Отчет по 1 лабе_1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Кафедра: Электротехника

Дисциплина: Электротехника, электроника и схемотехника. Электротехника

230100.62«Системы автоматизированного проектирования» (выпускающая кафедра ПКИМС)

Пояснительная записка к

лабораторной работе

на тему:

Основные элементы электрических цепей.

Руководитель: проф.Волков Ю.И.

Выполнил: ст.гр.ЭКТ-22

Васильев Сергей Алексеевич

Дата: 27. 09.2013

Оценка:

Москва 2013

Эксперимент 1.

Постановка задачи:

Измерить напряжение идеального источника ЭДС. Построить схемы цепей в Multisim 11. Нарисовать график зависимости напряжения от тока.

Дано:

Решение:

Эксперимент 2.

Постановка задачи:

Измерить сопротивление. Построить схему цепи в Multisim 11.

Дано: R=120 Ом

Решение:

Эксперимент 3.

Постановка задачи:

Измерить и вычислить общее сопротивление при параллельном, последовательном и смешанном соединениях резисторов. Построить схемы цепей в Multisim. Убедиться, что значения сопротивлений, вычисленные при помощи формул и измеренные программой, совпадают.

Дано:

Решение:

Ом

Ом

Ом

Эксперимент 4.

Постановка задачи:

Составить схему цепи в Multisim 11. Построить ВАХ сопротивления.

Дано:

Решение:

В

В

В

Эксперимент 5.

Постановка задачи:

Построить ВАХ реального источника ЭДС. Для этого провести опыты холостого хода и короткого замыкания. Составить схему цепи в Multisim 11.

Дано: .

Решение:

В

А

В

Эксперимент 6.

Постановка задачи:

Определить рабочую точку реального источника ЭДС при его работе на нагрузку.

1) Измерить ток и напряжение на нагрузке.

2) Построить на одном графике ВАХ сопротивления и реального источника ЭДС.

3) Убедиться, что показания приборов соответствуют показаниям графика. Составить схему цепи в Multisim 11.

Дано:

Решение:

Эксперимент 7.

Постановка задачи:

Проанализировать изменения положения рабочей точки при изменении напряжения, внутреннего сопротивления и сопротивления нагрузки. Составить схемы цепей в Multisim. Сравнить результаты эксперимента с расчётами цепей.

Дано:

2)

3)

Решение:

1) Изменение ЭДС.

2) Изменение внутреннего сопротивления.

3) Изменение сопротивления нагрузки.

Эксперимент 8.

Постановка задачи:

Исследовать реальный источник тока. Составить схемы цепей в Multisim. Построить ВАХ реального источника тока.

Дано:

Решение:

Рис. 8.1. Эквивалентная схема в Multisim.

В

Рис. 8.2. Эквивалентная схема в Multisim.

А

Рис. 8.3. График ВАХ реального источника тока.

Эксперимент 9.

Постановка задачи:

Исследовать поведение характеристик индуктивности и ёмкости на постоянном токе. Составить схемы цепей в Multisim. Для индуктивности: убедиться, что вольтметр показывает «0» при наличии тока, т.е. сопротивление индуктивности равно «0». Для ёмкости: убедиться, что амперметр показывает «0», что означает разрыв цепи, т.е. сопротивление ёмкости равно .

Дано:

Решение:

Рис. 9.1.

Эквивалентная схема в Multisim.

Рис. 9.2. Эквивалентная схема в Multisim.

Эксперимент 10.

Постановка задачи:

Построить делитель напряжения. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.

Дано:

Решение:

Рис. 10.1. Эквивалентная

схема в Multisim.

Эксперимент 11.

Постановка задачи:

Построить делитель тока. Составить схему цепи в Multisim. Сравнить расчёты, сделанные программой, с расчётами, сделанными вручную при помощи формул.

Дано:

Решение:

Рис. 11.1. Эквивалентная схема в Multisim.

Выводы по лабораторной работе

В лабораторной работе №1 по приборам и программно-аппаратным комплексам для исследования электрических цепей и элементов электрических цепей.

