Закон Ома для полной цепи. Сопротивление



Закон Ома для полной цепи. Сопротивление

Дидактические задания по физике

Пример задания по теме «Закон Ома для полной цепи. Сопротивление.»

ВАРИАНТ 10-15-1. 1. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС батареи аккумуляторов, если при сопротивлении внешней части цепи 2,0 Ом ток равен 0,80 А, а при сопротивлении 3 Ом — 0,60 А. 2. Три потребителя электроэнергии сопротивлением 12, 9 и 3 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи 120 В. Найти ток в цепи и падение напряжения на каждом потребителе. 3. Каково удельное сопротивление провода, если его длина 20 м, площадь поперечного сечения 1,0 мм2 и сопротивление 10 Ом? 4. Четыре проводника сопротивлением 1 Ом ; 2 Ом ; 3 Ом ; 4 Ом соединены параллельно. Определить общее сопротивление.

Показать материал полностью и распечатать.
При трудностях чтения смените кодировку в броузере: Вид > Кодировка > Кириллица (Windiws)

Несложное по нашим меркам задание для повторения материала. Все варианты примерно одинаковой сложности.

Ответы к заданиям 10-15.

вариант/задача	10-15-1	10-15-2	10-15-3	10-15-4	10-15-5	10-15-6
1	1 Ом; 2,4 В	0,67 А	13,3 В	6 А	0,24 В; 1,44 В	5,5 А
2	5 А; 60 В; 45 В; 15 В	40 В; 60 В; 120 В	10 А	21,7 Ом	8 Ом	10 А
3	0,5 Ом. мм2/м	10 Ом	200 Ом	Два параллельно и к ним еще один последовательно	0,028 Ом.мм2/м	медный длиннее в 1, 65 раза
4	0,48 Ом	32 400 Дж	во втором	1 694 кДж	145 200 Дж	27 кДж; 54 кДж

---

При подключении источника тока с ЭДС 15 B к некоторому сопротивлению напряжение на полюсах источника оказывается 9 B, а сила тока в цепи 1,5 А. Найдите внутреннее сопротивление источника. — вопрос №1075803 — Учеба и наука

Лучший ответ по мнению автора

ЭДС источника: E=U+Ir, где U -напряжение на полюсах; I — сила тока; r — внутреннее сопротивление Отсюда, внутреннее сопротивление равно: r=E-U/I=15-9/1. 5=4 B 31.05.14 Лучший ответ по мнению автора

Михаил Александров Читать ответы

Андрей Андреевич Читать ответы

Владимир Читать ответы

Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика

Похожие вопросы

Площадь листа бумаги S = 620 см2. Толщина пачки h = 0,50 дм. Определите (в см3) объем V1 одного листа, если их количество N = 1000.

Велосипедист движется равномерно по окружности…

В вершинах квадрата расположены одноименные…

електричне поле

Пользуйтесь нашим приложением

К чему именно относятся электродвижущая сила и внутреннее сопротивление?

5 минут чтения

ЭДС = ΔE/Δq

Уравнение выражает зависимость между электродвижущей силой (ЭДС), измеряемой в вольтах (В), изменением энергии, измеряемым в джоулях (Дж), и изменением заряда, измеряемым в кулонах (Кл), обозначаемых как ΔE и Δq соответственно.

Электродвижущая сила, несмотря на свое название, не действует как сила в общепринятом смысле. Вместо этого он обозначает количество энергии на единицу заряда, подаваемого источником питания для облегчения потока электрических зарядов в цепи. Эта концепция сродни давлению жидкости, которое представляет собой энергию на единицу объема, доступную для вытеснения жидкости.

На электродвижущую силу (ЭДС) источника питания могут влиять несколько факторов, в том числе химические свойства материалов, используемых в батарее, температура батареи и внешние обстоятельства, такие как сопротивление цепи. Кроме того, ЭДС источника питания может со временем колебаться, поскольку химические реакции, которые генерируют энергию, могут истощиться или иным образом измениться.

Крайне важно признать, что электродвижущая сила (ЭДС) источника питания не соответствует фактическому напряжению, наблюдаемому в цепи. Скорее, оно представляет собой максимальное напряжение, которое может быть достигнуто в идеальной цепи без внутреннего сопротивления. На практике измеренное напряжение на цепи будет ниже ЭДС из-за наличия внутреннего сопротивления в источнике питания и в цепи.

Что такое внутреннее сопротивление?

