Электродвижущая сила аккумулятора
Можно ли по ЭДС точно судить о степени заряженности аккумулятора?
Электродвижущей силой (ЭДС) аккумулятора называется разность его электродных потенциалов, измеренная при разомкнутой внешней цепи:
Е = φ+ – φ–
где φ+ и φ– – соответственно потенциалы положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи.
ЭДС батареи, состоящей из n последовательно соединённых аккумуляторов:
Еб = n · Е
В свою очередь, электродный потенциал при разомкнутой цепи в общем случае состоит из равновесного электродного потенциала, характеризующего равновесное (стационарное) состояние электрода (при отсутствии переходных процессов в электрохимической системе), и потенциала поляризации.
Этот потенциал в общем случае определяется как разность между потенциалом электрода при разряде или заряде и его потенциалом в равновесном состоянии в отсутствии тока. Однако следует отметить, что состояние аккумулятора сразу после выключения зарядного или разрядного тока не является равновесным вследствие различия концентрации электролита в порах электродов и межэлектродном пространстве.
Химическая активность реагентов, собранных в электрохимическую систему аккумулятора, и, следовательно, изменение ЭДС аккумулятора весьма незначительно зависит от температуры. При изменении температуры от –30°С до+50°С (в рабочем диапазоне для АКБ) электродвижущая сила каждого аккумулятора в батарее изменяется всего на 0,04 В и при эксплуатации аккумуляторов им можно пренебречь.
С повышением плотности электролита ЭДС повышается. При температуре +18°С и плотности 1,28 г/см3 аккумулятор (имеется в виду одна банка) обладает ЭДС равной2,12 В. Аккумуляторная батарея из шести элементов обладает ЭДС равной 12,72 В(6 ? 2,12 В = 12,72 В).
По ЭДС нельзя точно судить о степени заряженности аккумулятора.
ЭДС разряженного аккумулятора с большей плотностью электролита будет выше, чем ЭДС заряженного аккумулятора, но имеющего меньшую плотность электролита. Величина ЭДС исправного аккумулятора зависит от плотности электролита (степени его заряженности) и изменяется от 1,92 до 2,15 В.
При эксплуатации аккумуляторных батарей путём измерения ЭДС можно обнаружить серьёзную неисправность аккумуляторной батареи (замыкание пластин в одной или нескольких банках, обрыв соединительных проводников между банками и тому подобное).
ЭДС измеряют высокоомным вольтметром (внутреннее сопротивление вольтметране менее 300 Ом/В). В ходе выполнения измерений вольтметр присоединяют к выводам аккумулятора или батареи. При этом через аккумулятор (батарею) не должен протекать зарядный или разрядный ток!
***
Электродвижущая сила (ЭДС) – скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока.
ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах.
7.2. Аккумулятор — эдс аккумулятора
Эдс
аккумулятора, не включенного на нагрузку,
составляет в среднем 2 Вольта. Она не
зависит от величины аккумулятора и
размера его пластин, а определяется
различием активных веществ положительных
и отрицательных пластин.
В небольших
пределах эдс может изменяться от внешних
факторов, из которых практическое
значение имеет плотность электролита,
т. е. большее или меньшее содержание
кислоты в растворе.
Электродвижущая
сила разряженного аккумулятора, имеющего
электролит высокой плотности, будет
больше эдс заряженного аккумулятора с
более слабым раствором кислоты. Поэтому
о степени заряда аккумулятора с
неизвестной начальной плотностью
раствора не следует судить на основании
показаний прибора при измерении эдс
без подключенной нагрузки.
Аккумуляторы
имеют внутреннее сопротивление, которое
не остается постоянным, а изменяется
во время заряда и разряда в зависимости
от химического состава активных веществ.
1. Ежедневно: проверить исправность генераторной установки по контрольной лампочке красного цвета, установленной на щитке приборов трактора. При включении включателя «массы» перед пуском двигателя контрольная лампочка загорается. После пуска двигателя контрольная лампочка гаснет, что указывает на исправность генераторной установки. Контрольная лампочка не контролирует зарядку аккумуляторной батареи. Зарядка аккумуляторной батареи контролируется амперметром.
