Site Loader

Содержание

1.3. Источники ЭДС и тока

К активным элементам электрических цепей относятся источники ЭДС и источники тока.

Электродвижущая сила (ЭДС) – это количество энергии, затраченное сторонними силами на перенос единичного положительного заряда от меньшего потенциала к большему

За положительное направление э.д.с. принимается направление возрастания потенциала (рис. 1.6).

 

Таким образом, положительные направления  ЭДС и напряжения всегда противоположны.

Численно ЭДС равна разности потенциалов между выводами источника при разомкнутой цепи.

Если внутри источника  ЭДС не содержится пассивных элементов, то его внутреннее сопротивление r0 равно нулю. Такой источник  является идеальным.

На практике обычно приходится иметь дело с реальными источниками  ЭДС, обладающими некоторым внутренним сопротивлением (рис. 1.7).

В таких источниках напряжение на зажимах зависит от тока в нагрузке.

Напряжение на зажимах реального источника в работающей цепи определяется соотношением

Это выражение называют внешней характеристикой источника  ЭДС.

Анализируя внешнюю характеристику источника, можно сделать вывод, что напряжение на зажимах источника в режиме нагрузки всегда меньше  ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника. Зависимость напряжения от тока нагрузки показана на рис. 1.8 пунктирной линией. В свою очередь величина тока нагрузки зависит от сопротивления внешней цепи, поэтому можно считать, что напряжение на зажимах реального источника зависит от сопротивления внешней цепи.

В случае идеального источника внутренне сопротивление равно нулю. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от тока нагрузки и равно  ЭДС источника U = E. Зависимость напряжения от тока в идеальном источнике показана на рис. 1.8 сплошной линией.

 Источники тока

Идеализированный источник тока – это активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Считается, что внутреннее сопротивление идеального источника бесконечно велико, поэтому параметры внешней цепи не будут оказывать влияния на ток в источнике тока. На электрических схемах источник тока обозначается так, как показано на рис. 1.9.


 Реальный источник тока обладает конечным внутренним сопротивлением или отличной от нуля проводимостью. Схема реального источника представлена на рис. 1.10. Ток реального источника определяется разностью тока идеального источника J и внутреннего тока I0:

где U – напряжение, приложенное к зажимам источника. Полученное выражение называют внешней характеристикой источника тока.

Зависимость тока источника от напряжения на его зажимах показано на рис. 1.11. В случае идеального источника внутренняя проводимость равна нулю и, исходя из уравнения внешней характеристики, можно заключить, что ток, идущий от источника равен току короткого замыкания источника. Эта зависимость показана на рис. 1.11 сплошной линией.

В случае реального источника   

g≠ 0 и часть тока будет ответвляться через внутреннюю проводимость. Чем больше напряжение, приложенное к источнику, тем больший ток ответвляется и тем меньший ток поступает в нагрузку. Вольт-амперная характеристика реального источника показана на рис. 1.11 пунктирной линией. Источник тока – это теоретическое понятие, но оно часто применяется для расчета электрических цепей. Примером источника тока может служить пентод.

Эквивалентное   преобразование   источников   конечной    мощности

Преобразование какого-либо участка цепи по отношению к внешним зажимам называют эквивалентным, если напряжение и ток i на внешних зажимах при этом не изменяются.

 Рассмотрим условие эквивалентности реальных источников напряжения и тока, представленных на рис. 1.12, а,б.  Воспользуемся уравнением внешней характеристики источника  ЭДС

Поделим почленно это уравнение на r0


Здесь I – ток, протекающий через нагрузку;

Jкз = E/r0 – ток короткого замыкания источника  ЭДС; 

I0 = U/r0  – ток, протекающий через внутреннее сопротивление.

Отсюда  можно заключить, что  I0 = Jкз — I   или I = Jкз — I0, то есть получили внешнюю характеристику источника тока.

Следовательно, схему источника  ЭДС можно заменить схемой источника тока при условии, что ток короткого замыкания источника и внутренняя проводимость определятся выражениями:

В свою очередь, схему источника тока можно заменить схемой источника  ЭДС при условии, что внутреннее сопротивление и э.д.с. источника определятся выражениями:

Мощность источника ЭДС определяется произведением электродвижущей силы источника и тока в нагрузке

Мощность источника тока определяется произведением тока короткого замыкания и напряжения на зажимах источника:

Урок № 5 ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи

Урок № 5 14.04.20. Физика, 10 класс

Тема: Закон Ома для полной цепи

Цель: познакомить учащихся с условиями, необходимыми для существования тока в замкнутой цепи, дать понятие сторонних сил, ЭДС,  познакомить учащихся с законом Ома для полной цепи.

1. Организационный момент


https://www.youtube.com/watch?v=HxHeDC1mzMY Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи | Физика 10 класс #56 | Инфоурок

2. Актуализация

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) закон Ома для полной цепи;

2) связь ЭДС с внутренним сопротивлением;

3) короткое замыкание;

4) различие между ЭДС, напряжением и разностью потенциалов.

Глоссарий по теме

Электрическая цепь – набор устройств, которые соединены проводниками, предназначенный для протекания тока.

Электродвижущая сила – это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда.

Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению:

I — сила тока, А

R – сопротивление внешнее или сопротивление нагрузки, Ом

r – внутреннее сопротивление или сопротивление источника тока, Ом

R + r – полное сопротивление электрической цепи

3. Изучение нового материала

Любые силы, которые действуют на электрически заряженные частицы, кроме сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских), называют 

сторонними силами. Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри всех источников тока.

Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной электродвижущей силой (ЭДС). Электродвижущая сила в замкнутом контуре — отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду.

В источнике тока из-за действием сторонних сил происходит разделение зарядов. Так как они движутся, они взаимодействуют с ионами кристаллов и электролитов и отдают им часть своей энергии. Это приводит к уменьшению силы тока, таким образом, источник тока обладает сопротивлением, которое называют внутренним r.

З акон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи:

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению

Короткое замыкание

При коротком замыкании, когда внешнее сопротивление стремится к нулю, сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением и может оказаться очень большой. И тогда провода могут расплавиться, что может привести к опасным последствиям.

Т.е. при коротком замыкании сопротивление внешнее стремится к нулю R→ 0, и в цепи резко возрастает сила тока.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ (ЗАМКНУТОЙ) ЦЕПИ

Примеры и разбор решения заданий:

1. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ФОРМУЛЫ

Электродвижущая сила

Сила тока

Сопротивление

Разность потенциалов

Решение.

Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.

Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.

ЭДС определяется по формуле:

Сила тока определяется по формуле:

Сопротивление определяется по формуле:

Разность потенциалов определяется по формуле:

Правильный ответ:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ФОРМУЛЫ

Электродвижущая сила

Сила тока

Сопротивление

Разность потенциалов

2. ЭДС батарейки карманного фонарика — 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

Если цепь содержит несколько последовательно соединённых элементов с ε123 и т. д.,то полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элементов. Знак ЭДС при этом определяется в зависимости от произвольно выбранного направления обхода того участка электрической цепи, на котором включён данный источник тока.

Рассмотрим пример.

В цепи сила тока равна 2 А. Известно, что коротком замыкании. Ток становится равным 82 А. Внешнее сопротивление равно 20 Ом. Какой источник тока нужно еще подключить в эту цепь, чтобы увеличить в ней силу тока до 4 А и полную ЭДС до 90 В?

Направление обхода выберем по часовой стрелке, т.е. идем от от « — » источника к «+». Пусть это направление будет положительным, значит, если при таком условии будет двигаться наоборот от + к -, то ЭДС будет отрицательной.


.

Д\З

1.Конспект урока

2. Сделать самостоятельную работу. ПРОВЕРЯЕТСЯ

Источники ЭДС и источники тока, их свойства и характеристики. — Студопедия


В теории электрических цепей пользуются идеализированными источниками электрической энергии

: источником ЭДС и источником тока. Им приписываются следующие свойства.

Источник ЭДС (или идеальный источник напряжения) представляет собой активный элемент с двумя зажимами, напряжение на которых не зависит от тока, проходящего через источник.

Предполагается, что внутри такого идеального источника пассивные элементы (R — сопротивление {[(R=p∙l ÷ S, где p – удельное сопротивление проводника, l – длина проводника, s – площадь его сечения)]}, L – индуктивность {[(L = F : I, где — магнитный поток, — ток в контуре)]}, С – емкость

{[( , где — заряд, — потенциал проводника)]} отсутствуют, и поэтому прохождение через него тока не вызывает в нем падения напряжения.

Упорядоченное перемещение положительных зарядов в источнике от меньшего потенциала к большему возможно за счет присущих источнику сторонних сил. Величина работы, затрачиваемой сторонними силами на перемещение единицы положительного заряда от зажима «-» к зажиму «+», называется

электродвижущей силой (ЭДС) источника и обозначается е(t).


В соответствии со сказанным выше напряжение на зажимах рассматриваемого источника равно его ЭДС, т. е. u(t) = е(t).

Условные обозначения идеального источника напряжения приведены на рисунке 1.12, а и б. Здесь стрелкой или знаками «+» и «-» указано положительное направление ЭДС, или полярность источника, т.е. направление возрастания потенциала в источнике для тех моментов времени, в которые функция е(t) положительна.

Источник тока(в теории электрических цепей) — двухполюсник, создающий в нагрузке электрический ток, причем сила тока не зависит от сопротивления нагрузки. Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока. Источник тока — модель реального источника электроэнергии или часть такой модели.

В источнике тока, ток не зависит от напряжения на нагрузке. Ток источника определяется как

где, u- напряжение, gвн — внутренняя проводимость источника тока.

Напряжение на клеммах источника тока (не путать с реальным источником!) зависит только от сопротивления нагрузки:

Мощность, отдаваемая источником тока в нагрузку,

Поскольку для источника тока , то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

Величина тока в пассивной электрической цепи, подключенной к источнику напряжения, зависит от параметров этой цепи и ЭДС е(t). Если зажимы идеального источника напряжения замкнуть накоротко, то ток теоретически должен быть бесконечно велик. Поэтому такой источник рассматривают как источник бесконечной мощности (теоретическое понятие). В действительности при замыкании зажимов реального источника электрической энергии — гальванического элемента, аккумулятора, генератора и т.д. — ток может иметь только конечное значение, так как ЭДС источника уравновешивается падением напряжения от тока внутри источника (например, в сопротивлении R, индуктивности L).


Источник напряжения конечной мощности изображается в виде источника ЭДС с подключенным к нему последовательно пассивным элементом, который характеризует внутренние параметры источника и ограничивает мощность, отдаваемую во внешнюю электрическую цепь.

Графическое изображение источника постоянного тока показано на (рис. 10 а), а изображение источника переменного тока показано на (рис. 10 б). Вольтамперная характеристика (ВАХ) идеального источника тока показана на (рис. 10 в.)

Рис. 10.

Такая вольтамперная характеристика возможна только в том случае, если сопротивление внутренней структуры источника равно бесконечности.


На практике идеальных источников не существует

Внутреннее сопротивление источника тока. Сопротивление

Лабораторная работа

«Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока»

Дисциплина Физика

Преподаватель Виноградов А.Б.

Нижний Новгород

2014 г.

Цель работы: сформировать умение определения ЭДС и внут­реннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Оборудование: выпрямитель ВУ-4М, амперметр, вольтметр, соединительные провода, элементы планшета №1: ключ, ре­зистор R 1 .

Теоретическое содержание работы .

Внутреннее сопротивление ис­точника тока.

При прохождении тока по замкнутой цепи, электрически заряженные ча­стицы перемещаются не только внутри проводников, соединяющих полюса источника тока, но и внутри самого источ­ника тока. Поэтому в замкнутой электрической цепи раз­личают внешний и внутренний участки цепи. Внешний уча­сток цепи составляет вся та совокупность проводников, которая подсоединяется к полюсам источника тока. Вну­тренний участок цепи — это сам источник тока. Источник тока, как и любой другой проводник, обладает сопротивле­нием. Таким образом, в электрической цепи, состоящей из источника то­ка и проводников с электриче­ским сопротивлением R , элек­трический ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Напри­мер, при подключении лампы накаливания к гальванической батарее карманного фонаря элек­трическим током нагреваются не только спираль лампы и под­водящие провода, но и сама ба­тарея. Электрическое сопротивле­ние источника тока называется внутренним сопротивлением. В электромагнитном генераторе внутренним сопротивлением яв­ляется электрическое сопротивле­ние провода обмотки генератора. На внутреннем участке электри­ческой цепи выделяется коли­чество теплоты, равное

где r — внутреннее сопротивле­ние источника тока.

Полное количество теплоты, выделяющееся при протекании постоянного тока в замкнутой цепи, внешний и внутренний участки которой имеют сопротивления, соответственно равные R и r , равно

. (2)

Всякую замкнутую цепь можно представить как два последовательно соединенных резистора с эквивалентными сопротивлениями R и r . Поэтому сопротивление полной це­пи равно сумме внешнего и внутреннего сопротивлений:
. Поскольку при последовательном соединении сила тока на всех участках цепи одинакова, то через внеш­ний и внутренний участок цепи проходит одинаковый по величине ток. Тогда по закону Ома для участка цепи паде­ние напряжений на ее внешнем и внутреннем участках бу­дут соответственно равны:

и
(3)

Электродвижущая сила.

Пол­ная работа сил электростати­ческого поля при движении за­рядов по замкнутой цепи по­стоянного тока равна нулю. Сле­довательно, вся работа электри­ческого тока в замкнутой элек­трической цепи оказывается со­вершенной за счет действия сто­ронних сил, вызывающих разде­ление зарядов внутри источника и поддерживающих постоянное напряжение на выходе источника тока. Отношение работы
, совершаемой сторонними силами по перемещению заряда q вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей си­лой источника (ЭДС) :

, (4)

где
— переносимый заряд.

ЭДС вы­ражается в тех же единицах, что и напряжение или разность по­тенциалов, т. е. в вольтах:
.

Закон Ома для полной цепи.

Если в результате прохождения постоянного тока в замкнутой электрической цепи происходит только нагревание проводников, то по закону сохранения энергии полная работа электрического то­ка в замкнутой цепи, равная работе сторонних сил источни­ка тока, равна количеству тепло­ты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи:

. (5)

Из выражений (2), (4) и (5) получаем:


. (6)

Так как
, то

, (7)

или

. (8)

Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источ­ника тока и обратно пропор­циональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внут­реннего участков цепи. Выраже­ние (8) называется законом Ома для полной цепи.

Таким образом, с точки зрения физики Закон Ома выражает закон сохранения энергии для замкнутой цепи постоянного тока.

Порядок выполнения работы .

    Подготовка к выполнению работы.

Перед вами на столах находится минилаборатория по электродинамике. Её вид представлен в л. р. № 9 на рисунке 2.

Слева находятся миллиамперметр, выпрямитель ВУ-4М, вольтметр, амперметр. Справа закреплен планшет № 1 (см. рис. 3 в л. р. № 9). В задней секции корпуса размещаются соединительные провода цветные: красный провод использу­ют для подключения ВУ-4М к гнезду «+» планшета; белый провод — для подключения ВУ-4М к гнезду «-»; желтые провода — для подключения к элементам планшета измерительных приборов; синие — для соединения между собой элементов планшета. Секция закрыта откидной площадкой. В рабочем положении площадка располагается горизонтально и используется в качестве рабочей поверхности при сборке экспериментальных установок в опытах.

2. Ход работы.

В ходе работы вы освоите метод измерения основных характеристик источника тока, используя закон Ома для полной цепи, который связывает силу тока I в цепи, ЭДС источника тока , его внутреннее сопротивление r и сопротивление внешней цепи R соотношением:


. (9)

1 способ.

Схема экспериментальной установки показана на рисунке 1.

Рис.1.

