Vnútorný odpor je odpor, ktorý kladú články a batérie proti toku prúdu. Jeho výsledkom je produkcia tepla. Ohmy je jednotka na meranie vnútorného odporu.

Na určenie vnútorného odporu existujú rôzne vzorce. Ak máme k dispozícii údaje, môžeme nájsť odpoveď na akúkoľvek otázku. Napríklad na určenie vnútorného odporu použijeme tento vzorec:

e = I (r + R)

V tomto vzorci e je EMF alebo elektromotorická sila, ktorá sa meria v ohmoch, I je prúd, ktorý sa meria v ampéroch (A), a R je odpor záťaže, zatiaľ čo r je vnútorný odpor. Ohmy sú jednotkou merania vnútorného odporu.

Predchádzajúci vzorec sa upraví do tejto podoby,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V sa označuje ako rozdiel potenciálov aplikovaný na článok a I predstavuje prúd tečúci cez článok.

Poznámka: Elektromotorická sila (emf) je vždy väčšia ako rozdiel potenciálov (V) článku.

Poznanie niektorých parametrov nás teda vedie k nájdeniu ďalších. V tomto článku budem b riešiť mnoho praktických úloh, ktoré vám pomôžu spoznať využitie fyziky v našom každodennom živote a spôsoby výpočtu parametrov spolu so vzorcami a popismi. Stačí, ak so mnou vydržíte až do konca.

Pri otvorenom obvode je rozdiel potenciálov medzi svorkami batérie 2,2 V. Pri pripojení cez odpor 5 ohmov sa rozdiel potenciálov zníži na 1,8 V. Čo presne je vnútorný odpor?

Ide o otvorený obvod. Vnútorný odpor batérie nemá v otvorenom obvode žiadny úbytok napätia. Keď sa vytvorí uzavretý obvod, prúd preteká cez vnútorný odpor, čo spôsobuje úbytok napätia a znižuje napätie na batérii.

V tomto prípade musíte určiť vnútorný odpor. Meriate napätie na obvode pri jeho otváraní a zatváraní, ako aj odpor záťaže. Na vyriešenie tejto úlohy musíme najprv zhromaždiť údaje, ktoré sú uvedené vo výpise, a potom predpovedať, čo treba vypočítať.

Údaje: Rozdiel potenciálov V = 2,2 V , odpor záťaže = 5 ohmov, pokles rozdielu potenciálov je 1,8 V,

Zistite vnútorný odpor.

Aby sme to zistili, musíme vyriešiť nasledujúce kroky.

Po prvé, musíme nájsť záťažový prúd ako ,

I = V/R, takže 1,8/5 = 0,36 A

Potom, Zistite pokles napätia vnútorného odporu batérie:

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

Ak teda poznáme prúd a napätie vnútorného odporu :

R=V/I, 0,4/0,36 dáva 1,1 ohmu

Vnútorný odpor je teda 1,1 ohmu.

V otvorenom obvode je rozdiel potenciálov medzi svorkami článku 2,2 V. Rozdiel potenciálov svoriek je 1,8 V pri odpore 5 ohmov cez svorky článku. Aký bude vnútorný odpor článku?

Ide o jednoduchú otázku o dvoch rezistoroch zapojených sériovo cez zdroj 2,2 V, z ktorých jeden je 5 ohmov. Otázka teda znie, aký je druhý odpor v sériovej kombinácii, vnútorný odpor batérie?

Je to neuveriteľne jednoduché. Najprv nakreslite 2,2 V článok, potom R (vnútorný odpor), 5 ohmový vonkajší odpor a nakoniec sa vráťte k zdroju.

Cez 5 ohmov je pokles 1,8 V.

Aký presne je vnútorný odpor, ak ním preteká prúd I = 1,8/5 ampérov = 0,36 A?

Pozrime sa na to,

R = E / I, teda (2,2 - 1,8)V / 0,36A

= 0,4 / 0,36 a rovná sa 1,111 ohmov

Tu je vnútorný odpor 1,11 ohmov.

