ความต้านทานภายในคือการต่อต้านการไหลของกระแสโดยเซลล์และแบตเตอรี่ ส่งผลให้เกิดความร้อน โอห์ม เป็นหน่วยวัดความต้านทานภายใน

มีสูตรต่างๆ ในการพิจารณาความต้านทานภายใน เราสามารถหาคำตอบสำหรับคำถามใด ๆ หากได้รับข้อมูล ตัวอย่างเช่น ในการหาความต้านทานภายใน เราใช้สูตรนี้:

e = I (r + R)

ในสูตรนี้ e คือ EMF หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ วัดเป็นโอห์ม I คือกระแสซึ่งวัดเป็นแอมแปร์ (A) และ R คือความต้านทานโหลดในขณะที่ r คือความต้านทานภายใน โอห์มเป็นหน่วยวัดความต้านทานภายใน

สูตรที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้ถูกจัดเรียงใหม่ในรูปแบบนี้

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V แสดงถึงความต่างศักย์ที่ใช้ทั่วทั้งเซลล์ และ I แสดงถึงกระแสที่ไหลผ่านเซลล์

หมายเหตุ: แรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) จะมากกว่าความต่างศักย์ (V) ของเซลล์เสมอ

ดังนั้น การรู้พารามิเตอร์บางอย่างทำให้เราพบพารามิเตอร์อื่นๆ บทความนี้ผมจะกล่าวถึงปัญหาในการฝึกปฏิบัติมากมาย ซึ่งจะช่วยให้คุณรู้จักการใช้ฟิสิกส์ในชีวิตประจำวันของเรา และวิธีการคำนวณค่าพารามิเตอร์พร้อมสูตรและคำอธิบาย แค่อยู่กับฉันจนจบ

ในวงจรเปิด ความต่างศักย์ระหว่างแบตเตอรี่ขั้ว 2.2 โวลท์ ความต่างศักย์จะลดลงเหลือ 1.8 โวลต์เมื่อต่อคร่อมความต้านทาน 5 โอห์ม ความต้านทานภายในคืออะไร

นี่คือวงจรเปิด ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ไม่มีแรงดันตกคร่อมในวงจรเปิด เมื่อเกิดวงจรปิด กระแสจะไหลผ่านความต้านทานภายใน ทำให้เกิดแรงดันตกและทำให้แรงดันทั่วแบตเตอรี่ลดลง

ในกรณีนี้ คุณต้องระบุความต้านทานภายใน คุณวัดแรงดันไฟฟ้าทั่ววงจรในขณะที่เปิดและปิด เช่นเดียวกับความต้านทานโหลด เพื่อแก้ปัญหานี้ อันดับแรก เราต้องรวบรวมข้อมูลที่ให้ไว้ในคำสั่ง จากนั้นคาดการณ์สิ่งที่ต้องคำนวณ

ข้อมูล: ความต่างศักย์ V = 2.2 โวลต์ , โหลด ความต้านทาน ความต้านทาน= 5 โอห์ม การลดลงของความต่างศักย์คือ 1.8 โวลต์

ค้นหาความต้านทานภายใน

เพื่อหาสิ่งนั้น เราต้องแก้ไขขั้นตอนต่อไปนี้

ก่อนอื่น , เราต้องค้นหากระแสโหลดเป็น ,

I = V/R ดังนั้น 1.8/5 = 0.36A

จากนั้น ค้นหาแรงดันตกคร่อมของ ความต้านทานภายในแบตเตอรี่:

2.2V-1.8V=0.4V

ดังนั้น การทราบกระแสและแรงดันของความต้านทานภายใน:

R=V/I 0.4/0.36 ให้ 1.1 โอห์ม

ดังนั้นความต้านทานภายในคือ 1.1 โอห์ม

ในวงจรเปิด ความต่างศักย์ระหว่างขั้วของเซลล์คือ 2.2 โวลต์ เทอร์มินัลความต่างศักย์คือ 1.8 โวลต์โดยมีความต้านทาน 5 โอห์มทั่วทั้งขั้วของเซลล์ ความต้านทานภายในเซลล์จะเป็นอย่างไร

