citus nezināmus parametrus.

Dažādas praktiskās uzdevumi palīdz mums labāk izprast šos parametrus. Iepriekš ir risinātas dažādas problēmas, kas palīdzēja mums atrast elektromotora spēku (emf), iekšējo pretestību un arī strāvu.

Fizika nav tikai izpratne, tā ir zinātne par mūsu ikdienas dzīves fizikālajiem parametriem. Tā ietver arī strāvu, vadītspēju un dažādus fizikas likumus.

Viss, kas jums jāzina, ir praktizēt šos uzdevumus un iegaumēt formulas, lai tiktu galā ar eksāmeniem un jebkurām skaitliskajām problēmām, ar kurām saskaraties dzīvē.