Внимательно изучите её. При разомкну­том ключе В источник замкнут на вольтметр, сопротивление которого много больше внутреннего сопротивления источника (r R ). В этом случае ток в цепи настолько мал, что можно пренебречь значением падения на­пряжения на внутреннем сопротивлении источника
, и ЭДС источника с пренеб­режимо малой погрешностью равна напря­жения на его зажимах , которое измеряется вольтметром, т.е.

. (10)

Таким образом, ЭДС источника определяется по показаниям вольтметра при разомкнутом ключе В.

Если ключ В замкнуть, вольтметр покажет падение напряжения на резисторе R :

. (11)

Тогда на основании равенств (9), (10) и (11) можно утверждать, что

(12)

Из формулы (12) вид­но, что для определения внутреннего сопротивления источника тока необходимо, кроме его ЭДС, знать силу тока в цепи и напря­жение на резисторе R при замкнутом ключе.

Силу тока в цепи можно измерить при помощи амперметра. Проволочный резистор изготовлен из нихромовой проволоки и имеет сопротивление 5 Ом.

Соберите цепь по схеме, показанной на рисунке 3.

После того, как цепь будет собрана, необходимо поднять руку, позвать учителя, чтобы он проверил правильность сборки электрической цепи. И если цепь собрана правильно, то приступайте к выполнению работы.

При разомкну­том ключе В снимите показания вольтметра и занесите значение напряжения в таблицу 1. Затем замкните ключ В и опять снимите показания вольтметра, но уже и показания амперметра. Занесите значение напряжения и силы тока в таблицу 1.

Вычислите внутреннее сопротивление источника тока.

Таблица1.

, В

, В

I , А

, В

r , Ом

2 способ.

Сначала соберите экспериментальную установку, изображенную на рисунке 2.

Рис. 2.

Измерьте силу тока в цепи при помощи амперметра, результат запишите в тетрадь. Сопротивление резистора =5 Ом. Все данные заносятся в таблицу 2. , Ом

Контрольные вопросы :

    Внешний и внутренний участки цепи.

    Какое сопротивление называются внутренним? Обозначение.

    Чему равно полное сопротивление?

    Дайте определение электродвижущей силы (ЭДС). Обозначение. Единицы измерения.

    Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

    Если бы мы не знали значения сопротивлений проволочных резисторов, то можно ли было бы использовать второй способ и что для этого надо сделать (может нужно, например, включить в цепь какой-нибудь прибор)?

    Уметь собирать электрические цепи, используемые в работе.

Литература

    Кабардин О. Ф.. Справ. Материалы: Учеб. Пособие для учащихся.-3-е изд.-М.:Просвещение,1991.-с.:150-151.

    Справочник школьника. Физика/ Сост. Т. Фещенко, В. Вожегова.–М.: Филологическое об-щество «СЛОВО», ООО «Фирма» «Издательство АСТ», Центр гуманитарных наук при ф-те журна-листики МГУ им. М. В. Ломоносова, 1998. — с.: 124,500-501.

    Самойленко П. И.. Физика (для нетехнических специальностей): Учебн. для общеобразоват. учреждений сред. Проф. Образования/ П. И.Самойленко, А. В. Сергеев.-2-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2003-с.: 181-182.

Цель работы: изучить метод измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Оборудование: металлический планшет, источник тока, амперметр, вольтметр, резистор, ключ, зажимы, соединительные провода.

Для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока собирают электрическую цепь, схема которой показана на рисунке 1.

К источнику тока подключают амперметр, сопротивление и ключ, соединенные последовательно. Кроме того, непосредствен­но к выходным гнездам источника подключают еще и вольтметр.

ЭДС измеряют по показанию вольтметра при разомкнутом ключе. Этот прием определения ЭДС основан на следствии из за­кона Ома для полной цепи, согласно которому при бесконечно большом сопротивлении внешней цепи напряжение на зажимах источника равно его ЭДС. (См. параграф «Закон Ома для полной цепи» учебника «Физика 10»).

Для определения внутреннего сопротивления источника за­мыкают ключ К. При этом в цепи можно условно выделить два участка: внешний (тот, который подключен к источнику) и внутренний (тот, который находится внутри источника тока). Поскольку ЭДС источника равна сумме падения напряжений на внутрен­нем и внешнем участках цепи:

ε = U r +U R , то U r = ε -U R (1)

По закону Ома для участка цепи U r = I· r (2). Подставив равенство (2) в (1) получают:

I · r = ε U r , откуда r = (ε U R )/ J

Следовательно, чтобы узнать внутреннее сопротивление источника тока, необходимо пред­варительно определить его ЭДС, затем замкнуть ключ и измерить падение напряжения на внеш­нем сопротивлении, а также силу тока в нем.

Ход работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

ε

U r , B

i,a

r , Ом

    Начертите в тетради схему для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.

    После проверки схемы соберите электрическую цепь. Ключ разомкните.

    Измерьте величину ЭДС источника.

    Замкните ключ и определите показания амперметра и вольтметра.

    Вычислите внутреннее сопротивление источника.

  1. Определение эдс и внутреннего сопротивления источника тока графическим методом

Цель работы: изучить измерения ЭДС, внутреннего сопротивления и тока короткого замы­кания источника тока, основанный на анализе графика зависимости напряже­ния на выходе источника от силы тока в цепи.

Оборудование: гальванический элемент, амперметр, вольтметр, резистор R 1 , переменный резистор, ключ, зажимы, металлический планшет, соединительные провода.

Из закона Ома для полной цепи следует, что напряжение на выходе источника тока зависит прямо пропорционально от силы тока в цепи:

так как I =E/(R+r), то IR + Ir = Е, но IR = U, откуда U + Ir = Е или U = Е – Ir (1).

Если построить график зависимости U от I, то по его точкам пересечения с осями координат можно определить Е, I К.З. — силу тока короткого замыкания (ток, который потечет в цепи источни­ка, когда внешнее сопротивление R станет равным нулю).

ЭДС определяют по точке пересечения графика с осью напряжений. Эта точка графика со­ответствует состоянию цепи, при котором ток в ней отсутствует и, следовательно, U = Е.

Силу тока короткого замыкания определяют по точке пересечения графика с осью токов. В этом случае внешнее сопротивление R = 0 и, следовательно, напряжение на выходе источника U = 0.

Внутреннее сопротивление источника находят по тангенсу угла наклона графика относи­тельно оси токов. (Сравните формулу (1) с математической функцией вида У = АХ +В и вспомни­те смысл коэффициента при X).

Ход работы

    Для записи результатов измерений подготовьте таблицу:

  1. После проверки схемы преподавателем соберите электрическую цепь. Ползунок переменного резистора установите в положение, при котором сопротивление цепи, подключенной к источ­нику тока, будет максимальным.
  2. Определите значение силы тока в цепи и напряжение на зажимах источника при максимальной величине сопротивления переменного резистора. Данные измерений занесите в таблицу.

    Повторите несколько раз измерения силы тока и напряжения, уменьшая всякий раз величину переменного сопротивления так, чтобы напряжение на зажимах источника уменьшалось на 0,1В. Измерения прекратите, когда сила тока в цепи достигнет значения в 1А.

    Нанесите полученные в эксперименте точки на график. Напряжение откладывайте по верти­кальной оси, а силу тока — по горизонтальной. Проведите по точкам прямую линию.

    Продолжите график до пересечения с осями координат и определите величины Е и, I К.З.

    Измерьте ЭДС источника, подключив вольтметр к его выводам при разомкнутой внешней це­пи. Сопоставьте значения ЭДС, полученные двумя способами, и укажите причину возможного расхождения результатов.

    Определите внутреннее сопротивление источника тока. Для этого вычислите тангенс угла на­клона построенного графика к оси токов. Так как тангенс угла в прямоугольном треугольнике равен отношению противолежащего катета к прилежащему, то практически это можно сделать, найдя отношение Е / I К.З

Мы пришли к выводу, что для поддержания постоянного тока в замкнутой цепи, в нее необходимо включить источник тока. Подчеркнем, что задача источника заключается не в том, чтобы поставлять заряды в электрическую цепь (в проводниках этих зарядов достаточно), а в том, чтобы заставлять их двигаться, совершать работу по перемещению зарядов против сил электрического поля. Основной характеристики источника является электродвижущая сила 1 (ЭДС) − работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда

Поэтому большинству людей нужны ассоциации или критическая масса в планетарном поле, чтобы получать сигналы энергии и воспоминания о сознании и иметь возможность правильно воспринимать сигналы. Трехмерная система управления не учитывает симптомы вознесения, опыт, связанный с сознанием, или многие радикальные изменения, которые происходят у людей с этой Земли. Заземление — это форма заземления на Земле и относится к прямому контакту тела с элементами Земли. Это может быть полезно для многих людей, которые испытывают недостаток заземления и плотского дискомфорта во время планетарных изменений.

Единицей измерения ЭДС в системе единиц СИ является Вольт. ЭДС источника равна 1 вольт, если он совершает работу 1 Джоуль при перемещении заряда 1 Кулон

Для обозначения источников тока на электрических схемах используется специальное обозначение (рис. 397).

рис. 397
 Электростатическое поле совершает положительную работу по перемещению положительного заряда в направлении уменьшения потенциала поля. Источник тока проводит разделение электрических зарядов − на одном полюсе накапливаются положительные заряды, на другом отрицательный. Напряженность электрического поля в источнике направлена от положительного полюса к отрицательному, поэтому работа электрического поля по перемещению положительного заряда будет положительной при его движения от «плюса» к «минусу». Работа сторонних сил, наоборот, положительна в том случае, если положительные заряды перемещаются от отрицательного полюса к положительному, то есть от «минуса» к «плюсу».
В этом принципиальное отличие понятий разности потенциалов и ЭДС, о котором всегда необходимо помнить.
Таким образом, электродвижущую силу источника можно считать алгебраической величиной, знак которой («плюс» или «минус») зависит от направления тока. В схеме, показанной на рис. 398,

рис. 398
вне источника (во внешней цепи) ток течет 2 от «плюса» источника к «минусу», в внутри источника от «минуса» к «плюсу». В этом случае, как сторонние силы источника, так и электростатические силы во внешней цепи совершают положительную работу.
 Если на некотором участке электрической цепи помимо электростатических действуют и сторонние силы, то над перемещением зарядов «работают» как электростатические, так и сторонние силы. Суммарная работа электростатических и сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда называется электрическим напряжением на участке цепи

 В том случае, когда сторонние силы отсутствуют, электрическое напряжение совпадает с разностью потенциалов электрического поля.
 Поясним определение напряжения и знака ЭДС на простом примере. Пусть на участке цепи, по которому протекает электрический ток, имеются источник сторонних сил и резистор (рис. 399).

рис. 399
 Для определенности будем считать, что φ o > φ 1 , то есть электрический ток направлен от точки 0 к точке 1 . При подключении источника, как показано на рис. 399 а, Сторонние силы источника совершают положительную работу, поэтому соотношение (2) в этом случае может быть записано в виде

 При обратном включении источника (рис. 399 б) внутри него заряды движутся против сторонних сил, поэтому работа последних отрицательна. Фактически силы внешнего электрического поля преодолевают сторонние силы. Следовательно, в этом случае рассматриваемое соотношение (2) имеет вид

 Для протекания электрического тока по участку цепи, обладающему электрическим сопротивлением, необходимо совершать работу, по преодолению сил сопротивления. Для единичного положительного заряда эта работа, согласно закону Ома, равна произведению IR = U которое, естественно совпадает с напряжением на данном участке.
 Заряженные частицы (как электроны, так и ионы) внутри источника движутся в некоторой , поэтому со стороны среду на них также действуют тормозящие силы, которые также необходимо преодолевать. Заряженные частицы преодолевают силы сопротивления благодаря действию сторонних сил (если ток в источнике направлен от «плюса» к «минусу») либо благодаря электростатическим силам (если ток направлен от «минуса» к «плюсу»). Очевидно, что работа по преодолению этих сил не зависит от направления движения, так как силы сопротивления всегда направлены в сторону, противоположную скорости движения частиц. Так как силы сопротивления пропорциональны средней скорости движения частиц, то работа по их преодолению пропорциональна скорости движения, следовательно, силе тока силе. Таким образом, мы можем ввести еще характеристику источника − его внутренне сопротивление r , аналогично обычному электрическому сопротивлению. Работа по преодолению сил сопротивления при перемещении единичного положительного заряда между полюсами источника равна A/q = Ir . Еще раз подчеркнем, эта работа не зависит от направления тока в источнике.

Если у вас нет доступа к природе, и вы хотите создать электрическую схему с полем Земли, вы также можете использовать праймер, который связан с человеческим телом. Электрический потенциал цепи заземления зависит от местоположения, атмосферных условий, времени суток и ночи, а также от влаги, которая расположена на поверхности Земли. Интуитивные эмпаты и звездные саженцы, которые хотят восстановить энергетическую настройку с телом планеты, должны обратить внимание на их естественные чувства, потому что они должны знать, должны ли они быть заземлены или нет.

1 Название этой физической величины неудачно − так электродвижущая сила является работой, а не силой в обычном механическом понимании. Но этот термин настолько устоялся, что изменять его не «в наших силах». К слову, сила тока то же не является механической силой! Не говоря уж о таких понятиях «сила духа», «сила воли», «божественная сила» и т.д.
2 Напомним, за направление движения электрического тока принято направление движения положительных зарядов.

В некоторых случаях из-за неорганических или внешних течений в определенных областях эта практика может оказаться нецелесообразной. Для большинства людей, которые посеяны Землей, на фазе духовной интеграции обоснование будет положительно ощущаться и будет очень полезно для тела, потому что оно будет действовать как нейромодулятор. Нейромодуляция — это процесс, в котором активность нервной системы регулируется путем регулирования физиологических уровней посредством стимуляции нейротрансмиттеров. Таким образом, заземление изменяет плотность отрицательного заряда в области энергии человека и его нервной системы и непосредственно влияет на физиологические процессы, такие как химия мозга.

Лабораторная работа

«Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока»

Дисциплина Физика

Преподаватель Виноградов А.Б.

Нижний Новгород

Цель работы: сформировать умение определения ЭДС и внут­реннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Земля посылает электромагнитные сигналы для поддержки человеческих тел при адаптации к ее вознесению, и этот сигнал позволяет человеческой нервной системе лучше адаптироваться к требованиям, предъявляемым к телу и мозгу во время интенсивных изменений сознания. Когда мы хотим восстановить электрический баланс активности мозга, может быть особенно полезно окружить природу, сосредоточиться на глубоком дыхании и соединиться с Землей или с элементом воды.

Почки — это органы, которые питают энергию. В настоящее время население людей переживает эпидемию заболеваний почек, вызванных неспособностью органов быстро адаптироваться к новым обстоятельствам, плохого признания событий, изменяющих жизнь, сердечных заболеваний, перегрузки токсичными химическими веществами и негативных эмоций. Целью почек является удаление вредных метаболических продуктов, выделяемых мочевым пузырем, и поддержание надлежащей химии крови и давления, поскольку они контролируют все химические вещества, растворенные в кровотоке.

Оборудование: выпрямитель ВУ-4М, амперметр, вольтметр, соединительные провода, элементы планшета №1: ключ, ре­зистор R 1 .

Теоретическое содержание работы .

Внутреннее сопротивление ис­точника тока.