Existujú alternatívne spôsoby riešenia tejto otázky, napr.:

Keď je bunka pripojená k 5 ohmov , prúd pretekajúci obvodom je I = 2,2/(5+r) A. Kde r je vnútorný odpor článku. 5 ohmov je .

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 a

11=2+0.4r,

takže r=9/.4 ohm.

Uzavretý okruh poskytuje prúd a vodivosť

Tretí a najpresnejší spôsob riešenia je,

• Úbytok napätia na vnútornom odpore sa rovná 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Prúd cez odpor 5 ohmov=1,85=0,36 A

Ak sú dva odpory zapojené do série, preteká nimi rovnaký prúd.

IR=0.40.36=1.11Ω

Myslím, že teraz viete, ako vypočítať vnútorný odpor batérií.

Uvažujme dve žiarovky, jednu s výkonom 50 W a druhú s výkonom 75 W, obe s napätím 120 V. Ktorá žiarovka je najodolnejšia? Ktorá žiarovka má najväčší prúd?

Prúd musí byť väčší, aby pri rovnakom napätí fungoval pri vyššom výkone. Keďže prúd je nepriamo úmerný odporu, žiarovka s vyšším výkonom má nižší odpor.

Ak sa pozrieme na rovnicu, ktorá spája výkonový prúd a odpor, môžeme dospieť k rovnakému záveru:

P=U2/R

Pri meraní odporu žiarovky treba byť opatrný: pri studenom vlákne sa odpor výrazne zmení v porovnaní s horúcim vláknom. Keď je žiarovka studená, takmer úplne sa skratuje v porovnaní s horúcou žiarovkou.

Čím nižší je odpor, tým vyššia je spotreba energie (pri rovnakom napätí). Vďaka nižšiemu odporu môže pri rovnakom elektrickom tlaku (napätí) pretekať väčší prúd

Pomocou vzorca Výkon = V2 / R

Pre 50W žiarovku platí R=V2/P = 1202/50 = 288 Ohmov.

I=P/V = 50/120 = 0,417 A spotrebuje 50wattová žiarovka.

Pre 75W žiarovku je R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohmov.

I=P/V = 75/120 = 0,625 A spotrebuje 75-wattová žiarovka.

Odpor 50W žiarovky je najvyšší.

Najväčší prúd má 75W žiarovka.

Einsteinova rovnica je hlavnou inováciou fyziky

K 12 V batérii bola pripojená záťaž s impedanciou 10 Ω. Odoberaný prúd bol 1,18 A. Aký bol vnútorný odpor batérie?

Na začiatku musíte predpokladať, že napätie alebo EMP batérie je presne 12 V. Teraz môžete vyriešiť vnútorný odpor pomocou Ohmovho zákona.

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

Celkovo - Rload = 10,17 ohmov - 10 ohmov = 0,017 ohmov

Výkon rozptýlený známou odporovou záťažou pripojenou cez známy rozdiel potenciálov možno vypočítať podľa... Počas jednej minúty poskytuje batéria 10 V odporovú záťaž 10 Ω. Aký je to presne? 24 V batéria má v znázornenom zapojení vnútorný odpor 1 Ω a ampérmeter ukazuje prúd 12 A.

Alebo to môžete urobiť takto

Odpoveď na túto otázku nájdete priamo v Ohmovom zákone.

Podľa Ohmovho zákona možno vypočítať napätie, odpor a prúd v sériovo zapojenom obvode.

V=I⋅R

kde V označuje napätie, I označuje prúd a R označuje odpor

Vieme tiež, že celkový odpor v sériovo zapojenom obvode môžeme vypočítať jednoduchým sčítaním všetkých Ohmov, ktoré na tejto ceste nájdeme. V tomto prípade máme vonkajší odpor (označený R) a vnútorný odpor batérie (ktorý označíme r).

Keďže teraz poznáme napätie (12 V), prúd (1,18 A) a vonkajší odpor (10), môžeme vyriešiť nasledujúcu rovnicu:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Nahradenie našich premenných reálnymi číslami:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Pozrite si video o základoch elektriny a jej prvkoch

Rozdiel potenciálov na svorkách batérie je 12 V, keď je pripojená k vonkajšiemu odporu 20 ohmov, a 13,5 V, keď je pripojená k vonkajšiemu odporu 45 ohmov. Aké sú emf a vnútorný odpor batérie?

