Сопротивление — внешняя цепь — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Сопротивление — внешняя цепь

Cтраница 2

Если сопротивление внешней цепи практически равно нулю, то такой режим называется коротким замыканием.  [16]

Если сопротивление внешней цепи не слишком мало и давление газа невелико, то при зажигании самостоятельного разряда получается форма разряда, называемая тлеющим разрядом. Тлеющий разряд характеризуется своеобразным расположением и чередованием светящихся и темных участков разрядного про — — межутка, сравнительно малой плотностью тока и наличием около катода сравнительно узкой области с большим падением потенциала порядка сотен вольт. Температура электродов при тлеющем разряде невелика. Если в тлеющем разряде постепенно увеличивать силу тока, уменьшая сопротивление внешней цепи, то постепенно увеличиваются интенсивность свечения газа и температура катода. Вольтамперная характеристика пробегает небольшую падающую, затем возрастающую ветвь. Наконец происходит новое изменение явления прохождения тока через газ: ток снова увеличивается скачком, напряжение, приходящееся на разрядный промежуток, резко уменьшается, светящиеся части разряда перестраиваются, катод сильно накаляется, и мы имеем перед собой дуговой разряд с падающей вольтамперной характеристикой. Если уменьшать сопротивление внешней цепи еще дальше, то разряд бурно развивается. Количество тепла, выделяющееся в разрядном промежутке и на электродах, возрастает настолько, что электроды плавятся, разрядная трубка погибает. При других условиях ( хорошо защищенные от потери тепла быстро разогреваемые разрядом электроды, малое сопротивление внешней цени) стадия тлеющего разряда при увеличении напряжения между электродами пробегается быстро: при пробое газового промежутка в этом случае практически непосредственно возникает мощный дуговой разряд, и все явление носит характер короткого замыкания цепи.  [17]

Если сопротивление внешней цепи практически равно нулю, то такой режим называется коротким замыканием источника энергии.  [18]

Измерять сопротивление внешней цепи по схеме обычного равновесного моста не рекомендуется, так как этот способ не обладает нужной точностью при измерениях небольших сопротивлений. Теми же способами измеряется сопротивление подгоночной катушки.  [20]

Если сопротивление внешней цепи сделать очень малым по сравнению с внутренним сопротивлением источника ( вывести вовсе реостат), т.е. сделать короткоезамыкание, то напряжение на зажимах делается равным нулю. Что же касается тока, то он при коротком замыкании достигает своего максимального значения / макс.  [21]

Обычно сопротивление внешней цепи флюксметра не должно превышать 10 — 20 ом.  [22]

Если сопротивление внешней цепи электродвигателя невелико [ ( 0 1 — н — Ю 2) хд ] и его не требуется учитывать, kyu берется из таблиц; если внешнее сопротивление подлежит учету, то kyu следует определять аналитически.  [23]

Если сопротивление внешней цепи электродвигателя невелико [ z ( 0 1 — f — 0 2) x ] и его учитывать не требуется, ку берется в готовом виде; если внешнее сопротивление подлежит учету, то к следует определять аналитически. Если расчетная схема в результате преобразования может быть представлена как две или несколько независимых генерирующих ветвей, ударный ток в месте КЗ определяется как сумма ударных токов этих ветвей.  [24]

Колебания сопротивления внешней цепи не влияют на точность показаний потенциометра, так как в момент равновесия ( компенсации) ток в цепи термопары отсутствует.  [26]

Изменение сопротивления внешней цепи не влияет на показания автоматических потенциометров, если для одних типов оно не превышает 200 Ом, а для других 1000 Ом. В автоматических потенциометрах, градуированных в градусах температуры, автоматически вводится поправка на температуру свободных концов термоэлектрического термометра. В потенциометрах, градуированных в милливольтах постоянного тока, введение поправки не производится.  [28]

Увеличение сопротивления внешней цепи потенциометра оказывает влияние также на чувствительность прибора.  [29]

По сопротивлению внешней цепи, указанному в графе Режим разрядки, можно судить о токах элементов и батарей, при которых они наиболее эффективно отдают свои электрические емкости ( в ампер-часах) нагрузкам. При подключении нагрузки меньшего сопротивления ток разрядки элемента пропорционально увеличивается, из-за чего длительность его работы уменьшается.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

%d1%81%d0%be%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%82%d0%b8%d0%b2%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5%20%d0%b2%d0%bd%d0%b5%d1%88%d0%bd%d0%b5%d0%b9%20%d1%86%d0%b5%d0%bf%d0%b8 — со всех языков на все языки

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАканАлтайскийАрагонскийАрабскийАстурийскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБагобоБелорусскийБолгарскийТибетскийБурятскийКаталанскийЧеченскийШорскийЧерокиШайенскогоКриЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийВаллийскийДатскийНемецкийДолганскийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГэльскийГуараниКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийВерхнелужицкийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнупиакИнгушскийИсландскийИтальянскийЯпонскийГрузинскийКарачаевскийЧеркесскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийКомиКиргизскийЛатинскийЛюксембургскийСефардскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМаньчжурскийМикенскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийКомиМонгольскийМалайскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийНауатльОрокскийНогайскийОсетинскийОсманскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийАрумынскийРусскийСанскритСеверносаамскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиШумерскийСилезскийТофаларскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийТувинскийТвиУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВьетнамскийВепсскийВарайскийЮпийскийИдишЙорубаКитайский

 

Все языкиАбхазскийАдыгейскийАфрикаансАйнский языкАлтайскийАрабскийАварскийАймараАзербайджанскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийКаталанскийЧеченскийЧаморроШорскийЧерокиЧешскийКрымскотатарскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧувашскийДатскийНемецкийГреческийАнглийскийЭсперантоИспанскийЭстонскийБаскскийЭвенкийскийПерсидскийФинскийФарерскийФранцузскийИрландскийГалисийскийКлингонскийЭльзасскийИвритХиндиХорватскийГаитянскийВенгерскийАрмянскийИндонезийскийИнгушскийИсландскийИтальянскийИжорскийЯпонскийЛожбанГрузинскийКарачаевскийКазахскийКхмерскийКорейскийКумыкскийКурдскийЛатинскийЛингалаЛитовскийЛатышскийМокшанскийМаориМарийскийМакедонскийМонгольскийМалайскийМальтийскийМайяЭрзянскийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПенджабскийПалиПольскийПапьяментоДревнерусский языкПуштуПортугальскийКечуаКвеньяРумынский, МолдавскийРусскийЯкутскийСловацкийСловенскийАлбанскийСербскийШведскийСуахилиТамильскийТаджикскийТайскийТуркменскийТагальскийТурецкийТатарскийУдмурдскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийУзбекскийВодскийВьетнамскийВепсскийИдишЙорубаКитайский

При подключении к источнику тока ЭДС 15 В сопротивления 15 Ом КПД источника равен 75%

Условие задачи:

При подключении к источнику тока ЭДС 15 В сопротивления 15 Ом КПД источника равен 75%. Какую максимальную мощность внешней цепи может выделить этот источник?

Задача №7.4.45 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(\rm E=15\) В, \(R=15\) Ом, \(\eta=75\%\), \(P_{max}-?\)

Решение задачи:

Коэффициент полезного действия (КПД) \(\eta\) источника тока определяют по такой формуле:

\[\eta = \frac{R}{{R + r}}\]

Здесь \(R\) – сопротивление внешней цепи, а \(r\) – внутреннее сопротивление источника тока.

