Det inre motståndet är det motstånd som cellerna och batterierna utgör mot strömflödet och som leder till värmeutveckling. Ohms är en enhet för att mäta det inre motståndet.

Det finns olika formler för att bestämma det interna motståndet. Vi kan hitta svar på alla frågor om vi får data. För att hitta det interna motståndet använder vi till exempel följande formel:

e = I (r + R)

I denna formel är e EMF eller elektromotorisk kraft som mäts i ohm, I är strömmen som mäts i ampere (A) och R är belastningsmotståndet. r är det interna motståndet. Ohms är måttenheten för inre motstånd.

Formeln från tidigare är omformad i denna form,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V betecknas som den potentialskillnad som appliceras över cellen och I representerar den ström som flyter över cellen.

Observera: Den elektromotoriska kraften (emf) är alltid större än cellens potentialskillnad (V).

Att känna till vissa parametrar leder oss alltså till att hitta andra. Jag kommer att ta upp många praktiska problem i den här artikeln, som kommer att hjälpa dig att känna till hur fysiken används i vårt dagliga liv och hur du kan beräkna parametrarna tillsammans med formler och beskrivningar. Följ med mig till slutet.

Vid en öppen krets är potentialskillnaden mellan batteripolerna 2,2 volt. Potentialskillnaden minskar till 1,8 volt när batteriet kopplas över ett motstånd på 5 ohm. Vad är egentligen inre motstånd?

Detta är en öppen krets. Batteriets inre motstånd har inget spänningsfall över det i en öppen krets. När en sluten krets bildas flödar strömmen genom det inre motståndet, vilket orsakar ett spänningsfall och sänker spänningen över batteriet.

I det här fallet måste du identifiera det inre motståndet. Du mäter spänningen över kretsen när den öppnas och stängs, samt belastningsmotståndet. För att lösa det här problemet måste vi först samla in de uppgifter som anges i påståendet och sedan förutsäga vad som behöver beräknas.

Uppgifter: Potentialdifferensen V = 2,2 volt, belastningsmotstånd Resistance= 5 ohm, potentialskillnadsfallet är 1,8 volt,

Hitta det inre motståndet.

För att ta reda på det måste vi lösa följande steg.

Först, Vi måste hitta belastningsströmmen som ,

I = V/R så 1,8/5 = 0,36A

Då, Hitta spänningsfallet för batteriets interna motstånd:

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

Så, när man känner till strömmen och spänningen för det inre motståndet :

R=V/I, 0,4/0,36 ger 1,1 ohm

Det inre motståndet är alltså 1,1 ohm.

I en öppen krets är potentialskillnaden mellan terminaler i en cell 2,2 volt. Potentialskillnaden mellan terminaler är 1,8 volt med ett motstånd på 5 ohm över cellens terminaler. Vad blir cellens inre motstånd?

Detta är en enkel fråga om två motstånd som är seriekopplade över en 2,2 V-källa, varav ett är 5 ohm. Så frågan är vad det andra motståndet i seriekombinationen är, det interna batterimotståndet?

Det är otroligt enkelt: Dra först en 2,2 volts cell, sedan ett R (inre motstånd), ett externt motstånd på 5 ohm och slutligen tillbaka till källan.

Över 5 ohm är det en minskning på 1,8 volt.

Vad exakt är det interna motståndet om strömmen som flyter genom det är I = 1,8/5 ampere = 0,36 A?

Låt oss ta en titt på den,

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

= 0,4 / 0,36 och är lika med 1,111 ohm

Här är det inre motståndet 1,11 ohm.

Det finns alternativa sätt att lösa denna fråga, till exempel:

När cellen är ansluten till 5 ohm är strömmen som flyter genom kretsen I = 2,2/(5+r) A. Där r är cellens inre motstånd. Den fallande spänningen över ett motstånd på 5 ohm är

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 och

11=2+0.4r,

så r=9/.4 ohm.

En sluten krets ger ström och konduktans.

Det tredje och mest exakta sättet att lösa detta är,

• Spänningsfallet över det interna motståndet är lika med 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Strömmen genom 5 ohm-motståndet = 1,85 = 0,36A

När två motstånd är kopplade i serie kommer samma ström att flöda genom dem.

IR=0.40.36=1.11Ω

Jag tror att du nu vet hur man beräknar batteriernas inre motstånd.

Tänk på två glödlampor, en på 50 W och en på 75 W, båda på 120 V. Vilken glödlampa är mest motståndskraftig? Vilken glödlampa har högst strömstyrka?

Strömmen måste vara större för att man ska kunna arbeta med högre effekt vid samma spänning. Eftersom strömmen är omvänt proportionell mot motståndet har en glödlampa med högre effekt ett lägre motstånd.

Genom att titta på ekvationen som kopplar samman strömmen och motståndet kan man komma fram till samma slutsats:

P=U2/R

När man mäter motståndet hos en glödlampa måste man vara försiktig: det förändras avsevärt när glödtråden är kall jämfört med när den är varm. När en glödlampa är kall, blir den nästan helt kortslutad jämfört med när den är varm.

Ju lägre motstånd, desto högre energiförbrukning (för samma spänning). På grund av det lägre motståndet kan mer ström passera för samma elektriska tryck (spänning).

Med hjälp av formeln Effekt = V2 / R

För en glödlampa på 50 W är R=V2/P = 1202/50 = 288 ohm.

I=P/V = 50/120 = 0,417 ampere förbrukas av en glödlampa på 50 watt.

