Внутрішній опір - це опір, який чиниться потоку струму елементами та батареями. Це призводить до виділення тепла. Ом одиниця вимірювання внутрішнього опору.

Існують різні формули для визначення внутрішнього опору. Ми можемо знайти відповіді на будь-яке питання, якщо маємо дані w. Наприклад, щоб знайти внутрішній опір, ми використовуємо цю формулу:

e = I (r + R)

У цій формулі e - це ЕРС або електрорушійна сила, яка вимірюється в Омах, I - це струм, який вимірюється в Амперах (А), а R - це опір навантаження, в той час як r - внутрішній опір. Ом - це одиниця вимірювання внутрішнього опору.

Формула, наведена раніше, переставляється в такому вигляді,

• e = Ir + IR
• e = V + Ir

V позначає різницю потенціалів, прикладену до комірки, а I - струм, що протікає через комірку.

Зауважте: Електрорушійна сила (ЕРС) завжди більша за різницю потенціалів (V) клітини.

Таким чином, знаючи одні параметри, ми можемо знайти інші. У цій статті я розгляну багато практичних завдань, які допоможуть вам дізнатися про використання фізики в нашому повсякденному житті, а також способи обчислення параметрів разом з формулами та описами. Просто тримайтеся зі мною до кінця.

У розімкнутому ланцюзі різниця потенціалів між клемами акумулятора становить 2,2 В. Різниця потенціалів зменшується до 1,8 В, якщо його підключити через опір 5 Ом. Що таке внутрішній опір?

У розімкнутому ланцюзі внутрішній опір акумулятора не має падіння напруги на ньому. Коли утворюється замкнутий ланцюг, струм протікає через внутрішній опір, викликаючи падіння напруги і знижуючи напругу на акумуляторі.

У цьому випадку необхідно визначити внутрішній опір. Виміряйте напругу на ланцюзі, коли він розмикається і замикається, а також опір навантаження. Щоб вирішити цю задачу, спочатку потрібно зібрати дані, які наведені в завданні, а потім спрогнозувати, що потрібно розрахувати.

Дані: Різниця потенціалів V = 2,2 вольта, опір навантаження R = 5 Ом, падіння різниці потенціалів становить 1,8 вольта,

Знайдіть внутрішній опір.

Щоб це з'ясувати, нам потрібно виконати наступні кроки.

По-перше, нам потрібно знайти струм навантаження як ,

I = V/R, отже, 1,8/5 = 0,36 А

Тоді, Знайдіть падіння напруги на внутрішньому опорі акумулятора:

2.2V-1.8V=0.4V

Отже, знаючи струм і напругу внутрішнього опору :

R=V/I, 0.4/0.36 дає 1.1 Ом

Отже, внутрішній опір становить 1,1 Ом.

У розімкнутому ланцюзі різниця потенціалів між клемами елемента становить 2,2 В. Різниця потенціалів між клемами становить 1,8 В при опорі 5 Ом на клемах елемента. Яким буде внутрішній опір елемента?

Це просте запитання про два резистори, з'єднані послідовно через джерело 2,2 В, один з яких має опір 5 Ом. Отже, питання полягає в тому, який інший опір у послідовній комбінації, внутрішній опір батареї?

Це неймовірно просто: спочатку намалюйте 2,2-вольтовий елемент, потім R (внутрішній резистор), 5-омний зовнішній резистор і, нарешті, поверніться до джерела.

На 5 Ом спостерігається падіння напруги на 1,8 вольта.

Який саме внутрішній резистор, якщо струм, що протікає через нього, становить I = 1,8/5 ампер = 0,36 А?

Давайте подивимось на нього,

R = E / I, тобто (2,2 - 1,8)V / 0,36A

= 0.4 / 0.36 і дорівнює 1.111 Ом

Тут внутрішній опір становить 1,11 Ом.