При прохождении тока по замкнутой цепи, электрически заряженные ча­стицы перемещаются не только внутри проводников, соединяющих полюса источника тока, но и внутри самого источ­ника тока. Поэтому в замкнутой электрической цепи раз­личают внешний и внутренний участки цепи. Внешний уча­сток цепи составляет вся та совокупность проводников, которая подсоединяется к полюсам источника тока. Вну­тренний участок цепи — это сам источник тока. Источник тока, как и любой другой проводник, обладает сопротивле­нием. Таким образом, в электрической цепи, состоящей из источника то­ка и проводников с электриче­ским сопротивлением R , элек­трический ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Напри­мер, при подключении лампы накаливания к гальванической батарее карманного фонаря элек­трическим током нагреваются не только спираль лампы и под­водящие провода, но и сама ба­тарея. Электрическое сопротивле­ние источника тока называется внутренним сопротивлением. В электромагнитном генераторе внутренним сопротивлением яв­ляется электрическое сопротивле­ние провода обмотки генератора. На внутреннем участке электри­ческой цепи выделяется коли­чество теплоты, равное

Когда почки ослаблены и перегружены, в крови и тканях накапливаются токсичные отходы, а также химические вещества, которые невозможно фильтровать надлежащим образом. Почечная недостаточность увеличивается в Соединенных Штатах на 5% в год, при этом в качестве терапии используют почечный диализ или трансплантацию. Десять процентов населения имеют некоторую форму диабета и неврологического дискомфорта, и это число, по-видимому, неуклонно растет — у взрослых и у детей. Что случилось с нашими почками?

Восточная медицинская философия знает, что почки питают другие органы тела. Они действуют как корни жизни, которые отвечают за защиту организма и распределение энергии во всех органах, репродуктивных функциях и всего организма. Почки — это органы взаимоотношений, поэтому они страдают от проблем с межличностными и сексуальными отношениями, которые могут возникнуть в результате отсутствия поддержки у других или чувства нелюбимой или даже из-за отсутствия физической чувствительности. Эмоции циркулируют в личной энергетической области, и когда она будет выпущена, у вас может возникнуть ощущение течения, благодаря которому вы ощущаете эмоции.

где r — внутреннее сопротивле­ние источника тока.

Полное количество теплоты, выделяющееся при протекании постоянного тока в замкнутой цепи, внешний и внутренний участки которой имеют сопротивления, соответственно равные R и r , равно

Всякую замкнутую цепь можно представить как два последовательно соединенных резистора с эквивалентными сопротивлениями R и r . Поэтому сопротивление полной це­пи равно сумме внешнего и внутреннего сопротивлений:

. Поскольку при последовательном соединении сила тока на всех участках цепи одинакова, то через внеш­ний и внутренний участок цепи проходит одинаковый по величине ток. Тогда по закону Ома для участка цепи паде­ние напряжений на ее внешнем и внутреннем участках бу­дут соответственно равны:

Это позволяет вам освобождать эмоциональную боль и страх и избавляет вас от хронических проблем с почками, открывая для себя большее эмоциональное и духовное расширение энергии. Когда это наоборот, когда сердце закрыто от боли и страха, что блокирует эмоции, оно влияет на функцию управления жидкостью через почки и нарушает распределение жизненной энергии, необходимой для заземленного, здорового и сбалансированного ума и тела.

Более того, когда наше сердце исцеляется, внутри горит пламя, которое также питается жизненной энергией, хранящейся в почках. Треугольный соединитель соединяет сердце с каждой почкой, которая работает в светящемся теле, как электрическая цепь. В основании этого треугольника слева и справа находятся почки, а верхняя точка связана с сердцем. Когда сердце исцеляется, пламя в сердце и почках одновременно активирует конфигурацию сердца во внутреннем двойном пламени. Двойное пламя соответствует восстановленному энергетическому балансу между энергией самца и женщины, т.е. структурой света, созданного в комплексе сердца.


и

(3)

Электродвижущая сила.

Пол­ная работа сил электростати­ческого поля при движении за­рядов по замкнутой цепи по­стоянного тока равна нулю. Сле­довательно, вся работа электри­ческого тока в замкнутой элек­трической цепи оказывается со­вершенной за счет действия сто­ронних сил, вызывающих разде­ление зарядов внутри источника и поддерживающих постоянное напряжение на выходе источника тока. Отношение работы

, совершаемой сторонними силами по перемещению заряда q вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей си­лой источника (ЭДС) :

Поэтому, когда два огня зажигаются в сердце, жизненно важная сущность, хранящаяся в почках, помогает переносить чи-пламя по всему физическому телу, чтобы соединиться с духовным пламенем монадического тела. Монада — это большее пламя духа, а физическое тело — меньшее пламя жизненной сущности или жизненной силы. Когда эти два огня зажигаются и объединяются, пламя взрывается от сердца, которое посылает огонь, чтобы поддержать рост сущности жизни, создаваемой почками. В основном, почки помогают построить внутреннее светящееся тело, необходимое для встраивания монадического тела.


, (4)

— переносимый заряд.

ЭДС вы­ражается в тех же единицах, что и напряжение или разность по­тенциалов, т. е. в вольтах:

.

Закон Ома для полной цепи.

Любые визуальные упражнения, направленные на создание жизненной силы энергии в низших диенах и вызывают энергию для циркуляции у подножия ног, укрепляют способность почек хранить жизненно важную сущность, помогают исправить механизм заземления и выполнять функции физической очистки крови. Существуют некоторые потенцирующие агенты для почек и трав, которые являются общими для восточной медицины и полезны для тонизирования функции почек, особенно если есть проблема с заземлением или центрированием сердечника.

Почечная недостаточность вызывает выработку надпочечников. Надпочечники — это железы, которые производят много гормонов, и хорошо известно, что под давлением они перекачивают кортизол в кровоток, что приводит к тому, что человеческая нервная система переходит в состояние борьбы или полета. Адреналин обычно продуцируется как надпочечниками, так и некоторыми нейронами, которые также могут активироваться эмоциональными реакциями. Каждая эмоциональная реакция имеет поведенческий компонент, компонент вегетативной нервной системы, секрецию железы или гормональный фактор.

Если в результате прохождения постоянного тока в замкнутой электрической цепи происходит только нагревание проводников, то по закону сохранения энергии полная работа электрического то­ка в замкнутой цепи, равная работе сторонних сил источни­ка тока, равна количеству тепло­ты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи:

Гормональные факторы, связанные со стрессом и эмоциональной болью, включают высвобождение адреналина и реакции надпочечников — в ответ на чувства, основанные на страхе, контролируемые симпатической нервной системой. Основная эмоция, которая выделяет адреналин в кровь, — это страх.

Кроме того, надпочечники играют важную роль в реагировании на борьбу или бегство, увеличивая приток крови к мышцам и сердцу, а затем учащиеся расширяются и уровень сахара в крови увеличивается. Адреналин закачивается в кровоток, когда человек провоцируется на террористические акты или страх, чтобы произвести как можно больше негативной эмоциональной энергии, что может быть основной причиной того, что надпочечники полностью истощены у большинства людей. Когда человек не исправляет это состояние и все еще накачивает адреналин или другие гормоны стресса в кровоток, нервная система замерзает, состояние шока и онемения.


. (5)

Из выражений (2), (4) и (5) получаем:

. (6)

, то


, (7)

В какой-то момент, когда вы испытываете постоянную боль или страх, из-за чрезмерной нагрузки адреналина, тело и нервная система попадают в состояние онемения, которое отключает эмоциональные реакции, закрывая сердце. Надпочечники находятся в верхней части каждой почки, поэтому они непосредственно подвержены истощению почек, что, естественно, приводит к выходу надпочечников. Если мы делаем что-то действительно нездоровое для нашего духа, и наша повседневная работа не соответствует тому, кто мы есть, он также истощает почки, адреналин и жизненную силу.


. (8)

Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источ­ника тока и обратно пропор­циональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внут­реннего участков цепи. Выраже­ние (8) называется законом Ома для полной цепи.

Когда нам приходится сталкиваться с трудными стрессовыми факторами на работе, в отношениях или в других ситуациях, организм может подвергаться глубокому бессознательному эмоциональному стрессу. Мы чувствуем себя беспомощными и расстроены тем, что мы должны просто работать, чтобы выполнить финансовые обязательства или выжить. Наше тело дает нам сообщение из-за чрезмерного истощения, что мы уже не можем жить таким же образом, мы должны вносить изменения, и первое изменение должно состоять в том, чтобы осуществить сознание через смерть эго.

Таким образом, с точки зрения физики Закон Ома выражает закон сохранения энергии для замкнутой цепи постоянного тока.

Порядок выполнения работы .

    Подготовка к выполнению работы.

Перед вами на столах находится минилаборатория по электродинамике. Её вид представлен в л. р. № 9 на рисунке 2.

Слева находятся миллиамперметр, выпрямитель ВУ-4М, вольтметр, амперметр. Справа закреплен планшет № 1 (см. рис. 3 в л. р. № 9). В задней секции корпуса размещаются соединительные провода цветные: красный провод использу­ют для подключения ВУ-4М к гнезду «+» планшета; белый провод — для подключения ВУ-4М к гнезду «-»; желтые провода — для подключения к элементам планшета измерительных приборов ; синие — для соединения между собой элементов планшета. Секция закрыта откидной площадкой. В рабочем положении площадка располагается горизонтально и используется в качестве рабочей поверхности при сборке экспериментальных установок в опытах.

Планетарный контроль над человеческими почками Чи. Мы должны стремиться к восстановлению сердечного центра и превращению почек в более высокую цель, связанную с вознесением тела. Существуют оверлеи, кодирующие человеческие тела для порабощения, установленные во время рождения, в записи последовательности трансдукции в теле проявления ядра или в Древе Жизни. Основной шаблон проявления сетки дерева имеет набор инструкций для контроля функций органов и желез на уровне каждого измерения, поскольку железы выделяют вещества и гормоны, которые позволяют человеческому сознанию двигаться быстрее между измерениями.

2. Ход работы.

В ходе работы вы освоите метод измерения основных характеристик источника тока, используя закон Ома для полной цепи, который связывает силу тока I в цепи, ЭДС источника тока , его внутреннее сопротивление r и сопротивление внешней цепи R соотношением:

В землях Соединенного Королевства ключи от пробуждения структур Альбиона скрыты, и они являются гигантскими спящими существами. Теги используются для руководства людьми на Земле для будущих временных линий для работы в рабских колониях или в различных галактических местах торговли людьми, которые контролируются этими внеземными коррумпированными конгломератами и группами драконов.

Группы Черного Солнца Ориона оставляли за собой право на некоторые человеческие тела, генетический материал и человеческое Древо Жизни, и именно поэтому они контролируют его. Благодаря этому им легче контролировать и контролировать информацию, связанную со структурой души и многомерной анатомией. Это драконовцы, которые воруют из духовных частей тела, а также из органов и желез.

. (9)

1 способ.

Схема экспериментальной установки показана на рисунке 1.

Внимательно изучите её. При разомкну­том ключе В источник замкнут на вольтметр, сопротивление которого много больше внутреннего сопротивления источника (r R ). В этом случае ток в цепи настолько мал, что можно пренебречь значением падения на­пряжения на внутреннем сопротивлении источника

, и ЭДС источника с пренеб­режимо малой погрешностью равна напря­жения на его зажимах , которое измеряется вольтметром, т.е.


. (10)

Таким образом, ЭДС источника определяется по показаниям вольтметра при разомкнутом ключе В.

Если ключ В замкнуть, вольтметр покажет падение напряжения на резисторе R :


. (11)

Тогда на основании равенств (9), (10) и (11) можно утверждать, что


(12)

Из формулы (12) вид­но, что для определения внутреннего сопротивления источника тока необходимо, кроме его ЭДС, знать силу тока в цепи и напря­жение на резисторе R при замкнутом ключе.

Силу тока в цепи можно измерить при помощи амперметра. Проволочный резистор изготовлен из нихромовой проволоки и имеет сопротивление 5 Ом.

Соберите цепь по схеме, показанной на рисунке 3.

После того, как цепь будет собрана, необходимо поднять руку, позвать учителя, чтобы он проверил правильность сборки электрической цепи. И если цепь собрана правильно, то приступайте к выполнению работы.

При разомкну­том ключе В снимите показания вольтметра и занесите значение напряжения в таблицу 1. Затем замкните ключ В и опять снимите показания вольтметра, но уже и показания амперметра. Занесите значение напряжения и силы тока в таблицу 1.

Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

Если бы мы не знали значения сопротивлений проволочных резисторов, то можно ли было бы использовать второй способ и что для этого надо сделать (может нужно, например, включить в цепь какой-нибудь прибор)?

Уметь собирать электрические цепи, используемые в работе.

Литература

    Кабардин О. Ф.. Справ. Материалы: Учеб. Пособие для учащихся.-3-е изд.-М.:Просвещение,1991.-с.:150-151.

    Справочник школьника. Физика/ Сост. Т. Фещенко, В. Вожегова.–М.: Филологическое об-щество «СЛОВО», ООО «Фирма» «Издательство АСТ», Центр гуманитарных наук при ф-те журна-листики МГУ им. М. В. Ломоносова, 1998. — с.: 124,500-501.

    Самойленко П. И.. Физика (для нетехнических специальностей): Учебн. для общеобразоват. учреждений сред. Проф. Образования/ П. И.Самойленко, А. В. Сергеев.-2-е изд., стер.-М.: Издательский центр «Академия», 2003-с.: 181-182.

Цель работы: Научиться экспериментальным путем определять ЭДС, и внутреннее сопротивление источника тока.

Приборы и оборудование: Источники электрической энергии, амперметр (до 2А с делением до 0,1А), вольтметр (постоянного до 3А с делением до 0,3В), магазин (сопротивления до 10 Ом) ключ, соединительные провода.

ТЕОРИЯ:

Для поддержания тока в проводнике необходимо, чтобы разность потенциалов (напряжение) на его концах была неизменной. Для этого используется источник тока. Разность потенциалов на его полюсах образуется вследствие разделения зарядов на положительные и отрицательные. Работу по разделению зарядов выполняют сторонние силы (не электрического происхождения).

Величина, измеряемая работой, совершенной сторонними силами при перемещении единичного положительного электрического заряда внутри источника тока, называется электродвижущей силой источника тока (ЭДС) и выражается в вольтах.

Когда цепь замыкается, разделенные в источнике тока заряды образуют электрическое поле, которое перемещает заряды по внешней цепи; внутри же источника тока заряды движутся навстречу полю под действием сторонних сил. Таким образом, энергия, запасенная в источнике тока, расходуется на работу по перемещению заряда в цепи с внешним R и внутренним r сопротивлениями.

ХОД РАБОТЫ

1. Собрать электрическую цепь как показано на схеме.

2. Измерить ЭДС источника электрической энергии замкнув его на вольтметр (схема).

3. Измерить силу тока и падение напряжения на заданном сопротивлении.

Е U I R r rcр
1.
2.
3.

4. Вычислить внутреннее сопротивление по закону Ома для всей цепи.

5. Произвести опыты с другими сопротивлениями и вычислить внутреннее сопротивление элемента.

6. Вычислить среднее значение внутреннего сопротивления элемента.

7. Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу.

8. Найти абсолютную и относительную погрешность.

9. Сделать вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Укажите условия существования электрического тока в проводнике.

2. Какова роль источника электрической энергии в электрической цепи?

3. От чего зависит напряжение на зажимах источника электрической энергии?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТА МЕДИ.

Цель работы : научиться на практике рассчитывать электрохимический эквивалент меди.

Оборудование: Весы с разновесом, амперметр, часы., источник электрической энергии, реостат, ключ, медные пластины (электроды), соединительные провода, электролитическая ванна с раствором медного купороса.

Теория

Процесс, при котором молекулы солей, кислот и щелочей при растворении в воде или других растворителях распадаются на заряженные частицы (ионы), назы­вается электролитической диссоциацией, получившийся при этом раствор с поло­жительными и отрицательными ионами называется электролитом.

Если в сосуд с электролитом поместить пластины (электроды), соединенные с зажимами источника тока (создать в электролите электрическое поле), то положи­тельные ионы будут двигаться к катоду, а отрицательные — к аноду. Следовательно, в растворах кислот, солей и щелочей электрический заряд будет перемещаться вместе с частицами вещества. У электродов при этом происходит окислительно-восстановительные реакции, при которых на них выделяется вещест­во. Процесс прохождения электрического тока через электролит, сопровождающий­ся химическими реакциями называется электролизом.