Тогда справедливо:

\[\eta R + \eta r = R\]

\[\eta r = R – \eta R\]

\[\eta r = R\left( {1 – \eta } \right)\]

\[r = \frac{{R\left( {1 – \eta } \right)}}{\eta }\;\;\;\;(1)\]

Мы выразили внутреннее сопротивление источника \(r\) через известные величины. Теперь попробуем разобраться с главным вопросом задачи. Мощность во внешней цепи \(P\) можно найти по формуле:

\[P = UI\;\;\;\;(2)\]

Здесь \(U\) – напряжение на внешней цепи, которое можно найти согласно закону Ома по формуле:

\[U = {\rm E} – Ir\;\;\;\;(3)\]

Подставим выражение (3) в формулу (2):

\[P = \left( {{\rm E} – Ir} \right)I\]

Рассмотрим функцию \(P\left( I \right)\), то есть зависимость мощности от силы тока:

\[P\left( I \right) = \left( {{\rm E} – Ir} \right)I\]

Раскроем скобки, тогда:

\[P\left( I \right) = {\rm E}I – {I^2}r\;\;\;\;(4)\]

Понятно, что графиком этой функции является парабола, обращенная ветвями вниз, при этом функция достигает максимума при силе тока \(I_{max}\), равной:

\[{I_{max }} = \frac{{\rm E}}{{2r}}\;\;\;\;(5)\]

Если подставить \(I_{max}\) в (4), то получим искомое значение максимальной мощности во внешней цепи \(P_{max}\):

\[{P_{max}} = {\text{E}}{I_{max}} – I_{max}^2r\]

Учитывая (5), имеем:

\[{P_{max}} = \frac{{{{\text{E}}^2}}}{{2r}} – \frac{{{{\text{E}}^2}}}{{4r}}\]

\[{P_{max}} = \frac{{{{\text{E}}^2}}}{{4r}}\]

В полученную формулу подставим выражение (1):

\[{P_{max}} = \frac{{{{\text{E}}^2}\eta }}{{4R\left( {1 – \eta } \right)}}\]

Задача решена в общем виде, давайте теперь посчитаем численный ответ:

\[{P_{max}} = \frac{{{{15}^2} \cdot 0,75}}{{4 \cdot 15 \cdot \left( {1 – 0,75} \right)}} = 11,25\;Вт\]

Ответ: 11,25 Вт.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Здравствуйте!

Я, Людмила Анатольевна Фирмаль, бывший преподаватель математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института со стажем работы более 17 лет. На данный момент занимаюсь онлайн обучением и помощью по любыми предметам. У меня своя команда грамотных, сильных бывших преподавателей ВУЗов. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И не важно: она по объёму на две формулы или огромная сложно структурированная на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь, присылайте.

Срок выполнения разный: возможно онлайн (сразу пишите и сразу помогаю), а если у Вас что-то сложное – то от двух до пяти дней.

Для качественного оформления работы обязательно нужны методические указания и, желательно, лекции. Также я провожу онлайн-занятия и занятия в аудитории для студентов, чтобы дать им более качественные знания.

---

Моё видео:

---

Как вы работаете?

Вам нужно написать сообщение в WhatsApp . После этого я оценю Ваш заказ и укажу срок выполнения. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за заказ, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл заказа в личные сообщения.

Сколько может стоить заказ?

Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.

Какой срок выполнения заказа?

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ?

Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Какие гарантии и вы исправляете ошибки?

В течение 1 года с момента получения Вами заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

---

Качественно сфотографируйте задание, или если у вас файлы, то прикрепите методички, лекции, примеры решения, и в сообщении напишите дополнительные пояснения, для того, чтобы я сразу поняла, что требуется и не уточняла у вас. Присланное качественное задание моментально изучается и оценивается.

Теперь напишите мне в Whatsapp или почту и прикрепите задания, методички и лекции с примерами решения, и укажите сроки выполнения. Я и моя команда изучим внимательно задание и сообщим цену.

Если цена Вас устроит, то я вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

После выполнения отправлю Вам заказ в чат, если у Вас будут вопросы по заказу – подробно объясню. Гарантия 1 год. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

---

Можете смело обращаться к нам, мы вас не подведем. Ошибки бывают у всех, мы готовы дорабатывать бесплатно и в сжатые сроки, а если у вас появятся вопросы, готовы на них ответить.

В заключение хочу сказать: если Вы выберете меня для помощи на учебно-образовательном пути, у вас останутся только приятные впечатления от работы и от полученного результата!

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Лабораторная работа №6 Определение электрической емкости конденсатора. Контрольные вопросы

Лабораторная работа №6

Определение электрической емкости конденсатора.
Контрольные вопросы.

1. Конденсатор в переводе — сгуститель. По какой причине прибору дано такое странное название?

Ответы: 1. Т.к. он предназначен для накопления и удержания магнитной энергии.

2. Т.к. он предназначен для накопления и удержания на своих обкладках равные по значению и разные по знаку электрические заряды + Q и -Q.

2. В чем сущность указанного метода определения емкости кон­денсатора?

Ответы: 1. Заряд, накопленный на конденсаторе, прямо пропорционален силе тока в замкнутой цепи, куда включен конденсатор, а число делений на измерительном приборе зависит от емкости конденсатора.

2. Магнитная энергия, накопленная на конденсаторе, пропорциональна силе тока в цепи, куда включен конденсатор известной емкости. По числу делений на измерительном приборе в пропорции определяют емкость неизвестного конденсатора.

3. Объяснить, можно ли соотношение С =прочесть так: емкость конденсатора прямо про­порциональна его заряду и об­ратно пропорциональна напряжению между его обклад­ками?

Ответы: 1. Да. Потому что емкость конденсатора – это коэффициент пропорциональности между зарядом и напряжением между обкладками конденсатора.

2. Нет. Потому что емкость конденсатора прямо пропорциональна напряжению на его обкладках и обратно пропорциональна его заряду.

3. Нет. Потому что ёмкость С = не зависит от напряжения, а заряд при U=сonst зависит от С.

4. Почему емкость конден­сатора постоянна?

Ответы: 1. Т.к. это физическая константа.

2. Т.к. эта величина определяет заряд, который нужно сообщить одной его пластине, чтобы вызвать повышение напряжения между пластинами на 1В.

5. От чего зависит емкость простейшего конденсатора? Запишите формулу этой емкости.

Ответы: 1. С = зависит от заряда и напряжения между обкладками.

2. С = зависит от заряда и напряжения между обкладками.

3. С = зависит от размеров, формы и окружающей среды.

6. Определить заряд батареи конденсаторов, соединенных так, как показано на рис. 1. Емкость каждого конденсатора (в мкФ) указана на рисунке.

Рис.1.

Лабораторная работа №7

Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.
Контрольные вопросы.
1. Какова физическая суть электрического сопротивления?

Ответы: 1. Электрическое сопротивление характеризует противодействие электрическому току, обусловленное взаимодействием электронов с разного рода нарушениями кристаллического строения.

2. Электрическое сопротивление характеризует противодействие электрическому току, обусловленное столкновениями электронов с атомами и ионами в узлах кристаллической решетки.

2. Какова роль источника тока в электрической цепи?

Ответы: 1. Для создания свободных носителей зарядов в электрической цепи.

2. Для уменьшения сопротивления в замкнутой цепи.

3. Для поддержания стационарного электрического поля, чтобы существовал длительно в проводах электрический ток.
3. Каков физический смысл ЭДС? Дать определение вольту.

Ответы: 1. Зависимость электрической энергии, приобретенной зарядом во всей цепи, от устройства внешней цепи. 1В – напряжение в точке поля, при работе сил электрического поля равным 1 Дж.

2. Э.Д.С. характеризует зависимость электрической энергии, приобретенной зарядом в источнике тока от внутреннего устройства последнего. 1В – напряжение между двумя точками поля, когда поле совершает работу в 1 Дж при перемещении заряда 1 Кл между этими точками.

4. Соединить на короткое время вольтметр с источником элек­трической энергии, соблюдая полярность. Сравнить его показание с вычисленным по результатам опыта.

Ответы: 1. Будет равным Е. 2. Будет больше Е. 3. Будет меньше Е.
5. От чего зависит напряжение на зажимах источника тока?

Ответы: 1. От внешнего сопротивления R.

2. От внутреннего сопротивления r .

3. От внешнего R и внутреннего r сопротивлений.

4. Не зависит.

6. Пользуясь результатами произведенных измерений, опреде­лить напряжение на внешней цепи.

Ответы: 1. U = 2. U = 3. Е =

Лабораторная работа №8

Определение удельного сопротивления проводника.

Контрольные вопросы.
1. Почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала его?

Ответы: 1. Т.к. у разных металлов сосредоточена разная масса в единице объема (т.е. разная плотность).

2. Т.к. у разных металлов своя концентрация свободных электронов и расстояние между узлами кристаллической решетки.

2. Зависит ли удельное сопротивление от температуры?

Ответы: 1. Увеличивается. 2. Уменьшается. 3. Не изменяется.
3. Удельное сопротивление фехраля 1,1·10^{-6Ом·м. Что это значит? Где можно использовать такой материал?}

Ответы: 1. Это значит, что 1м при сечении 1м² фехралевый проводник имеет сопротивление 1,1·10^-6Ом.