Я научился пользоваться программой Multisim 12 и получил некоторые навыки проектирования линейных электрических цепей, а в часности-находить силу тока и напряжение в цепи,строить вольт-амперные характеристики, и проверять с помощью программы Multisim 12 законы электрических цепей из курса обучения электротехники.

23

Сопротивление эдс

Категории вопросов. Любовные отношения. Семейные отношения. Дети и подростки.

Поиск данных по Вашему запросу:

Сопротивление эдс

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ
• Сверхпереходные ЭДС и сопротивления
• Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере
• Электродвижущая сила. Внутреннее сопротивление источника тока.
• Формула ЭДС
• ИНФОФИЗ — мой мир…
• Закон Ома для полной цепи (DC)
• III. Основы электродинамики
• Сборник идеальных эссе по обществознанию
• Определить внутреннее сопротивление источника тока, имеющего ЭДС 1,1 В

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое СИЛА ТОКА, НАПРЯЖЕНИЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЭДС. ЗАКОН ОМА

ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ

Источник электрической энергии;. Соединительные провода,. Набор сопротивлений 2 Ом и 4 Ом;. Переключатель однополюсный; ключ.

Возникновение разности потенциалов на полюсах любого источника является результатом разделения в нем положительных и отрицательных зарядов. Это разделение происходит благодаря работе, совершаемой сторонними силами. Силы неэлектрического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами.

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.

Физическая величина, равная отношению работы A ст сторонних сил при перемещении заряда q внутри источника тока к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника ЭДС :.

ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Источник тока является проводником и всегда имеет некоторое сопротивление, поэтому ток выделяет в нем тепло. Если цепь разомкнута, то работа сторонних сил превращается в потенциальную энергию источника тока. Таким образом, для участка цепи, содержащего ЭДС:. Часто источники электрической энергии соединяют между собой для питания цепи.

Соединение источников в батарею может быть последовательным и параллельным. При последовательном соединении два соседних источника соединяются разноименными полюсами. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой аккумуляторной батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов.

Сила тока в такой цепи по закону Ома. При параллельном соединении соединяют между собой все положительные и все отрицательные полюсы двух или n источников. Получившаяся при параллельном соединении аккумуляторная батарея имеет то же напряжение, что и у одиночного аккумулятора, а емкость такой аккумуляторной батареи равна сумме емкостей входящих в нее аккумуляторов.

Электрическая энергия, накопленная в аккумуляторной батарее равна сумме энергий отдельных аккумуляторов произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые , независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

Внутреннее сопротивление аккумуляторов, изготовленных по одной технологии, примерно обратно пропорционально емкости аккумулятора. Поэтому т. Составьте электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 1.

Переключатель поставить в среднее положение. Рисунок 1. Записать величину силы тока I 1. Разомкнуть цепь. Замкнуть цепь, введя большее сопротивление R 2. Записать величину силы тока I 2. Вычислить значение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии. Результаты всех измерений и вычислений запишите в таблицу. Сделайте вывод. Ответьте на контрольные вопросы. Определить сопротивление внешнего участка цепи, пользуясь результатами полученных измерений и законом Ома для полной цепи.

Объяснить, почему внутреннее сопротивление возрастает при последовательном соединении аккумуляторов и уменьшается при параллельном в сравнении с сопротивлением r 0 одного аккумулятора. В каком случае вольтметр, включенный на зажимы генератора, показывает ЭДС генератора и в каком случае напряжение на концах внешнего участка цепи? Можно ли это напряжение считать также и напряжением на концах внутреннего участка цепи? Опыт 1. Список лекций по физике за 1,2 семестр.

Если Вы являетесь автором материалов или обладателем авторских прав, и Вы возражаете против его использования на моем интернет-ресурсе — пожалуйста, свяжитесь со мной. Информация будет удалена в максимально короткие сроки. Спасибо тем авторам и правообладателям, которые согласны на размещение своих материалов на моем сайте!