Для электролиза справедлив закон Фарадея: масса выделившегося вещества на электроде прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит:

где k-электрохимический эквивалент-количествовещества, выделенное при прохождении через электролит 1 Кл электричества. Измерив силу тока в цепи, вре­мя его прохождения и массу выделившегося на катоде вещества можно определить электрохимический эквивалент (1с выражается в кг/Кл).

где m-масса меди, выделившейся на катоде; I-сила тока в цепи; t- время пропускания тока в цепи.

Соберите электрическую цепь по схеме.

1. Одну из пластин, которая будет катодом, (если пластина мокрая, ее надо подсушить) тщательно взвесить с точностью до 10мг и записать результат в таблицу.

2. Вставить электрод в электролитическую ванну и составить электрическую цепь согласно схеме.

3. Отрегулировать реостатом ток, чтобы величина его не превышала 1А на 50см 2 погруженной части катодной пластины.

4. Замкнуть цепь на 15-20 минут.

5. Разомкнуть цепь, вынуть катодную пластинку, смыть с нее остатка раствора и высушить под рукосушителем.

6. Взвесить высушенную пластину с точностью до 10мг.

7. Значение тока, время опыта, увеличение в массе катодной пластину записать в таблицу и определить электрохимический эквивалент.

Оценка погрешностей.

.

Относительная погрешность:
.

, следовательно .

После этого дается результат в виде: .

Сравните полученный результат с табличным.

Контрольные вопросы.

1. Что такое электролитическая диссоциация, электролиз?

2. До каких пор будет происходить электролиз медного купороса, если оба электрода медные? Оба электрода угольные?

3. Быстрее или медленнее пойдет электролиз, если один из медных электродов заменить цинковым?

На концах проводника, а значит, и тока необходимо наличие сторонних сил неэлектрической природы, с помощью которых происходит разделение электрических зарядов .

Сторонними силами называются любые силы, действующие на электрически заряженные частицы в цепи, за исключением электростатических (т. е. кулоновских).

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внут-ри всех источников тока: в генераторах, на электростанциях, в гальванических элементах, аккумуляторах и т. д.

При замыкании цепи создается электрическое поле во всех про-водниках цепи. Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны движут-ся от положительно заряженного электрода к отрицательному), а во всей остальной цепи их приводит а движение электрическое поле (см. рис. выше).

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение разных видов энергии в электричес-кую. По типу преобразованной энергии различают следующие виды электродвижущей силы:

— электростатическая — в электрофорной машине, в которой происходит превращение механической энергии при трении в электрическую;

— термоэлектрическая — в термоэлементе — внутренняя энергия нагретого спая двух проволок, изготовленных из разных металлов, превращается в электрическую;

— фотоэлектрическая — в фотоэлементе. Здесь происходит превращение энергии света в элек-трическую: при освещении некоторых веществ, например, селена, оксида меди (I) , кремния наблюдается потеря отрицательного электрического заряда;

— химическая — в гальванических элементах, аккумуляторах и др. источниках, в которых происходит превращение химической энергии в электрическую.

Электродвижущая сила (ЭДС) — характеристика источников тока. Понятие ЭДС было введено Г. Омом в 1827 г. для цепей постоянного тока. В 1857 г. Кирхгофф определил ЭДС как работу сторонних сил при переносе единичного электрического заряда вдоль замкнутого контура:

ɛ = A ст /q ,

где ɛ — ЭДС источника тока, А ст — работа сторонних сил , q — количество перемещенного заряда.

Электродвижущую силу выражают в вольтах.

Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил (работа по перемещению единичного заряда) не во всем контуре, а только на данном участке.

Внутреннее сопротивление источника тока.

Пусть имеется простая замкнутая цепь, состоящая из источника тока (например, гальванического элемента, аккумулятора или генератора) и резистора с сопротивлением R . Ток в замкну-той цепи не прерывается нигде, следовательно, oн существует и внутри источника тока. Любой источник представляет собой некоторое сопротивление дли тока. Оно называется внутренним сопротивлением источника тока и обозначается буквой r .

В генераторе r — это сопротивление обмотки, в гальваническом элементе — сопротивление раствора электролита и электродов.

Таким образом, источник тока характеризуется величинами ЭДС и внутреннего сопротивлении, которые определяют его качество. Например, электростатические машины имеют очень большую ЭДС (до десятков тысяч вольт), но при этом их внутреннее сопротивление огромно (до со-тни Мом). Поэтому они непригодны для получения сильных токов. У гальванических элементов ЭДС всего лишь приблизительно 1 В, но зато и внутреннее сопротивление мало (приблизительно 1 Ом и меньше). Это позволяет с их помощью получать токи, измеряемые амперами.

7. От чего зависит знак ЭДС в уравнении, соответствующем

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ по курсу физики

Ю. В. Тихомиров ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ по курсу физики С ЭЛЕМЕНТАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ. ОПТИКА для студентов всех специальностей всех форм обучения МОСКВА — 2012 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Подробнее

Практическая работа 5

Практическая работа 5 Тема: Расчёт электрических цепей с использованием законов Ома и Кирхгофа. Цель: научиться рассчитывать электрические цепи постоянного тока, используя законы Ома и Кирхгофа. Ход работы

Подробнее

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ

Цель работы: познакомиться с одним из методов измерения электрического сопротивления резисторов. Проверить правила сложения сопротивлений при различных способах соединения резисторов. Задача: собрать схему

Подробнее

Работа по теме : «Сложные цепи»

Работа по теме «Сложные цепи» Определить токи в ветвях и режимы работы источников в схеме, где E, E — ЭДС источника энергии; 0, 0 — их внутреннее сопротивление;,,, 4, 5 — сопротивление резисторов. Данные

Подробнее

E — нормальный элемент Вестона.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3-7: ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИХ СИЛ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦИИ Студент группа Допуск Выполнение Защита Цель работы: ознакомление с методами компенсации и применение

Подробнее

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Ивановский государственный политехнический университет ( И В Г П У) Т е к с т и л ь н ы й и н с т и т у т К а федра автоматики и радиоэлектроники Методические указания к расчетно-графическим заданиям по

Подробнее

Лабораторная работа 12*

Лабораторная работа 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ Цель работы найти и построить эквипотенциальные поверхности и силовые линии электрического поля между двумя электродами произвольной формы; определить

Подробнее

Лекция 2. АНАЛИЗ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ

4 Лекция АНАЛИЗ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ План Задача анализа электрических цепей Законы Кирхгофа Примеры анализа резистивных цепей 3 Эквивалентные преобразования участка цепи 4 Выводы Задача анализа электрических

Подробнее

МОСТОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра физики МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ для студентов специальностей 2903, 2906, 2907, 2908, 2910 Лабораторная

Подробнее

Лекция 2. АНАЛИЗ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ

4 Лекция. АНАЛИЗ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ План. Задача анализа электрических цепей. Законы Кирхгофа.. Примеры анализа резистивных цепей. 3. Эквивалентные преобразования участка цепи. 4. Заключение. Задача анализа

Подробнее

Глава 9 Постоянный электрический ток 75

Глава 9 Постоянный электрический ток 75 Электрический ток, сила и плотность тока Электродинамика это раздел электричества, в котором рассматриваются процессы и явления, обусловленные движением электрических

Подробнее

Глава 1. Основные законы электрической цепи

Глава 1. Основные законы электрической цепи 1.1 Параметры электрической цепи Электрической цепью называют совокупность тел и сред, образующих замкнутые пути для протекания электрического тока. Обычно физические

Подробнее

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана В.И. Волченсков, Г.Ф. Дробышев РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана Московский государственный

Подробнее

2.22 ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ВЗАИМНОЙ ИНДУКЦИИ

1 Лабораторная работа 2.22 ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ВЗАИМНОЙ ИНДУКЦИИ Цель работы: исследование явления взаимной индукции двух коаксиально расположенных катушек. Задание: определить взаимную индуктивность двух

Подробнее

Законы постоянного тока

Законы постоянного тока Проводники в электростатическом поле E = 0 E = grad φ φ = const S DdS = i q i = 0 Проводники в электростатическом поле Нейтральный проводник, внесенный в электростатическое поле,

Подробнее

Расчетно-графическая работа 1

Расчетно-графическая работа 1 Расчет цепей с источниками постоянных воздействий Пример решения: Дано: N M 3 4 5 6 7 Решение: 1 1) По заданному номеру варианта изобразим цепь, подлежащую расчету, выпишем

Подробнее

Лекция 11. Закон Ома

Лекция 11. Закон Ома 11.1. Закон Ома для неоднородного участка цепи. 11.. Закон Ома в дифференциальной форме. 11.3. Работа и мощность. Закон Джоуля Ленца. 11.4. КПД источника тока. 11.5. Закон Кирхгофа.

Подробнее

ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО- СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра физики ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Лабораторная работа 78 Методические указания

Подробнее

Постоянный ток «на ладони»

Постоянный ток «на ладони» Теоретические сведения. Топология цепи ее строение. Разобраться со строением цепи можно, зная определения ее элементов. Ветвь — участок цепи, содержащий один или несколько последовательно

Подробнее

R x R R2 R 1 R 2. R x = R. (2.4) l 2. l 1 B D

Методические указания к выполнению лабораторной работы.. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ МЕТОДОМ МОСТИКА УИТСТОНА Филимоненкова Л.В. Электростатика и постоянный ток: Методические указания к выполнению

Подробнее

Расширение пределов измерения амперметра

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) 1 Расширение пределов

Подробнее

РАСЧЕТ СЛОЖНЫХ ЦЕПЕЙ

Федеральное агентство по образованию Уральский государственный технический университет УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина В.В. Муханов, А.Г. Бабенко РАСЧЕТ СЛОЖНЫХ ЦЕПЕЙ Учебное электронное

Подробнее

Расширение пределов измерения амперметра

Федеральное агентство по образованию РФ Ухтинский государственный технический университет 21 Расширение пределов измерения амперметра Методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей

Подробнее

3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПРИНЦИПЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

3 3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПРИНЦИПЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Основные уравнения теории цепей делятся на компонентные и топологические. Компонентные уравнения, например, закон Ома, связывают сигналы одного элемента. Топологические

Подробнее

МЕТОДЫ РАСЧЕТА СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Подробнее

3. Постоянный электрический ток.

3 Постоянный электрический ток Закон Ома для однородного участка цепи: где разность потенциалов на концах участка Сопротивление однородного участка проводника: l l S σs где удельное сопротивления σ удельная

Подробнее

ТОЭ Лекции — №1 Электрическая цепь и ее элементы

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи и потребления электрической энергии. Пример простейшей электрической цепи показан на рис. 1.1. Кружок со стрелкой внутри и стоящей рядом буквой Е (рис. 1.1, а) обозначает так называемый источник ЭДС (его еще называют источником напряжения). Это идеализированный источник энергии, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение постоянно по величине, равно ЭДС реального источника и не зависит от протекающего по нему тока. Стрелка показывает направление возрастания потенциала внутри источника. Плюс находится у острия, минус – у хвоста стрелки. Ток во внешней цепи протекает по направлению стрелки ЭДС – от плюса источника к минусу. Внутреннее сопротивление реального источника R0 соединяется последовательно с ЭДС Е, и в совокупности они образуют схему замещения реального источника (на рис. 1.1, а обведена пунктиром).

Другое представление схемы генератора осуществляется в виде параллельного соединения источника тока и сопротивления R0 (рис. 1.1, б). Под источником тока понимают также идеализированный источник энергии, внутреннее сопротивление которого бесконечно велико, и который вырабатывает ток J, не зависящий от величины нагрузки R и равный частному от деления ЭДС реального источника на его внутреннее сопротивление J = E/R0. На схеме он изображается кружком с двойной стрелкой, рядом с которым ставится буква J (рис. 1.1, б).

В схеме рис. 1.1, а ЭДС равна сумме напряжений на нагрузке и внутреннем сопротивлении источника:

Последнее выражение представляет так называемую внешнюю характеристику генератора. Оно говорит о том, что напряжение на его зажимах меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении (рис. 1.2). Чем больше ток и внутреннее сопротивление генератора, тем меньше выдаваемое им напряжение. При холостом ходе генератора (при I = 0) напряжение, измеренное на его разомкнутых зажимах равно ЭДС: U = E.

На практике часто приходится сталкиваться с элементами схемы, показанными на рис. 1.3. Разница между ними заключается во взаимном направлении стрелок ЭДС и напряжения. В первом случае (рис. 1.3, а), когда эти стрелки направлены противоположно друг другу, напряжение определяется как разность потенциалов положительного и отрицательного зажимов источника и поэтому положительно. При одинаковых направлениях стрелок E и U (рис. 1.3, б) напряжение равно разности отрицательного и положительного потенциалов, а потому оно отрицательно: U = – E.

Пример 1.1. Напряжение холостого хода батареи равно 16,4 В. Чему равно ее внутреннее сопротивление, если при токе во внешней цепи, равном 8 А, напряжение на ее зажимах равно 15,2 В?

В соответствии с уравнением из схумы (1.1), показанной на рис. 1.4 (а), следует:

Схема 1.4 (б) дает:

При решении задачи мы полагали, что измерение проводилось идеальным вольтметром, имеющим бесконечно большое сопротивление. При конечной величине сопротивления вольтметра в измерение вносится погрешность.

Пример 1.2. ЭДС батареи измеряется вольтметром, имеющим сопротивление Rv. Чему равно показание вольтметра при трех различных значениях его сопротивления, если E = 80 В, R0 = 100 Ом?

Показание вольтметра Uv равно падению напряжения на его сопротивление (рис. 1.5)

Чем больше сопротивление вольтметра, тем меньше погрешность измерения. Как следует из формулы (1.2), только при RV →∞ показание вольтметра равно ЭДС: UV = E.

Нагрузкой в схеме на рис. 1.1 служит сопротивление R. Напряжение на его зажимах связано с током законом Ома

где G – проводимость, величина, обратная сопротивлению R; единица измерения – cименс (См).

При G = const выражение (1.3) представляет собой уравнение прямой, проходящей через начало координат. Его график (рис. 1.6) называется вольтамперной характеристикой. Элементы электрической цепи, имеющие аналогичную (прямолинейную) вольтамперную характеристику, называются линейными. Электрическая цепь, состоящая только из линейных элементов, также называется линейной.

Полагая в уравнении G=1/R (1.3), получим U = IR. Последнее выражение справедливо, когда стрелки напряжения и тока у резистора направлены в одну сторону (рис. 1.7, а). При изменении на схеме направления любой из стрелок в правой части закона Ома следует ставить минус (рис. 1.7, б). Здесь при определении напряжения на элементе мы «идем по стрелке» напряжения против стрелки тока.

Рядом с буквой U можно ставить два индекса, обозначающие точки, между которыми определяется напряжение; например, Uab – напряжение между точками а и b. При этом направление стрелки напряжения на схеме определяется порядком следования индексов – от а к b (от первого индекса ко второму).

