बिजली की आपूर्ति के आंतरिक प्रतिरोध। प्रतिरोध - सूत्र

कंडक्टर में विद्युत प्रवाह आवेशित कणों एक बिजली के क्षेत्र कारणों यात्रा की दिशा में ढीला आ के प्रभाव में होता है। एक गंभीर समस्या - एक कण धारा उत्पन्न होती। एक काम है कि XVIII सदी के अंत तक मानवता की शक्ति को साबित कर दिया - एक युक्ति है कि एक लंबे समय के लिए एक ही राज्य में क्षेत्र की क्षमता के बीच अंतर को बनाए रखेगा निर्माण करने के लिए।

पहला प्रयास

"बिजली बचाओ" पहला प्रयास आगे बढ़ाने के लिए अपने शोध और प्रयोग नीदरलैंड में किए गए थे। जर्मन एवाल्ड जुर्गेन वॉन क्लिस्ट और डचमैन पीटर वैन मुससचेनब्रोक जो लीडेन के शहर में उनके अनुसंधान का आयोजन किया, दुनिया का पहला संधारित्र, बाद में बुलाया "लिदेन जार" बनाया गया।

विद्युत आवेश का संचय पहले से ही यांत्रिक घर्षण से आयोजित किया जाता है। कंडक्टर एक निश्चित, काफी कम, समय अंतराल के लिए कर सकता है के माध्यम से मुक्ति का प्रयोग करें।

इस तरह बिजली के रूप में ऐसी अल्पकालिक पदार्थ पर मानव बुद्धि, की जीत, क्रांतिकारी था।

दुर्भाग्य से, मुक्ति (विद्युत प्रवाह संधारित्र उत्पादित) इतना कम था कि बनाने चली डायरेक्ट करेंट नहीं कर सके। इसके अलावा, वोल्टेज संधारित्र द्वारा दिए गए धीरे-धीरे कम हो जाती है, निरंतर वर्तमान प्राप्त करने के लिए कोई मौका नहीं छोड़ देता है जो।

हम एक और रास्ता खोजने के लिए था।

पहला स्रोत

"जानवर बिजली" के अध्ययन पर इतालवी गलवानी प्रयोगों प्रकृति में बिजली का एक प्राकृतिक स्रोत खोजने के लिए एक मूल प्रयास किया गया। धातु हुक लोहा जाली पर तैयार मेंढक के पैरों फांसी, वह तंत्रिका अंत की विशेषता जवाबी कार्रवाई के लिए ध्यान आकर्षित किया।

एलेज़ांद्रो वोल्टा - हालांकि, निष्कर्ष गलवानी एक और इतालवी का खंडन किया। पशु जीवों से बिजली पैदा करने की संभावना का रहस्य है, यह मेंढ़कों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला का आयोजन किया। लेकिन निष्कर्ष अपने पिछले परिकल्पना की पूरी विपरीत था।

वोल्ट का उल्लेख किया जाता है कि एक जीवित जीव केवल विद्युत निर्वहन का सूचक है। जब वर्तमान पैर की मांसपेशियों अनुबंध, विभवांतर का संकेत है। बिजली के क्षेत्र के स्रोत भिन्न धातु संपर्क बदल गया। आगे के अलावा, उनके प्रभावी रासायनिक तत्वों की संख्या में हैं, अधिक से अधिक।

भिन्न धातुओं के प्लेटों कागज डिस्क इलेक्ट्रोलाइट समाधान के साथ गर्भवती रखी, समय की आवश्यकता विभवांतर की एक लंबी अवधि का निर्माण। और अगर यह कम (1.1 वी) था, लेकिन विद्युत प्रवाह एक लंबे समय के लिए अध्ययन किया जा सकता है। मुख्य बात यह है कि वोल्टेज के रूप में लंबे समय तक स्थिर रखा गया है।

क्या हो रहा है

क्यों स्रोतों, "विद्युत कोशिकाओं" कहा जाता है, इस प्रभाव कहा जाता है?