При передаче тока от источника питания в цепь часть электрической энергии рассеивается из-за внутреннего сопротивления источника питания. Это внутреннее сопротивление вызывает снижение напряжения на источнике питания, что приводит к преобразованию некоторой электрической энергии в тепло. В результате источник питания может испытывать повышение температуры, особенно если он подает значительный ток.

Количество тепла, выделяемого источником питания, зависит как от его внутреннего сопротивления, так и от величины подаваемого им тока. Как правило, источники питания с более низким внутренним сопротивлением выделяют меньше энергии в виде тепла и, как следствие, выделяют меньше тепла при подаче определенного количества тока.

При проектировании цепей или выборе источников питания очень важно учитывать тепло, выделяемое источником питания, особенно в сценариях, где ожидается, что он будет обеспечивать высокий выходной ток в течение длительного времени. Перегрев может нанести вред источнику питания и другим элементам цепи, а также создать угрозу безопасности.

Взгляните на приведенный ниже рисунок 1, на котором показана схема, состоящая из источника питания с ЭДС (E) и внутренним сопротивлением (r). Внешний резистор (R), также известный как нагрузка, соединен последовательно. По цепи протекает ток (I), и напряжение на резисторе (R) обозначается как VR, а напряжение на внутреннем сопротивлении (r) обозначается как Vr.

Рисунок 1: Изображена схема, отображающая ЭДС (электродвижущую силу) и внутреннее сопротивление элемента.

Применение принципа сохранения энергии,

E = V Y + V R

следует, что потенциал на нагрузке, известный как разность потенциалов на клеммах, равен

.

В Р = E – V Y

эквивалентно разности потенциалов на клеммах источника питания (В) во время подачи тока, измеренной в вольтах (В). Когда ток проходит через источник питания, часть электрической энергии рассеивается из-за его внутреннего сопротивления, что приводит к снижению напряжения на источнике питания, известному как потерянные вольты (VL), что равно произведению внутреннего сопротивления источника питания ( г) и ток (I):

ВЛ = I x R

Следовательно, разность потенциалов на клеммах ниже, чем электродвижущая сила (ЭДС) источника питания, которая является максимально возможным напряжением, которое источник питания может генерировать в идеальной цепи без внутреннего сопротивления. Несоответствие ЭДС и клеммной разности потенциалов соответствует потерянным вольтам:

ЭДС – V = VL

Потерянные вольты указывают на энергию, которая рассеивается в виде тепла из-за внутреннего сопротивления источника питания, и они могут существенно повлиять на работу схемы. Может потребоваться уменьшить внутреннее сопротивление источника питания или включить внешние компоненты, такие как стабилизаторы напряжения, чтобы поддерживать желаемую разность потенциалов на клеммах в определенных ситуациях.

потерянные вольты = электродвижущая сила – разность потенциалов на клеммах

Когда ячейка находится в разомкнутой цепи (без протекания тока), разность потенциалов на клеммах соответствует электродвижущей силе. Для измерения ЭДС к клеммам элемента можно подключить высокоомный вольтметр, как показано на рис. 2 .

Рисунок 2: Измерение ЭДС ячейки

Используя эту схему, можно продемонстрировать, что разность потенциалов на клеммах источника питания уменьшается по мере увеличения подаваемого тока. Когда к ячейке подключено больше ламп, ток возрастает. Потерянные вольты представлены следующим выражением:

потерянное напряжение = ток x внутреннее сопротивление

С увеличением тока увеличивается и потерянное напряжение, вызывая уменьшение разности потенциалов на клеммах.

Согласно рис. 1 ЭДС может быть записана как:

E = Ir + IR = I(r + R)

Как видно из предыдущего уравнения, очевидно, что источник питания обеспечивает максимальный ток при подключении к нагрузке с пренебрежимо малым сопротивлением (R=0). В этом сценарии конечная разность потенциалов равна нулю, поскольку разность потенциалов на внутреннем сопротивлении источника питания равна ЭДС элемента.

Как внутреннее сопротивление влияет на батарею?

Схема, показанная ниже, дает формулу для мощности, подаваемой батареей на нагрузочный резистор с регулируемым сопротивлением.

Рисунок 3: Схема, предназначенная для определения мощности, подаваемой на нагрузку.

Показания тока и напряжения получаются с помощью амперметра и вольтметра соответственно для различных значений сопротивления. Сопротивление рассчитывается по уравнению. Затем мощность определяется по формуле. На приведенном ниже графике показано, как рассеянная мощность изменяется в зависимости от сопротивления нагрузки. Из этого графика видно, что максимальная мощность подается при определенном значении нагрузки, соответствующем внутреннему сопротивлению элемента.

Рисунок 3: График, показывающий взаимосвязь между мощностью и сопротивлением нагрузки.

Сопротивление нагрузки, соответствующее внутреннему сопротивлению батареи, приводит к тому, что батарея обеспечивает максимальную мощность в цепи.

→ Что такое электродвижущая сила (ЭДС)?

Электродвижущая сила (ЭДС) — это электрическая энергия на единицу заряда, производимая источником, таким как батарея или генератор, который пропускает ток через цепь.

→ Что такое внутреннее сопротивление (r) в батарее?

Внутреннее сопротивление (r) — это сопротивление, противодействующее протеканию тока внутри батареи или элемента. Возникает из-за сопротивления электролита и внутреннего устройства аккумулятора.

→ Как измеряется ЭДС?

ЭДС можно измерить с помощью вольтметра, который подключается к клеммам источника. Полученное значение напряжения является ЭДС источника.

→ Как измеряется внутреннее сопротивление?

Внутреннее сопротивление можно измерить, подключив известное внешнее сопротивление (R) последовательно к батарее и измерив напряжение на внешнем сопротивлении с помощью вольтметра. Затем внутреннее сопротивление можно рассчитать по формуле r = (V — ЭДС)/I, где V — напряжение на внешнем сопротивлении, ЭДС — электродвижущая сила источника, а I — ток, протекающий по цепи.

→ В чем разница между ЭДС и разностью потенциалов?

ЭДС — это максимальное количество электрической энергии, которое источник может предоставить на единицу заряда, тогда как разность потенциалов — это количество электрической энергии, которая передается из одной точки цепи в другую на единицу заряда.

→ Может ли ЭДС быть больше разности потенциалов на компоненте в цепи?

Да, ЭДС может быть больше, чем разность потенциалов на компоненте в цепи. Это происходит при падении напряжения на внутреннем сопротивлении источника, что уменьшает разность потенциалов на внешних компонентах цепи.

→ Как внутреннее сопротивление влияет на работу батареи?

Внутреннее сопротивление влияет на рабочие характеристики батареи, уменьшая разность потенциалов между компонентами внешней цепи, что приводит к снижению тока и выходной мощности. По мере разрядки аккумулятора увеличивается его внутреннее сопротивление, что еще больше снижает его производительность.

→ Как сопротивление компонента влияет на разность потенциалов на нем?

Разность потенциалов на компоненте прямо пропорциональна его сопротивлению. Это означает, что если сопротивление компонента увеличивается, разность потенциалов на нем также увеличивается, и наоборот.

→ Какая связь между ЭДС, внутренним сопротивлением и напряжением на клеммах?

Напряжение на клеммах (В) источника равно ЭДС (E) минус падение напряжения на его внутреннем сопротивлении (r), выраженное математически как V = E – Ir. По мере увеличения внутреннего сопротивления источника напряжение на клеммах уменьшается.

→ Можно ли исключить внутреннее сопротивление из батареи?

Нет, полностью исключить внутреннее сопротивление батареи невозможно. Однако его можно уменьшить, используя материалы с меньшим удельным сопротивлением для электродов и электролита, а также усовершенствовав конструкцию батареи.

Что вы понимаете под внутренним сопротивлением, э.д.с. (электродвижущая сила)

Вопрос

Обновлено: 13/06/2023

MBD -HARYANA BOARD-CURRENT ELECTRICITY-КРАТКИЙ ТИП ОТВЕТА ВОПРОСЫ

9 видео

РЕКЛАМА

Текст Решение

Решение

Внутреннее сопротивление. Сопротивление, оказываемое электролитом протекающему через него электрическому току, называется внутренним сопротивлением элемента.
Электродвижущая сила. Разность потенциалов между двумя полюсами ячейки в разомкнутой цепи (когда ток из ячейки не поступает) называется ЭДС. клетки.
Благодаря своей ЭДС ячейка перемещает заряд по цепи. следовательно, э.д.с. ячейки также определяется как энергия, подаваемая ячейкой для движения единичного заряда по полной цепи. он обозначается E.
В системе СИ единица измерения э.д.с. представляет собой вольт (В) или джоуль на кулон (Дж C−1).
Э.д.с. заряда ячейки называется одним вольтом, если 1 джоуль работы совершает ячейка, чтобы передать по цепи заряд в один кулон.
Когда ток протекает через элемент, его электролит оказывает сопротивление потоку тока.
Концевая разность потенциалов элемента
Разность потенциалов между двумя полюсами элемента в замкнутой цепи (когда от элемента поступает ток) называется конечной разностью потенциалов элемента. Обозначается V.
При протекании тока по цепи происходит падение потенциала на внутреннем сопротивлении элемента. разность потенциалов между двумя полюсами ячейки меньше э.д.с. ячейки на величину, равную падению потенциала на внутреннем сопротивлении. следовательно, конечная разность потенциалов клетки всегда меньше ее э.д.с.
Связь между ЭДС, разностью потенциалов и внутренним сопротивлением ячейки.
(Выражение для внутреннего сопротивления элемента)
Рассмотрим схему, как показано на рисунке.

Вставьте ключ К1 и снимите показания вольтметра. это дает э.д.с. Е клетки. теперь с помощью ящика сопротивлений вставьте некоторое сопротивление в цепь, а также замкните ключ К2, чтобы цепь стала замкнутой. еще раз прочитайте показания вольтметра. она дает разность потенциалов между концами внешнего сопротивления и пусть это будет V. Значение V меньше Е из-за падения потенциала внутри ячейки.
Пусть r — внутреннее сопротивление элемента, а I — ток, протекающий по цепи, когда К2 замкнут. Сейчас
I=ER+r
или E=(R+r)I . . (1)
Падение потенциала во внешней цепи определяется как
Разделив (1) и (2),
EV=R+rR=1+rR
rR=EV-1=E-VV
или r=R( E-VV)=R(EV-1)
Таким образом, зная значения E, V и R, можно определить внутреннее сопротивление r.

Ответить

Пошаговое решение от экспертов, которое поможет вам в разрешении сомнений и получении отличных оценок на экзаменах.

Ab Padhai каро бина объявления ке

Khareedo DN Pro и дехо сари видео бина киси объявление ки rukaavat ке!

---

Видео по теме

• В чем разница между электродвижущей силой и напряжением на клеммах ячейки? Как они связаны друг с другом.

  12297839

• Что вы понимаете под внутренним сопротивлением и конечной разностью потенциалов клетки? От каких факторов они зависят?

  12297922

• क्या समझते है ? किन परिस्थितियों में किसी सेल का विo वाo बल तथा टर्मिनल विभवांतर समान होगा ?

  76220820

• Что вы подразумеваете под внутренним сопротивлением ячейки?

  181218205

• Разность потенциалов между клеммами элемента составляет 3 вольта, когда он подключен к сопротивлению, равному его внутреннему сопротивлению. ЭДС ячейки: –

  212494973

• Укажите три отличия между э.д.с. и конечная разность потенциалов клетки.

  342576358

• Каковы основные различия между электродвижущей силой клеток и потенциалом клеток?

  548152302

• Объясните элемент, ЭДС и внутреннее сопротивление. Выведите зависимость между ЭДС разности потенциалов и внутренним сопротивлением.

  639284562

• Что вы подразумеваете под внутренним сопротивлением, э.д.с. (электродвижущая сила) и конечная разность потенциалов клетки?

  642691808

• Что вы подразумеваете под электродвижущей силой клетки?

  643058191

• Как с помощью потенциометра определить внутреннее сопротивление элемента?

  643309519

• Что вы подразумеваете под внутренним сопротивлением ячейки?

  644165619

• Ячейка Э.Д.С. Е и внутреннее сопротивление r соединены последовательно с внешним сопротивлением nr. Тогда отношение конечной разности потенциалов к Э.Д.С. is

  644175236

• Объясните значение терминов ЭДС, напряжение на клеммах и внутреннее сопротивление элемента.

  644441376

• Разность потенциалов между выводами элемента составляет 3 вольта, когда он подключен к сопротивлению, равному его внутреннему сопротивлению. ЭДС ячейки:-

  645863095

РЕКЛАМА

1. MBD -HARYANA BOARD-ТОК ЭЛЕКТРИЧЕСТВО-КОРОТКИЙ ОТВЕТ НА ТИП ВОПРОСОВ

2. Выведите закон Ома, используя понятие скорости дрейфа.

   03:05

3. Используя закон Ома, рассчитайте сопротивление комбинации нескольких сопротивлений…

   04:07

4. Проводник длиной l подключен к переменному току, источнику потенциала V….

   06:57

5. Выражение общего сопротивления цепи, в которой несколько …

   05:27

6. Что вы подразумеваете под внутренним сопротивлением, э.