Внутреннее сопротивление источника тока — Энциклопедия по машиностроению XXL

При этом предполагается, что внутреннее сопротивление источника тока и гальванометра много меньше величин Rl, R , R и Rl. При работе датчика сопротивление R изменяется на R и  [c.515]

Внутреннее сопротивление источника тока. В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, электрический ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Например, при подключении лампы накаливания к гальванической батарее карманного фонаря электрическим током нагреваются не только спираль лампы и подводящие провода, но и сама батарея. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. В электромагнитном генераторе внутренним сопротивлением является электрическое сопротивление провода обмотки генератора. На внутреннем участке электрической цепи выделяется количество теплоты, равное  [c.150]


Для определения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока К его выходу был подключен сначала резистор сопротивлением Д =2 Ом, затем — резистор сопротивлением Лг = 4 Ом. В первом случае сила тока в цепи была 7i=0,5 А, во втором — /2 = 0,3 А. По этим значениям силы тока и электрического сопротивления внешней цепи найдите ЭДС источника и его внутреннее сопротивление.  [c.212]

Внутреннее сопротивление источника тока 150 Внутренняя энергия 94 Возбужденные состояния атомов 311  [c.359]

Чем больше сопротивление вольтметра по сравнению с внешним сопротивлением цепи, тем меньше погрешность. Но условие R необходимое условие малости 5. Погрешность мала также и в том случае, когда выполняется условие г внешнее сопротивление может быть как угодно велико. Погрешность систематическая методическая.  [c.44]

При составлении и решении уравнений (115) и (116) было сделано два допущения 1) внутреннее сопротивление источника тока настолько мало, что им можно пренебречь 2) напряжение источника тока достаточно постоянно и не изменяется при измерениях. При практических измерениях по этому методу, необходимо помнить об этих условиях и выбирать такой источник тока, который обладает малым внутренним сопротивлением и обеспечивает постоянство напряжения при замерах этим условиям удовлетворяет исправный и хорошо заряженный аэродромный аккумулятор.  [c.209]

При конечной же скорости переноса процесс идет необратимо чтобы заставить заряды двигаться обратно, их нужно сначала остановить. При этом конечной,будет и скорость изменения концентрации ионов в электролите. Поэтому их равновесное распределение по обе стороны полупроницаемой перегородки не будет успевать, как следует, устанавливаться и определяемая этим распределением разность потенциалов будет уменьшаться. Она будет становиться меньше, чем величина ЭДС. Такой же механизм уменьшения напряжения при конечной величине отбираемого тока действует во всех химических источниках тока, и его обычно учитывают, вводя представление о внутреннем сопротивлении источника.  [c.112]

Стабилитрон — прибор, включаемый в параметрических стабилизаторах напряжения параллельно нагрузке и поддерживающий на последней напряжение постоянным за счет постоянства напряжения на приборе при изменении тока в пределах его рабочего диапазона стабилитрон подсоединяют к источнику тока через добавочное сопротивление, роль которого в отдельных случаях может играть внутреннее сопротивление источника, если оно достаточно велико при изменении  [c.153]


Роторные токи собственно турбины включают ток статического электричества, обусловленный взаимодействием потока пара с проточными частями турбины. Максимальное напряжение тока статического электричества около 1000 В определяется сопротивлением между ротором и корпусом, а сила тока — внутренним сопротивлением источника и не превышает 1-2 мА на 25 т/ч пара, т.е.не более  [c.239]

Какая систематическая погрешность, %, будет при измерении силы тока амперметром с сопротивлением R3I (Сопротивление вольтметра очень большое, а внутреннее сопротивление источника г = 2 Ом).  [c.46]

Ответ. Правильно, если вольтметр электростатический. Вольтметры, через которые идет ток, показывают напряжение на своих клеммах U = IR . Если много больше внутреннего сопротивления источника, то показания вольтметра практически равны ЭДС источника.  [c.132]

Согласно экспериментальным данным, при выборе источника питания необходимо стремиться к тому, чтобы источник питания для стыковой машины приходится выбирать не только по его номинальной мощности из расчета допустимого нафева, но также по его внутреннему сопротивлению для обеспечения устойчивого оплавления. Внутреннее сопротивление источника питания характеризуется так называемым единичным сопротивлением по переменному току  [c.189]

Такое многократное увеличение тока очень опасно для источника электроэнергии, т. к. выделяемое током тепло пропорционально квадрату тона. По этой причине в момент короткого замыкания разрушается не только изоляция, но расплавляются токонесущие части и провода. Следовательно, режим короткого замыкания является аварийным и недопустимым, /-г напряжение на зажимах источника и=1-Л в момент короткого замыкания падает практически до нуля (очень малая величина). Электродвижущая сила источника в момент короткого замыкания расходуется только на преодоление внутреннего сопротивления источника Е=1г.  [c.9]

В то же время высокое внутреннее сопротивление источников питания переменного тока по отношению к сопротивлению нагрузки -сопротивлению свариваемых деталей (Гээ) -обеспечивает формирование пологой нагрузочной характеристики, что способствует стабилизации сварочного тока при колебаниях  [c.348]

У источников тока с незначительным внутренним сопротивлением напряжение на зажимах практически равно ЭДС. Если же внутреннее сопротивление источника более или менее значительно, то напряжение на его зажимах меньше ЭДС на величину внутренней потери напряжения. Напряжение источника тока в этом случае составит  [c.11]

Напряжение на клеммах нагруженного источника отличается от ЭДС и а величину падения напряжения и а внутреннем сопротивлении источника. Внутреннее сопротивление в гальванических источниках значительно больше, чем у аккумуляторов, поэтому при потреблении аппаратурой больших токов с малой суммарной энергией следует отдавать предпочтение аккумуляторам.  [c.17]

Если внутреннее сопротивление источника тока, т. е. сопротивление проводов обмотки статора, значительно меньше сопротивления внешней электрической цепи, то напряжение и на выходе генератора можно считать равным по абсолютному значению ЭДС индукции в п последовательно включенных витках обмотки и = пе = пВЗш sin ot. (68.5)  [c.238]

Примечание. При расчете микрофонных усилктелеЯ исход.чт из следующих сооб-ражений. Номинальное сопротивление микрофона является внутренним сопротивлением источника тока на входе усилителя, входное сопротивление усилителя — сопротивлением нагрузки микрофона. ЭДС источника тока — вы.ходное напряжение микрофона на холостом ходу.  [c.87]


Вернемся снова к рис. 6.52. При его внимательном изучении возникает вопрос почему электронный кпюч не замыкает накоротко источник питания Конечно, он его замыкает, но из-зе большого внутреннего сопротивления источника ток короткого  [c.125]

Это. изменение завйсит от соотношения между внутренним сопротивлением источника тока—и сопротивлением громкоговорителя.  [c.118]

Схемы ЭМВ, применяемые в испытательных машинах, в частности в машине типа УРС-Ю/ЗОООО, показаны на рис. 55. В возбудителях (рис. 55, а) отсутствует поляризация какого-либо участка магнитопровода. В возбудителях (рис. 55, б и в), имеющих различный тип магнитопроводов, поляризация осуществляется пропусканием постоянного тока через одну из обмоток. Это приводит к дополнительному расходу энергии переменного тока на внутреннем сопротивлении источника, питающего обмотку поляризации. Для уменьшения потерь последовательно с обмоткой поляризации включается дроссель. Однако это вынуждает увеличивать мощность источника постоянного тока поляризации.  [c.268]

Сопротивление изоляции подшипников генератора и возбудителя контролируется методом «вольтметр-амперметр , предложенньш в [172] и [173]. В соответствии с этой методикой собирается схема и поочередным шунтированием масляной пленки и изоляции подшипника определяется их сопротивление. Из эквивалентной схемы этого измерения ясно, чю в случае шунтирования масляной пленки внутреннее сопротивление источника близко к нулю, ток шунта измерительной цепи практически не зависит от тока через масляную пленку и определяется только сопротивлением изоляции подшипника генератора.  [c.241]

Бели сопротивление изоляции близко к нулю, ток при шунтировании масляной пленки может составлять десятки, сотни и тысячи ампер, что и наблюдалось неоднократно в эксплуатации. В случае шунтирования изоляции сопротивление масляной пленки добавляется к внутреннему сопротивлению источника, существенно снраничивая его ток. Собственно, благодаря высокому начальному сопротивлению масляных пленок успешно эксплуатируются без изоляции электрические машины мощностью до 1000 кВт и годами работают без повреждений машины большей мощности при неисправной или некачественной изоляции уплотнения и подшипников генератора. Ток, ограниченный сопротивлением масляной пленки, распределяется в соответствии с законом Ома между шунтом измерительной цепи и неисправной изоляцией подшипника. Если сопротивление изоляции существенно меньше сопротивления шунта, ток шунта будет близок к нулю, а сопротивление масляной пленки, определяемое по данной методике, будет стремиться к бесконечности, несмотря на протекание через пленку значительного тока.  [c.241]

Если го—охмичеакое сопротивление, то питающий ток может быть как постоянным, так и переменным, с частотой много выше верхней частоты диапазона сигнала (т. е. частоты изменения переменной величины А/). При реактивном сопротивлении 2о ток о. очевидно, должен быть переменным. При питании постоянным током полезный эффект определяется вторым слагаемым правой части выражения (5.34). Это слагаемое можно рассматривать в эквивалентной схеме как некоторую эдс, а сопротивление го — как внутреннее сопротивление источника этой эдс. Тогда для переменных  [c.225]

Основные параметры источников питания должны удовлетворять требованиям технологического процесса сварки. К основным параметрам источников питания относятся величина сварочного тока при номинальном режиме работы, пределы регулирования сварочного тока, напряжение на зажимах источника питания под нагрузкой (рабочее), напряжение холостого хода, внешние характеристики. Кроме того, при выборе источника питания следует учитывать коэффициент полезного действия, коэффициент мощности созф и внутреннее сопротивление источника питания.  [c.4]

Благодаря тому, что токи утечки затвора ПТ имеют значение порядка единиц пико ампер, падение шумового напряжения на внутреннем сопротивлении источника К,, вы званное шумовым током генератора 1ц,пт = =лГ2ч1ч( в— н), можно считать равным нулю  [c.129]


Определите значение ЭДС источника тока. Определение электродвижущей силы источника тока компенсационным методом

Цель работы: измерить электродвижущую силу источника тока компенсационным методом.

Приборы и оборудование: установка для измерения электродвижущей силы источника тока компенсационным методом.

Теоретическая информация

Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов.Электрический ток принято характеризовать силой тока — скалярной величиной, определяемой электрическими зарядами, проходящими через поперечное сечение проводника в единицу времени:


. (1)

Единица измерения тока — ампер (А). Если за любые равные промежутки времени через поперечное сечение проводника проходит одинаковое количество электричества (электрического заряда), то такой ток называется постоянным. Условно направление движения положительных зарядов принимается за направление электрического тока в проводнике (рис.1а).

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:


. (2)

Плотность тока — это вектор, направление которого совпадает с упорядоченным движением положительных зарядов.

В 1826 году закон Ома был экспериментально установлен для однородного участка электрической цепи (электрическая схема на рис.1b или участки ad, dc, cb на рис. 1a), в котором говорится, что сила тока в однородном проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:


, (3)

Сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, его линейных размеров и формы:


, (4)

где — удельное электрическое сопротивление, характеризующее материал проводника; — длина жилы; — площадь сечения проводника.Единица удельного электрического сопротивления — Ом ∙ м. 1 Ом м это удельное электрическое сопротивление проводника, имеющего электрическое сопротивление 1 Ом при длине 1 м и площади поперечного сечения 1 м 2.

Если подставить в закон Ома выражение (4) для однородный участок электрической цепи (3), получаем


. (5)

Учитывая, что


и

, а также применяя формулу (2), мы преобразуем уравнение (5) в выражение, которое представляет закон Ома в дифференциальной форме для однородной части электрической цепи:


,

где — напряженность электростатического поля внутри проводника; — электропроводность материала проводника.

Ввиду того, что положительные носители заряда в каждой точке движутся в направлении вектора, то направления векторов совпадают. Поэтому закон Ома для однородного участка электрической цепи в дифференциальной форме записывается как


.

Чтобы поддерживать ток в проводнике в течение достаточно длительного времени, необходимо непрерывно снимать принесенные положительные заряды с конца проводника с более низким потенциалом (носители заряда мы считаем положительными) и непрерывно подводить их до конца с высоким потенциалом, т.е.е. необходимо установить цикл положительных зарядов, в котором они будут двигаться по замкнутой траектории.

В замкнутой электрической цепи есть участки, в которых положительные заряды движутся в направлении увеличения потенциала, то есть против электростатического поля. Движение таких зарядов возможно только с помощью сил неэлектростатического происхождения, называемых сторонними. Природа внешних сил различна, поскольку их появление обусловлено переменными магнитными полями, а также химическими, диффузионными, световыми процессами, происходящими в источниках тока.

Основной характеристикой внешних сил является их электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, численно равная работе внешних сил

для перемещения одиночного положительного заряда:


,

где

— вектор напряженность поля внешних сил;

— вектор смещения заряда. Единица измерения ЭДС — В (Вольт).

Если источник тока замкнуть на внешнюю нагрузку, равномерно распределенную по контуру, то потенциал будет линейно уменьшаться с расстоянием от положительного электрода батареи (рис.2).

Преобразование электрического тока во внутреннюю энергию вызывает нагрев проводника. Дж. Джоуль и Э. Ленц экспериментально установили, что количество тепла, выделяемого в проводнике, пропорционально квадрату тока в сопротивлении проводника и времени протекания тока.


. (6)

Используя закон Джоуля-Ленца, выводится закон Ома для неоднородного участка электрической цепи, который учитывает влияние электростатических и внешних сил на движущийся положительный заряд.

Согласно закону сохранения энергии количество тепла, выделяемого в неоднородной электрической цепи (электрическая цепь на рис. 1в), равно сумме работы сил электрического поля и работы внешних сил текущий источник:


, (7)

где — работа сил электростатического поля;

— работа внешних сил. Сторонние силы выполняют положительную работу по перемещению положительного заряда, если направления сторонних сил и электрического тока совпадают (рис.3), в противном случае — работа внешних сил отрицательная.

Учитывая, что полное сопротивление на неоднородном участке электрической цепи складывается из внешнего и внутреннего сопротивлений, и приравнивая выражения (6), (7), получаем

С учетом формулы (1) преобразуем выражение в виде:

Приведем полученное выражение к заряду и получим закон Ома для неоднородного участка электрической цепи


.

При использовании этого закона необходимо учитывать правило знаков: направление обхода участка цепочки определяет индексацию потенциалов. ЭДС источника тока принимают со знаком плюс, если направление внешних сил и обходной участок электрической цепи совпадают (рис. 4а), в противном случае — наоборот (рис. 4б).

Если цепь замкнута, т.е.е.

и

, то получаем закон Ома для замкнутой электрической цепи (электрическая схема на рис. 1а).


На практике ЭДС источника тока невозможно напрямую измерить обычным вольтметром, потому что вольтметр измеряет только разность потенциалов и на выводах источника. Из выражения (8) следует, что ЭДС источника тока можно найти через разность потенциалов на выводах источника (

, если сила тока на участке электрической цепи равна нулю.Это условие реализуется компенсационным методом. Необходимая для компенсации разность потенциалов получается с помощью потенциометра (рис. 5). Потенциометр — это калиброванный провод, намотанный на изолирующее основание, по которому может скользить контакт (такое устройство называется реохордом). Перемещая контакт C из точки A в B , можно получить любую разность потенциалов от 0 до

(

абсолютное значение всегда меньше ЭДС вспомогательного источника).


Суть метода компенсации заключается в том, что измеренная ЭДС неизвестного источника тока (рис. 5) компенсирует напряжение на месте потенциометра (реохорда). Компенсация достигается перемещением контакта потенциометра C (рис. 6) до тех пор, пока гальванометр G не покажет нулевой ток.

Обозначим потенциалы на концах рехорда

и

потенциалов на концах источника тока через и.Предположим, что в определенном положении контакта C на потенциометре ток не течет через гальванометр G и источник тока с ЭДС, затем

и

, поэтому

Согласно закону Ома


, (10)

где — сила тока в потенциометре,

— сопротивление участка АС.

Приравнивая выражения (9) и (10), получаем


.

Чтобы не производить источник тока для определения неизвестной ЭДС, измерения тока и сопротивления

прибегают к сравнению неизвестной ЭДС с известной.Для этого включите вместо источника с ЭДС (рис. 6) источник с известной ЭДС (ЭДС нормального источника тока). Компенсация снова достигается перемещением подвижного контакта C к нулю гальванометра. В результате ЭДС источника тока определяется как


. (11)

В условиях компенсации ток течет только по цепи, включая потенциометр. В этом случае сила тока будет такой же. Разделим равенства (10) на (11), уменьшив силу тока, получим условие:


.(12)

Ввиду того, что потенциометр изготовлен из однородной проволоки, электрическое сопротивление которой определяется по формуле (4), подставляем эту формулу в выражение (12) и выражаем ЭДС тока источник исследуемый


, (13)

, где

и

 длины участков, на которых происходит компенсация ЭДС неизвестного источника тока и нормального источника тока соответственно.