दो धातु इन्सुलेटर में रखा इलेक्ट्रोड, अलग भूमिकाएं निभाते हैं। एक इलेक्ट्रॉनों बचाता है, अन्य के लिए उन्हें प्राप्त करता है। प्रक्रिया रेडोक्स प्रतिक्रिया एक इलेक्ट्रोड है, जो एक नकारात्मक पोल कहा जाता है, और दूसरा गलती इलेक्ट्रॉनों की एक अतिरिक्त, एक सकारात्मक स्रोत टर्मिनल के रूप में निरूपित की ओर जाता है।

सबसे सरल गैल्वानिक सेल ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में एक इलेक्ट्रोड पर होने वाली है, दृढ - दूसरे पर। इलेक्ट्रॉनों सर्किट के बाहरी हिस्से से इलेक्ट्रोड पर पहुंचें। इलेक्ट्रोलाइट आयन स्रोत के भीतर वर्तमान का एक कंडक्टर है। प्रतिरोध बल प्रक्रिया की अवधि के नेतृत्व में।

कॉपर-जिंक तत्व

ब्याज की विद्युत कोशिकाओं के आपरेशन के सिद्धांत एक तांबे-जस्ता गैल्वानिक सेल कार्रवाई जो ऊर्जा जस्ता और तांबा सल्फेट के खिलाफ जाता है के उदाहरण पर विचार करने के लिए। तांबे की प्लेट का यह स्रोत एक समाधान में रखा गया है तांबा सल्फेट की, एक जस्ता इलेक्ट्रोड एक जस्ता सल्फेट समाधान में डूब जाता। समाधान मिश्रण से बचने के लिए झरझरा पैड विभाजित किया गया है, लेकिन जरूरी नहीं कि छू नहीं।

सर्किट बंद है, तो जस्ता की सतह परत ऑक्सीकरण है। आयनों में बदल गया जस्ता परमाणुओं तरल के साथ बातचीत की प्रक्रिया में समाधान में दिखाई देते हैं। इलेक्ट्रोड पर, इलेक्ट्रॉनों जारी कर रहे हैं, जो गठन वर्तमान में भाग ले सकते।

तांबा इलेक्ट्रोड पर हो रही है, इलेक्ट्रॉनों कमी प्रतिक्रिया में शामिल हैं। से तांबा आयनों की सतह परत पर समाधान वसूली प्रक्रिया में आएंगे, वे तांबे के परमाणुओं तांबे की प्लेट पर जमा में परिवर्तित कर रहे हैं।

संक्षेप में प्रस्तुत क्या हो रहा है: सेल की प्रक्रिया आपरेशन श्रृंखला का बाहरी हिस्सा की ऑक्सीडेंट के लिए संक्रमण इलेक्ट्रॉन को कम करने के साथ है। प्रतिक्रियाओं दो इलेक्ट्रोड पर होते हैं। स्रोत के अंदर आयन वर्तमान बहती है।

उपयोग की जटिलता

सिद्धांत रूप में, संभव रेडोक्स प्रतिक्रियाओं के किसी भी बैटरी में इस्तेमाल किया जा सकता। लेकिन पदार्थ, तकनीकी तत्वों की प्रतिभूतियों में सक्रिय नहीं इतना करने में सक्षम। इसके अलावा, कई प्रतिक्रियाओं महंगी सामग्री लागत की आवश्यकता।

आधुनिक बैटरी एक सरल संरचना है। एक बैटरी मामले - दो इलेक्ट्रोड पोत भरने एक इलेक्ट्रोलाइट में रखा जाता है। इस तरह के डिजाइन सुविधाओं संरचना को सरल बनाने और बैटरी की कीमत को कम।

किसी भी विद्युत सेल एक डायरेक्ट करेंट बनाने में सक्षम है।

इसलिए इकाई एक लंबे समय के लिए संचालित डीसी प्रतिरोध, सभी आयनों एक साथ इलेक्ट्रोड पर बारी की अनुमति नहीं है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं आयनों अंततः समाप्त तत्व छुट्टी का उत्पादन।

के आंतरिक प्रतिरोध बिजली की आपूर्ति महत्वपूर्ण है।

प्रतिरोध का एक छोटा सा

विद्युत प्रवाह, कोई संदेह नहीं, के उपयोग के एक नए स्तर पर वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति लाया गया है, उसे एक बहुत बड़ा बढ़ावा दिया है। लेकिन वर्तमान प्रवाह के लिए प्रतिरोध की ताकत इस तरह के एक विकास के रास्ते में हो जाता है।