För en 75w glödlampa är R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohm.

I=P/V = 75/120 = 0,625 ampere förbrukas av en 75-watts glödlampa.

Motståndet hos 50w-lampan är störst.

Den största strömmen tas upp av 75w-lampan.

En Einsteins ekvation är fysikens främsta innovation.

Ett 12-voltsbatteri var anslutet till en belastning på 10 ohm. Strömmen var 1,18 ampere. Vad var batteriets inre motstånd?

Till att börja med måste du anta att batteriets spänning eller EMF är exakt 12 V. Du kan nu lösa det inre motståndet med hjälp av Ohms lag.

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

Totalt - Rload = 10,17 ohm - 10 ohm = 0,017 ohm

Den effekt som förbrukas av en belastning med känt motstånd som är ansluten över en känd potentialskillnad kan beräknas genom... Under en minut ger ett 10 V-batteri en resistiv belastning på 10 ohm. Vad exakt är det? 24 V-batteriet har ett inre motstånd på 1 ohm i den visade kretsen och amperemetern visar en ström på 12 A.

Eller så kan du göra så här

Svaret på denna fråga finns direkt i Ohms lag.

Enligt Ohm's lag kan man beräkna spänning, motstånd och ström i en seriekopplad krets.

V=I⋅R

där V betecknar spänning, I betecknar ström och R betecknar motstånd.

Vi vet också att vi kan beräkna det totala motståndet i en seriekopplad krets genom att helt enkelt addera alla ohm som vi hittar på vägen. I det här fallet har vi det externa motståndet (märkt R) och batteriets interna motstånd (som vi märker r).

Eftersom vi nu känner till spänningen (12V), strömmen (1,18A) och det yttre motståndet (10) kan vi lösa följande ekvation:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Vi ersätter våra variabler med verkliga tal:

r=121.18-10≈0.1695Ω

Titta på videon om grundläggande elektricitet och dess beståndsdelar.

Ett batteris potentialskillnad vid terminalerna är 12 volt när det är anslutet till ett yttre motstånd på 20 ohm och 13,5 volt när det är anslutet till ett yttre motstånd på 45 ohm. Vad är batteriets emf och inre motstånd?

Låt E vara batteriets EMF och R batteriets inre motstånd, då är strömmen för 20 ohm 12/20= 0,6 A och för 45 ohm 13,5/45= 0,3 A, så det första villkoret 0,6R+12=E och det andra villkoret 0,3R+13,5=E, så lös R= 5 ohm och E= 15 V.

E=15 V

r=5 Ohm

Så här kan du gå tillväga:

Bestäm strömmen för varje krets,

I1=0,6[A] och I2=0,3[A].

Skriv en ekvation för varje krets med hjälp av ekvationen U=E-I*r. Det blir två ekvationer och två variabler.

Beräkna E.

För att hitta r, sätt in det lösta värdet för E i någon av ekvationerna.

Fysik handlar om elektriska kretsar

När strömmen är 1,5 A är batteriets PD 10 V och när strömmen är 2,5 A är PD 8 V. Vad är batteriets inre motstånd?

Enligt problemformuleringen,

Vbat - Ix Ri = Pd

och det antas att

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

och

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

Vi har två linjära algebraiska ekvationer av första ordningen med två okända storheter, som vi ganska enkelt kan lösa genom substitution. Ekvation 1 omformas till följande

Vbat = 10 multiplicerat med 1,5*Ri

och genom att sätta in den i ekvation 2 får man följande resultat

8 = (10 + 1.5 Ri) minus 2,5 Ri

Därför är

8 + (1.5-2.5) = 10

För att fastställa Ri,

-2 är lika med -Ri

vilket resulterar i Ri = 2 ohm

Kolla in videon om hur du tar reda på en cells inre motstånd och emf.

Vad är skillnaden mellan watt och volt?

En volt är en potentiell energienhet Den anger hur mycket energi en enhet ström kan ge. medan ampere är en enhet för att mäta strömmen och anger hur många elektroner som flödar per sekund.

En watt är en effektenhet som anger hur mycket energi som används per tidsenhet. En watt är den effekt som en 1 volt strömförsörjning ger vid en strömstyrka på 1 ampere: 1 V 1 A är lika med 1 W.

För att beräkna den använda energimängden multiplicerar du watt med tiden. Kilowattimme (kWh) är en standardenhet för energi som motsvarar 1000 gånger den energimängd som förbrukas när en watt används under en timme.

Jag tror att du är ganska bekant med watt och volt och deras skillnader.

Här är en tabell som visar de elektriska standardenheterna för mätningar tillsammans med deras symboler.

Internationella standardenheter för mätning av elektriska strömvärden

Slutliga tankar

Internt motstånd är det motstånd mot strömflödet som uppstår i celler och batterier. Detta motstånd leder också till värmeutveckling. Olika parametrar för elektrisk ström hjälper oss att hitta andra okända parametrar.

Olika övningsproblem leder oss till en bättre förståelse av dessa parametrar. Vi har tidigare behandlat olika problem som har hjälpt oss att hitta elektromotoriska krafter (emf), inre motstånd och även ström.

Fysik är inte bara förståelse, det är en vetenskap om de fysiska parametrarna i vårt dagliga liv, som omfattar ström, konduktans och olika fysikaliska lagar.

Allt du behöver veta är att öva på dessa problem och memorera formlerna för att klara av dina tentor och alla numeriska problem som du stöter på i ditt liv.