Также следует учитывать, что нормальные элементы быстро выходят из строя, когда через них проходят большие токи, поэтому в цепь гальванометра вносится дополнительное сопротивление, ограничивающее силу тока через нормальный элемент и гальванометр.

Описание установки


Наряд на работу

Таблица 1


,

где

,

, г. — диаметр проволоки реохорда (0,4 мм).


,

где — значение, указанное на установке.

    Определите абсолютную погрешность измерения ЭДС неизвестного источника тока по формуле


    Запишите окончательный результат измерения как


по телефону

.

контрольных вопросов

    Что такое электрический ток, сила тока, плотность тока?

    Выведите закон Ома для неоднородного участка электрической цепи и получите из него закон Ома для полностью замкнутого и однородного участка электрической цепи.

    В чем физический смысл ЭМП? Что такое внешние силы? Какова их цель?

4 Что компенсирует неизвестную ЭДС, когда гальванометр достигает нуля?

5. Если в схеме компенсации источник заменен другим источником с такой же ЭДС, но с большим внутренним сопротивлением, то в каком направлении следует сдвинуть ползунок rechord для восстановления компенсации?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

Цель работы: измерить электродвижущую силу источника тока компенсационным методом.

Приборы и оборудование: установка для измерения электродвижущей силы источника тока компенсационным методом.

Теоретическая информация

Электрический ток — это направленное движение электрических зарядов. Электрический ток принято характеризовать силой тока — скалярной величиной, определяемой электрическими зарядами, проходящими через поперечное сечение проводника в единицу времени:


. (1)

Единица измерения тока — ампер (А).Если за любые равные промежутки времени через поперечное сечение проводника проходит одинаковое количество электричества (электрического заряда), то такой ток называется постоянным. Условно направление движения положительных зарядов принимается за направление электрического тока в проводнике (рис. 1а).

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:


.(2)

Плотность тока — это вектор, направление которого совпадает с упорядоченным движением положительных зарядов.

В 1826 году закон Ома был экспериментально установлен для однородного участка электрической цепи (электрическая цепь на рис. 1b или участки ad, dc, cb на рис. 1а), который гласил, что сила тока в однородном проводнике прямо пропорциональна. пропорционально напряжению на его концах и обратно пропорционально сопротивлению проводника:


, (3)

Сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, его линейных размеров и формы:


, (4)

где — удельное электрическое сопротивление, характеризующее материал проводника; — длина жилы; — площадь сечения проводника.Единица удельного электрического сопротивления — Ом ∙ м. 1 Ом м это удельное электрическое сопротивление проводника, имеющего электрическое сопротивление 1 Ом при длине 1 м и площади поперечного сечения 1 м 2.

Если подставить в закон Ома выражение (4) для однородный участок электрической цепи (3), получаем


. (5)

Учитывая, что


и

, а также применяя формулу (2), мы преобразуем уравнение (5) в выражение, которое представляет закон Ома в дифференциальной форме для однородной части электрической цепи:


,

где — напряженность электростатического поля внутри проводника; — электропроводность материала проводника.

Ввиду того, что положительные носители заряда в каждой точке движутся в направлении вектора, то направления векторов совпадают. Поэтому закон Ома для однородного участка электрической цепи в дифференциальной форме записывается как


.

Чтобы поддерживать ток в проводнике в течение достаточно длительного времени, необходимо непрерывно снимать принесенные положительные заряды с конца проводника с более низким потенциалом (носители заряда мы считаем положительными) и непрерывно подводить их до конца с высоким потенциалом, т.е.е. необходимо установить цикл положительных зарядов, в котором они будут двигаться по замкнутой траектории.

В замкнутой электрической цепи есть участки, в которых положительные заряды движутся в направлении увеличения потенциала, то есть против электростатического поля. Движение таких зарядов возможно только с помощью сил неэлектростатического происхождения, называемых сторонними. Природа внешних сил различна, поскольку их появление обусловлено переменными магнитными полями, а также химическими, диффузионными, световыми процессами, происходящими в источниках тока.

Основной характеристикой внешних сил является их электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, численно равная работе внешних сил

для перемещения одиночного положительного заряда:


,

где

— вектор напряженность поля внешних сил;

— вектор смещения заряда. Единица измерения ЭДС — В (Вольт).

Если источник тока замкнуть на внешнюю нагрузку, равномерно распределенную по контуру, то потенциал будет линейно уменьшаться с расстоянием от положительного электрода батареи (рис.2).

Преобразование электрического тока во внутреннюю энергию вызывает нагрев проводника. Дж. Джоуль и Э. Ленц экспериментально установили, что количество тепла, выделяемого в проводнике, пропорционально квадрату тока в сопротивлении проводника и времени протекания тока.


. (6)

Используя закон Джоуля-Ленца, выводится закон Ома для неоднородного участка электрической цепи, который учитывает влияние электростатических и внешних сил на движущийся положительный заряд.

Согласно закону сохранения энергии количество тепла, выделяемого в неоднородной электрической цепи (электрическая цепь на рис. 1в), равно сумме работы сил электрического поля и работы внешних сил текущий источник:


, (7)

где — работа сил электростатического поля;

— работа внешних сил. Сторонние силы выполняют положительную работу по перемещению положительного заряда, если направления сторонних сил и электрического тока совпадают (рис.3), в противном случае — работа внешних сил отрицательная.

Учитывая, что полное сопротивление на неоднородном участке электрической цепи складывается из внешнего и внутреннего сопротивлений, и приравнивая выражения (6), (7), получаем

С учетом формулы (1) преобразуем выражение в виде:

Приведем полученное выражение к заряду и получим закон Ома для неоднородного участка электрической цепи


.

При использовании этого закона необходимо учитывать правило знаков: направление обхода участка цепочки определяет индексацию потенциалов. ЭДС источника тока принимают со знаком плюс, если направление внешних сил и обходной участок электрической цепи совпадают (рис. 4а), в противном случае — наоборот (рис. 4б).

Если цепь замкнута, т.е.е.

и

, то получаем закон Ома для замкнутой электрической цепи (электрическая схема на рис. 1а).


На практике ЭДС источника тока невозможно напрямую измерить обычным вольтметром, потому что вольтметр измеряет только разность потенциалов и на выводах источника. Из выражения (8) следует, что ЭДС источника тока можно найти через разность потенциалов на выводах источника (

, если сила тока на участке электрической цепи равна нулю.Это условие реализуется компенсационным методом. Необходимая для компенсации разность потенциалов получается с помощью потенциометра (рис. 5). Потенциометр — это калиброванный провод, намотанный на изолирующее основание, по которому может скользить контакт (такое устройство называется реохордом). Перемещая контакт C из точки A в B , можно получить любую разность потенциалов от 0 до

(

абсолютное значение всегда меньше ЭДС вспомогательного источника).


Суть метода компенсации заключается в том, что измеренная ЭДС неизвестного источника тока (рис. 5) компенсирует напряжение на месте потенциометра (реохорда). Компенсация достигается перемещением контакта потенциометра C (рис. 6) до тех пор, пока гальванометр G не покажет нулевой ток.

Обозначим потенциалы на концах рехорда

и

потенциалов на концах источника тока через и.Предположим, что в определенном положении контакта C на потенциометре ток не течет через гальванометр G и источник тока с ЭДС, затем

и

, поэтому

Согласно закону Ома


, (10)

где — сила тока в потенциометре,

— сопротивление участка АС.

Приравнивая выражения (9) и (10), получаем


.

Чтобы не производить источник тока для определения неизвестной ЭДС, измерения тока и сопротивления

прибегают к сравнению неизвестной ЭДС с известной.Для этого включите вместо источника с ЭДС (рис. 6) источник с известной ЭДС (ЭДС нормального источника тока). Компенсация снова достигается перемещением подвижного контакта C к нулю гальванометра. В результате ЭДС источника тока определяется как


. (11)

В условиях компенсации ток течет только по цепи, включая потенциометр. В этом случае сила тока будет такой же. Разделим равенства (10) на (11), уменьшив силу тока, получим условие:


.(12)

Ввиду того, что потенциометр изготовлен из однородной проволоки, электрическое сопротивление которой определяется по формуле (4), подставляем эту формулу в выражение (12) и выражаем ЭДС тока источник исследуемый


, (13)

, где

и

 длины участков, на которых происходит компенсация ЭДС неизвестного источника тока и нормального источника тока соответственно.

Также следует учитывать, что нормальные элементы быстро выходят из строя, когда через них проходят большие токи, поэтому в цепь гальванометра вносится дополнительное сопротивление, ограничивающее силу тока через нормальный элемент и гальванометр.

Описание установки


Наряд на работу

Таблица 1


,

где

,

, г. — диаметр проволоки реохорда (0,4 мм).


,

где — значение, указанное на установке.

    Определите абсолютную погрешность измерения ЭДС неизвестного источника тока по формуле


    Запишите окончательный результат измерения как


по телефону

.

контрольных вопросов

    Что такое электрический ток, сила тока, плотность тока?

    Выведите закон Ома для неоднородного участка электрической цепи и получите из него закон Ома для полностью замкнутого и однородного участка электрической цепи.

    В чем физический смысл ЭМП? Что такое внешние силы? Какова их цель?

4 Что компенсирует неизвестную ЭДС, когда гальванометр достигает нуля?

5. Если в схеме компенсации источник заменен другим источником с такой же ЭДС, но с большим внутренним сопротивлением, то в каком направлении следует сдвинуть ползунок rechord для восстановления компенсации?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

Лабораторная работа No.8

Тема: « Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока ».

Цель: научиться определять электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника электрической энергии.

Оборудование: 1. Амперметр лабораторный;

2. Источник электрической энергии;

3. Провода соединительные,

4. Набор сопротивлений 2 Ом и 4 Ом;

5.Переключатель однополюсный; ключ.

Теория.

Возникновение разности потенциалов на полюсах любого источника является результатом разделения в нем положительных и отрицательных зарядов. Это разделение связано с работой внешних сил.

Силы неэлектрического происхождения, действующие на свободные носители заряда от источников тока, называются внешними силами .

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока свою работу выполняют внешние силы, действующие внутри источников тока.

Физическая величина, равная отношению работы A st внешних сил при движении заряда q внутри источника тока к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

ЭДС определяется работой, совершаемой внешними силами при перемещении одиночного положительного заряда.

Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольт [IN].

Для измерения ЭДС источника нужно присоединить к нему вольтметр холостого хода .

Источник тока — это проводник, который всегда имеет некоторое сопротивление, поэтому ток выделяет в нем тепло. Это сопротивление называется , полное сопротивление источника и обозначает r .

Если цепь разомкнута, то работа внешних сил превращается в потенциальную энергию источника тока. При замкнутой цепи эта потенциальная энергия расходуется на движение зарядов во внешней цепи с сопротивлением R и во внутренней части цепи с сопротивлением r, i.е. ε = ИК + ИК .

Если цепь состоит из внешней части с сопротивлением R и внутренним сопротивлением r, то по закону сохранения энергии ЭДС источника будет равна сумме напряжений на внешней и внутренней частях цепи. цепь, потому что при движении по замкнутой цепи заряд возвращается в исходное положение, где IR, — напряжение на внешней части цепи, а Ir, — напряжение во внутренней части цепи.

Таким образом, для участка цепи, содержащего ЭДС:

Эта формула выражает закон Ома для полной цепи : сила тока в полной цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешней и внутренней частей цепи.

ε и r можно определить эмпирически.

Часто источники электроэнергии соединяются между собой для питания цепи.Подключение источников к батарее может быть последовательным и параллельным.

При последовательном соединении два соседних источника соединены противоположными полюсами.

То есть, для последовательного соединения батарей положительный полюс первой батареи подключается к «плюсу» электрической цепи. Положительная клемма второй батареи и т. Д. Подключается к ее отрицательной клемме. Отрицательная клемма последней батареи подключена к «минусу» цепи.

Батарея, полученная в результате последовательного соединения, имеет ту же емкость, что и одиночная батарея, и напряжение такой батареи равно сумме напряжений включенных в нее батарей. Те. если батареи имеют одинаковое напряжение, то напряжение батареи равно напряжению одной батареи, умноженному на количество батарей в батарее.


1. ЭДС аккумулятора равна сумме ЭДС отдельных источников ε = ε 1 + ε 2 + ε 3

2 . Суммарное сопротивление батареи источников равно сумме внутренних сопротивлений отдельных источников r батареи = r 1 + r 2 + r 3

Если к аккумулятору подключено n одинаковых источников, то ЭДС аккумулятора ε = nε 1, а сопротивление r аккумулятора = nr 1

3.

При параллельном подключении все положительные и все отрицательные полюса двух или n источников.

То есть при параллельном подключении батареи соединяются таким образом, что положительные клеммы всех аккумуляторов подключаются к одной точке цепи (″ плюс ″), а отрицательные клеммы всех аккумуляторов подключаются к другой точке цепи. цепь (″ минус ″).

Подключайте только параллельно источников из одинаковых ЭДС . Батарея, полученная при параллельном включении, имеет такое же напряжение, как и одиночная батарея, и емкость такой батареи равна сумме емкостей включенных в нее батарей.Те. если батареи имеют одинаковую емкость, то емкость батареи равна емкости одной батареи, умноженной на количество батарей в батарее.


1. ЭДС батареи тех же источников равна ЭДС одного источника. ε = ε 1 = ε 2 = ε 3

2. Импеданс батареи меньше, чем сопротивление одного источника r батареи = r 1 / n
3. Сила тока в такой цепи по закону Ома

Электрическая энергия, запасенная в батарее, равна сумме энергий отдельных батарей (произведение энергий отдельных батарей, если батареи одинаковые), независимо от того, как батареи подключены — параллельно или последовательно. ряд.

Внутреннее сопротивление аккумуляторов, изготовленных по той же технологии, примерно обратно пропорционально емкости аккумулятора. Следовательно, поскольку при параллельном подключении емкость аккумулятора равна сумме емкостей включенных в него аккумуляторов, то есть увеличивается, то внутреннее сопротивление уменьшается.

Рабочий процесс.

1. Составьте таблицу: 2. Считайте шкалу амперметра и определите цену за одно деление.
3.Подключите электрическую цепь в соответствии со схемой, показанной на рисунке 1. Установите переключатель в среднее положение.



Рисунок 1.

4. Замкните цепь, добавив меньшее сопротивление R 1 1. Разомкнутая цепь.

5. Замкните цепь, добавив большее сопротивление R 2. Запишите ток I 2. Разомкнутая цепь.

6. Рассчитайте значение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.

закон Ома для полной цепочки для каждого случая: и

Отсюда получаем формулы для вычисления ε и r:

7.Результаты всех измерений и расчетов записываем в таблицу.

8. Сделайте вывод.

9. Ответьте на контрольные вопросы.

ТЕСТОВЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Раскройте физический смысл понятия «электродвижущая сила источника тока».

2. Определите сопротивление внешней части цепи, используя результаты измерений и закон Ома для всей цепи.

3. Объясните, почему внутреннее сопротивление увеличивается при последовательном соединении батарей и уменьшается при параллельном по сравнению с сопротивлением r 0 одной батареи.

4. В каком случае вольтметр, подключенный к клеммам генератора, показывает ЭДС генератора, а в каком — напряжение на концах внешнего участка цепи? Можно ли считать это напряжение также напряжением на концах внутреннего участка цепи?

Возможность снятия мерок.

Опыт 1. Сопротивление R 1 = 2 Ом, ток I 1 = 1,3 А.