एक तरफ, विद्युत प्रवाह, घर और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में इस्तेमाल किया अमूल्य गुण है दूसरे पर - एक काफी प्रतिरोध है। प्रकृति का एक विज्ञान के रूप में भौतिकी संतुलन बनाए रखना, इन परिस्थितियों को संतुलित करने की कोशिश कर रहा है।

वर्तमान प्रतिरोध एक पदार्थ है जो करने के लिए वे आगे बढ़ रहे हैं के साथ विद्युत आवेशित कणों की परस्पर क्रिया से उत्पन्न होती है। सामान्य तापमान की स्थिति में इस प्रक्रिया को शामिल न करें, यह असंभव है।

प्रतिरोध

आंतरिक प्रतिरोध वर्तमान स्रोत और सर्किट के बाहरी हिस्सों के लिए प्रतिरोध के कई अलग अलग प्रकृति है, लेकिन समान रूप से इन प्रक्रियाओं में प्रभारी ले जाकर स्कोरिंग ऑपरेशन है।

काम ही एकमात्र स्रोत के गुणों और उसकी सामग्री पर निर्भर करता है: इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के गुणों के साथ-साथ बाहरी सर्किट इकाइयों के लिए, प्रतिरोध जिनमें से ज्यामितीय मापदंडों और सामग्री के रासायनिक गुणों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, धातु के तार के प्रतिरोध इसकी लंबाई के साथ बढ़ जाती है और विस्तार अनुभागीय क्षेत्र के साथ कम हो जाती है। समस्या को हल करने के लिए, कैसे भौतिकी के प्रतिरोध को कम करने के लिए विशेष सामग्री के उपयोग की सिफारिश।

वर्तमान नौकरियां

आवंटित कंडक्टर में जौल के कानून के अनुसार गर्मी की मात्रा प्रतिरोध के लिए आनुपातिक है। गर्मी क्यू की मात्रा _ext निरूपित करते _हैं। , वर्तमान शक्ति मैं, एक प्रवाह समय टी, हम पाते हैं:

• क्यू _ext। = ^{2 ·} आर · टी,

जहां r - बिजली की आपूर्ति के आंतरिक प्रतिरोध।

आंतरिक और बाहरी दोनों भागों सहित पूरे सर्किट में, गर्मी की कुल राशि हाइलाइट किया गया है, जिनमें से सूत्र है:

• क्यू _कुल = ^{2 ·} आर · टी + ^{2 ·} आर · टी = ^{2 ·} (आर + आर) · टी,

यह रूप में भौतिक विज्ञान प्रतिरोध को सूचित करता है जाना जाता है: बाहरी सर्किट (स्रोत को छोड़कर सभी तत्वों) आर के एक प्रतिरोध है

पूरा श्रृंखला के लिए ओम कानून

विचार करें कि बाहर बलों में काम के सबसे वर्तमान स्रोत हैं। इसका परिमाण प्रभारी क्षेत्र द्वारा किया जाता है, और इलेक्ट्रोमोटिव बल स्रोत के उत्पाद के बराबर है:

• क्ष · ई = ² · (आर + आर) · टी।

एहसास है कि प्रभारी अपने घटना के समय वर्तमान शक्ति के उत्पाद के बराबर है, हमने:

• ई = मैं · (आर + R)।

कारण और प्रभाव संबंधों के अनुसार ओम कानून द्वारा दिया जाता है:

• मैं = ई: (आर + R)।

वर्तमान शक्ति बंद सर्किट ईएमएफ में सीधे शक्ति के स्रोत के लिए आनुपातिक और विपरीत रूप से समग्र (कुल) सर्किट प्रतिरोध के लिए आनुपातिक है।

इस पद्धति के आधार पर यह आंतरिक प्रतिरोध और वर्तमान स्रोत निर्धारित करने के लिए संभव है।

मुक्ति स्रोत समाई

सूत्रों के और प्रिंसिपल विशेषताओं मुक्ति क्षमता शामिल हो सकते हैं। बिजली की अधिकतम मात्रा प्राप्त जब कुछ शर्तों के तहत काम, मुक्ति वर्तमान पर निर्भर करता है।

आदर्श मामले में, जब कुछ अनुमानों प्रदर्शन कर रहे हैं, मुक्ति क्षमता निरंतर माना जा सकता है।