Вы вносите неоценимый вклад в обучение, воспитание и развитие подрастающего поколения. Для слабовидящих Инфофиз. Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь.

Адрес: г. Новороссийск Телефон: Номер телефона Почта: kalinelena yandex. Главная Мир физики Физика в формулах Теоретические сведения Физический юмор Физика вокруг нас Физика студентам Для рефератов Экзамены Лекции по физике Естествознание Мир астрономии Солнечная система Космонавтика Новости астрономии Лекции по астрономии Законы и формулы — кратко Мир психологии Физика и психология Психологическая разгрузка Воспитание и педагогика Новости психологии и педагогики Есть что почитать Мир технологий World Wide Web Информатика для студентов 1 курс 2 курс Программное обеспечение компьютерных сетей Мои лекции Для студентов ДО Методические материалы.

Как сказал Альберт Эйнштейн. Тестирование Каталог тестов. Урок Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока. Оборудование: 1. Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах [В].

Ход работы. Вариант выполнения измерений. Законы и формулы Механика Кинематика Динамика Законы сохранения Статика, гидростатика и гидродинамика Молекулярная физика и термодинамика Колебания и волны Электродинамика Оптика Атомная и ядерная физика.

Новое на сайте 11 сентября года родился немецкий оптик-механик, конструктор микроскопов Карл Фридрих Цейс 11 сентября родился советский летчик-космонавт, генерал-полковник авиации, Герой Советского Союза Герман Титов 10 сентября года родился советский летчик-космонавт, Герой Советского Союза Евгений Хрунов 10 сентября г. Инфофиз старая версия Обратная связь Обо мне Карта сайта Правообладателям Политика конфиденциальности.

Dudko Elena Infofiz. Дудко Елена. Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях, только на локальном компьютере.

Все права на статьи, книги, видео и аудио материалы принадлежат их авторам и издательствам. Внутреннее сопротивление, r , Ом. Сила тока I 1 , А. Сила тока I 2 , А.

Сверхпереходные ЭДС и сопротивления

Источник ЭДС и источник тока. Зависимость напряжения U на зажимах реального источника от тока I изображена на рис. Обозначим через m U — масштаб по оси U , через m 1 — масштаб по оси I. Тогда для произвольной точки на характеристике рис. Следовательно, tga пропорционален R в. Рассмотрим два крайних случая.

Замена нелинейного резистора эквивалентным линейным сопротивлением и ЭДС. Если заранее известно, что изображающая точка будет.

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

ЭДС источника может быть задана либо постоянным, либо как функция времени, либо как функция от внешнего управляющего воздействия. Модель идеального источника напряжения используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения синяя линия и реального источника напряжения красная линия. В этом случае ток короткого замыкания I s. При помощи модели источника напряжения хорошо описываются химические источники тока , батарейки , гальванические элементы , коллекторные генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением и бытовые электросети для маломощных потребителей. Различают источник постоянного и переменного напряжения, а также источник напряжения, управляемые напряжением ИНУН и источники напряжения, управляемые током ИНУТ. Существуют различные варианты обозначений источника напряжения. Наиболее часто встречается обозначение a. Стрелка в кружке указывает на положительную клемму на выходе источника. Полюсоискатель представляет собой стеклянную ампулу, заполненную раствором поваренной соли с добавкой фенолфталеина.

Электродвижущая сила. Внутреннее сопротивление источника тока.

Основные электротехнические формулы. Закон Ома. Электрическая мощность :. Напомним, что любой сигнал, может быть с любой точностью разложен в ряд Фурье, то есть в предположении, что параметры сети частотнонезависимы — данная формулировка применима ко всем гармоникам любого сигнала. Поиск по сайту TehTab.

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Установлен Георгом Омом в году опубликован в году и назван в его честь.