นี่เป็นคำถามง่ายๆ เกี่ยวกับตัวต้านทานสองตัวที่ต่ออนุกรมกันผ่านแหล่งจ่าย 2.2 V ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ 5 โอห์ม ดังนั้นคำถามคือ ความต้านทานอื่นๆ ในชุดค่าผสม ความต้านทานแบตเตอรี่ภายในคืออะไร

สิ่งนี้ง่ายมากอย่างไม่น่าเชื่อ ขั้นแรก วาดเซลล์ขนาด 2.2 โวลต์ แล้วต่อด้วย R (ตัวต้านทานภายใน) ตัวต้านทานภายนอกขนาด 5 โอห์ม และสุดท้ายกลับไปที่แหล่งกำเนิด

ที่ 5 โอห์ม จะมีค่าลดลง 1.8 โวลต์ .

ตัวต้านทานภายในคืออะไรกันแน่ถ้ากระแสที่ไหลผ่านคือ I = 1.8/5 แอมป์ = 0.36 A?

ลองมาดูกัน

R = E / I ดังนั้น (2.2 – 1,8)V / 0.36A

= 0.4 / 0.36 และเท่ากับ 1.111 โอห์ม

ค่าความต้านทานภายในคือ 1.11 โอห์ม

มีวิธีอื่นในการแก้ปัญหานี้ เช่น:

เมื่อเซลล์เชื่อมต่อกับ 5 โอห์ม , กระแสที่ไหลผ่านวงจรคือ I = 2.2/(5+r) A โดยที่ r คือความต้านทานภายในเซลล์ แรงดันตกคร่อมความต้านทาน 5 โอห์ม คือ

5×2.2/(5+r)=2.2–1.8 และ

11=2+0.4r ,

ดังนั้น r=9/.4 โอห์ม

วงจรปิดให้กระแสและสื่อนำไฟฟ้า

วิธีที่สามและแม่นยำที่สุดของ การแก้ปัญหานี้คือ

• แรงดันตกคร่อมความต้านทานภายในมีค่าเท่ากับ 2.2 –1.8 = 0.4 V.

กระแสผ่านความต้านทาน 5 โอห์ม=1.85=0.36A

เมื่อนำความต้านทานสองตัวมาต่ออนุกรมกัน กระแสเดียวกันจะไหล ผ่านพวกมัน

IR=0.40.36=1.11Ω

ฉันคิดว่าตอนนี้คุณรู้แล้วว่าจะคำนวณความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้อย่างไร

พิจารณา หลอดไฟสองดวง ดวงหนึ่งกำลังไฟ 50 วัตต์ และอีกดวงหนึ่งกำลังไฟ 75 วัตต์ ดวงหนึ่งกำลังไฟ 120 โวลต์ หลอดไฟใดมีความทนทานมากที่สุด หลอดใดมีกระแสสูงสุด?

กระแสไฟฟ้าต้องมากกว่าเพื่อใช้งานที่กำลังไฟสูงกว่าที่แรงดันเท่ากัน เนื่องจากกระแสไฟฟ้าแปรผกผันกับความต้านทาน หลอดไฟที่มีกำลังวัตต์สูงกว่าจะมีความต้านทานต่ำกว่า

โดยการดูสมการที่เชื่อมต่อกระแสไฟฟ้าและความต้านทาน เราจะได้ข้อสรุปเดียวกัน:

P=U2/R

เมื่อวัดค่าความต้านทานของหลอดไส้ คุณต้องใช้ความระมัดระวัง: จะเปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อไส้หลอดเย็นเมื่อเทียบกับตอนที่ร้อน เมื่อหลอดไส้เย็น หลอดไฟจะสั้นลงเกือบทั้งหมดเมื่อเทียบกับตอนที่ร้อน

ยิ่งความต้านทานต่ำ การใช้พลังงานก็จะสูงขึ้น (สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากัน) เนื่องจากความต้านทานต่ำ กระแสจึงไหลได้มากขึ้นสำหรับแรงดันไฟฟ้า (แรงดัน) เท่าเดิม

ใช้สูตร กำลังไฟ = V2 / R

สำหรับหลอดไฟ 50W , R=V2/P = 1202/50 = 288 โอห์ม

I=P/V = 50/120 = 0.417 แอมป์ถูกใช้โดยหลอดไฟ 50 วัตต์

สำหรับหลอดไฟ 75w, R=V2/P = 1202/75 = 192 โอห์ม

I=P/V = 75/120 = 0.625 แอมป์ถูกใช้โดยหลอดไฟ 75 วัตต์

The ความต้านทานของหลอดไฟ 50w มีค่าสูงสุด

หลอดไฟ 75w จ่ายกระแสมากที่สุด

สมการของไอน์สไตน์เป็นนวัตกรรมสำคัญของฟิสิกส์

แบตเตอรี่ 12 โวลต์เชื่อมต่อกับโหลด 10 โอห์ม กระแสที่ดึงออกมาคือ 1.18 แอมป์ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นเท่าใด

ในการเริ่มต้น คุณต้องถือว่าแรงดันไฟฟ้าหรือ EMF ของแบตเตอรี่เท่ากับ 12V ทุกประการ ตอนนี้คุณสามารถแก้ค่าความต้านทานภายในได้โดยใช้กฎของโอห์ม

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

Total – Rload = 10.17 โอห์ม – 10 โอห์ม = 0.017 โอห์ม

พลังงานที่กระจายไปตามโหลดความต้านทานที่ทราบที่เชื่อมต่อผ่านความต่างศักย์ที่ทราบสามารถคำนวณได้โดย... เป็นเวลาหนึ่งนาที แบตเตอรี่ 10V ให้โหลดตัวต้านทานที่ 10 โอห์ม มันคืออะไรกันแน่? แบตเตอรี่ 24 โวลต์มีความต้านทานภายใน 1 โอห์มในวงจรที่แสดง และแอมมิเตอร์ระบุกระแส 12 A

หรือ คุณสามารถทำได้ด้วยวิธีนี้

คำตอบสำหรับสิ่งนี้ คำถามสามารถพบได้โดยตรงในกฎของโอห์ม

ตามกฎของโอห์ม แรงดัน ความต้านทาน และกระแสไฟฟ้าในวงจรที่ต่ออนุกรมสามารถคำนวณได้

V=I⋅R

โดยที่ V หมายถึงแรงดัน I หมายถึงกระแส และ R หมายถึงความต้านทาน

เรารู้ด้วยว่าเราสามารถคำนวณความต้านทานรวมในอนุกรม-ต่อวงจรโดยเพียงนำโอห์มทั้งหมดที่เราพบระหว่างทางมาบวกกัน ในกรณีนี้ เรามีความต้านทานภายนอก (ระบุ R) และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ (ซึ่งเราจะระบุเป็น r)

เนื่องจากตอนนี้เราทราบแรงดัน (12V) กระแส (1.18A) และความต้านทานภายนอก (10) เราสามารถแก้สมการต่อไปนี้:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI− R

การแทนจำนวนจริงสำหรับตัวแปรของเรา:

r=121.18−10≈0.1695Ω

ดูวิดีโอเกี่ยวกับไฟฟ้าพื้นฐานและองค์ประกอบต่างๆ

ความต่างศักย์ของขั้วแบตเตอรี่คือ 12 โวลต์เมื่อเชื่อมต่อกับความต้านทานภายนอกที่ 20 โอห์ม และ 13.5 โวลต์เมื่อเชื่อมต่อกับความต้านทานภายนอกที่ 45 โอห์ม แรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นอย่างไร

ให้ E เป็น EMF ของแบตเตอรี่และ R เป็นความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ดังนั้นสำหรับ 20 โอห์ม กระแสคือ 12/20= 0.6A และสำหรับ 45 โอห์ม กระแสคือ 13.5/45= 0.3A ดังนั้นเงื่อนไขแรก 0.6R+12=E และเงื่อนไขที่สอง 0.3R+13.5=E ดังนั้นการแก้ R= 5 โอห์มและ E= 15v.

E= 15 V

r=5 โอห์ม

นี่คือวิธีดำเนินการ:

กำหนดกระแสสำหรับแต่ละวงจร

I1=0.6[A ] และ I2=0 .3[A]

เขียนสมการสำหรับแต่ละวงจรโดยใช้สมการ U=E-I*r จะมีสองสมการและสองตัวแปร

คำนวณ E

หากต้องการหา r ให้แทนค่าที่แก้แล้วของ E กลับเข้าไปในสมการใดก็ได้

ฟิสิกส์คือ ทั้งหมดเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า

เมื่อกระแสเป็น 1.5A PD ของแบตเตอรี่คือ 10V และเมื่อกระแสเป็น 2.5A PD จะเท่ากับ 8V ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เป็นเท่าใด

ตามคำชี้แจงปัญหา

Vbat – Ix Ri = Pd

และสันนิษฐานว่า

10 = Vbat – 1.5*Ri (สมการ 1)

และ

8 = Vbat – 2.5*Ri (สมการ 2)

เรามีสมการเชิงพีชคณิตอันดับหนึ่งเชิงเส้นสองสมการ ปริมาณที่ไม่ทราบ ซึ่งเราสามารถแก้ไขได้ค่อนข้างง่ายโดยการแทนที่ สมการที่ 1 ถูกจัดเรียงใหม่เพื่อให้

Vbat = 10 คูณด้วย 1.5*Ri

และเสียบเข้ากับสมการที่ 2 จะได้ผลลัพธ์

8 = (10 + 1.5 Ri) ลบ 2.5 Ri

ดังนั้น

8 + (1.5–2.5) = 10

ดังนั้น เพื่อกำหนด Ri

-2 เท่ากับ - Ri

ส่งผลให้ Ri = 2 โอห์ม

ดูวิดีโอเกี่ยวกับวิธีค้นหาความต้านทานภายในและแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์

อะไรคือ วัตต์กับโวลต์ต่างกันอย่างไร?

โวลต์เป็นหน่วยพลังงานศักย์ บ่งชี้ว่าหน่วยของกระแสไฟฟ้าสามารถให้พลังงานได้มากเพียงใด ในขณะที่แอมแปร์เป็นหน่วยวัดกระแส มันบอกเราเกี่ยวกับจำนวนของอิเล็กตรอนที่ไหลต่อวินาที

วัตต์เป็นหน่วยพลังงานที่บอกคุณว่าใช้พลังงานเท่าใดต่อหนึ่งหน่วยเวลา หนึ่งวัตต์คือปริมาณพลังงานที่ได้รับจากแหล่งจ่ายไฟหนึ่งโวลต์เมื่อกระแสหนึ่งแอมป์: 1 V 1 A เท่ากับ 1 W

ในการคำนวณปริมาณพลังงานที่ใช้ ให้คูณวัตต์ตามเวลา กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) คือหน่วยพลังงานมาตรฐานที่เป็น 1,000 เท่าของปริมาณพลังงานที่ใช้เมื่อใช้พลังงาน 1 วัตต์เป็นเวลา 1 ชั่วโมง

ฉันคิดว่าคุณค่อนข้างคุ้นเคยกับวัตต์และโวลต์ และความแตกต่างของมัน

นี่คือตารางแสดงหน่วยการวัดทางไฟฟ้ามาตรฐานพร้อมกับสัญลักษณ์

หน่วยสากลมาตรฐานสำหรับการวัดค่ากระแสไฟฟ้า

ความคิดสุดท้าย

ความต้านทานภายในคือความต้านทานต่อการไหลของ กระแสที่จ่ายผ่านเซลล์และแบตเตอรี่ ความต้านทานนี้ส่งผลให้เกิดความร้อนเช่นกัน พารามิเตอร์ต่างๆของกระแสไฟฟ้าช่วยให้เราค้นหาพารามิเตอร์อื่นๆ ที่ไม่รู้จัก

ปัญหาในการปฏิบัติที่แตกต่างกันทำให้เราเข้าใจพารามิเตอร์เหล่านี้ได้ดีขึ้น ปัญหาต่าง ๆ ได้รับการกล่าวถึงก่อนหน้านี้ซึ่งช่วยให้เราค้นหาแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) ความต้านทานภายใน และกระแสไฟฟ้าด้วย

ฟิสิกส์ไม่ใช่แค่ความเข้าใจ มันเป็นวิทยาศาสตร์ของพารามิเตอร์ทางกายภาพในชีวิตประจำวันของเรา ซึ่งรวมถึงกระแส สื่อนำไฟฟ้า และกฎต่างๆ ของฟิสิกส์ด้วย

สิ่งที่คุณต้องรู้คือฝึกฝนโจทย์เหล่านี้และจำสูตรเพื่อผ่านข้อสอบและโจทย์เลขที่คุณเจอในชีวิต<3 3>