2. Это значит, что 1м любого сечения фехралевый проводник имеет сопротивление 1,1·10^-6Ом.

4. Назвать известные вам методы определения сопротивления резистора?

Ответы: 1. С помощью амперметра и вольтметра.

2. С помощью омметра.

3. Зная какого рода проводник, с помощью весов и микрометра.

4. С помощью амперметра и весов.

5. С помощью вольтметра и штангенциркуля.
5. Как изменится напряжение на участке ОВ электрической це­пи (рис. 1), если медную проволоку на этом участке заменить ни­келиновой.

Ответы: 1. Увеличится.

2. Уменьшится.

3. Не изменится.

Рис.1

6. Определить сопротивление и длину медной проволоки массой 89 г, сечением 0,1 мм². (Переведите все единицы измерения в систему СИ, дополнительные величины взять из таблицы в методичке).

Ответы: 1. 1,3 Ом. 2. 17 Ом. 3. 240 Ом.

Лабораторная работа №9

Изучение последовательного и параллельного соединения проводников.
Контрольные вопросы.
1. Восемь резисторов соединили по два последовательно в четыре параллельные ветви. Какая схема соответствует этим условиям.

Ответы: 1. Рис.1. 2. Рис.2.

Рис.1 Рис.2

2. Потребители электрической энергии соединены так, как показано на рис3. Определить эквивалентное сопротивление в этом случае, если R₁= R₂ =R₃ =12 Ом, R_{4= 4Ом, R5 = R6= 40 Ом.}

Ответы: 1. 80 Ом. 2. 28 Ом. 3. 36 Ом.
Рис.3

3. Учащийся при измерении напряжения на лампочке включил по ошибке амперметр вместо вольтметра. Что при этом произойдет?

Ответы: 1. Лампа не загорится, поскольку при таком включении почти все напряжение падает на вольтметре, у которого сопротивление больше, чем у лампы.

2. В цепи возникает очень большой ток (практически – короткое замыкание, т.к. R амперметра очень мало), а это ведет к порче амперметра (зашкаливание или перегорание катушки).

4. Изменится ли показание вольтметра рис.4 , если в участок, состоящий из нескольких параллельно соединенных резисторов, добавить еще один?

Ответы: 1. Нет.

2. Увеличится.

3. Уменьшится.

Рис. 4

5. Что изменилось на данном участке цепи, если включенный последовательно с ним амперметр показал увеличение силы тока?

Ответы: 1. Сопротивление увеличилось.

2. Сопротивление уменьшилось.

3. Сопротивление не изменилось.
6. Как включены 10 ламп для освещения трамвайного вагона, рассчитанных на напряжение 120 В? Напряжение в трамвайной сети 600 В.

Ответы: 1. Рис.1 2. Рис.2 3. Рис. 3 4. Рис.4
Рис.1 Рис.2 Рис.3 Рис.4

Лабораторная работа №10

Исследование зависимости мощности, потребляемой лампой накаливания, от напряжения на её зажимах.

Контрольные вопросы.

1. 
   Каков физический смысл напряжения на участке электриче­ской цепи?
   

Ответы: 1. Показывает, как быстро совершается работа электрическим током на участке электрической цепи.

2. Показывает тепловое действие тока.

3. Показывает изменение внутренней энергии на этом участке цепи.

2. Какие способы определения мощности тока вам известны?

Ответы: 1. Ваттметром. 4. Вольтметром и омметром.

2. Амперметром и вольтметром. 5. Счетчиком электрической энергии.

3. Амперметром и омметром. 6. Источником электрической энергии.

3. 
   Лампы, 200-ваттная и 60-ваттная, рассчитаны на одно напря­жение. Сопротивление какой лампы больше? Во сколько раз?
   

Ответы: 1. R₁ > R₂ в R_{1 2} в R₁ = R₂

4. Какое количество электроприборов одинаковой мощности (100 Вт) может быть включено в электрическую цепь напряжени­ем 220 В при номинальной силе тока в предохранителе (для этой цепи) 5 А?

Ответы: 1. 2. 20 3. 11

5. Какова причина укрупнения единичных мощностей энерго­блоков электростанций страны?
Ответы: 1. Чтобы попеременно использовать единичные мощности энергоблоков в отдельности.

2. 
   Более удобные технологические возможности для их изготовления.
   
3. 
   Меньший расход потребляемой энергии.
   

Лабораторная работа №11

Определение температурного коэффициента сопротивления меди.
Контрольные вопросы.
1. Какова физическая сущность электрического сопротив­ления?
Ответы: 1. Электрическое сопротивление характеризует противодействие электрическому току, обусловленное взаимодействием электронов с разного рода нарушениями кристаллического строения.

2. Электрическое сопротивление характеризует противодействие электрическому току, обусловленное кинетической энергией электронов, её изменением.

2. 
   Как объяснить увеличение сопротивления металлов при на­гревании?
   

Ответы: 1. При повышении температуры увеличивается число столкновений электронов с атомами и ионами в узлах кристаллической решетки.

2. При повышении температуры увеличивается число дефектов кристаллической решетки — выпавших из узлов атомов и оставшихся ими пустых мест.

3. Найти формулу, по которой определяется температур­ный коэффициент сопротивления.

Ответы: 1. 2. 3.

4. Почему температурный коэффициент сопротивления для электролитов отрицательный?
Ответы: 1. При повышении температуры сопротивление электролитов повышается.

2. При повышении температуры сопротивление электролитов понижается.

3. При повышении температуры сопротивление электролитов не изменяется.
5 . Каково сопротивление 0,5 кг медной проволоки диаметром 0,3 мм? (Переведите единицы измерения в систему СИ, дополнительные данные найдите в таблицах по методичке).
Ответы: 1. 20 Ом. 2. 186 Ом. 3. 26·10³ Ом.

6. Указать практическое применение зависимости сопротивле­ния проводника от температуры.
Ответы: 1. Применяют в термометрах сопротивления с точностью до 0,00001 °С.

2. В автоматических устройствах.

3. В качестве эталонных сопротивлений в реостатах используют константан и манганин.
Лабораторная работа №12

Определение электрохимического эквивалента меди.

Контрольные вопросы.
1. Почему молекулы соли, кислоты и щелочи в воде распада­ются на ионы?

Ответы: 1. Происходит диссоциация и нагрев.

2. Происходит ионизация.

3. Происходит термоэлектронная эмиссия.
2. Почему с повышением температуры сопротивление электро­лита уменьшается?

Ответы: 1. Увеличивается количество носителей заряда в электролите, т.е. увеличивается степень диссоциации.

2. Потому что происходит все больше объединение ионов разных знаков в нейтральные молекулы.

3. Электроны увеличивают свою скорость.
3. Будет ли происходить электролитическая диссоциация в ус­ловиях космического полета?

Ответы: 1. Да. 2. Нет.
4. При каких условиях концентрация электролита в процессе электролиза остается постоянной? Меняется?
Ответы: 1. При электролизе, сопровождающемся растворением анода, концентрация электролита меняется во всех случаях.

2. При электролизе, сопровождающемся растворением анода, концентрация электролита остается постоянной, во всех остальных случаях электролиза меняется.

5. Как следует поступить, если по ошибке при выполнении опы­та взвешенная пластинка была соединена с положительным полю­сом источника тока?
Ответы: 1. Повторить опыт, поменяв знаки электродов.

2. Взвесить эту пластину (растворяющийся анод) и уменьшенную массу использовать.

3. Взвесить другой отрицательный электрод (катод).
6. Как поступают, когда необходимо к угольному электроду припаять провод?
Ответы: 1. Зажимают в специальную трубку или закрепляют хомутками металлическими.

2. Непосредственно припаивают к электроду.

3. Просверливают отверстия, вставляют металлические штыри.

Лабораторная работа №13.

Снятие вольтамперной характеристики полупроводникового диода.
Контрольные вопросы.
1. В чем различие проводимости проводников и полупроводни­ков?

Ответы: 1. Проводимость у проводников создается электронами и дырками, а у полупроводников только электронами.

2. Проводимость у проводников создается электронами, а у полупроводников электронами и дырками.

2. Как объяснить уменьшение удельного сопротивления ^{полупроводника при уменьшении температуры?}

Ответы: 1. При нагревании электроны увеличивают свою скорость, образуя диполи.

2. Разрывается ковалентная связь и образуется большое количество свободных носителей заряда.