2. Через каждые 60 часов работы (при ТО №1): выполнить работы, предусмотренные ежесменным ТО.
3. Через
каждые 120 часов работы (при очередном
ТО Ml):
проверить натяжение приводного ремня
генератора и при необходимости натянуть
ремень. Слабое натяжение ремня приводит
к пробуксовке его относительно шкива
генератора. Это вызывает снижение
напряжения и мощности, перегрев
генератора, недозаряд аккумуляторной
батареи, интенсивный износ ручья шкива
и самого ремня. При сильном натяжении
ремня происходит преждевременный износ
шарикоподшипников и самого ремня.
4. Через каждые 240 часов работы (при ТО № 2)
Проверка генератора : Низкие обороты коленвала при запуске двигателя, тусклый свет фар (особенно при включенном дальнем свете) указывают на неисправную работу генератора автомобиля. Проверить его и найти неисправный элемент можно несколькими простыми способами.
Вам понадобится
— щеточный узел со встроенным интегральным регулятором напряжения; — вольтметр; — внешний регулятор напряжения; — запасной генератор.
Инструкция
1
Современные генераторы автомобилей
вырабатывают трехфазный переменный
ток, который выпрямляется встроенным
диодным мостом. В некоторых моделях
генераторов в щеточных узлах встроен
интегральный регулятор напряжения. В
других моделях регулятор напряжения
внешний, он находится в моторном отсеке
автомобиля и подключен к щеточному узлу
генератора.
2 Для проверки работы регулятора напряжения в автомобиле включите в нем систему зажигания. Проверьте вольтметром напряжение на плюсовом выводе реле-регулятора. Оно должно равняться напряжению на аккумуляторе автомобиля. Если этого напряжения нет, проверьте цепь питания от аккумулятора к замку зажигания, замок зажигания, цепь питания от замка зажигания к реле напряжения.
3 Затем проверьте напряжение, выходящее из реле — регулятора напряжения. Делайте это на клемме щеточного узла генератора. Так вы проверите исправность цепи от регулятора к генератору автомобиля. При заглушенном двигателе автомобиля это напряжение должно быть равно или больше 8 Вольт. При отсутствии этого напряжения проверьте цепь от него до генератора. Если цепь исправна, замените реле-регулятор напряжения.
4
Если в автомобиле установлен генератор
со встроенным в его щеточный узел
интегральным регулятором напряжения,
при включенном зажигании проверьте,
поступает ли напряжение 12 Вольт на
клемму щеточного узла.
5 Заведите двигатель автомобиля. Поднимите обороты коленвала до 3000 об/мин. Замерьте напряжение на плюсовом выводе генератора. Оно не должно выходить из предела 13,8-14,2 Вольт. Включите фары в режиме дальнего света. Еще раз замерьте величину напряжения на выходе генератора. Оно может уменьшиться, но не ниже 13,3 Вольт. В таком случае регулятор напряжения исправен.
8.2 Внутреннее сопротивление аккумулятора представляет собой сопротивление, оказываемое прохождению постоянного тока. Внутреннее сопротивление аккумулятора R слагается из омических сопротивлений электролита, сепараторов, активных веществ, токоотводов (решеток) и выводов, контактного сопротивления и сопротивления поляризации, обусловленного наличием э. д. с. поляризации.
Сопротивление
электролита оценивается либо удельным
сопротивлением р, либо удельной
электропроводимостью
. Более подробдо о свинцовых аккумуляторах
вы можете узнать у специлистов
компании ССК. В компании ССК купить
свинцовые аккумуляторы можно после
подробной консультации специалистов.
С повышением температуры (вследствие увеличения энергии теплового движения) электропроводность электролита увеличивается. Для практических расчетов можно принять, что с увеличением температуры электролита на 1°С его электропроводность увеличивается в среднем на 2%.
Зависимость удельной электропроводности от концентрации серной кислоты носит сложный характер (рисунок 2.2).
Рисунок 2.1 Зависимость удельной электропроводности электролита от концентрации серной кислоты.