Nech E je EMF batérie a R je vnútorný odpor batérie, potom pre 20 ohmov je prúd 12/20= 0,6A a pre 45 ohmov je prúd 13,5/45= 0,3A, takže prvá podmienka 0,6R+12=E a druhá podmienka 0,3R+13,5=E, takže riešenie R= 5 ohmov a E= 15v.

E=15 V

r=5 Ohm

Tu je návod, ako by ste mohli postupovať:

Určte prúd pre každý obvod,

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

Napíšte rovnicu pre každý obvod pomocou rovnice U=E-I*r. Budú dve rovnice a dve premenné.

Vypočítajte E.

Ak chcete zistiť r, vložte vyriešenú hodnotu E späť do ktorejkoľvek z rovníc.

Fyzika je o elektrických obvodoch

Pri prúde 1,5 A je PD batérie 10 V a pri prúde 2,5 A je PD 8 V. Aký je vnútorný odpor batérie?

Podľa zadania problému,

Vbat - Ix Ri = Pd

a predpokladá sa, že

10 = Vbat - 1,5*Ri (rovnica 1)

a

8 = Vbat - 2,5*Ri (rovnica 2)

Máme dve lineárne algebraické rovnice prvého rádu s dvoma neznámymi veličinami, ktoré vieme pomerne jednoducho vyriešiť substitúciou. Rovnicu 1 preusporiadame a dostaneme

Vbat = 10 vynásobené 1,5*Ri

a jeho dosadením do rovnice 2 dostaneme

8 = (10 + 1.5 Ri) mínus 2,5 Ri

Preto

8 + (1.5-2.5) = 10

Takže na určenie Ri,

-2 sa rovná -Ri

Výsledkom je Ri = 2 ohmy

Pozrite si video o tom, ako zistiť vnútorný odpor a emf článku

Aký je rozdiel medzi wattmi a voltmi?

Volt je jednotka potenciálnej energie Udáva, koľko energie môže poskytnúť jednotka prúdu. zatiaľ čo ampér je jednotka na meranie prúdu. Hovorí nám o počte elektrónov, ktoré pretečú za sekundu.

Watt je jednotka výkonu, ktorá udáva, koľko energie sa spotrebuje za jednotku času. Jeden watt je množstvo energie, ktoré dodá zdroj s napätím jedného voltu pri prietoku jedného ampéra prúdu: 1 V 1 A sa rovná 1 W

Ak chcete vypočítať množstvo spotrebovanej energie, vynásobte watty časom. Kilowatthodina (kWh) je štandardná jednotka energie, ktorá predstavuje 1000-násobok množstva energie spotrebovanej pri použití jedného wattu energie počas jednej hodiny.

Myslím, že ste dobre oboznámení s pojmami watt a volt a ich rozdielmi.

Tu je tabuľka, v ktorej sú uvedené štandardné elektrické meracie jednotky spolu s ich symbolmi

Štandardné medzinárodné jednotky na meranie hodnôt elektrického prúdu

Záverečné myšlienky

Vnútorný odpor je odpor proti toku prúdu, ktorý je poskytovaný cez články a batérie. Tento odpor má za následok aj vznik tepla. Rôzne parametre elektrického prúdu nám pomáhajú zistiť ďalšie neznáme parametre.

Rôzne praktické úlohy nás vedú k lepšiemu pochopeniu týchto parametrov. V minulosti sa riešili rôzne úlohy, ktoré nám pomohli zistiť elektromotorické sily (emf), vnútorný odpor a tiež prúd.

Fyzika nie je len chápanie, je to veda o fyzikálnych parametroch nášho každodenného života. Zahŕňa aj prúd, vodivosť a rôzne fyzikálne zákony.

Stačí si tieto úlohy precvičiť a zapamätať si vzorce, aby ste zvládli skúšky a všetky numerické problémy, s ktorými sa v živote stretnete.