3. Что является в схеме триода на рис. 1. входной цепью и что — выходной?

Ответы: 1. и

2. — выходное и — входное

3. и — входное
Рис.1.

4. Как следует включить в цепь транзистор, чтобы он действовал и как диод в прямом направлении?

Ответы: 1. Рис.2 2. Рис.3 3. Рис.4

. Рис.2 Рис.3 Рис.4

5. Что показывает вольтамперная характеристика диода?

Ответы: 1. Зависимость силы тока от напряжения в прямом (пропускном) и обратном (запирающем) направлении I = f (U).

2. Зависимость сопротивления диода от температуры R = f (t).

3. Зависимость напряжения от температуры U = f(t).

6. На рис.5 изображена вольтамперная характеристика полупроводникового диода. Определить, чему равно внутреннее сопротивление диода в пропускном направ­лении при U = 0,3 В, в запирающем направлении при U = —400 В. Объяснить, почему сила тока в проходном направлении с увели­чением напряжения растет очень быстро, в запирающем же направлении — очень мала и почти не меняется с ростом на­пряжения.

Ответы: 1. 0,15 Ом — в пропускном

0,08 Ом — в запирающем

2. 167 Ом — в пропускном

5·10^-7 Ом — в запирающем

3. 6 Ом — в пропускном

2·10⁶ Ом — в запирающем

Поделитесь с Вашими друзьями:

Мощность тока во внешней цепи

При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δt по цепи протекает заряд Δq = IΔt. Электрическое поле на выделенном участке совершает работу

ΔA = (φ1 – φ2)Δq = Δφ12IΔt = UIΔt,

где U = Δφ₁₂ – напряжение. Эту работу называют работой электрического тока.

Если обе части формулы

выражающей закон Ома для однородного участка цепи с сопротивлением R, умножить на IΔt, то получится соотношение

Это соотношение выражает закон сохранения энергии для однородного участка цепи.

Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике.

Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж. Джоулем и Э. Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца.

Мощность электрического тока равна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена:

Работа электрического тока в СИ выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт).

Рассмотрим теперь полную цепь постоянного тока, состоящую из источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r и внешнего однородного участка с сопротивлением R. Закон Ома для полной цепи записывается в виде

Умножив обе части этой формулы на Δq = IΔt, мы получим соотношение, выражающее закон сохранения энергии для полной цепи постоянного тока:

RI 2 Δt + rI 2 Δt = IΔt = ΔAст.

Первый член в левой части ΔQ = RI 2 Δt – тепло, выделяющееся на внешнем участке цепи за время Δt, второй член ΔQ_ист = rI 2 Δt – тепло, выделяющееся внутри источника за то же время.

Выражение IΔt равно работе сторонних сил ΔA_ст, действующих внутри источника.

При протекании электрического тока по замкнутой цепи работа сторонних сил ΔA_ст преобразуется в тепло, выделяющееся во внешней цепи (ΔQ) и внутри источника (ΔQ_ист).

ΔQ + ΔQист = ΔAст = IΔt

Следует обратить внимание, что в это соотношение не входит работа электрического поля. При протекании тока по замкнутой цепи электрическое поле работы не совершает; поэтому тепло производится одними только сторонними силами, действующими внутри источника. Роль электрического поля сводится к перераспределению тепла между различными участками цепи.

Внешняя цепь может представлять собой не только проводник с сопротивлением R, но и какое-либо устройство, потребляющее мощность, например, электродвигатель постоянного тока. В этом случае под R нужно понимать эквивалентное сопротивление нагрузки. Энергия, выделяемая во внешней цепи, может частично или полностью преобразовываться не только в тепло, на и в другие виды энергии, например, в механическую работу, совершаемую электродвигателем. Поэтому вопрос об использовании энергии источника тока имеет большое практическое значение.

Полная мощность источника, то есть работа, совершаемая сторонними силами за единицу времени, равна

Во внешней цепи выделяется мощность

Отношение

равное

называетсякоэффициентом полезного действия источника.

На рис. 1.4.13 графически представлены зависимости мощности источника P_ист , полезной мощности P, выделяемой во внешней цепи, и коэффициента полезного действия η от тока в цепи I для источника с ЭДС, равной , и внутренним сопротивлением r. Ток в цепи может изменяться в пределах от I = 0 (при

) до (при R = 0).

Рисунок 1.4.13 Зависимость мощности источника Pист, мощности во внешней цепи P и КПД источника η от силы тока.

Из приведенных графиков видно, что максимальная мощность во внешней цепи P_max , равная

достигается при R = r. При этом ток в цепи

а КПД источника равен 50 %. Максимальное значение КПД источника достигается при I → 0, то есть при R → ∞. В случае короткого замыкания полезная мощность P = 0 и вся мощность выделяется внутри источника, что может привести к его перегреву и разрушению. КПД источника при этом обращается в нуль

МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ:

Соберите на экране цепь, показанную на рис. 2. Для этого сначала щелкните левой кнопкой мыши над кнопкой

э.д.с. в нижней части экрана. Переместите маркер мыши на рабочую часть экрана, где расположены точки. Щелкните левой кнопкой мыши в рабочей части экрана, где будет расположен источник э.д.с.

Разместите далее последовательно с источником резистор, изображающий его внутреннее сопротивление (нажав предварительно кнопку

в нижней части экрана) и амперметр (кнопка там же). Затем расположите аналогичным образом резисторы нагрузки и вольтметр , измеряющий напряжение на нагрузке.

Подключите соединительные провода. Для этого нажмите кнопку провода

внизу экрана, после чего переместите маркер мыши в рабочую зону схемы. Щелкайте левой кнопкой мыши в местах рабочей зоны экрана, где должны находиться соединительные провода.

4. Установите значения параметров для каждого элемента. Для этого щелкните левой кнопкой мыши на кнопке со стрелкой

. Затем щелкните на данном элементе. Подведите маркер мыши к движку появившегося регулятора, нажмите на левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, меняйте величину параметра и установите числовое значение, обозначенное в таблице 1 для вашей бригады.

Таблица 1. Исходные параметры электрической цепи

Номер бригады
Е, В	10,0	9,5	9,0	8,5	8,0	8,5	9,0	9,5
r, Ом	4,8	5,7	6,6	7,5	6,4	7,3	8,2	9,1

5. Установите сопротивление внешней цепи 2 Ом, нажмите кнопку «Счёт» и запишите показания электроизмерительных приборов в соответствующие строки таблицы 2.

6. Последовательно увеличивайте с помощью движка регулятора сопротивление внешней цепи на 0,5 Ом от 2 Ом до 20 Ом и, нажимая кнопку «Счёт», записывайте показания электроизмерительных приборов в таблицу 2.

7. Вычислите по формулам .

.

= I 2 (R+r) = IE

. (9)

Р₁, Р₂, Р_полн и h для каждой пары показаний вольтметра и амперметра и запишите рассчитанные значения в табл.2.

8. Постройте на одном листе миллиметровой бумаге графики зависимости P₁ = f(R), P₂ = f(R), P_полн=f(R), h = f (R) и U = f(R).

9. Рассчитайте погрешности измерений и сделайте выводы по результатам проведённых опытов.

Таблица 2. Результаты измерений и расчётов

R, Ом	2,0	2,5	3,0	…
U, В
I, А
P1, Вт
P2, ВТ
Pполн, ВТ
h

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Запишите закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

2. Что такое ток короткого замыкания?

3. Что такое полная мощность?

4. Как вычисляется к.п.д. источника тока?

5. Докажите, что наибольшая полезная мощность выделяется при равенстве внешнего и внутреннего сопротивлений цепи.

6. Верно ли утверждение, что мощность, выделяемая во внутренней части цепи, постоянна для данного источника?

7. К зажимам батарейки карманного фонаря присоединили вольтметр, который показал 3,5 В.

8. Затем вольтметр отсоединили и на его место подключили лампу, на цоколе которой было написано: Р=30 Вт, U=3,5 В. Лампа не горела.

9. Объясните явление.