Формула ЭДС

Если заранее известно, что изображающая точка будет перемещаться лишь по определенному участку ВАХ HP и этот участок может быть с известной степенью приближения заменен прямой линией, то HP при расчете может быть заменен эквивалентным линейным сопротивлением и источником ЭДС. Положим, что рабочая точка перемещается лишь по участку рис. Для этого участка Уравнению На нем и линейное сопротивление Замена HP линейным сопротивлением и источников ЭДС удобна тем, что после нее вся схема становится линейной и ее работа может быть исследована методами, разработанными для линейных цепей. Однако при этом необходимо внимательно следить за тем, чтобы рабочая точка не выходила за пределы линейного участка ВАХ. Выразить аналитически участок ВАХ рис.

ИНФОФИЗ — мой мир…

Допустим, есть простейшая электрическая замкнутая цепь, включающая в себя источник тока, например генератор, гальванический элемент или аккумулятор, и резистор, обладающий сопротивлением R. Поскольку ток в цепи нигде не прерывается, то и внутри источника он течет. В такой ситуации можно сказать, что любой источник обладает некоторым внутренним сопротивлением, препятствующим току. Это внутреннее сопротивление характеризует источник тока и обозначается буквой r. Для гальванического элемента или аккумулятора внутреннее сопротивление — это сопротивление раствора электролита и электродов, для генератора — сопротивление обмоток статора и т. Таким образом, источник тока характеризуется как величиной ЭДС, так и величиной собственного внутреннего сопротивления r — обе эти характеристики свидетельствуют о качестве источника. Электростатические высоковольтные генераторы как генератор Ван де Граафа или генератор Уимшурста , к примеру, отличаются огромной ЭДС измеряемой миллионами вольт, при этом их внутреннее сопротивление измеряется сотнями мегаом, потому они и непригодны для получения больших токов. Гальванические элементы такие как батарейка — напротив — имеют ЭДС порядка 1 вольта, хотя внутреннее сопротивление у них порядка долей или максимум — десятка Ом, и от гальванических элементов поэтому можно получать токи в единицы и десятки ампер.

ПЕРЕХОДНЫЕ И СВЕРХПЕРЕХОДНЫЕ ЭДС И СОПРОТИВЛЕНИЯ. НЕУСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.

Закон Ома для полной цепи (DC)

Сопротивление эдс

До сих пор при изучении электрического тока мы рассматривали направленное движение свободных зарядов во внешней цепи , то есть в проводниках, подсоединённых к клеммам источника тока. Как мы знаем, положительный заряд :. Теперь нашему положительному заряду нужно замкнуть свою траекторию и вернуться на положительную клемму.

III. Основы электродинамики

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок 267. Компенсационные методы измерения ЭДС и сопротивления

Здесь нас прежде всего интересует его практическое отношение к постоянному току direct current. Различают две формулировки Закона Ома , одна для участка цепи, а другая для полной цепи. В последней учитывается источник тока, точнее его внутреннее сопротивление. Простейшая электрическая цепь постоянного тока состоит из источника тока и одной единственной резистивной нагрузки, а попросту из — активного сопротивления. Формулировка Закона Ома для полной цепи и для участка цепи — это утверждение пропорциональности.

Их разделяют на идеальные и реальные источники.

Сборник идеальных эссе по обществознанию

Сторонние силы. Для поддержания постоянной разности потенциалов 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. По типу преобразованной энергии различают следующие виды электродвижущей силы:. Электродвижущая сила ЭДС — характеристика источников тока.

Определить внутреннее сопротивление источника тока, имеющего ЭДС 1,1 В

Содержание: Что такое электродвижущая сила Что такое напряжение Так в чем же отличие Вывод. Под ЭДС понимается физическая величина, характеризующая работу каких-либо сторонних сил, находящихся в источниках питания постоянного или переменного тока. При этом, если имеется замкнутый контур, то можно сказать, что ЭДС равна работе сил по перемещению положительного заряда к отрицательному по замкнутой цепи.

Что такое электродвижущая сила

Вы когда-нибудь задумывались, почему фонарик или автомобильный свет медленно тускнеют, а не выключаются, когда они разряжены? Это явление постепенного затемнения можно объяснить с помощью физических концепций электродвижущей силы (ЭДС) и внутреннего сопротивления .