При концентрации серной кислоты в электролите 30÷33% (что соответствует плотности 1,26÷1,27 г/см ) электропроводность раствора достигает максимальной величины, после чего она быстро уменьшается.
Наличие
сепараторов незначительно повышает
внутреннее сопротивление аккумуляторов,
поскольку сепараторы обладают высокой
пористостью и электропроводностью. Купить болгарские аккумуляторы ССК
вы можете после квалифицированной
консультации.
Относительное сопротивление сепаратора принято выражать через эквивалентный слой, то есть толщину слоя электролита, имеющего электрическое сопротивление, равное электрическому сопротивлению сепаратора, пропитанного этим электролитом. Эквивалентный слой может быть выражен через параметры сепаратора
, (формула 2.3)
где: — коэффициент извилистости пор; q — объемная пористость в долях; l — толщина сепаратора.
Отсюда видно, что снижению сопротивления сепаратора способствует уменьшение его толщины, увеличение объемной пористости, уменьшение извилистости пор. Также можно купить промышленные аккумуляторы ССК.
Однако необходимо иметь в виду, что уменьшение толщины сепаратора ведет к потере механической прочности и увеличивает вероятность коротких замыканий.
В отношении
сопротивления активного материала
электродов необходимо учитывать
следующее. Губчатый свинец (активный
материал отрицательных электродов)
обладает такой же хорошей проводимостью,
что и материал решеток (удельное
сопротивление губчатого свинца равно
1,8
Ом
см, а
свинца — 2,3
Ом RU;mso-fareast-language:
RU;mso-bidi-language: AR-SA>
см). Диоксид свинца (активный материал положительных
электродов) является плохим проводником
тока, его удельное сопротивление ~
в
раз
больше удельного сопротивления свинца.
В процессе разряда свинцового аккумулятора полное внутреннее сопротивление не остается постоянным, а увеличивается, так как обе его составляющие возрастают из-за изменения состава электролита, электродов, температуры. Промышленные аккумуляторы ССК можно не только купить, но и получить квалифицированную консультацию специлистов..
Сульфат свинца, образующийся при разряде на обоих электродах, практически не проводит ток. Поэтому по мере разряда аккумуляторов их сопротивление увеличивается, достигая к концу разряда 2х Зх-кратного увеличения по сравнению с начальным сопротивлением.
электрических цепей — ЭДС индукции по сравнению с ЭДС батареи
спросил
Изменено 1 год, 5 месяцев назад
Просмотрено 1к раз
$\begingroup$
Я немного смущен тем, что ЭДС индукции и ЭДС батареи одинаковы по своей природе, но отличаются только источником. Существует ли градиент потенциала в случае ЭДС индукции, как это происходит, когда батарея подключена к цепи? Если это так, то между какими двумя точками в катушке с током (с изменяющимся потоком) существует ЭДС индукции (поскольку у нас есть четко определенное положение для ЭДС в случае батареи, т.е. ЭДС)?
- электрические цепи
- потенциальные
- напряжения
- электромагнитные индукционные
- батареи
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Я немного смущен тем, что ЭДС индукции и ЭДС батареи одинаковы по своей природе, но отличаются только источником.
Нет, они очень разные. ЭДС батареи возникает из-за химических реакций внутри батареи и действует только на частицы внутри батареи, поэтому она управляет током только по пути внутри батареи; вне батареи ток вызывается другими видами сил, такими как электростатическое или индуцированное электрическое поле.
Наведенная ЭДС возникает из-за наведенного электрического поля, которое присутствует везде, где магнитное поле изменяется во времени, оно вызывает ток во всех частях цепи, хотя насколько сильно зависит от силы наведенного электрического поля в этом месте.
Существует ли градиент потенциала в случае ЭДС индукции, как это происходит, когда батарея подключена к цепи?
На практике это часто происходит, но не напрямую из-за наведенного поля. Видите ли, индуцированное поле является соленоидальным полем (ходит по кругу, не имеет источника и стока), и такое поле не может быть описано потенциальной функцией. Однако индуцированное поле действует на подвижные заряды в проводниках и способно концентрировать или истощать их в различных областях пространства, например на поверхности и выводах индуктора. Эти поверхностные заряды создают кулоновское электрическое поле, которое действительно имеет потенциал. Когда мы говорим о наличии разности потенциалов на элементе цепи, таком как резистор, конденсатор или катушка индуктивности, мы имеем в виду потенциал кулоновского поля поверхностных зарядов в системе. Это не имеет ничего общего с индуцированным полем.