10.При поочерёдном замыкании аккумулятора на сопротивления R1 и R2 в них за одно и то же время выделилось равное количество тепла. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8815 —

| 7171 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

07.06.2019

5 июня Что порешать по физике

30 мая Решения вчерашних ЕГЭ по математике

Неразветвлённая электрическая цепь состоит из источника постоянного тока и внешнего сопротивления. Как изменятся при уменьшении внутреннего сопротивления источника следующие величины: сила тока во внешней цепи; мощность, выделяющаяся на внешнем сопротивлении, и электродвижущая сила источника?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА	ЕЁ ИЗМЕНЕНИЕ

А) Сила тока во внешней цепи

Б) Мощность, выделяющаяся на внешнем сопротивлении

В) Электродвижущая сила источника

3) не изменится

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А) По закону Ома сила тока в цепи

где — сопротивление внешней цепи, — сопротивление источника тока. Из формулы видно, что при уменьшении внутреннего сопротивления источника тока, сила тока в цепи возрастёт.

Б) Мощность, выделяющаяся на внешнем сопротивлении

При уменьшении внутреннего сопротивления источника тока мощность выделяющаяся на внешнем сопротивлении возрастает.

В) ЭДС источника не зависит от его внутреннего сопротивления.

Тестирование онлайн

Закон Ома для замкнутой цепи

Замкнутая (полная) электрическая цепь состоит из источника тока и сопротивления.

Источник тока имеет ЭДС (

) и сопротивление (r), которое называют внутренним. ЭДС (электродвижущая сила) — работа сторонних сил по перемещению положительного заряда по замкнутой цепи (физический смысл аналогичен напряжению, потенциалу). Полное сопротивление цепи — R+r.

1) Напряжение на зажимах источника, а соответственно и во внешней цепи

,
где величина — падение напряжения внутри источника тока.

2) Если внешнее сопротивление замкнутой цепи равно нулю, то такой режим источника тока называется коротким замыканием.

Коэффициент полезного действия

Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, называется полезной

При условии R=r мощность, выделяемая во внешней цепи, максимальная для данного источника и равна

Полная мощность — сумма полезной и теряемой мощности

Коэффициент полезного действия источника тока — отношение полезной мощности к полной

Источник ЭДС

Для существования постоянного тока в цепи необходимо непрерывно разделять электрические заряды, которые под действием сил Кулона стремятся соединиться. Для этого необходимы сторонние силы. ЭДС характеризует действие этих сторонних сил. А сама эта работа осуществляется внутри источников ЭДС. Электрические заряды внутри источников ЭДС движутся против кулоновских сил под воздействием сторонних сил.

Сравнивая электрический ток с течением жидкости в трубах, можно сказать, что источник работает, как насос, который подает воду из нижнего резервуара в верхний, из которого она под действием силы тяжести стекает в нижний резервуар.

В быту «источником тока» часто неточно называют любой источник электрического напряжения (батарею, генератор, розетку), но в строго физическом смысле это не так, более того, обычно используемые в быту источники напряжения по своим характеристикам гораздо ближе к источнику ЭДС, чем к источнику тока из-за наличия внутреннего сопротивления.

В настоящее время выпускают множество различных источников ЭДС — от маленьких батареек для часов до генераторов.

Внутри источника тока происходит разделение зарядов из-за процессов, происходящих внутри источника, например, химических процессов.

Гальванический элемент — химический источник тока, основанный на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите (батарейки, аккумуляторы).

Генераторы — создают ток за счет расходования механической энергии.

Термоэлементы — используют энергию теплового движения заряженных частиц.

Фотоэлементы — создают ток за счет энергии света.

Соединение источников тока*

Рассмотрим n одинаковых источников ЭДС

Правила Кирхгофа**

Для расчета сложных разветвленных цепей, которые нельзя свести к эквивалентной цепи, используют правила Кирхгофа:

1) Алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле равна нулю.

2) Алгебраическая сумма падений напряжений в любом простом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС, которые есть в этом контуре.

Закон Ома для замкнутой цепи.

Замкнутая цепь содержит: источник тока, сопротивления (потреби тока), приборы для контроля характеристик тока, провода, ключ. Приме может служить цепь, приведенная на рис.5. По отношению к источнику можно выделит внешнюю цепь, содержащую элементы, находящиеся данного источника, если проследить за током от одной его клеммы другой, и внутреннюю, к которой относят проводящую среду внутри источника обозначим сопротивление внешней цепи через R, внутреннее сопротивление источника r. Тогда ток в цепи определяется по закону для замкнутой цепи, который гласит, что ток в замкнутой цепи прямо пропорционален величине ЭДС и обратно пропорционален сумме внутреннего и внешнего сопротивления цепи, т.е.

(8)

Из этого закона вытекают следующие частные случаи:

• Если R стремится к нулю (т.е. R << r), то ток I стремится к максимально

возможному значению I_к.з = , называемому током короткого

замыкания. Этот ток опасен для источников, поскольку вызывает перегрев источника и необратимые изменения проводящей среды внутри него.

• Если R стремится к бесконечно большой величине (т.е. при условии, что R >> r), ток I уменьшается, и падение напряжения внутри источника Ir становится намного меньше IR, следовательно IR. Значит, величину ЭДС источника можно практически измерить с помощью вольтметра, присоединенного к клеммам источника при условии, что сопротивление вольтметра R_V >> r при разомкнутой внешней цепи.

Распределение энергии при работе источника постоянного тока

Пусть источник постоянного тока имеет ЭДС и внутреннее

сопротивление r и замкнут на сопротивление внешней нагрузки R.

Проанализируем несколько величин, характеризующих распределение энергии при работе источника постоянного тока.

а) Затраченная источником мощность Р.

Работа, совершаемая сторонними силами в замкнутой цепи по

перемещению заряда dq, равна:

dA = dq (9)

Исходя из определения, мощность, развиваемая сторонними силами в

источнике, равна:

(10)

Эта мощность расходуется источником во внешней и внутренней по отношению к источнику частях цепи. Используя закон Ома для замкнутой цепи, можно затраченную мощность представить в виде:

(11)

Если сопротивление нагрузки R уменьшается, стремясь к нулю, то Р_затP_max = Если R увеличивается, стремясь в бесконечность, то Р_зат. График зависимости затраченной сторонними силами мощности Р_зат от величины внешнего сопротивления R показан на рисунке 5.

б) Полезная мощность Р_под:_

Полезной по отношению к источнику мощностью Р_под считается мощность, расходуемая источником во внешней цепи, т.е. на внешней нагрузке. Она равна:

(12)

Пользуясь законом Ома для замкнутой цепи, или заменив в последнем выражении I на /(R+r), можно представить в виде

(13)

Если числитель и знаменатель этого выражения разделить на R, то получится выражение

(13a )

наглядно демонстрирующее то, что Р_пол стремится к нулю как при уменьшении R до нуля, так и при его бесконечном увеличении, т.к. в обоих случаях знаменатель этого выражения стремится к бесконечности. Это означает, что при некотором оптимальном значении R полезная мощность достигает максимального значения

Определить оптимальное значение R, а также и значение , можно, приравняв нулю первую производную функции Р_поя =f(R) пo R:

(14)

Как видно, полученное равенство соблюдается при условии

(15)

из чего следует, что R = r. Таким образом, при сопротивлении внешней цепи R, равном сопротивлению внутренней цепи г, полезная мощность источника тока имеет максимальное значение, которое может быть найдено по формуле:

(16)

График зависимости P_пол=f(R) показан на рисунке 6.

в) Коэффициент полезного действия.

Величина коэффициента полезного действия цепи г| источника тока, в соответствии с определением, составляет:

(17)

При R 0 величина 0, приR величина 100%. В последнемслучае Р_пол стремится к нулю, и такие режимы работы источника не представляют практического интереса. График зависимости КПД источника тока от величины нагрузки R показан на рисунке 7.

Внешнее сопротивление — обзор

III.C.3 Статический преобразователь

Были разработаны полупроводниковые блоки управления, соответствующие каждому из вышеперечисленных методов управления.

1.

Действующее значение внешнего сопротивления, включенного в цепь ротора, можно изменять, вводя высокочастотный прерыватель поперек сопротивления и изменяя время, в течение которого прерыватель работает во время цикла.

2.

Изменение напряжения статора осуществляется с помощью статических переключателей переменного тока (регуляторов), которые изменяют действующее значение переменного напряжения, подаваемого на двигатель.

3.

Электроэнергия с переменной частотой получается либо с помощью циклоконвертера, который напрямую преобразует переменный ток с фиксированной частотой в переменный ток с переменной частотой, либо с помощью инвертора, который преобразует электрическую мощность из постоянного в переменный.