उदाहरण के लिए, मानक बैटरी 1.5 वी विभवांतर 0.5 आह की मुक्ति की क्षमता है है। यदि निर्वहन वर्तमान 100 एमए है, तो यह 5 घंटे के लिए ऑपरेशन किया।

बैटरी चार्ज करने के लिए तरीके

बैटरी के ऑपरेशन उनकी मुक्ति हो जाती है। रिकवरी बैटरी छोटे तत्वों चार्ज एक मौजूदा जिसकी शक्ति मूल्य स्रोत कंटेनर के कम से कम दस प्रतिशत है के साथ किया जाता है।

निम्नलिखित चार्ज तरीके:

• एक पूर्व निर्धारित समय (लगभग 16 घंटे 0.1 वर्तमान बैटरी की क्षमता) के लिए एक निरंतर वर्तमान का उपयोग;
• एक पूर्व निर्धारित मूल्य संभावित अंतर करने के लिए चार्ज वर्तमान को कम करने;
• विषम धाराओं का उपयोग करें;
• चार्ज और निर्वहन की कमी दालों की लगातार आवेदन, जिसमें प्रथम, द्वितीय से अधिक है।

व्यावहारिक काम

प्रस्तावित कार्य: स्रोत वर्तमान और EMF के आंतरिक प्रतिरोध का निर्धारण।

इसके कार्यान्वयन के लिए वर्तमान स्रोत, एक एम्मिटर, वाल्टमीटर, स्लाइड रिओस्तात, कंडक्टर की एक प्रमुख सेट द्वारा आरक्षित किया जाना चाहिए।

का उपयोग करते हुए एक बंद सर्किट के लिए ओम कानून वर्तमान स्रोत के आंतरिक प्रतिरोध का निर्धारण करेगा। ऐसा करने के लिए, आप रिओस्तात प्रतिरोध का ईएमएफ मूल्य पता होना चाहिए।

श्रृंखला के बाहरी हिस्से में परिकलित वर्तमान प्रतिरोध सूत्र subcircuit के लिए ओम का नियम से निर्धारित किया जा सकता है:

• मैं = यू: आर,

जहाँ मैं - बाहरी परिपथ में धारा, एक एम्मिटर द्वारा मापा जाता है; U - बाहरी बाधा पर वोल्टेज।

कम से कम 5 बार द्वारा किए गए माप की सटीकता में सुधार करना। यह क्या करता है? प्रयोग वोल्टेज, प्रतिरोध के दौरान मापा जाता है, वर्तमान (अधिक सटीक, वर्तमान) बाद में किया जाता है।

इलेक्ट्रोमोटिव बल शक्ति के स्रोत का पता लगाने के लिए, इस तथ्य का उपयोग करें कि अपने टर्मिनलों में वोल्टेज जब खुले नस EMF के लगभग बराबर।

श्रृंखला से जुड़े बैटरी, प्रतिरोधों, एम्मीटर कुंजी की एक श्रृंखला लाना। वर्तमान स्रोत के टर्मिनलों एक वाल्टमीटर कनेक्ट। स्विच को डिस्कनेक्ट करने, उसकी गवाही को हटा दें।

आंतरिक प्रतिरोध है, जो सूत्र कुल सर्किट के लिए ओम कानून से ली गई है, को परिभाषित गणितीय गणना:

• मैं = ई: (आर + R)।
• आर = ई: मैं - यू: मैं

माप बताते हैं कि आंतरिक प्रतिरोध बाहरी की तुलना में काफी छोटा होता है।

बैटरी और बैटरी के व्यावहारिक समारोह एक विस्तृत आवेदन किया है। बिजली की मोटरों की निर्विवाद पारिस्थितिक सुरक्षा इसमें कोई शक नहीं किया जा सकता है, लेकिन एक विशाल बैटरी, ergonomic बनाने के लिए - आधुनिक भौतिकी की समस्या। अपने निर्णय मोटर वाहन प्रौद्योगिकी के विकास का एक नया दौर के लिए नेतृत्व करेंगे।

कॉम्पैक्ट, हल्के, उच्च क्षमता बैटरी भी मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में जरूरी है। उन्हें में इस्तेमाल ऊर्जा की आपूर्ति सीधे उत्पाद के संचालन के साथ जुड़े हुए हैं।