В идеальном индукторе действие кулоновского поля компенсирует действие индуцированного поля. Вот почему, когда ЭДС для индуктора (работа наведенного поля на единицу заряда) принято записывать со знаком минус как $$ ЭДС = -L \frac{dI}{dt}~~~~\tag{*} $$ чтобы соответствовать закону Ленца, падение потенциала в том же положительном направлении (часто называемое напряжением на элементе), которое мы используем при записи закона напряжения Кирхгофа, равно $$ р.д. = L \frac{dI}{dt} $$ то есть имеет противоположный знак. Для индуктора с заметным омическим сопротивлением $R$ кулоновское поле не гасит индуцированное поле полностью, и падение потенциала равно $$ р.д. = L \frac{dI}{dt} +RI $$ в то время как индуцированная ЭДС по-прежнему определяется (*).
Наведенное поле теоретически может присутствовать без градиента электрического потенциала, если установка достаточно симметрична. Например, если индуцированное поле возникает из-за движущегося цилиндрического магнита, который имеет пренебрежимо малую плотность электрического заряда, его кулоновское поле пренебрежимо мало, и потенциал индуцированного поля не изменяется. Мы можем даже добавить проводящий круговой путь; если мы поместим его так, чтобы круговое индуцированное поле одинаково действовало на подвижные заряды во всех частях круглого проводника, то в проводнике не произойдет разделения зарядов, и потенциал все равно не изменится.
$\endgroup$
$\begingroup$
Я немного смущен тем, одинаковы ли ЭДС индукции и ЭДС батареи в природа отличается только своим источником
ЭДС представляет собой напряжение независимо от того, как оно генерируется.
Существует ли градиент потенциала в случае ЭДС индукции, как мы имеем, когда батарея подключена к цепи?
В катушке существует градиент напряжения или потенциала, но по другой причине, чем в батарее. Для катушки Закон Фарадея гласит для катушки из N витков, охватывающей поток $ϕ$:
$$v=-N\frac{dϕ}{dt}$$
Так, например, если в катушке из 100 витков индуцируется напряжение $v$ 100 вольт, магнитное поле индуцирует один вольт на повернуть.
Согласно Википедии, в случае батареи градиент ЭДС называется электрохимическим градиентом. Он состоит из двух частей: химического градиента, или разности концентраций растворенных веществ на мембране, и электрического градиента, или разности зарядов на мембране.
Если да, то между какими двумя точками в катушке с током (при изменении потока) ЭДС индукции существует
Как я указал выше, градиент в катушке представляет собой витковое напряжение, создаваемое изменяющимся магнитным потоком, который при умножении на общее число витков дает общую ЭДС.
Надеюсь, это поможет.
$\endgroup$
$\begingroup$
Я немного смущен тем, что ЭДС индукции и ЭДС батареи одинаковы по своей природе, но отличаются только источником.
Да, хотя и ЭДС батареи, и ЭДС индукции перемещают заряды одинаковым образом, создавая электрическое поле, «ЭДС» имеют разное происхождение. В первом случае ЭДС генерируется из-за электрохимических реакций, происходящих внутри ячейки, а во втором случае генерируемое электрическое поле возникает из-за изменения магнитного поля вокруг индуктора.
Существует ли градиент потенциала в случае ЭДС индукции, как это происходит, когда батарея подключена к цепи?
Но, в отличие от батареи, на концах индуктора нет разности потенциалов или градиента из-за избыточных зарядов на концах индуктора.
Градиент потенциала здесь будет из-за E-поля здесь, которое генерируется по другой причине.
Мы просто называем это «ЭДС индуцирования», потому что оно ведет себя так же, как ЭДС батареи.
В конце концов, в обоих случаях заряды двигаются за счет генерируемого поля Е, а не толкая друг друга, так что это не имеет большого значения. Точно так же мы можем относиться к ЭМП.
$\endgroup$
4
$\begingroup$
Я немного запутался в том, являются ли ЭДС индукции и ЭДС батареи одинаковыми по своей природе, отличаясь только своим источником
Да, с одним важным отличием. Электрическое поле, создаваемое батареей, консервативно по своей природе (не образует замкнутых контуров, не зависит от пути и т. д.), но электрическое поле, создаваемое изменяющимся магнитным полем, почти всегда образует замкнутые контуры и, таким образом, не является консервативным.
Существует ли градиент потенциала в случае ЭДС индукции, как это происходит, когда батарея подключена к цепи?
Градиент потенциала (т.е. электрическое поле) существует в ЭДС индукции, как упоминалось выше.
Если это так, то между какими двумя точками в катушке с током (с изменяющимся потоком) существует ЭДС индукции (поскольку у нас есть четко определенное положение для ЭДС в случае батареи, т.е. клеммы, есть ли у нас подобное в случае ЭДС индукции)?
Теперь самое сложное. Во-первых, у нас есть закон индукции Фарадея, который гласит:-
$$\oint \vec E \cdot \vec dl = — \frac{d}{dt} \varphi$$
Левая часть уравнения $ \oint \vec E \cdot \vec dl$ есть ЭДС индукции в катушке. Обратите внимание, что мы интегрируем электрическое поле по всему контуру катушки и приравниваем его к производной магнитного потока по времени. Это означает, что нет двух конечных точек или терминалов, через которые существует EMF. ЭДС существует во всем контуре.
Однако, когда мы обычно моделируем и анализируем схемы, мы рассматриваем свойство катушки с током, известное как ее индуктивность , и устройство, известное как индуктор . ЭДС, создаваемая изменяющимся магнитным полем в петле с током, пропорциональна количеству витков петли (уравнение закона Фарадея, которое я дал, должно иметь дополнительный член $N$ в правой части для учета количества витков). витков катушки). Это означает, что для обычной цепи с одним витком ЭДС индукции будет незначительной.
Мы говорим, что индуктивность петли мала. Однако для чего-то вроде соленоида мы должны учитывать индуктивность и индуцированную ЭДС, поскольку из-за большого количества витков это становится значительным.
Катушка индуктивности представляет собой устройство, содержащее множество витков катушки с током, которая, таким образом, имеет значительную ЭДС индукции, и при моделировании цепей мы предполагаем, что вся индуктивность цепи обусловлена катушкой индуктивности, соединенной последовательно с другими компонентами схема. Большая часть наведенной ЭДС будет направлена через индуктор и, таким образом, индуцированная ЭДС обычно измеряется на концах индуктора .
Итак, чтобы ответить на ваш вопрос, никакая индуцированная ЭДС обычно не имеет фиксированных конечных точек, которые существуют, например, для батареи, но мы моделируем схемы так, чтобы они были на компоненте, известном как индуктор.
$\endgroup$
2
$\begingroup$
$\bf E$ и $\bf B$ наиболее полезны для описания статических зарядов и токов. Однако, когда все становится зависящим от времени, это уже не независимые величины. Если думать в терминах электрических и магнитных полей, это может привести к путанице. Тогда необходимо использовать четыре потенциала $(\phi, {\bf A})$, связанные с током заряда $(q, \bf j)$ неоднородным волновым уравнением. Тогда становится ясно, что $\bf E$ имеет несколько источников: ${\bf \Delta} \phi$ и $\partial_t \bf A$. Батарея создает кулоновскую силу и является примером первой. Индукция является примером последнего, изменяющегося во времени векторного потенциала.
$\endgroup$
$\begingroup$
На замечание: «Батарейка производит кулоновскую силу и является примером первой. Индукция является примером второй, изменяющегося во времени векторного потенциала.»
- И батарея, и переменный во времени поток являются квазистатическими источниками. Установившийся транспорт в цепи — это идеализация.
- Как уже указывалось, магнитный поток приводит к неконсервативной ЭДС внутри цепи. Однако химические процессы в батарее также «неконсервативны» в том смысле, что это метастабильная система, находящаяся в процессе возврата к внутреннему термодинамическому равновесию.
- Что также важно на практике, так это физика рассеивания электрической энергии в окружающую среду. В противном случае не могло бы существовать даже квазистационарное состояние в нормальной шкале времени.
- Легко провести мысленный эксперимент, в котором источник ЭМП скрыт от экспериментатора, который может измерить только свойства видимой цепи. В этом случае, по-видимому, нет четкого способа определить, индуцируется ли ток батареей или магнитным потоком.
- Если предположить, что 4. верны, то ФОРМАЛЬНО между ними существует калибровочная эквивалентность; однако это должно включать «большое» калибровочное преобразование, потому что это не статическая пуассоновская задача в односвязной топологии. Я видел ссылку на это, но больше не могу найти, иначе я бы процитировал.
$\endgroup$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.CBSE Класс 12 Решенный вопросник по физике 2016
Предварительные доски
Практика, чтобы преуспеть и ознакомиться с бумажным шаблоном и типом вопросов. Проверьте свои ответы с предоставленными ключами ответов.
Образцы документов
Загрузите образцы документов в формате PDF бесплатно, чтобы попрактиковаться в автономном режиме, и просмотрите решения в Интернете.
Тип короткого ответа
1.
Рэм учится в X классе сельской школы. Дядя подарил ему велосипед с динамо-машиной. Он был очень взволнован, чтобы получить его. Во время езды на велосипеде ночью он мог зажечь лампочку и увидеть предметы на дороге. Однако он не знал, как работает это устройство. Он задал этот вопрос своему учителю. Учитель посчитал это возможностью объяснить работу всему классу.
Ответьте на следующие вопросы:
(a) Расскажите о принципе и работе динамо-машины.
(b) Напишите по два значения, каждое из которых показано Рамом и его школьным учителем.
Динамо:
а) Принцип: Всякий раз, когда катушка вращается в магнитном поле, в ней возникает ЭДС из-за изменения магнитного потока, связанного с катушкой.
Рабочий:
При вращении катушки в динамо-машине ее наклон () по отношению к полю меняется. Следовательно, получается переменная ЭДС, которая определяется выражением
b) Значения отображаемые:
Овен: любознательность, научные способности, стремление учиться.
Учитель: Глубокие знания, мотивационный подход, щедрый, целеустремленный.
2120 просмотров
2.
(i) Получите выражение для дрейфовой скорости свободных электронов.
(ii) Как дрейфовая скорость электронов в металлическом проводнике изменяется с повышением температуры? Объяснять.
i) Выражение для дрейфовой скорости электронов:
Когда к проводнику прикладывается разность потенциалов, создается электрическое поле, и на свободные электроны действует электрическая сила (=-eE).
В результате электроны ускоряются и продолжают сталкиваться друг с другом, приобретая постоянную среднюю скорость (v d ).
Следовательно,
F e = -Ee
ii) При повышении температуры дрейфовая скорость электронов в металлическом проводнике увеличивается.
Из приведенного выше соотношения
Следовательно, по мере увеличения температуры металлического проводника увеличивается столкновение между электронами и ионами, что приводит к уменьшению времени релаксации.
Таким образом, скорость дрейфа уменьшается.
4127 просмотров
3.
Чем поведение диамагнетика отличается от поведения парамагнетика при нахождении во внешнем магнитном поле?
Разница в поведении диамагнетика и парамагнетика:
| Диамагнетик | Парамагнитный |
| 1. Диамагнетик будет двигаться в сторону более слабой области магнитного поля. | 1. Парамагнетики движутся в сторону более сильной области магнитного поля. |
| 2. Диамагнетик отталкивается магнитом. | 2. Парамагнитное вещество движется к магниту. |
| 3. Диамагнитное вещество выравнивается перпендикулярно полю. | 3. Парамагнитное вещество выравнивается вдоль магнитного поля. |
3455 просмотров
4.
График изменения разности потенциалов в сочетании трех одинаковых элементов, соединенных последовательно, в зависимости от тока показан ниже. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление каждой ячейки?
Разность потенциалов, E = 6/3 = 2 В
Внутреннее сопротивление, r =
Дано, три элемента соединены последовательно,
r’ = r/3 = 6/3 = 2 Ом
4920 Просмотров
5.
Используйте закон Био-Савара, чтобы получить выражение для магнитного поля на оси круглой петли радиуса R с током.
I = ток в петле
R= радиус петли
X= расстояние между O и P
dl = проводящий элемент петли
Согласно закону Био-Савара,
Магнитное поле в точке P,
дБ состоит из двух компонентов: дБ x и .
отменяется, а x-компонент остается.
Следовательно,
Сумма dl по контуру определяется выражением,
B =
Силовые линии магнитного поля из-за кругового тока, несущего i is,
3647 просмотров
6.
Батарейка с ЭДС 12В и внутренним сопротивлением 2 Ом подключена к резистору 4 Ом, как показано на рисунке.
а) Покажите, что вольтметр, помещенный то на ячейку, то на резистор, в свою очередь, дает одинаковые показания.
б) Почему для регистрации напряжения и силы тока в цепи вольтметр ставят параллельно, а амперметр последовательно?
а) ЭДС, E = 12 В
Внутреннее сопротивление, r = 2В
Теперь по формуле
E = V + Ir
2) = 8 В
Если вольтметр подключен параллельно резистору,
В 2 = IR
= 2 x 4 = 8 В
доказано.
b) Вольтметр имеет очень высокое сопротивление, чтобы гарантировать, что его подключение не изменяет протекание тока в цепи. Ток выбирает путь с низким сопротивлением. Поэтому вольтметр подключают параллельно нагрузке, на которой нужно измерить разность потенциалов.
Амперметр измеряет значение тока, протекающего по цепи. Амперметр имеет очень низкое значение сопротивления, чтобы через него проходил весь ток. Следовательно, он должен быть подключен последовательно.
8986 просмотров
7.
(i) Определите часть электромагнитного спектра, которая:
(a) подходит для радиолокационной системы, используемой в авиационной навигации,
(b) возникает при бомбардировке металлической мишени высокоскоростными электронами.
ii) Почему гальванометр показывает мгновенное отклонение во время зарядки или разрядки конденсатора? Напишите необходимое выражение, объясняющее это наблюдение.
i) a) Микроволны подходят для радиолокационной системы, используемой в авиационной навигации.
b) Рентгеновские лучи получают путем бомбардировки металлической мишени высокоскоростными электронами.
ii) Конденсатор подключен к батарее. Итак, электроны начинают двигаться к пластине, соединенной с отрицательным полюсом батареи, а электроны уходят с пластины, соединенной с положительным полюсом батареи.
Перенос электронов происходит до тех пор, пока потенциал конденсатора не станет равным потенциалу батареи. Весь процесс происходит очень быстро, и зарядный ток вызывает отклонение.
Обратный процесс повторяется в момент разрядки конденсатора и снова гальванометр показывает кратковременное отклонение.
Гальванометр действует как сопротивление, а цепь ведет себя как RC-цепь, имеющая постоянную времени, равную RC.
Таким образом, искомое выражение имеет вид
2396 просмотров
8.
Определение эквипотенциальной поверхности. Начертите эквипотенциальные поверхности:
(i) в случае точечного заряда и постоянного электрического поля в направлении Z.
(ii) Почему эквипотенциальные поверхности вокруг одного заряда не равноудалены?
(iii) Может ли электрическое поле существовать по касательной к эквипотенциальной поверхности? Дайте повод.
i) Эквипотенциальная поверхность для одиночного точечного заряда:
Эквипотенциальная поверхность в постоянном поле в направлении Z.
ii) Эквипотенциальная поверхность вокруг одного заряда не равноудалена, потому что V обратно пропорционально r.
Кроме того, эквипотенциальные поверхности вокруг одного заряда не равноудалены, потому что электрическое поле, создаваемое одиночным зарядом, непостоянно.
iii) Электрическое поле не может существовать по касательной к эквипотенциальной поверхности, потому что, если силовые линии касательны, будет совершаться работа по перемещению заряда по поверхности, что противоречит теории эквипотенциальной поверхности.
7668 просмотров
9.