Импульсное регулирование сопротивления ротора может осуществляться по схеме на рис. 32. Мощность скольжения ротора выпрямляется диодным мостом выпрямителя и через фильтрующий дроссель подается на внешнее сопротивление. Прерыватель Ch2, подключенный к резистору, включается и выключается с относительно высокой частотой (цикл переключения должен быть намного меньше механической постоянной времени двигателя).Действующее значение R _eff внешнего резистора R _ext определяется отношением времени включения t _на к времени цикла T или

РИСУНОК 32. Импульсное сопротивление ротора контроль.

(46) Reff = Rextton / T.

Статические регуляторы переменного тока управляют среднеквадратичным значением переменного напряжения, подаваемого на двигатель. Статические переключатели отсекают заранее установленную часть каждого цикла напряжения питания (рис. 33). Ячейки SCR используются, потому что они отключаются естественным образом при пересечении текущего нуля.Два устройства SCR или один симистор составляют один переключатель, позволяющий осуществлять двунаправленное управление. Каждый запускается один раз в каждом цикле для получения необходимого среднеквадратичного напряжения на двигателе. Операцию можно объяснить следующим образом. Если обозначить фазовый угол между напряжением источника V _s и обратной ЭДС двигателя E _m через ψ и пренебречь сопротивлением цепи, то максимальный ток I _max доступен при полном приводе (когда два SCR постоянно находятся во включенном состоянии)

РИСУНОК 33.Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя статическим регулятором переменного тока: (а) основная схема, (б) векторная диаграмма при полном приводе, (в) волны напряжения и тока.

(47) Imax = 1ωLVs2 + Em2−2VsEmcosψ

, а его фазовый угол равен

(48) cosϕ ′ = (Em / ωLImax) sinψ.

Действующее значение основной составляющей I ₁ тока как функция угла зажигания α составляет

(49) I1 = Imax (π − απ + sin2απ)

, а мощность источника составляет

(50) P = VsI1cosϕ ′.

Трехфазный регулятор переменного тока показан на Рис. 34

РИСУНОК 34. Трехфазный регулятор переменного тока.

Циклоконвертер — это преобразователь частоты прямого действия, который преобразует мощность переменного тока на одной частоте в мощность переменного тока на другой частоте. На практике, чтобы поддерживать гармонический состав формы волны выходного напряжения в допустимых пределах, циклоконверторы работают в диапазоне выходной частоты ниже одной трети частоты питающей сети.

Поскольку коммутация линии при переходе тока через нуль возможна, наилучшим доступным статическим переключателем является тиристор (тиристор).На рисунке 35 показана принципиальная схема и принцип работы однофазного циклоконвертора. Схема аналогична однофазному выпрямителю с центральным отводом, за исключением того, что предусмотрены две группы управляемых выпрямителей, позволяющих реверсировать ток через нагрузку. Тиристоры S ₁ и S ₂ обеспечивают положительный ток нагрузки, а S ₃ и S ₄ обеспечивают отрицательный ток. Импульсы возбуждения подаются одновременно на пару S ₁ и S ₃ и на пару S ₂ и S ₄ .В результате, когда положительная группа (S ₁ и S ₂ ) продвигается по углу зажигания для получения большего положительного напряжения, угол зажигания отрицательной группы (S ₃ и S ₄ ) замедляется, чтобы произвести меньшее отрицательное напряжение.

РИСУНОК 35. Однофазный циклоконвертер: (а) основная схема, (б) напряжение и ток нагрузки, (в) последовательность проводимости тиристора.

Что касается N , средней точки подключения трансформатора, напряжение e _AN находится в направлении, противоположном e _BN .Как показано на Рис. 35b в момент времени t ₀ , ток нагрузки отрицательный и протекает через S ₄ . Этот тиристор, S ₄ , остается проводящим, пока есть ток. При t ₂ тиристоры S ₁ и S ₃ принимают стробирующие импульсы, S ₄ отключается, потому что В _BA > 0, а S ₃ принимает на себя ток нагрузки. . При t ₃ ток нагрузки становится положительным, и S ₃ отключается, в то время как S ₁ начинает проводить, и так далее.

Угол открытия изменяется относительно синусоидальной волны, имеющей требуемую выходную частоту. Амплитуда среднего выходного напряжения В _d α в каждом цикле будет изменяться в соответствии с

(51) Vdα = Vd0cosα,

, где В _d0 — идеальное напряжение холостого хода выпрямителя. [см. (30)]. Базовая схема может быть расширена до многофазной работы путем простого добавления дополнительных управляемых элементов. Базовая трехфазная силовая схема представлена ​​на рис.36.

РИСУНОК 36. Трехфазный трехфазный трехимпульсный циклоконвертер: (a) схема, (b) основная схема.

Способность циклоконвертера обрабатывать поток энергии в любом направлении вместе с возможностью обратной полярности (обратное направление скорости двигателя) обеспечивает привод асинхронного двигателя, способный работать в четырех квадрантах.

Инверторы используются для преобразования постоянного тока в переменный. Электропитание постоянного тока может обеспечиваться либо источником постоянного тока (батареи или генераторы постоянного тока), либо через линию связи постоянного тока.Обычно напряжение звена постоянного тока генерируется управляемым выпрямителем. Управление напряжением для получения постоянного отношения вольт / герц может быть получено либо путем управления фазой выпрямителя, либо путем внутреннего управления напряжением инвертора. Три наиболее часто используемые инверторные силовые цепи для приводов двигателей переменного тока следующие:

1.

Инвертор управления напряжением (VCI)

2.

Инвертор управления током (CCI)

3.

Инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

На рисунке 37 показан принцип работы однофазного инвертора.Переключающие элементы S ₁ и S ₃ срабатывают одновременно, а два других отключаются. По истечении половины цикла t = T /2, переключающие элементы S ₂ и S ₄ включаются, а два других выключаются. Напряжение на нагрузке представляет собой переменную прямоугольную волну пиковой амплитуды В _d . При индуктивной нагрузке (такой как двигатель) ток нагрузки отстает от выходного напряжения инвертора. Следовательно, для возврата реактивной энергии от нагрузки обратно к источнику постоянного тока требуются свободно вращающиеся диоды D ₁ , D ₂ , D ₃ и D ₄ .

РИСУНОК 37. Однофазный мостовой инвертор: (а) основная схема, (б) напряжение нагрузки.

На рисунке 38a показан простейший вариант конфигурации трехфазного инвертора. Переключающие устройства пронумерованы в той последовательности, в которой они срабатывают для создания напряжений последовательности ABC. Формы выходного напряжения приведены на рис. 38b.

РИСУНОК 38. Базовый трехфазный инвертор: (a) схема, (b) формы волны напряжения при одновременном включении двух переключателей.

Первые два метода управления, VCI и CCI, достигаются путем регулирования напряжения или тока на стороне звена постоянного тока (входное напряжение или ток).Блок-схема на рис. 39 иллюстрирует технику управления. Сигнал задания скорости подается на управляемый выпрямитель, а также на инвертор, чтобы поддерживать постоянным соотношение вольт / герц. Система работает как VCI до тех пор, пока ток не достигнет предельного опорного значения и блок управления напряжением не будет заблокирован. Выходное напряжение регулируется в соответствии со скоростью двигателя. Когда предел тока достигнут, ток останется постоянным независимо от скорости, так что система работает как CCI.

РИСУНОК 39. Схема инвертора управления напряжением и инвертора управления током.

Система ШИМ контролирует выходное напряжение переменного тока, а также частоту в инверторном блоке. Следовательно, можно использовать источник постоянного напряжения. Это либо батарея, либо выпрямительный блок на простых диодах. Каждое устройство переключения мощности инверторного блока представляет собой прерыватель постоянного тока (ГТО, силовые транзисторы и т. Д.). Коммутируя одну сторону моста (рис. 37) несколько раз в течение полупериода, создается последовательность импульсов постоянной амплитуды, как показано на рис.40.

РИСУНОК 40. Широтно-импульсная модуляция путем сравнения треугольной несущей с синусоидальной волной.

Амплитуда отдельных импульсов в инверторе — это постоянное входное напряжение В _d . Величина основной волны выходного напряжения регулируется путем изменения отношения общего времени включения импульсов к общему времени отключения. Это соотношение регулируется путем изменения ширины импульса для постоянного числа импульсов за полупериод. Частота следования импульсов называется несущей частотой.Изменение ширины импульса осуществляется циклически путем сравнения синусоидальной волны требуемой выходной частоты с синхронизирующей треугольной несущей. Отношение несущей частоты к основной частоте следует поддерживать как можно более высоким, чтобы уменьшить общее содержание гармоник.

