Upinzani wa ndani ni upinzani unaotolewa kwa mtiririko wa sasa na seli na betri. Inasababisha uzalishaji wa joto. Ohms ni kitengo cha kupima ukinzani wa ndani.

Kuna fomula mbalimbali za kubainisha ukinzani wa ndani. Tunaweza kupata majibu kwa swali lolote ikiwa w tutapewa data. Kwa mfano, ili kupata upinzani wa ndani tunatumia fomula hii:

e = I (r + R)

Katika fomula hii, e ni EMF au nguvu ya kielektroniki ambayo hupimwa kwa ohms, Mimi ni Mikondo ambayo hupimwa kwa Amperes (A) na R ni ukinzani wa mzigo huku r ni ukinzani wa Ndani. Ohms ni kipimo cha ukinzani wa ndani.

Fomula iliyotolewa hapo awali imepangwa upya katika fomu hii,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V inaashiria kama tofauti Inayoweza kutumika kwenye kisanduku na ninawakilisha mtiririko wa sasa kwenye kisanduku.

Kumbuka: Nguvu ya Electromotive (emf) daima ni kubwa kuliko tofauti inayoweza kutokea (V) ya seli.

Hivyo, kujua baadhi ya vigezo kunatupelekea kupata vingine. Nitashughulikia shida nyingi za mazoezi katika nakala hii, ambayo itakusaidia kujua matumizi ya Fizikia katika maisha yetu ya kila siku, na njia za kuhesabu vigezo pamoja na fomula na maelezo. Endelea tu nami hadi mwisho.

Kwenye saketi iliyofunguliwa, tofauti inayoweza kutokea kati ya betrivituo ni 2.2 volts. Tofauti inayowezekana imepunguzwa hadi volts 1.8 wakati imeunganishwa kwenye upinzani wa 5 ohms. Upinzani wa ndani ni nini hasa?

Hii ni saketi iliyo wazi. Upinzani wa ndani wa betri hauna kushuka kwa voltage juu yake katika mzunguko wazi. Wakati mzunguko uliofungwa unapoundwa, sasa inapita kupitia upinzani wa ndani, na kusababisha kushuka kwa voltage na kupunguza voltage kwenye betri.

Katika kesi hii, lazima utambue upinzani wa ndani. Unapima voltage kwenye mzunguko inapofungua na kufunga, pamoja na upinzani wa mzigo. Ili kutatua tatizo hili, kwanza, tunahitaji kukusanya data ambayo imetolewa katika taarifa na kisha kutabiri kile kinachohitajika kuhesabiwa.

Data: Tofauti inayowezekana V = 2.2 Volts , Load resistance Resistance= ohm 5, kushuka kwa tofauti inayoweza kutokea ni volti 1.8,

Tafuta upinzani wa ndani.

Ili kupata hiyo, tunahitaji kutatua hatua zifuatazo.

Kwanza , tunahitaji kupata mzigo wa sasa kama ,

I = V/R hivyo, 1.8/5 = 0.36A

Kisha, Tafuta kushuka kwa Voltage ya upinzani wa ndani wa betri:

2.2V-1.8V=0.4V

Kwa hivyo, kujua sasa na voltage ya upinzani wa ndani :

R=V/I, 0.4/0.36 inatoa ohms 1.1

Kwa hivyo upinzani wa ndani ni 1.1 ohms.

Katika saketi iliyo wazi, tofauti inayoweza kutokea kati ya vituo vya seli ni volti 2.2. Terminaltofauti inayoweza kutokea ni volti 1.8 na upinzani wa ohm 5 kwenye vituo vya seli. Je, upinzani wa ndani wa seli utakuwaje?

Hili ni swali rahisi kuhusu vipinga viwili vilivyounganishwa katika mfululizo kwenye chanzo cha 2.2 V, kimojawapo kikiwa na ohm 5. Kwa hivyo swali ni, ni upinzani gani mwingine katika mchanganyiko wa mfululizo, upinzani wa ndani wa betri?

Hii ni rahisi sana. Kwanza, Chora kisanduku cha Volt 2.2, kisha R (kingamizi cha ndani), kipingamizi cha nje cha 5-ohm, na hatimaye urudi kwenye chanzo.

Katika ohm 5, kuna kushuka kwa volt 1.8. .

Kipinga cha ndani ni nini hasa ikiwa mkondo unaopita ndani yake ni I = 1.8/5 amps = 0.36 A?

Hebu tuiangalie,

R = E / I, hivyo (2.2 – 1,8)V / 0.36A

= 0.4 / 0.36 na ni sawa na 1.111 ohms

Hapa upinzani wa ndani ni 1.11 ohms.