Спасибо, что прочитали этот пост, не забудьте подписаться!

Если вы слышали об этих понятиях раньше, но не знаете точно, что они из себя представляют, у вас могут возникнуть такие вопросы, как « что такое электродвижущая сила в физике », « что такое внутреннее сопротивление » и « как найти электродвижущую силу ».

В этой статье мы ответим на эти и другие вопросы. Вам будут предоставлены необходимые знания , чтобы полностью понять концепции электродвижущей силы и внутреннего сопротивления.

Из этой статьи вы узнаете:

• • Что такое электродвижущая сила в физике?
  • Что является источником электродвижущей силы?
  • Каково внутреннее сопротивление источника напряжения?
  • Какое напряжение на клеммах источника напряжения?
  • Какова формула электродвижущей силы?

Электродвижущая сила в физике

В физике важно знать понятие электродвижущей силы. Прежде чем мы начнем искать ответ на вопрос « что такое электродвижущая сила? », давайте сначала поговорим о разности электрических потенциалов .

Возможно, вы уже встречали термин «разность электрических потенциалов», но не знаете, что он на самом деле означает. Разность электрических потенциалов можно описать как напряжение или работу , необходимую для перемещения заряда между двумя точками в электрическом поле. Любой источник напряжения, например аккумуляторная батарея, может генерировать разность потенциалов и ток, если он включен в полную цепь, содержащую электрические нагрузки.

Электродвижущая сила , также известная как ЭДС , описывает тип разности потенциалов, которая связана с источником электричества или каким-либо источником напряжения. Важно отметить, что ЭДС не связана с другим понятием сил в физике (т.е. с силами, которые измеряются в ньютонах). В этом смысле электродвижущая сила вообще не является силой. Вместо единицей ЭДС является вольт , обозначаемый буквой V.  Это Дифференциал электрического потенциала, который может быть сообщен источником энергии, когда через него не протекает ток .

Существует множество устройств, которые могут создавать электродвижущую силу , например гальванические элементы, солнечные элементы и электрические генераторы.

Давайте рассмотрим один из наиболее распространенных типов электрохимических элементов, элементов Даниэля . Ячейка Даниэля состоит из двух полуклеток . Одна из полуячеек содержит металлического цинка в качестве электрода, и сульфат цинка в качестве его электролита e . Когда цинковый электрод растворяется в растворе сульфата, он создает в растворе много положительных ионов цинка и свободных электронов. Другой полуэлемент содержит медный электрод , и раствор сульфата меди . Ионы меди в растворе сульфата меди получают электроны от медного электрода, создавая дефицит электронов в этой полуэлементе. Дисбаланс электронов заставляет электроны течь между двумя полуячейками, создавая ЭДС .

Вы можете увидеть простую схему ячейки Даниэля ниже. Обратите внимание на поток электронов между двумя полуячейками.

«Гальванический элемент labeled.svg» компании Rehua лицензирован CC BY 3.0

Что такое источник электродвижущей силы?

Теперь, когда мы поговорили об определении электродвижущей силы в физике , давайте обсудим, что такое источник ЭДС , а затем рассмотрим несколько примеров.

Источник ЭДС или источник напряжения можно описать как зарядовый насос, который перемещает платежи с одного терминала на другой.  Источник ЭДС перемещает отрицательные заряды или электроны из своего отрицательного вывода. Эти заряды или электроны затем будут перемещаться по цепи и притягиваться к положительному выводу источника ЭДС.

Для движения электронов необходима полная цепь . Если цепь, соединяющая две клеммы источника напряжения, разорвана или отключена, поток электронов прекратится, и электрическая энергия не будет генерироваться.

Примером источника ЭДС является электрическая батарея . Ячейка батареи имеет две клеммы: положительная клемма имеет более высокий электрический потенциал, а отрицательная клемма имеет более низкий электрический потенциал. При подключении к полной цепи батарея преобразует химическую энергию в электрическую энергию и подает питание на свою нагрузку, заставляя электроны двигаться от отрицательной клеммы через цепь к положительной клемме.