Сопротивление R 2 = 4 Ом, ток I 2 = 0.7 А.

Facebook

Твиттер

В контакте с

Google+

Диафрагма

Индуктор в цепи постоянного тока

DC-Circuits> Индуктор в цепи постоянного тока

Индуктор — это пассивное устройство, которое накапливает энергию в своем магнитном поле и возвращает энергию в цепь, когда это необходимо. Индуктор образован цилиндрическим сердечником с множеством витков проводящего провода.Рисунки 1 и 2 представляют собой базовую структуру и схематический символ индуктора.

Рисунок 1: Базовая конструкция индуктора

Рисунок 2: Условное обозначение индуктора

Когда индуктор подключен к цепи с источником постоянного тока (DC), в определенных условиях происходят два процесса, которые называются «накоплением» и «затуханием» энергии.

Катушка индуктивности подключена к источнику питания постоянного тока, рис. 3. Внезапное увеличение тока в индукторе создает саминдуцированную электродвижущую силу, v , ЭДС , противодействующую изменению тока, рис. 1.Это отображается как напряжение на катушке индуктивности, vL = — v , ЭДС . Это — v emf замедлит текущее изменение, и, в свою очередь, замедление текущего изменения сделает vL меньше. Когда ток становится стабильным, индуктор больше не создает противодействия и vL становится равным нулю, фаза накопления завершается.

Рисунок 3: Индуктор накапливает энергию

Катушка индуктивности эквивалентна короткому замыканию на постоянный ток, потому что после завершения фазы накопления ток, iL, который протекает через него, является стабильным, iL = V / R, без самонаведения.м.ф. производится и vL равен нулю. Индуктор действует как обычный соединительный провод, его сопротивление равно нулю. Ток iL через индуктор не может резко измениться.

Когда индуктор отключен от источника питания, рис. 4, vL меняет полярность и мгновенно падает с нуля до отрицательного значения, но iL сохраняет то же направление и величину. Энергия, запасенная в индукторе, затухает через резистор R D . vL постепенно увеличивается до нуля, а iL постепенно падает до нуля.

Рисунок 4: Индуктор теряет энергию

На рисунках 3 и 4 сопротивление R S и R D влияет на скорость сохранения и скорость затухания индуктора соответственно.

Частное индуктивности L и сопротивления R называется постоянной времени τ, которая характеризует скорость накопления энергии и затухания энергии в индукторе, рис. 5.

Рисунок 5: Напряжение V L и ток i L во время фазы хранения и фазы разряда (спада)

Чем больше сопротивление, тем меньше постоянная времени, тем быстрее индуктор накапливает энергию и затухает энергию, и наоборот.

Катушки индуктивности используются во многих электронных схемах. Например, два индуктора могут образовывать трансформатор, который используется для преобразования высокого и низкого напряжения и наоборот.

DC-Circuits> Индуктор в цепи постоянного тока

Напряжения и полярность индуктора

Может возникнуть недоумение по поводу напряжения на катушке индуктивности, поскольку иногда оно составляет — L d I / d t , но чаще это L d I / d t .Мы объясняем, почему это так, и указываем, что на самом деле каждый из них можно использовать, если в соответствии с его собственным условным обозначением (перечисленным в таблице 2 в последнем разделе этой статьи), а последнее, в основном, используется в схемах. уравнения, предназначены для намеренного группирования L , C и R как пассивных компонентов (потребляющих электрическую потенциальную энергию), что позволяет более удобно анализировать схемы и получать более понятные результаты. Кроме того, мы повторно исследуем тесно связанный предмет: определение полярностей в a.c. схема.

Катушки индуктивности работают по принципу электромагнитной индукции. Самоиндуцированная (или отозванная) ЭДС. через катушку индуктивности L

где I — ток через него. Отрицательный знак — проявление закона Ленца. Обычно можно подумать, что напряжение на катушке индуктивности, появляющееся везде в текстах, является самоиндуцированной ЭДС. ε , и, следовательно, необходимо использовать уравнение (1). Тем не менее, это не всегда так.Действительно, в схемах это всегда относится к форме без отрицательного знака, то есть V L = L d I / d t . Выбор, есть ли отрицательный знак или нет, зависит исключительно от одного основного соображения: рассматривать катушку индуктивности как активный или пассивный компонент (раздел 3). Поэтому мы начнем с пересмотра различия между электродвижущей силой (напряжением активного компонента) и разностью потенциалов (напряжением пассивного компонента) в следующем разделе.Какой бы ни была форма напряжения, фактическую полярность индуктора можно определить по собственному соглашению о знаках (разделы 4 и 5). Обсуждаемый здесь индуктор считается чистым, то есть не имеет внутреннего сопротивления. Помимо индукторов, большинство концепций, обсуждаемых в этой статье, применимы к другим компонентам, особенно к конденсаторам.

В общем, напряжение может означать электродвижущую силу (э.д.с.) или разность потенциалов (п.о.).

An e.м.ф. источник, например Идеальная батарея на один вольт определяется как один джоуль электрической потенциальной энергии (epe), преобразованной из другой формы, полученный одним кулоном положительного заряда, проходящего через источник, что подразумевает, что выходящий ток вывод источника имеет более положительный электрический потенциал по отношению к его токоприемнику [1]. Другими словами, всякий раз, когда констатируется положительная ЭДС. Источника, следует понимать, что ток , выходящий из клеммы источника, имеет положительную полярность (рисунок 1 (а)).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 1. (a) Токовый вывод батареи положительный. (b) Токоподводящий вывод резистора положительный.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Что такое п.о.? В электростатике п.д. между любыми двумя указанными точками есть разность электрических потенциалов в этих двух точках, но в текущем электричестве p.d. через пассивный компонент, например резистора, должен быть электрический потенциал на его токоприемном выводе минус электрический потенциал на его токопроводящем выводе. Следовательно, всякий раз, когда утверждается положительный p.d. в компоненте, подразумевается, что ток , входящий в клемму компонента, имеет положительную полярность (рисунок 1 (b)). Пассивный компонент имеет п.о. одного вольта означает, что один джоуль э.п.э. рассеивается, когда через него проходит один кулон положительного заряда [2].

В настоящее время кажется, что падение напряжения (или известное как падение потенциала) имеет тенденцию более широко использоваться, чем p.d., особенно в Интернете. Согласно Википедии, падение напряжения определяется как уменьшение электрического потенциала на пути тока, протекающего в электрической цепи [3]. Очевидно, это синоним p.d. цепей, который, однако, использовался десятилетиями. Если считыватель привык использовать падение напряжения или падение потенциала, просто «заменяет» p.d. в остальной части этой статьи вместе с ней.

Хотя индуктор вырабатывает электрическую потенциальную энергию (э.и.э.) из магнитной энергии, он преобразует э.и.э. вернемся к магнитной энергии. Катушка индуктивности создает и потребляет э.и.э. в половине случаев при переменном токе цикл, так что это, по крайней мере, полупассивный компонент, тем не менее, подходящий для использования термина «p.d.». Следовательно, индуктор можно законно рассматривать как активный (например, генерирующий) или пассивный (например, потребляющий) компонент [4].Напряжение первого — это э.д.с. ε , а у последнего — п.о. В L .

Но на самом деле индуктор — это комбинация активного и пассивного компонентов, как может э.д.с. ε или п.о. V L Сам работает по отдельности, чтобы отразить альтернативные сдвиги между этими двумя состояниями? Проще говоря, это достигается за счет его знака (или знака мощности в цепях переменного тока), как показано в таблице 1:

Таблица 1. Знаки ε и V L соответствуют разным состояниям индуктора (для положительного тока).

Создание e.p.e. Потребление e.p.e.
ε ε > 0 ε <0
V L В L <0 В L > 0

Одной из форм закона напряжения Кирхгофа является Σe.m.f.s = Σp.d.s в любых петлях схемы. Следовательно, в серии RLC переменного тока цепи, мы имеем, если катушка индуктивности рассматривается как активный компонент,

где ξ — ЭДС источника, ε — самоиндуцированная ЭДС. из-за L , V C и V R — это электрические цепи конденсатора и резистора, соответственно. После самоиндуцированной ЭДС. ε перемещается из левой части в правую, приведенное выше выражение принимает вид

где

это р.d. через катушку индуктивности. Из уравнений (1) и (4) имеем

Уравнение (2) переписывается как уравнение (3), обозначающее изменение состояния катушки индуктивности.

При каких обстоятельствах должна возникать э.д.с. ε (уравнение (1)), или p.d. V L (уравнение (5)) использовать? Проще говоря, если действие электромагнитной индукции — это то, на чем мы фокусируемся, скорее всего, самоиндуцированная ЭДС. ε следует использовать, но в схемах вполне точно p.d. V L — правильный.

В постоянном токе и переменного тока В цепях индуктивность обычно подключается последовательно или параллельно с другими пассивными компонентами, такими как резисторы и / или конденсаторы. Что касается , сравните их отдельные эффекты удобно , значение «напряжения», используемое в каждом из них, должно быть одинаковым. Единственный вариант — все их «напряжения» означают п.д.с., потому что говорить «э.д.с.» бессмысленно. резистора ».

Бесчисленные удобства будут созданы, если рассматривать L , C и R как пассивные компоненты, в том числе: в последовательном резонансе, V L и V C суммируются до нуля, что означает, что эффекты L и C компенсируют друг друга; если L не чистый, его внешний р.d. представляет собой сумму его внутренних V L и p.d. из-за его внутренней стойкости; такое же манипулирование и понимание их индивидуальных и комбинированных векторных диаграмм; одинаковая интерпретация их знаков напряжения (см. рисунок 4). Подумайте только, насколько все это стало бы странным или нелогичным, если бы они были выражены в терминах самоиндуцированной ЭДС. ε (не забываем ε = — V L ).

Если отложить рассмотрение того, какой из них более удобен, оба e.м.ф. ε и п.п. В L можно использовать для определения фактической полярности индуктора.

Есть два шага. Во-первых, если используется ε ( V L ), назначение выходящей (-входящей) клеммы как положительной полярности определяет знаковое соглашение для положительной ε ( V L ), как показано на рисунке 2. Во-вторых, фактическая полярность в конкретный момент определяется путем отнесения тогдашнего знака ε ( V L ) к его собственному условному обозначению.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 2. Условные обозначения полярности зависят от наведенной ЭДС. ε или п.о. V L используется.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Без ограничения общности, мы рассматриваем увеличивающийся во времени d.c. I , который течет в направлении, показанном на рисунке 2.Следовательно, мы находим ε = — L d I / d t <0, что указывает на то, что тогда полярность противоположна той, которая определена из положительной ε , поэтому P является положительным, а Q отрицательный. Совершенно точно такой же результат будет, если п.о. Вместо него используется V L . В данном случае V L = L d I / d t > 0, поэтому полярность такая же, как определенная для положительного V L .Ответ легко проверить, применив закон Ленца.

В переменном токе схем, основная идея та же самая, но периодическое изменение направления тока на противоположное делает анализ и результат немного разными.

Возникла проблема с серией RLC переменного тока. Схема, показанная на рис. 3: как можно определить полярность индуктора в любой момент без прямого использования закона Ленца? Метод, основанный на V L , объясняется следующим образом.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 3. Серия RLC переменного тока Схема показана со стороной E, заземленной.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Поскольку сторона E заземлена, положительная полярность переменного тока Источник заранее определен на стороне S, откуда должен уходить положительный ток. Таким образом, определяется направление тока I : когда I > 0, I течет по часовой стрелке по цепи, а когда I <0, I течет против часовой стрелки.

Далее считаем мощность индуктора, P = IV L . Когда мощность положительная, I и V L должны быть как положительными, так и отрицательными. В любом случае, положительная сила п.о. означает потребление электрической потенциальной энергии; Другими словами, при пересечении индуктора ток должен течь от более высокого потенциала к более низкому потенциалу. Следовательно, в случае I и V L являются положительными (отрицательными), I течет по часовой стрелке (против часовой стрелки) и сторона A (B), откуда ток поступает в катушку индуктивности, будет положительная полярность.Соответственно определяется полярность L : когда V L > 0, полярность (A +, B-), а когда V L <0, полярность (А -, В +). Проще говоря, знак V L дает точный знак полярности на клемме ввода положительного тока . Здесь положительный ток поступает на L со стороны A. Мы можем достичь того же результата, учитывая отрицательную мощность индуктора.Читателям рекомендуется проверить это и разобраться в причинах самоиндуцированной ЭДС. ε сами. Все условные обозначения для знаков ε и V L перечислены сразу в таблице 2 в следующем разделе.

Таблица 2. Полярность L определяется по знаку ε или V L . Для ε <0 и V L <0 полярности противоположны соответствующим.

г. схемы г. схемы
ε > 0 Положительная полярность: токовая клемма Положительная полярность: вывод положительного тока
V L > 0 Положительная полярность: токоведущая клемма Положительная полярность: клемма ввода положительного тока

Обратите внимание, что эта проблема не может быть решена без предварительного определения положительного направления тока.Если положительное направление тока действительно неизвестно, результат станет неоднозначным. Технически один выход переменного тока источник должен быть заземлен.

Кроме V L , аналогично интерпретируются признаки V C и V R (один из плюсов лечения L , C как компонент того же типа), как показано на рисунке 4.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 4. Так как a.c. Источник — активный компонент, его выходящая сторона с положительным током имеет положительную полярность по умолчанию. Но L , R и C являются пассивными, поэтому для каждого из них положительная полярность по умолчанию находится на стороне ввода положительного тока. Обозначение ξ означает ЭДС источника.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ Изображение высокого разрешения

Рисунок 4 служит визуальным суммированием соотношений между знаками напряжения и их соответствующими полярностями в серии a.c. схема. Фактически, такие отношения применимы к другим переменным токам. схемы.

Хорошо известно, что ток течет от (-) к (+) при пересечении постоянного тока. источник и от (+) до (-) при пересечении резистора. Катушка индуктивности обладает двойственностью , потому что ее можно использовать как источник ЭДС. ε = — L d I / d t или пассивный компонент p.d. V L = L d I / d t .С практической точки зрения разница между ε и V L является не чем иным, как их противоположными полярностями по умолчанию. Все их условные обозначения приведены в таблице 2.

Тем не менее, похоже, существует правило: в электрических цепях индуктор всегда рассматривается как пассивный компонент , имеющий точно такой же статус, что и резистор. Помимо качественных обсуждений, э.д.с. индуктивности редко используется при формулировании уравнений цепи.В переменном токе цепи, мы говорим « V L ведет I на 90 °», а не « ε отстает от I на 90 °»; в RL d.c. цепи, напряжение В L = В o exp (- Rt / L ) без исключения, p.d., и многие другие примеры. Причина такой склонности объясняется в разделе 3. Это, безусловно, момент, на который следует обратить внимание учащимся, чтобы избежать каких-либо просчетов, поскольку «индуктор», «индуцировал e.m.f. ‘ и «закон Ленца (отрицательный знак)» слишком тесно связаны, часто они приходят на ум вместе.

Фактически, разность фаз между любыми двумя переменными токами. количества имеют смысл только после того, как явно известны значения их собственных знаков. Итак, на наш взгляд, диаграмма, подобная нашей рис.4, является незаменимым инструментом для обучения переменному току. цепей, потому что он сообщает нам, какие признаки переменного тока напряжения действительно имеют в виду самый простой способ. Более того, маловероятно, что можно понять более сложную систему, которая включает в себя индуктивности, т.е.грамм. идеальный трансформатор без хорошего восприятия индуктора [5].

Между прочим, напряжение на конденсаторе менее запутанно, потому что с самого начала напряжение В = Q / C было определено и использовалось как p.d. через конденсатор. Следовательно, нет никаких сомнений в том, что конденсатор является пассивным компонентом, но на самом деле, как и индуктор, конденсатор можно рассматривать как ЭДС. источник [6].