10.3 Батареи и внутреннее сопротивление | Электрические цепи

10.3 Батареи и внутреннее сопротивление (ESCPV)

До сих пор мы имели дело с идеальными батареями в том смысле, что они не подвержены влиянию цепью или током любым способом и обеспечивайте точное напряжение до тех пор, пока они не станут ровными.

Если вы измеряете разность потенциалов на клеммах аккумулятор сам по себе вы будете получить значение, отличное от того, которое вы измеряете, когда оно находится в полной цепи. Значение будет меньше при включении АКБ в полную схему. Иногда разница называется потерянных вольт . Ничего не фактически было потеряно, но энергия была передана.

Настоящие батареи сделаны из материалов, обладающих сопротивлением.Это означает, что настоящие батареи — это не просто источники разности потенциалов (напряжения), но и также обладают внутренним сопротивлением. Если общий источник разности потенциалов равен называется ЭДС, \ (\ mathcal {E} \), то настоящая батарея может быть представлен в виде ЭДС, включенной последовательно с резистором \ (r \). внутренний сопротивление батареи обозначается символом \ (r \).

Нагрузка

Внешнее сопротивление в цепи называется нагрузкой.

Предположим, что батарея с ЭДС \ (\ mathcal {E} \) и внутренним сопротивлением \ (r \) подает ток \ (I \) через внешний нагрузочный резистор \ (R \). Тогда разность потенциалов на нагрузочном резисторе равна разности потенциалов, поступающей от аккумулятор:

\ [V _ {\ text {load}} = I \ cdot R \]

Аналогичным образом, согласно закону Ома, разность потенциалов на внутреннем сопротивлении равна:

\ [{V} _ {\ text {внутреннее сопротивление}} = I \ cdot r \]

Разность потенциалов \ (V \) батареи связана с ее ЭДС \ (\ mathcal {E} \) и внутренним сопротивлением \ (r \) по:

\ begin {align *} \ mathcal {E} & = V + Ir \\ & \ text {или} \\ V & = \ mathcal {E} -Ir \ end {выровнять *}

Батарея является источником энергии и энергии, выделяемой на единицу заряда (ЭДС), проходящего через через батарею равна общей проделанной работе (разности потенциалов) через компоненты в цепи.Это можно проиллюстрировать, указав энергию на единицу заряда. в зависимости от положения в цепи. Заряд набирает энергию при прохождении через батарея и теряет энергию при прохождении через резисторы.

1. Положительная работа выполняется на единичном заряде аккумулятором, передавая энергию, равную ЭДС.
2. Заряд действительно преодолевает внутреннее сопротивление аккумулятора. Выполнение работы требует, чтобы заряд теряет немного энергии. Работа по преодолению внутреннего сопротивления \ (V _ {\ text {внутреннее сопротивление}} = Ir \).
3. Когда заряд блока покидает аккумулятор, он имеет меньше энергии, чем исходная ЭДС. Это теперь общая энергия, которую он может использовать для работы, перемещаясь по цепи, \ (V _ {\ text {load}} = \ mathcal {E} -Ir \).
4. По мере того, как заряд движется по цепи, он проходит через каждый компонент, равный в \ (IR \).

ЭДС батареи по существу постоянна, потому что она зависит только от химическая реакция (которая преобразует химическую энергию в электрическую) происходит внутри батареи.Таким образом, мы видим, что разность потенциалов на клеммы аккумулятора зависят от тока, потребляемого нагрузкой. В чем выше ток, тем меньше разность потенциалов на клеммах, потому что ЭДС постоянна. По той же причине разность потенциалов равняется только ЭДС, когда ток очень мал.

Ток, который может потребляться от батареи, ограничен критическим максимальным значением \ ({I} _ {c} \). Чем больше сопротивление в цепи тем меньше будет ток.Представьте, что у вас есть провод без сопротивления, который вы используйте для подключения клемм аккумулятора. Цепь замкнута, ток будет течь и добавляется любое сопротивление. к цепи уменьшит ток. Ток без внешнего сопротивления будет \ ({I} _ {c} \). На ток \ ({I} _ {c} \), \ (V = \ text {0} \ text {V} \), потому что в цепи нет нагрузки. Тогда уравнение становится:

\ begin {align *} \ text {0} & = \ mathcal {E} — {I} _ {c} r \\ {I} _ {c} r & = \ mathcal {E} \\ {I} _ {c} & = \ frac {\ mathcal {E}} {r} \ end {выровнять *}

Максимальный ток, который может потребляться от батареи, меньше \ (\ frac {\ mathcal {E}} {r} \).

Рабочий пример 6: Внутреннее сопротивление

Определите внутреннее сопротивление батареи с ЭДС \ (\ text {12,00} \) \ (\ text {V} \) и имеет разность потенциалов на его клеммах \ (\ text {10,00} \) \ (\ text {V} \), когда ток \ (\ text {4,00} \) \ (\ text {A} \) протекает через батарею при включении в цепь.

Определите, как подойти к проблеме

Это проблема внутреннего сопротивления.Итак, мы используем уравнение:

\ begin {align *} \ mathcal {E} & = V + Ir \ end {выровнять *}

Решить проблему

\ begin {align *} \ mathcal {E} & = V + Ir \\ \ text {12} & = \ text {10} + \ text {4} \ left (r \ right) \\ r & = \ текст {0,5} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

Напишите окончательный ответ

Внутреннее сопротивление батареи \ (\ text {0,50} \) \ (\ text {Ω} \).

temp text

Определение внутреннего сопротивления батареи

Цель

Для определения внутреннего сопротивления батареи.

Аппарат

Для этого эксперимента вам понадобятся следующие предметы:

Метод

Мы создадим цепь, содержащую батарею, которую мы хотим изучить последовательно. с резистором. Затем мы измерим разность потенциалов на нагрузке. а также ток для ряда различных резисторов / реостатов в схема. Неважно, будет ли это новый резистор каждый раз или больше. резисторы, включенные последовательно или параллельно.Важно то, что общее сопротивление схема меняется так, что ток каждый раз разный. Причина что это может сказать нам о внутреннем сопротивлении батареи потому что разность потенциалов на внутреннем сопротивлении равна \ (V _ {\ text {внутреннее сопротивление}} = I \ cdot r \), и мы можем изменять I, изменяя сопротивление схема. Если разность потенциалов на внутреннем сопротивлении равна меняется, и мы складываем все потенциальные различия, \ (\ mathcal {E} = V _ {\ text {load}} + V _ {\ text {внутреннее сопротивление}} \) мы можем определить внутреннее сопротивление.

Для этого мы построим график зависимости \ (V _ {\ text {load}}} \) от \ (I \), а затем воспользуемся функциями график для определения \ (\ mathcal {E} \) и \ (r \). Чтобы понять, почему построение графика поможет нам, мы начнем с уравнение для величины \ (\ mathcal {E} \) и заменить закон Ома и переставить следующим образом: \ begin {align *} \ mathcal {E} & = V _ {\ text {load}} + V _ {\ text {внутреннее сопротивление}} \\ \ mathcal {E} & = V _ {\ text {load}} + I \ cdot r \\ V _ {\ text {load}} & = \ mathcal {E} -I \ cdot r \\ V _ {\ text {load}} & = -r \ cdot I + \ mathcal {E} \\ \ underbrace {V _ {\ text {load}}} _ {y} & = \ underbrace {-r} _ {m} \ cdot \ underbrace {I} _x + \ underbrace {\ mathcal {E}} _ {c} \ end {выровнять *} Если мы построим график \ (V _ {\ text {load}}} \) по сравнению с \ (I \), мы будем отображать данные, которые регулируются этим соотношением.Это позволяет нам сделать вывод, что наклон графика \ (m \) будет \ (- r \), а вертикальная ось пересечения, \ (c \), будет ЭДС \ (\ mathcal {E} \).

Результаты

Запишите свои результаты в таблицу, подобную приведенной ниже. Если хотите, можете сделать больше показаний.