Другие устройства, которые могут действовать как источники ЭДС, включают трансформаторы, электрические генераторы и фотогальванические элементы .

Внутреннее сопротивление

Как указывалось ранее, выходное напряжение источника напряжения равно его ЭДС только в том случае, если через него не протекает ток .

В случае, когда через источник напряжения протекает ток, значение ЭДС будет отличаться от напряжения на двух клеммах источника напряжения. Причина разницы в том, что источник напряжения содержит i внутреннее сопротивление , на котором возникает падение напряжения.

Внутреннее сопротивление — это сопротивление неидеального источника напряжения . Все источники напряжения в действительности будут иметь значение внутреннего сопротивления, и это сопротивление будет влиять на цепь, к которой он подключен. Из-за внутреннего сопротивления часть электрической энергии преобразуется в тепло , когда ток течет через источник напряжения к его клеммам. Вот почему ваш автомобильный аккумулятор нагревается при зарядке.

Многие факторы могут влиять на величину внутреннего сопротивления источника напряжения. Например, температура аккумулятора и даже состояние его заряда могут влиять на внутреннее сопротивление . По мере увеличения внутреннего сопротивления батареи ее выходное напряжение уменьшается для данного значения тока. Это объясняет, почему фонарик может становиться все тусклее и тусклее по мере того, как его батарея нагревается.

Другие факторы, такие как ток, протекающий через источник напряжения, размеры, химический состав источника напряжения и количество циклов заряда/разряда перезаряжаемого источника напряжения, также могут влиять на внутреннее сопротивление.

Напряжение на клеммах

Напряжение на клеммах источника напряжения связано с электродвижущей силой, поэтому давайте поговорим о напряжении на клеммах, прежде чем переходить к некоторым расчетам. Напряжение на клеммах — это напряжение на двух клеммах источника напряжения , когда он не подключен к какой-либо нагрузке. В идеале источник напряжения должен иметь нулевое внутреннее сопротивление, а напряжение на его клеммах должно быть равно его ЭДС независимо от протекающего через него тока.

Как найти электродвижущую силу

Давайте посмотрим на формулу для электродвижущей силы , чтобы мы могли рассчитать, какой будет ЭДС при определенной нагрузке. Мы увидим, как напряжение на клеммах, ток и внутреннее сопротивление играют роль в определении электродвижущей силы.

Формула для электродвижущей силы:

ε = V _клемма + Ir

Где:

• • ε — электродвижущая сила
  • В _клемма — напряжение на клемме
  • I — ток, протекающий по цепи от источника напряжения
  • r — внутреннее сопротивление источника напряжения

Из этого уравнения видно, что напряжение на клеммах уменьшается по мере увеличения тока или увеличения внутреннего сопротивления , в то время как электродвижущая сила источника остается постоянной.

Вот пример задачи , которую вы можете попробовать, используя это уравнение. Предположим, что у вас есть батарея с ЭДС 10 В и внутреннее сопротивление 0,1 Ом . Каков максимально допустимый ток , который может протекать через батарею, если напряжение на клеммах должно быть больше 5 В ? В этом примере мы предполагаем, что сопротивление нагрузки равно нулю. Однако обратите внимание, что во многих реальных сценариях это не так. При необходимости обязательно учитывайте сопротивление нагрузки.

Решение

Поскольку у нас есть клемма V > 5V и V _клемма = ε – Ir, это означает, что разница между величиной ЭДС и падением напряжения должна быть больше 5В:

ε – Ir > 5В
Ir < ε – 5В
I < (ε – 5В) /r

Тогда, введя в уравнение известные значения ЭДС и внутреннего сопротивления, получим:

I < (10 В – 5 В)/0,1 Ом
I < 50 А можно видеть, что величина тока должна быть меньше 50 А, чтобы получить напряжение на клеммах больше 5 В.