Існують альтернативні шляхи вирішення цього питання, такі як:

Коли мобільний телефон підключений до 5 Ом струм, що протікає через ланцюг, дорівнює I = 2,2/(5+r) А. Де r - внутрішній опір елемента. Падіння напруги на опорі, що дорівнює 5 Ом це

5×2.2/(5+r)=2.2-1.8 і

11=2+0.4r,

Отже, r=9/.4 Ом.

Замкнутий контур забезпечує струм і провідність

Третій і найточніший спосіб вирішити цю проблему,

• Падіння напруги на внутрішньому опорі дорівнює 2,2 - 1,8 = 0,4 В.

Струм через опір 5 Ом=1.85=0.36А

Коли два опори з'єднані послідовно, через них буде протікати однаковий струм.

IR=0.40.36=1.11Ω

Думаю, тепер ви знаєте, як розрахувати внутрішній опір батарейок.

Розглянемо дві лампочки, одна потужністю 50 Вт, інша - 75 Вт, обидві напругою 120 В. Яка лампочка є найбільш стійкою? Яка лампочка має найбільший струм?

Струм повинен бути більшим, щоб працювати на більшій потужності при тій самій напрузі. Оскільки струм обернено пропорційний опору, лампочка з більшою потужністю має менший опір.

Дивлячись на рівняння, яке пов'язує силовий струм і опір, можна прийти до того ж висновку:

P=U2/R

Вимірюючи опір лампи розжарювання, треба бути обережним: він значно змінюється, коли нитка розжарювання холодна, порівняно з гарячою. Коли лампа розжарювання холодна, вона майже повністю коротшає порівняно з гарячою.

Чим менший опір, тим більше споживана потужність (при однаковій напрузі). Через менший опір, більший струм може протікати при тому ж електричному тиску (напрузі).

Використовуючи формулу Power = V2 / R

Для лампочки потужністю 50 Вт R=V2/P = 1202/50 = 288 Ом.

I=P/V = 50/120 = 0,417 Ампер споживає 50-ватна лампочка.

Для лампочки потужністю 75 Вт R=V2/P = 1202 / 75 = 192 Ом.

I=P/V = 75/120 = 0,625 Ампер споживає 75-ватна лампочка.

Опір лампочки потужністю 50 Вт є найвищим.

Найбільший струм споживає лампочка потужністю 75 Вт.

Рівняння Ейнштейна - головна інновація фізики

Батарею напругою 12 В під'єднали до навантаження опором 10 Ом. Сила струму становила 1,18 А. Яким був внутрішній опір батареї?

Для початку припустимо, що напруга або ЕРС акумулятора дорівнює 12 В. Тепер можна розрахувати внутрішній опір, використовуючи закон Ома.

Rзаг = 12 В / 1,18 А = 10,17 Ом Rзаг = V/I = 12 В / 1,18 А = 10,17 Ом

Total - Rload = 10,17 Ом - 10 Ом = 0,017 Ом

Потужність, що розсіюється навантаженням з відомим опором, підключеним через відому різницю потенціалів, можна обчислити за... Протягом однієї хвилини 10-вольтова батарея забезпечує опір навантаження 10 Ом. Що це таке? У показаній схемі 24-вольтова батарея має внутрішній опір 1 Ом, а амперметр показує силу струму 12 А.

Або ви можете зробити це таким чином

Відповідь на це питання можна знайти безпосередньо в законі Ома.

Відповідно до закону Ома можна розрахувати напругу, опір і струм у послідовно з'єднаному ланцюзі.

V=I⋅R

де V - напруга, I - струм, R - опір

Ми також знаємо, що можемо обчислити загальний опір у послідовно з'єднаному ланцюзі, просто склавши всі опори, які ми знаходимо на цьому шляху. У цьому випадку ми маємо зовнішній опір (позначений R) і внутрішній опір батареї (який ми позначимо r).

Тепер, коли ми знаємо напругу (12 В), струм (1,18 А) і зовнішній опір (10), ми можемо розв'язати наступне рівняння:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Підставляємо дійсні числа замість наших змінних:

r=121.18-10≈0.1695Ω

Перегляньте відео про основи електрики та її елементи

Різниця потенціалів на клемах акумулятора становить 12 вольт при підключенні до зовнішнього опору 20 Ом і 13,5 вольт при підключенні до зовнішнього опору 45 Ом. Яка ЕРС і внутрішній опір акумулятора?

Нехай E - це ЕРС батареї, а R - внутрішній опір батареї, тоді для 20 Ом струм дорівнює 12/20=0.6А, а для 45 Ом - 13.5/45=0.3А, тому перша умова 0.6R+12=E, а друга умова 0.3R+13.5=E, тому вирішуємо R=5 Ом і E=15v.

E=15 В

r=5 Ом

Ось як ви можете це зробити:

Визначте струм для кожного контуру,

I1=0.6[A] та I2=0.3[A]

Напишіть рівняння для кожного контуру, використовуючи рівняння U=E-I*r. Буде два рівняння і дві змінні.

Обчислити Е.

Щоб знайти r, підставте знайдене значення для E назад у будь-яке з рівнянь.

Фізика - це все про електричні кола

При струмі 1,5 А напруга батареї становить 10 В, а при струмі 2,5 А - 8 В. Який внутрішній опір батареї?

Відповідно до постановки задачі,

Vbat - Ix Ri = Pd

і передбачається, що

10 = Vbat - 1.5*Ri (Рівняння 1)

і

8 = Vbat - 2.5*Ri (Рівняння 2)

Маємо два лінійних алгебраїчних рівняння першого порядку з двома невідомими величинами, які ми можемо розв'язати досить легко за допомогою підстановки. Рівняння 1 переставляємо так, щоб отримати

Vbat = 10 помножити на 1.5*Ri

і підставивши його в рівняння 2, отримуємо

8 = (10 + 1.5 Ri) мінус 2.5 Рі

Тому

8 + (1.5-2.5) = 10

Отже, щоб визначити Ri,

-2 дорівнює -Ri

в результаті чого Ri = 2 Ом

Подивіться відео про те, як дізнатися внутрішній опір та е.р.с. елемента

У чому різниця між ватами і вольтами?

Вольт - це одиниця потенційної енергії Він показує, скільки енергії може надати одиниця струму тоді як ампер - це одиниця вимірювання сили струму, яка показує кількість електронів, що протікають за секунду.

Ват - це одиниця потужності, яка показує, скільки енергії використовується за одиницю часу. Один ват - це кількість енергії, що надається джерелом живлення в один вольт, коли протікає один ампер струму: 1 В 1 А дорівнює 1 Вт

Щоб розрахувати кількість використаної енергії, помножте вати на час. Кіловат-година (кВт/год) - це стандартна одиниця енергії, яка в 1000 разів перевищує кількість енергії, що споживається при використанні одного вата потужності протягом однієї години.

Думаю, ви добре знаєте, що таке ват і вольт, і чим вони відрізняються.

Нижче наведено таблицю, що містить стандартні електричні одиниці вимірювання разом з їхніми символами

Стандартні міжнародні одиниці вимірювання величин електричного струму

Заключні думки

Внутрішній опір - це опір проходженню струму через елементи та батареї. Цей опір також призводить до виділення тепла. Різні параметри електричного струму допомагають нам знайти інші невідомі параметри.

До кращого розуміння цих параметрів нас підводять різні практичні задачі. Раніше ми вирішували різні задачі, які допомогли нам знайти електрорушійну силу (ЕРС), внутрішній опір і струм.

Фізика - це не просто розуміння; це наука про фізичні параметри нашого повсякденного життя. Вона включає в себе струм, провідність і різні закони фізики.

Все, що вам потрібно знати, - це практикувати ці задачі і запам'ятовувати формули, щоб успішно скласти іспити і вирішити будь-які числові проблеми, з якими ви зіткнетеся в житті.