Kuna njia mbadala za kutatua swali hili, kama vile:

Sanduku linapounganishwa kwa 5 ohms , sasa inapita kupitia mzunguko ni I = 2.2/(5+r) A. Ambapo r ni upinzani wa ndani wa seli. Voltage ya kushuka kwenye upinzani wa 5 ohm ni

5×2.2/(5+r)=2.2–1.8 na

11=2+0.4r ,

so r=9/.4 ohm.

Mzunguko funge hutoa Hali ya Sasa na Mwenendo

Njia ya tatu na sahihi zaidi ya kutatua hili ni,

• Kushuka kwa voltage kwenye upinzani wa ndani ni sawa na 2.2 -1.8 = 0.4 V.

Sasa kupitia upinzani wa ohms 5=1.85=0.36A

Nyinginezo mbili za upinzani zinapounganishwa katika mfululizo, mkondo uleule utapita. kupitia kwao.

IR=0.40.36=1.11Ω

Nadhani sasa unajua, jinsi ya kukokotoa upinzani wa ndani wa betri.

Zingatia balbu mbili za mwanga, moja ilikadiriwa kuwa 50 W na nyingine 75 W, zote zimekadiriwa kuwa 120 V. Ni balbu gani inayostahimili zaidi? Ni balbu gani inayo mkondo wa juu zaidi?

Sasa lazima iwe kubwa zaidi ili kufanya kazi kwa nguvu ya juu kwa volti sawa. Kwa sababu mkondo wa umeme unawiana kinyume na ukinzani, balbu ya mwanga yenye nguvu ya juu zaidi ya umeme ina upinzani mdogo.

Kwa kuangalia mlinganyo unaounganisha mkondo wa nguvu na upinzani, mtu anaweza kufikia hitimisho sawa:

0>P=U2/R

Wakati wa kupima upinzani wa balbu ya incandescent, mtu lazima awe mwangalifu: itabadilika sana wakati filament ni baridi ikilinganishwa na wakati ni moto. Wakati balbu ya incandescent ni baridi, inakaribia kuzima kabisa ikilinganishwa na wakati wa joto.

Kadiri upinzani unavyopungua, ndivyo matumizi ya nguvu yanavyoongezeka (kwa Voltage sawa). Kwa sababu ya upinzani mdogo, sasa zaidi inaweza kutiririka kwa shinikizo sawa la umeme (Voltage)

Kutumia fomula Power = V2 / R

Kwa balbu ya 50W , R=V2/P = 1202/50 = 288 Ohms.

I=P/V = 50/120 = Ampea 0.417 hutumiwa na balbu 50watt.

Kwa75w balbu, R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohms.

I=P/V = 75/120 = Ampea 0.625 hutumiwa na balbu ya wati 75.

The upinzani wa balbu 50 ndio wa juu zaidi.

Ya sasa zaidi inabebwa na balbu ya 75w.

Mlinganyo wa Einstein ndio uvumbuzi mkuu wa fizikia 3>

Betri ya volt 12 iliunganishwa kwenye mzigo wa 10 ohm. Mkondo uliotolewa ulikuwa ampea 1.18. Upinzani wa ndani wa betri ulikuwa upi?

Ili kuanza, lazima ufikirie kuwa voltage ya betri au EMF ni 12V haswa. Sasa unaweza kutatua upinzani wa ndani kwa kutumia Sheria ya Ohm.

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

Jumla – Rload = 10.17 ohms – 10 ohms = 0.017 ohms

Nguvu inayoondolewa na shehena ya upinzani inayojulikana iliyounganishwa kwenye tofauti inayojulikana inayowezekana inaweza kuhesabiwa kwa… Kwa dakika moja, betri ya 10V hutoa mzigo wa kustahimili wa ohm 10. Ni nini hasa? Betri ya volt 24 ina upinzani wa ndani wa 1 ohm katika mzunguko ulioonyeshwa, na ammeter inaonyesha sasa ya 12 A.

Au, unaweza kufanya hivyo kwa njia hii

Jibu kwa hili swali linaweza kupatikana moja kwa moja katika Sheria ya Ohm.

Kulingana na Sheria ya Ohm, volteji, upinzani na mkondo katika saketi iliyounganishwa kwa mfululizo inaweza kuhesabiwa.

V=I⋅R

ambapo V inaashiria voltage, mimi inaashiria sasa, na R inaashiria upinzani

Tunajua pia kwamba tunaweza kuhesabu jumla ya upinzani katika mfululizo-kuunganishwa kwa mzunguko kwa kuongeza tu Ohms zote tunazopata njiani. Katika kesi hii, tuna upinzani wa nje (unaoitwa R) na upinzani wa ndani wa betri (ambayo tutaweka r).

Kwa sababu sasa tunajua voltage (12V), sasa (1.18A), na upinzani wa nje (10), tunaweza kutatua mlingano ufuatao:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI− R

Kubadilisha nambari halisi kwa vigeu vyetu:

r=121.18−10≈0.1695Ω

Angalia video kuhusu Umeme Msingi na vipengele vyake

Tofauti inayoweza kubadilika ya betri ni volti 12 inapounganishwa kwa upinzani wa nje wa ohm 20 na volti 13.5 inapounganishwa kwa upinzani wa nje wa ohm 45. Je, emf ya betri na upinzani wa ndani ni nini?

Hebu E iwe EMF ya betri na R iwe upinzani wa ndani wa betri, kisha kwa ohms 20 ya sasa ni 12/20= 0.6A na kwa 45 ohms ya sasa ni 13.5/45= 0.3A, hivyo hali ya kwanza 0.6R+12=E na hali ya pili 0.3R+13.5=E, hivyo kutatua R= 5 ohms na E= 15v.

E= 15 V

r=5 Ohm

Hivi ndivyo unavyoweza kuishughulikia:

Amua mkondo wa sasa kwa kila mzunguko,

I1=0.6[A ] na I2=0 .3[A]

Andika mlingano kwa kila mzunguko ukitumia mlinganyo U=E-I*r. Kutakuwa na milinganyo miwili na vigeu viwili.

Hesabu E.

Ili kupata r, chomeka thamani iliyotatuliwa ya E tena kwenye mlingano wowote.

Fizikia ni yote kuhusunyaya za umeme

Wakati sasa ni 1.5A, PD ya betri ni 10V, na wakati sasa ni 2.5A, PD ni 8V. Je, upinzani wa ndani wa betri ni upi?

Kulingana na taarifa ya tatizo,

Vbat – Ix Ri = Pd

na inachukuliwa kuwa

10 = Vbat – 1.5*Ri (Equation 1)

na

8 = Vbat – 2.5*Ri (Equation 2)

Tuna milinganyo miwili ya mpangilio wa kwanza ya aljebra yenye milinganyo miwili idadi isiyojulikana, ambayo tunaweza kutatua kwa urahisi kabisa kwa kubadilisha. Mlinganyo wa 1 umepangwa upya ili kutoa

Vbat = 10 ikizidishwa na 1.5*Ri

na kuichomeka kwenye matokeo ya Equation 2

8 = (10 + 1.5 Ri) ondoa 2.5 Ri

Kwa hiyo

8 + (1.5–2.5) = 10

Kwa hivyo, kubainisha Ri,

-2 sawa - Ri

kutokana na Ri = ohms 2

Angalia video ya jinsi ya kujua upinzani wa ndani na emf ya seli

Je! tofauti kati ya watts na volts?

Volt ni kitengo cha nishati kinachowezekana . Inaonyesha ni kiasi gani cha nishati ambacho kitengo cha sasa kinaweza kutoa wakati ampere ni kitengo cha kupima sasa. Inatuambia kuhusu idadi ya elektroni zinazotiririka kwa sekunde.

Wati ni kitengo cha nishati kinachokuambia ni kiasi gani cha nishati kinachotumika kwa kila kitengo cha wakati. Wati moja ni kiasi cha nishati inayotolewa na usambazaji wa volt moja wakati ammp moja ya sasa inapita: 1 V 1 A ni sawa na 1 W

Ili kuhesabu kiasi cha nishati inayotumiwa, zidisha wati kwa wakati. Saa ya kilowati (kWh) ni akiwango cha nishati ambacho ni mara 1000 ya kiwango cha nishati inayotumiwa wakati wati moja ya nishati inapotumika kwa saa moja.

Nadhani unazifahamu vizuri wati na Volti, na tofauti zake.

>Hapa kuna jedwali, linaloonyesha Vipimo vya Kawaida vya Umeme vya vipimo pamoja na alama zake

Vitengo Sanifu vya Kimataifa vya kupima Thamani za Umeme wa Sasa

Mawazo ya Mwisho

Upinzani wa ndani ni ukinzani wa mtiririko wa sasa ambayo hutolewa kupitia seli na betri. Upinzani huu husababisha uzalishaji wa joto pia. Vigezo mbalimbali vyamkondo wa umeme hutusaidia kupata vigezo vingine visivyojulikana.

Matatizo tofauti ya mazoezi yanatuongoza kwenye ufahamu bora wa vigezo hivi. Matatizo tofauti yameshughulikiwa hapo awali ambayo yametusaidia kupata nguvu za kielektroniki (emf), upinzani wa ndani, na mkondo pia.

Fizikia sio kuelewa tu; ni sayansi ya vigezo vya kimwili vya maisha yetu ya kila siku. Inajumuisha sheria za sasa, conductance, na mbalimbali za fizikia pia.

Unayohitaji kujua ni kufanya mazoezi ya matatizo haya na kukariri fomula ili kupata mitihani yako na matatizo yoyote ya namba utakayokumbana nayo katika maisha yako.