Заключение

Концепция электродвижущей силы может сначала сбить с толку, но чтобы добиться прогресса в области электроники и электрических систем, необходимо понимать как поведение электрических цепей, так и другие явления в этой области. , например, Закон Фарадея.

Из этой статьи вы должны понять фундаментальное понятие ЭДС, каковы ее источники, как ее рассчитать и как она соотносится с понятиями напряжение и разность потенциалов . Вы также теперь знаете о том факте, что источники ЭДС в реальном мире подвержены некоторому внутреннему сопротивлению , и вам, возможно, придется принять это во внимание при разработке электронных устройств. Вы должны быть готовы правильно понять, что такое ЭДС и напряжение на клеммах, когда услышите их обсуждение в Интернете, в документации, на рабочем месте или в классе.

Интеграция с операционным усилителем Артикул

Присоединяйтесь к нашему сообществу Tech Tribe, чтобы первым узнавать важные глобальные новости технологий и улучшать свои навыки в инженерии, робототехнике, 3D-печати и многом другом. Продолжайте быстро получать все знания, необходимые для самостоятельной сборки электроники или учебы в колледже, с помощью нашего Учебного центра.

электрических цепей — Путаница в определении ЭДС

Утверждение второго закона Кирхгофа, наиболее близкое к тому, что вы процитировали, это

Вокруг любого замкнутого контура алгебраическая сумма разностей потенциалов равна нулю. $$\sum \Delta V=0$$

Это можно переформулировать как

Суммарная работа, выполненная электростатическими силами на «пробном заряде», совершаемом по любому замкнутому контуру (считая работу, выполненную против электростатических сил, как отрицательный) равен нулю.

Ключевое слово здесь «электростатический». Стационарные (или фактически стационарные) заряды создают консервативные электрические поля. Чистая работа, выполненная таким электрическим полем над пробным зарядом, равна нулю вокруг любого замкнутого контура.

Какое отношение это имеет к электрической цепи? Внутри батареи химические процессы работают на зарядах. Работа, совершаемая этими процессами на единицу заряда, равна Э.Д.С. . Результатом этой работы является перераспределение заряда в цепи. Отрицательная клемма батареи получает избыток электронов, а положительная клемма — дефицит. Таким образом, теперь у нас есть разность потенциалов. По мере того, как заряд (скажем, положительный) переходит от положительного к отрицательному выводу через внешнюю цепь, его потенциал падает. Но когда он достигает отрицательного полюса батареи и проталкивается через него химическими процессами, его потенциал повышается. В целом, когда он проходит через полную цепь, потенциал не меняется.

Другая версия второго закона К, возможно, более полезная:

Сумма ЭДС в любом замкнутом контуре в цепи равна сумме падений потенциала. $$\sum \mathscr E =\sum Δ𝑉_\text{drop}$$

Здесь «капли» означают капли, а не алгебраические суммы подъемов и падений. Таким образом, мы приравниваем энергию на единицу заряда, придаваемую пробному заряду неэлектростатическими процессами, такими как химические реакции и электромагнитная индукция, с падением на единицу заряда приобретаемой электростатической энергии заряда по мере его прохождения по остальной части цепи.

Примечания

• Я говорил о зарядах (или тестовых зарядах), проходящих по полным циклам, чтобы попытаться дать читателю более живое представление о том, что происходит. Однако пурист будет настаивать на том, что потенциальные различия существуют между точками в цепи независимо от того, действительно ли присутствуют пробные заряды, чтобы «испытывать» их.

• Настоящие батареи и генераторы — это не просто чистые источники ЭДС. Например, в аккумуляторе на электродах создается ЭДС, а на самом деле существует потенциал капают в электролит, когда мы проходим через батарею от отрицательного электрода к положительному электроду, когда заряд течет через батарею в этом направлении. Но это падение меньше суммы потенциалов подъемов за счет ЭДС на электродах. Обычно говорят, что падение потенциала связано с внутренним сопротивлением , r . Таким образом, применяя второй закон К к батарее с pd V на клеммах, мы получаем любимое уравнение старшеклассника $$V=\mathscr E — Ir.