Я благодарен г-ну К. Т. Ченгу за случайное, но содержательное обсуждение со мной этой проблемы в конце 1990-х.Я также благодарен профессору К О Нгу за его помощь. Мы очень ценим ценные комментарии анонимного рецензента.

Методы производства напряжения — Основное электричество

Если имеется избыток электронов на одном конце проводника и недостаток на другом конце, течет ток. Некоторые устройства создают эту разницу в заряде, поэтому ток течет. Эти устройства являются источниками электродвижущей силы.

EMF определяется как:

Энергия, передаваемая на единицу при преобразовании одного вида энергии в электрическую.

«Потенциальная разница» — это еще один термин, который почти такой же, но имеет небольшую разницу.

Разница потенциалов определяется как:

Энергия, передаваемая на единицу при преобразовании электрической энергии в другой вид энергии.

Мы обсудим это более подробно чуть позже.

Шесть наиболее распространенных типов ЭМП:

  1. Трение
  2. Химическая промышленность
  3. Давление
  4. Тепло
  5. Свет
  6. Магнетизм

ЭДС трения

Когда два разнородных материала трутся друг о друга, один материал может передавать часть своих электронов другому.

Это трибоэлектрический эффект, который подобен тому, что мы обсуждали в главе о структуре атома, когда переносятся электроны, в результате чего один объект становится отрицательно заряженным (избыток электронов), а другой — положительно заряженным (недостаток электронов). Эта ситуация может привести к электростатическому разряду, когда сила притяжения становится настолько большой, что электроны притягиваются к положительно заряженному объекту.

Это притяжение создает дугу, наиболее часто наблюдаемую при молнии.Облака накапливают заряд по мере движения капель воды. Затем заряд притягивается к положительно заряженной земле и ЗАП!

Рисунок 4. Изображение молнии от Griffenstorm. Распространяется по международной лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0.

Конечно, гораздо веселее положить кошку в коробку, полную пенополистирола, и наблюдать, как она прилипает.

Рисунок 5. Изображение статического электричества Cat, сделанное Шоном МакГратом. Распространяется по лицензии Creative Commons CC-BY 2.0.

Химический EMF

Это принцип работы батарей.

Рисунок 6. Батареи

Не вдаваясь слишком глубоко в химию, в основном, батареи работают в процессе ионизации.

Что такое ион? Это частица, к которой добавлен или удален электрон (положительный или отрицательный).

При ионизации добавляются химические вещества, которые имеют частицы с отрицательным зарядом и частицы с положительным зарядом. Добавлены металлические пластины, которые принимают на себя эти заряды. Это допускает разницу и создает ЭДС.

ЭДС давления

Этот процесс также известен как пьезоэлектричество.

Рис. 7. Ignitor

Пьезоэлектричество — это электрический заряд, который накапливается в определенных твердых материалах в ответ на приложенное механическое напряжение. Слово пьезоэлектричество означает электричество, возникающее в результате давления.

Когда к некоторым объектам прилагается давление, давление смещает положительные и отрицательные заряды в нейтральном в остальном объекте.

Самым известным применением является электрическая прикуриватель: нажатие на кнопку заставляет подпружиненный молоток ударять по пьезоэлектрическому кристаллу, создавая электрический ток достаточно высокого напряжения, который течет через небольшой искровой промежуток, нагревая и таким образом воспламеняя газ.Переносные источники зажигания, используемые для зажигания газовых плит, работают таким же образом, и многие типы газовых горелок теперь имеют встроенные пьезоэлектрические системы зажигания.

Другое применение — звукосниматель для микрофона или гитары. Звук попадает в кристалл и генерирует напряжение.

Тепловая ЭДС

Этот процесс известен как термоэлектрический эффект.

Рисунок 8. Термопара

Подводя итог, можно сказать, что когда два разнородных металла находятся при разных температурах и соприкасаются, они создают ЭДС.

Это потому, что электроны с горячей стороны (отрицательной) хотят перейти на холодную сторону (положительную).

Очень распространенное использование этого принципа — термопара в вашей печи

Когда контрольная лампа горит, она генерирует напряжение на термопаре. Это напряжение позволяет реле включаться и пропускать газ, когда этого требует печь. Если контрольная лампа не горит, напряжение отсутствует. Следовательно, реле не будет включаться, и печь может запросить газ, но не получит его.

Свет ЭДС

Это фотоэлектрический эффект. Фотоэлементы (фотоэлементы) используются в качестве источников ЭМП.

Рис. 9. Солнечные панели

Фотоэлектрические элементы изготовлены из специальных материалов, называемых полупроводниками, например кремния, который в настоящее время используется наиболее часто.

Сколько валентных электронов в полупроводнике? Четыре.

Добавляется примесь, чтобы получить свободный электрон.

В основном, когда свет попадает на элемент, определенная его часть поглощается полупроводниковым материалом.

Это означает, что энергия поглощенного света передается полупроводнику.

Энергия высвобождает электроны, позволяя им свободно течь.

В наши дни мы видим, что эта технология используется повсеместно, поскольку для получения энергии не требуется ископаемое топливо.

ЭДС магнетизма

Отсюда большая часть нашей энергии. Магниты создают линии магнитного потока. Когда эти силовые линии перерезаются проводником, возникает ЭДС.Паровые турбины, когенерационные установки, ветряные мельницы и плотины гидроэлектростанций используют эту технологию.

Ниже приведен пример плотины гидроэлектростанции.

Все шесть этих источников ЭМП достигают одного и того же:

  • Передают энергию электронам.
  • Подтолкните электроны к электростатическому полю.
  • Вызывает избыток электронов на одном выводе источника и недостаток электронов на другом выводе.

Это похоже на сжатие пружины.Энергия, запасенная в сжатой пружине, может быть использована позже для выполнения работы. То же самое и с отдельными зарядами: они накапливают энергию, которую потом можно использовать для работы.

Видео о методах создания напряжения

Хотя это видео может быть немного старым, это фантастическое объяснение различных методов генерации напряжения.

Атрибуции

Видео

Electricity-Voltage от PublicResourceOrg находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

причин и способов лечения.

Введение

Физический электронный контроль доступа почти всегда включает в себя управление каким-либо электромагнитным запорным устройством. Это может быть мощный магнит или соленоид меньшего размера внутри удара или болта. Все эти устройства подчиняются одним и тем же основным законам физики. Электромагнит будет накапливать энергию при включении и генерировать «обратную ЭДС» или противо-ЭДС (CEMF), когда питание отключено.

При подключении питания через обмотки катушки электромагнита течет ток.Конечный ток покоя определяется сопротивлением постоянному току обмотки катушки и соединительных проводов. Этот ток создает намагничивающее поле, которое выравнивает магнитные домены в металлическом сердечнике электромагнита. Это выравнивание усиливает поле, увеличивая магнитную силу, но при этом сохраняя гораздо больше энергии.

Когда питание отключено, магнитное поле будет иметь тенденцию к коллапсу и при этом будет генерироваться ЭДС или (ЭДС) в обмотках катушки электромагнита.

Если эта обратная ЭДС не контролируется или не подавляется, она будет генерировать очень большие напряжения, которые, в свою очередь, могут:

  • Вызывает дугу на контактах, сокращая срок службы переключателя
  • Создание помех
  • Повреждение электроники
  • Причина потери данных

EMF — это аббревиатура от Electro-Motive Force. Этот термин немного вводит в заблуждение, поскольку на самом деле ЭДС не является силой. Это напряжение, возникающее в результате взаимодействия тока в катушке электромагнита и его магнитном поле, когда одно или оба изменяются.Отключенный электромагнит действует как источник тока; создавая любое напряжение, необходимое для поддержания протекания первоначального тока.

Подавление обратного ЭДС

Обратную ЭДС нельзя предотвратить, но ее можно контролировать. При подавлении обратной ЭДС цель состоит в предотвращении очень высоких напряжений и контролируемом рассеивании накопленной энергии. Есть несколько способов сделать это, и мы рассмотрим два наиболее распространенных метода, используемых при управлении доступом.

Диод маховика

Термин «маховое колесо» очень уместен.Ток, протекающий в электромагните, очень похож на свободно вращающееся велосипедное колесо. Когда педаль остановлена ​​(отключено напряжение питания), колесо продолжает вращаться.

Диод маховика служит средством торможения маховика. При подаче напряжения питания диод смещен в обратном направлении и фактически отключен от цепи. Когда переключатель размыкается, ток маховика вызывает обратную ЭДС противоположной полярности, и поэтому диод будет проводить. Диод очень хорошо подавляет обратную ЭДС и ограничивает напряжение до одного вольта или около того.Это вполне подходит для небольших соленоидов, подобных тем, которые используются в ударных. Однако они не подходят для дверных магнитов.


Почему диоды не подходят для магнитов

Мощность, рассеиваемая диодом, мала, потому что прямое падение напряжения меньше вольта. Таким образом, скорость отвода энергии от электромагнита мала (Энергия ≈ Мощность x Время) Таким образом:

Таким образом, меньшие потери мощности через диод будут означать большее время для рассеивания энергии.В результате ток продолжает течь, и магнит дольше удерживает якорь. Это может длиться от одной до двух секунд, что приводит к неприятной задержке открывания двери.

Почему MOV подходят для магнитов и ударов

MOV (VDR) имеет номинальное напряжение. Ниже этого напряжения он имеет очень высокое сопротивление. Таким образом, выбрав MOV с номинальным напряжением, немного превышающим нормальное напряжение питания, его можно безопасно подключить через катушку магнита, и точно так же, как диод не оказывает никакого влияния при подключении источника питания.

Варистор на основе оксида металла (MOV)

При отключении питания обратная ЭДС повысится до номинального напряжения MOV. В этот момент MOV начнет проводить и ограничивать напряжение чуть выше этого значения.


При ограничении обратной ЭДС падение напряжения обычно составляет порядка 30 В или около того. Используя то же уравнение:

Потери мощности будут в 30 раз больше, чем у диода. В результате энергия теряется примерно в 30 раз быстрее, а магнит освобождает якорь за гораздо меньшее время.

VDR, подходящие для замков на 12 или 24 В, можно приобрести у дистрибьютора, укажите код продукта 0043 (упаковка из 20 шт.).

См. Также: Противоэлектродвижущая сила

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Источники электродвижущей силы

Физика — это лучшее понимание природы и ее свойств.Лучший способ вызвать интерес к физике — это наблюдать за природой и учиться через нее. Однако студенты редко это делают и считают физику сложным предметом для изучения. Понятия физики помогают понять действия и продукты, которые мы используем в повседневной жизни. Хорошим примером является концепция электродвижущей силы, поскольку мы не можем представить жизнь без электроснабжения. Но мы редко наблюдаем физику, лежащую в основе электроснабжения. Здесь мы обсуждаем электродвижущую силу и некоторые ее источники.

Что такое электродвижущая сила?

Название может создать впечатление, что электродвижущая сила — это разновидность силы. На самом деле, это не. Проще говоря, электродвижущая сила — это энергия, которая может вызвать протекание тока в электрической цепи или устройстве, и сокращенно называется ЭДС.

Электродвижущая сила может быть определена как энергия на единицу заряда, заставляющая заряд перемещаться по цепи, также известной как напряжение. Это мера энергии, которая вызывает прохождение тока через цепь или проводник, выраженную в вольтах или джоулях на заряд.

Основные источники электродвижущей силы

Любое устройство, вырабатывающее электрическую энергию, можно назвать электродвижущей силой. Некоторые из примеров электродвижущей силы включают электрохимические элементы, термоэлектрические устройства, солнечные элементы, электрические генераторы, трансформаторы и т. Д.

Электрохимические элементы : это устройство, способное вырабатывать электрическую энергию посредством химических реакций. Основная структура электрохимической ячейки состоит из анода и катода.Электрохимические ячейки делятся на гальванические и электролитические.

Электрические генераторы : это устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую. Он индуцирует электродвижущую силу, вращая катушку в магнитном поле. Генераторы заставляют электрические заряды проходить через внешнюю электрическую цепь.

Термоэлектрические устройства : Термоэлектрическое устройство создает напряжение, когда на каждой стороне разная температура.

Солнечные элементы : Как следует из названия, солнечные элементы преобразуют энергию света в электрическую. Его также называют фотоэлектрическим элементом.

Learning Physics

Запись на курсы физики поможет студенту вызвать интерес, поскольку ему или ей уделяется индивидуальное внимание. Убедитесь, что вы записали ребенка в хорошие центры обучения физике JC, чтобы получить желаемый результат.

Программируемый источник постоянного тока, модель 121

Модель 121 имеет

  • Выходной ток 7 декад, выбираемый из 13 шагов
  • Программируемый токовый выход, от 100 нА до 100 мА
  • Выход с низким уровнем шума
  • Большой трехзначный светодиодный дисплей
  • Простой пользовательский интерфейс
  • Ток функция разворота
  • Интерфейс USB обеспечивает интеграцию с автоматизированными тестовыми системами
  • Корпус для монтажа на DIN-панель
  • Съемный выходной клеммный блок
  • Сертификат CE

Обзор

Программируемый источник постоянного тока модели 121 представляет собой прецизионный прибор, подходящий для настольного использования или работы на панели в лабораториях, испытательных центрах и производственных средах.Он обеспечивает малошумный, высокостабильный источник тока до 100 мА, с удобным ручным выбором через 13 предустановленных уровней выходного сигнала, каждый из которых представляет десятикратное изменение мощности при подключении к резистивной нагрузке. «Пользовательская» настройка позволяет определять токовый выход в любом месте рабочего диапазона. блока от 100 нА до 100 мА.

Программируемое управление также возможно через компьютерный интерфейс USB прибора, через который модели 121 можно дать команду на вывод любого желаемого тока в любое время.Таким образом, испытательные токи, зависящие от приложения, могут подаваться от внешнего источника. ПК.

Прибор работает при 5 В постоянного тока, а питание подается от внешнего настенного источника переменного тока, входящего в комплект стандартной модели 121. Источник автоматически подстраивается под любое сетевое напряжение переменного тока в диапазоне от 100 до 240 В переменного тока, 50 или 60 Гц.

Ищете прецизионный малошумящий источник постоянного и переменного тока и источник напряжения? Оцените MeasureReady ™ 155 с технологией сенсорного экрана TiltView

Приложения

Источник тока модели 121 идеально подходит для тестирования, измерения и управления резистивными и полупроводниковыми приборами, такими как:

  • Lake Shore Cernox ™ температура датчики
  • Другие датчики температуры сопротивления (RTD), такие как платиновые датчики
  • Диодные датчики температуры, включая Lake Shore DT-670s
  • Светодиодные устройства
  • Датчики Холла, используемые для измерения магнитного поля

Точный, стабильный источник тока ключ к обеспечению стабильной работы этих устройств, где падение напряжения на устройстве может зависеть от температуры, магнитного поля и других параметров.Широкий выходной диапазон инструмента имеет большое значение при использовании с датчиками типа RTD, сопротивление которых может изменяться в зависимости от температуры на целых 6 порядков. Функция реверсирования тока позволяет компенсировать термо-ЭДС, что важно для точного измерения резисторов при очень высоких температурах. низкий уровень возбуждения.

Примеры приложений:

  • Контроль качества базового устройства (проверка «хорошо / плохо»)
  • Проверка яркости светодиода (постоянный ток устройства)
  • Калибровка датчика температуры (определение сопротивления в фиксированных точках калибровки)
  • Измерение температуры (с использованием показания вольтметра)
  • Калибровка и измерение магнитного датчика
  • Измерения полупроводниковых приборов
  • Прототипирование схемы (фиксированный источник тока)
  • Маломасштабные электрохимические приложения

Работа в широком диапазоне условий окружающей среды, точная калибровка датчика или Простая проверка устройств на соответствие, Модель 121 представляет собой удобную и надежную альтернативу простым схемам, основанным на напряжении, и очень доступная альтернатива более дорогим многофункциональным источникам тока.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *