ความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟ ต้านทาน - สูตร

กระแสไฟฟ้าในตัวนำเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสาเหตุสนามไฟฟ้าที่เรียกเก็บอนุภาคมาหลวมไปในทิศทางของการเดินทาง การสร้างอนุภาคปัจจุบัน - เป็นปัญหาร้ายแรง เพื่อสร้างอุปกรณ์ที่จะรักษาความแตกต่างระหว่างศักยภาพของสนามในรัฐเดียวกันเป็นเวลานาน - งานที่พิสูจน์แล้วว่าพลังของมนุษยชาติจนถึงปลายศตวรรษที่สิบแปดที่

ความพยายามครั้งแรก

ความพยายามครั้งแรกที่ "ประหยัดพลังงานไฟฟ้า" เพื่อส่งเสริมการวิจัยและการใช้งานของเขาได้ทำในเนเธอร์แลนด์ เยอรมันวาลด์ Jurgen ฟอนไคลีสต์และ Dutchman ปีเตอร์ฟานมัสเชนบรเ็กผู้ดำเนินการวิจัยของพวกเขาในเมือง Leiden ที่สร้างตัวเก็บประจุตัวแรกของโลกที่เรียกว่าภายหลัง "เลย์เดนขวด"

การสะสมของค่าไฟฟ้าที่จะจัดขึ้นแล้วโดยแรงเสียดทาน ใช้ปล่อยผ่านตัวนำสามารถหาบางอย่างที่ค่อนข้างสั้นช่วงเวลา

ชัยชนะของสติปัญญาของมนุษย์ในสารชั่วคราวเช่นไฟฟ้าเช่นเป็นปฏิวัติ

แต่น่าเสียดายที่ปล่อย (กระแสไฟฟ้าที่ผลิตตัวเก็บประจุ) กินเวลาสั้น ๆ ที่สร้าง กระแสตรง ไม่สามารถ นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดโดยตัวเก็บประจุค่อยๆลดลงซึ่งใบมีโอกาสที่จะได้รับในปัจจุบันอย่างต่อเนื่องไม่มี

เราต้องหาวิธีอื่น

แหล่งแรก

การทดลอง Galvani อิตาลีเกี่ยวกับการศึกษาของ "สัตว์ไฟฟ้า" เป็นความพยายามที่เดิมเพื่อหาแหล่งธรรมชาติของการใช้พลังงานในธรรมชาติ แขวนขาของกบเตรียมโลหะตะขอเหล็กตะแกรงเขาดึงความสนใจไปที่การตอบสนองลักษณะของปลายประสาท

อย่างไรก็ตามข้อสรุป Galvani ข้องแวะอีกอิตาเลี่ยน - อาเลสซันโดรโวลต้า ทึ่งกับความเป็นไปได้ของการผลิตกระแสไฟฟ้าจากสิ่งมีชีวิตสัตว์ก็ดำเนินการชุดของการทดลองกับกบ แต่ข้อสรุปที่เป็นตรงข้ามสมบูรณ์สมมติฐานของเขาก่อนหน้า

โวลต์เป็นข้อสังเกตว่าสิ่งมีชีวิตเป็นเพียงตัวบ่งชี้ของการปล่อยไฟฟ้า เมื่อปัจจุบันสัญญาขากล้ามเนื้อแสดงให้เห็นความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น แหล่งที่มาของสนามไฟฟ้าหันติดต่อโลหะที่แตกต่างกัน ไกลออกไปจากกันพวกเขาอยู่ในจำนวนขององค์ประกอบทางเคมีที่มากขึ้นผลที่ได้

แผ่นโลหะที่แตกต่างกันวางแผ่นกระดาษชุบด้วยสารละลายอิเล็กโทรไล, การสร้างเป็นระยะเวลานานของเวลาที่ต้องการความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น และแม้ว่าจะอยู่ในระดับต่ำ (1.1 V) แต่กระแสไฟฟ้าจะได้รับการศึกษามาเป็นเวลานาน สิ่งที่สำคัญคือการที่แรงดันไฟฟ้าคงเป็นเวลานาน

สิ่งที่เกิดขึ้น

ทำไมในแหล่งที่มาที่เรียกว่า "เซลล์ไฟฟ้า" ที่เรียกว่าผลกระทบนี้?

สองขั้วโลหะที่วางอยู่ในฉนวนกันความร้อนที่มีบทบาทที่แตกต่างกัน หนึ่งมอบอิเล็กตรอนที่อื่น ๆ ที่ได้รับพวกเขา ปฏิกิริยารีดอกซ์กระบวนการนำไปสู่ส่วนเกินของอิเล็กตรอนที่ขั้วหนึ่งซึ่งเรียกว่าเสาเชิงลบและความผิดที่สองแสดงเป็นขั้วแหล่งที่มาในเชิงบวก

ในที่ง่ายที่สุดไฟฟ้าปฏิกิริยาออกซิเดชันของเซลล์ที่เกิดขึ้นในขั้วหนึ่งบูรณะ - ในที่อื่น ๆ อิเล็กตรอนมาถึงที่ขั้วไฟฟ้าจากส่วนภายนอกของวงจร อิเป็นตัวนำในปัจจุบันภายในแหล่งไอออน แรงต้านทานที่นำโดยระยะเวลาของกระบวนการ

องค์ประกอบทองแดงสังกะสี

หลักการของการดำเนินงานของเซลล์ไฟฟ้าที่น่าสนใจที่จะต้องพิจารณาตัวอย่างของทองแดงสังกะสีกระทำเซลล์ไฟฟ้าที่ไปกับสังกะสีพลังงานและทองแดงซัลเฟต แหล่งที่มาของแผ่นทองแดงนี้จะอยู่ในวิธีการแก้ปัญหา ของคอปเปอร์ซัลเฟต, ขั้วสังกะสีจะถูกแช่ในสารละลายสังกะสีซัลเฟต การแก้ปัญหาที่ถูกแบ่งออกแผ่นรูพรุนเพื่อหลีกเลี่ยงการผสม แต่ไม่จำเป็นต้องสัมผัส

ถ้าวงจรปิดชั้นพื้นผิวของสังกะสีออกซิไดซ์ ในกระบวนการของการมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมสังกะสีของเหลวกลายเป็นไอออนปรากฏในการแก้ปัญหา บนขั้วไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกซึ่งสามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวในปัจจุบัน

การเดินทางบนขั้วไฟฟ้าทองแดงอิเล็กตรอนมีส่วนร่วมในการลดการเกิดปฏิกิริยา จากสารละลายเข้าสู่ชั้นผิวของไอออนทองแดงมาถึงในกระบวนการกู้คืนที่พวกเขาจะถูกแปลงเป็นอะตอมของทองแดงวางลงบนแผ่นทองแดง

สรุปสิ่งที่เกิดขึ้น: การดำเนินการกระบวนการของเซลล์จะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงดักอิเล็กตรอนอนุมูลอิสระของส่วนนอกของห่วงโซ่ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสองขั้วไฟฟ้า ภายในแหล่งกระแสไอออนปัจจุบัน

ความซับซ้อนของการใช้งาน

ในหลักการใด ๆ ของปฏิกิริยาที่เป็นไปได้สามารถนำมาใช้ในแบตเตอรี่ แต่สารที่มีความสามารถในการดำเนินงานในหลักทรัพย์ขององค์ประกอบทางเทคนิคไม่มาก นอกจากนี้หลายปฏิกิริยาจำเป็นต้องมีค่าใช้จ่ายวัสดุที่แพง

แบตเตอรี่โมเดิร์นมีโครงสร้างที่เรียบง่าย สองขั้วไฟฟ้าจะถูกวางไว้ในหนึ่งอิเล็กโทรไลเติมเรือ - กรณีแบตเตอรี่ คุณสมบัติการออกแบบดังกล่าวลดความซับซ้อนของโครงสร้างและลดราคาของแบตเตอรี่

เซลล์ไฟฟ้าเคมีใด ๆ ที่เป็นความสามารถในการสร้างกระแสตรง

ต้านทาน DC ไม่อนุญาตให้ไอออนทั้งหมดพร้อมกันเปิดบนขั้วไฟฟ้าเพื่อให้หน่วยงานที่ดำเนินการมาเป็นเวลานาน ปฏิกิริยาเคมีผลิตไอออนในที่สุดองค์ประกอบยกเลิกหมด

ความต้านทานภายในของ แหล่งจ่ายไฟเป็นสิ่งที่สำคัญ

นิด ๆ หน่อย ๆ ของความต้านทาน

การใช้กระแสไฟฟ้าไม่มีข้อสงสัยได้นำความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในระดับใหม่ให้เขาเพิ่มมาก แต่ความแข็งแกร่งของความต้านทานต่อการไหลของกระแสที่ได้รับในทางของการพัฒนาดังกล่าว

ในมือข้างหนึ่ง, กระแสไฟฟ้ามีคุณสมบัติที่ทรงคุณค่าใช้ในบ้านและเทคโนโลยีอื่น ๆ - มีความต้านทานมาก ฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์ของธรรมชาติคือการพยายามที่จะสร้างสมดุลเพื่อให้สอดคล้องกับสถานการณ์เหล่านี้

ปัจจุบันต้านทานเกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคประจุไฟฟ้าที่มีสารที่พวกเขากำลังจะย้าย ยกเว้นขั้นตอนนี้ในสภาพที่มีอุณหภูมิปกติก็เป็นไปไม่ได้

ความต้านทาน

ความต้านทานภายใน แหล่งที่มาในปัจจุบันและความต้านทานต่อชิ้นส่วนภายนอกของวงจรมีลักษณะที่แตกต่างกัน แต่อย่างเท่าเทียมกันในกระบวนการเหล่านี้คือการดำเนินการให้คะแนนโดยการย้ายค่าใช้จ่าย

การทำงานของตัวเองขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของแหล่งที่มาและเนื้อหาของ: คุณภาพของขั้วไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลเช่นเดียวกับหน่วยวงจรภายนอกต้านทานซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เรขาคณิตและคุณสมบัติทางเคมีของวัสดุ ตัวอย่างเช่นความต้านทานของลวดโลหะที่เพิ่มขึ้นกับความยาวของมันและลดลงด้วยการขยายพื้นที่หน้าตัด ในการแก้ปัญหาวิธีการลดความต้านทานของฟิสิกส์แนะนำการใช้วัสดุพิเศษ

งานปัจจุบัน

ตามกฎหมายของจูลในตัวนำจัดสรรปริมาณความร้อนเป็นสัดส่วนกับความต้านทาน _{หากปริมาณของความร้อนคิวแสดงต่อ} , ความแข็งแรงปัจจุบันผมเป็นเวลาไหลทีเราจะได้รับ:

• Q _ต่อ = ฉัน ^{2 ·} R ·ตัน

ที่ r - ความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟ

ในวงจรทั้งหมดรวมทั้งชิ้นส่วนทั้งภายในและภายนอกจำนวนเงินรวมของความร้อนที่เป็นไฮไลต์สูตรซึ่งเป็น:

• Q _รวม = ฉัน ^{2 ·} R · T + I ^{2 ·} R · t = ฉัน ^{2 ·} (R + R) ·ตัน

เป็นที่รู้จักกันชี้แนะในการต่อต้านฟิสิกส์: วงจรภายนอก (องค์ประกอบทั้งหมดยกเว้นแหล่งที่มา) มีความต้านทานของอาร์

กฎของโอห์มสำหรับห่วงโซ่ที่สมบูรณ์

พิจารณาว่าส่วนใหญ่ของการทำงานในกองกำลังภายนอกให้มาในปัจจุบัน ขนาดของมันคือเท่ากับสินค้าที่มีค่าใช้จ่ายดำเนินการโดยเขตข้อมูลและแหล่งที่มาแรงเคลื่อนไฟฟ้าไปนี้:

• Q · E = I ² · (R + R) ·เสื้อ

ทราบว่าค่าใช้จ่ายเท่ากับสินค้าที่มีความแข็งแรงในปัจจุบันในช่วงเวลาของการเกิดขึ้นของเรามี:

• E = ฉัน· (R + R)

สอดคล้องกับความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุและผลกระทบกฎของโอห์มจะได้รับโดย:

• I = E: (R + R)

ความแข็งแรงในปัจจุบัน ใน EMF วงจรปิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟและแปรผกผันกับโดยรวม (รวม) ต้านทานวงจร

ขึ้นอยู่กับรูปแบบนี้ก็เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบความต้านทานภายในและมาในปัจจุบัน

ความจุแหล่งปล่อย

ลักษณะที่สำคัญของแหล่งที่มาและอาจรวมถึงกำลังการผลิตจำหน่าย ปริมาณสูงสุดของกระแสไฟฟ้าที่ได้รับเมื่อดำเนินงานภายใต้เงื่อนไขบางอย่างขึ้นอยู่กับการปลดประจำการในปัจจุบัน

ในกรณีที่เหมาะเมื่อใกล้เคียงบางอย่างจะดำเนินการกำลังการผลิตจำหน่ายได้รับการพิจารณาอย่างต่อเนื่อง

ยกตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่มาตรฐานคือ 1.5 V ความแตกต่างที่มีศักยภาพมีกำลังการผลิตจำหน่าย 0.5 Ah หากปล่อยปัจจุบันเป็น 100 mA แล้วก็ดำเนินการต่อ 5 ชั่วโมง

วิธีการในการชาร์จแบตเตอรี่

การดำเนินงานของแบตเตอรี่ที่นำไปสู่การปลดประจำการของพวกเขา การกู้คืนแบตเตอรี่ ชาร์จองค์ประกอบเล็ก ๆ จะดำเนินการกับปัจจุบันที่มีค่าพลังงานน้อยกว่าหนึ่งในสิบของภาชนะแหล่งที่มา

วิธีการเรียกเก็บเงินต่อไปนี้:

• การใช้งานของปัจจุบันคงหาเวลาที่กำหนดไว้ (ประมาณ 16 ชั่วโมง 0.1 ความจุของแบตเตอรี่ในปัจจุบัน);
• ลดกระแสการเรียกเก็บเงินเป็นค่าที่กำหนดไว้แตกต่างที่อาจเกิดขึ้น
• ใช้กระแสไม่สมดุล;
• การประยุกต์ใช้ต่อเนื่องของพัลส์สั้นของการชาร์จและการคายซึ่งในครั้งแรกที่มีค่ามากกว่าที่สอง

การปฏิบัติงาน

งานนำเสนอ: ตรวจสอบความต้านทานภายในของปัจจุบันแหล่งที่มาและ EMF

สำหรับการดำเนินงานจะต้องมีการสงวนไว้โดยแหล่งที่มาในปัจจุบันแอมป์มิเตอร์, โวลต์มิเตอร์สไลด์ลิโน่, ชุดที่สำคัญของตัวนำ

โดยใช้ กฎของโอห์มสำหรับวงจรปิด จะเป็นตัวกำหนดความต้านทานภายในของแหล่งปัจจุบัน การทำเช่นนี้คุณจะต้องรู้ค่า EMF ของความต้านทานกระแสไฟฟ้า

การคำนวณสูตรต้านทานในปัจจุบันในส่วนนอกของห่วงโซ่ที่สามารถหาได้จากกฎของโอห์มสำหรับ subcircuit:

• I = U: R,

ที่ฉัน - ปัจจุบันในวงจรด้านนอกวัดจากแอมป์มิเตอร์; U - แรงดันไฟฟ้าในตัวต้านทานภายนอก

เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการวัดที่ทำโดยอย่างน้อย 5 ครั้ง มันทำอะไร? วัดแรงดันไฟฟ้าในช่วงการทดสอบความต้านทานปัจจุบัน (อย่างแม่นยำมากขึ้นในปัจจุบัน) จะใช้ต่อไปนี้

เพื่อตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้ใช้ความจริงที่ว่าแรงดันในขั้วของมันเมื่อเปิดหลอดเลือดดำเกือบเท่ากับ EMF

ใส่ห่วงโซ่ของแบตเตอรี่ชุดเชื่อมต่อตัวต้านทานที่สำคัญแอมป์มิเตอร์ ขั้วของแหล่งปัจจุบันเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ ยกเลิกการเชื่อมต่อสวิทช์เอาคำเบิกความของเขา

ความต้านทานภายในซึ่งสูตรที่ได้มาจากกฎของโอห์มสำหรับวงจรรวมกำหนดคำนวณทางคณิตศาสตร์:

• I = E: (R + R)
• r = E: I - U: I.

แสดงให้เห็นว่าการวัดความต้านทานภายในเป็นอย่างมากมีขนาดเล็กกว่าด้านนอก

ฟังก์ชั่นการปฏิบัติของแบตเตอรี่และแบตเตอรี่มีการประยุกต์กว้าง ความปลอดภัยของระบบนิเวศที่ปฏิเสธไม่ได้ของมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถไม่มีข้อสงสัย แต่การสร้างแบตเตอรี่ความจุเหมาะกับการทำงาน - ปัญหาของฟิสิกส์สมัยใหม่ การตัดสินใจที่จะนำไปสู่รอบใหม่ของการพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์

ขนาดกะทัดรัดน้ำหนักเบาแบตเตอรี่ความจุสูงนอกจากนี้ยังมีความสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มือถือ อุปทานของพลังงานที่ใช้ในพวกเขาจะเชื่อมต่อโดยตรงกับการดำเนินงานของผลิตภัณฑ์