Настройка	\ (V _ {\ text {load}} \) (\ (\ text {V} \))	\ (I \) (\ (\ text {A} \))
Сопротивление 1
Сопротивление 2
Сопротивление 3
Сопротивление 4
Сопротивление 5

Обсуждение и заключение

Нанесите данные на набор осей, как в этом примере.Синий крестики представляют точки измеренных данных, серая пунктирная линия обозначает проведенная прямая линия через данные точки. Лучшая линия, которую вы рисуете, не обязательно должна проходить через все точки данных, она в целом должно иметь столько же точек над и под линией. Наклон линии можно измерить и приравнять к \ (- r \), а пересечение с вертикальной осью даст вам \ (\ mathcal {E} \). В пересечение с горизонтальной осью даст вам максимально возможный ток аккумулятор мог поставить.

• Ваши данные образуют идеально прямую линию?
• Какие ошибки были внесены?

Батарея из трех последовательно соединенных ячеек с ЭДС 2В и внутренним 0,5 Ом подключена к

Я не могу нарисовать здесь схему, но могу проанализировать схему:

a. Rt = 0,5 + 2 + (3 * 3) / (3 + 3) = 0,5 + 2 + 1,5 = 4 Ом = всего
сопротивление в цепи.

г. Внешняя цепь снижает напряжение батареи.

г. I = V / Rt = 6/4 = 1,5 А =
ток в цепи.

г. Vi = I * Ri = 1,5 * 0,5 = 0,75 В
= Падение напряжения на внутреннем сопротивлении.

эл. Текущее делится поровну между
два резистора по 3 Ом:

I3 = I / 2 = 1,5 / 2 = 0,75 А =
ток через каждый резистор сопротивлением 3 Ом.

Ничего себе невероятная чепуха, а значит, вы не уверены в заданных вами вопросах.

Есть

Это мусор

Хорошо

вы проделали большую работу.. но I. ваш расчет эффективного внешнего сопротивления, 2 + 1,5 = 3,5 Ом, а не 4 Ом, что повлияло на дальнейшие расчеты ..

Ух какая дрянь

а. Rt = 0,5 + 2 + (3 * 3) / (3 + 3) = 0,5 + 2 + 1,5 = 4 Ом = всего
сопротивление в цепи.

г. Внешняя цепь снижает напряжение батареи.

г. I = V / Rt = 6/4 = 1,5 А

d. Vi = I * Ri = 1,5 * 0,5 = 0,75

эл. Текущее делится поровну между
два резистора по 3 Ом:

I3 = I / 2 = 1,5 / 2 = 0,75 А

Дополнительные примеры оценки внутреннего сопротивления

Вопрос

Фара и два ИДЕНТИЧНЫХ задних фонаря скутера подключены параллельно к батарее с неизвестным внутренним сопротивлением, как показано на упрощенной принципиальной схеме ниже.Фара имеет сопротивление \ (\ text {2.4} \) \ (\ text {Ω} \) и управляется переключателем \ (\ textbf {S} _1 \). Задние фонари управляются переключателем \ (\ textbf {S} _2 \). Сопротивлением соединительных проводов можно пренебречь. График рядом показывает разность потенциалов на клеммах аккумулятора до и после включения переключателя \ (\ textbf {S} _1 \) (пока переключатель \ (\ textbf {S} _2 \) открыт). Переключатель \ (\ textbf {S} _1 \) закрывается в момент \ (\ textbf {t} _1 \).

1. Используйте график, чтобы определить ЭДС аккумулятора.(1 балл)
2. ПРИ ТОЛЬКО ЗАКРЫТОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ \ (\ textbf {S} _1 \) вычислите следующее:
   1. Ток через фару (3 балла)
   2. Внутреннее сопротивление \ (r \) батареи ( 3 балла)
3. ОБЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ \ (\ textbf {S} _1 \) И \ (\ textbf {S} _2 \) ТЕПЕРЬ ЗАКРЫТЫ. В течение этого периода аккумулятор выдает ток \ (\ text {6} \) \ (\ text {A} \). Вычислите сопротивление каждого заднего фонаря. (5 баллов)
4. Каким будет показание вольтметра пострадает ли перегоревшая фара? (Оба переключателя \ (\ textbf {S} _1 \) и \ (\ textbf {S} _2 \) все еще закрыты.) Запишите только УВЕЛИЧИВАЕТ, УМЕНЬШАЕТСЯ ИЛИ ОСТАЕТСЯ ОСТАВЛЯЕТСЯ ОДНИМ. Дайте объяснение. (3 балла)

Вопрос 1

\ (\ text {12} \) \ (\ text {V} \)

( 1 балл)

Вопрос 2.1

Вариант 1:

\ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {9.6}} {\ text {2.4}} \\ & = \ text {4 A} \ end {align *}

Вариант 2:

\ begin {align *} \ text {emf} & = IR + Ir \\ 12 & = Я (\ текст {2.4}) + \ text {2.4} \\ \ поэтому I & = \ text {4 A} \ end {align *}

(3 отметки)

Вопрос 2.2

Вариант 1:

\ begin {align *} \ text {emf} & = IR + Ir \\ 12 & = \ text {9.4} + 4r \\ r & = \ text {0.6} \ \ Omega \ end {align *}

Опция 2:

\ begin {align *} V_ {lost} & = Ir \\ \ text {2.4} & = \ text {4} r \\ \ поэтому r & = \ text {0.6} \ \ Omega \ end {align *}

Вариант 3:

\ begin {align *} \ text {emf} & = I (R + r) \\ \ text {12} & = \ text {4} (\ text { 2.4} + r) \\ \ поэтому r & = \ text {0.6} \ \ Omega \ end {align *}

(3 отметки)

Вопрос 3

Вариант 1:

\ begin { выровнять *} \ text {emf} & = IR + Ir \\ \ text {12} & = \ text {6} (R + \ text {0.6}) \\ R _ {\ text {ext}} & = \ text {1.4} \ \ Omega \ end {align *} \ begin {align *} \ frac {1} {R} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2} } \\ \ frac {1} {\ text {1.4}} & = \ frac {1} {\ text {2.4}} + \ frac {1} {R} \\ R & = \ text {3.36} \ \ Omega \ end {align *}

Каждый задний фонарь: \ (R = \ text {1.68} \ \ Omega \)

Вариант 2:

\ begin {align *} \ text {Emf} & = V _ {\ text {terminal}} + Ir \\ 12 & = V _ {\ text {terminal }} + 6 (\ text {0.6}) \\ \ поэтому V _ {\ text {terminal}} & = \ text {8.4} \ text {V} \ end {align *} \ begin {align *} I _ {\ текст {2.4} \ \ Omega} & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {8.4}} {\ text {2.4}} \\ & = \ text {3.5 A} \ end {align *} \ begin {align *} I _ {\ text {задние фонари}} & = 6 — \ text {3.5} \\ & = \ text {2.5} \ text {A} \\ R _ {\ text {tail лампы}} & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {\ text {8.4}} {\ text {2.5}} \\ & = \ text {3.36} \ \ Omega \\ R _ {\ text {задний фонарь}} & = \ text {1.68} \ \ Omega \ end {align *}

Вариант 3:

\ begin {align *} V & = IR \\ \ text {12} & = \ text {6} (R) \\ R _ {\ text {ext}} & = 2 \ \ Omega \ end {align *} \ begin {align *} R _ {\ text {parallel}} & = 2 — \ text {0.6} \\ & = \ text {1.4} \ \ Omega \\ \ frac {1} { R} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ \ frac {1} {\ text {1.4}} & = \ frac {1} {\ текст {2.4}} + \ frac {1} {R} \\ R & = \ text {3.36} \ \ Omega \ end {align *}

Каждый задний фонарь: \ (R = \ text {1.68} \ \ Omega \)

Вариант 4:

Для параллельной комбинации: \ (I_ {1} + I_ {2} = 6 \ text {A} \)

\ begin {align *} \ следовательно \ frac {V} {\ text {2.4}} + \ frac {V} {R _ {\ text {задние фонари }}} & = \ text {6} \\ \ text {8.4} \ left (\ frac {1} {\ text {2.4}} + \ frac {1} {R _ {\ text {задние фонари}}} \ справа) & = \ text {6} \\ \ поэтому R _ {\ text {задние фонари}} & = \ text {3.36} \ \ Omega \\ R _ {\ text {tail lamp}} & = \ text {1.68} \ \ Omega \ end {align *}

(5 баллов)

Вопрос 4

Увеличивает

Сопротивление увеличивается, а ток уменьшается. Таким образом, \ (Ir \) (потерянное вольт) должно уменьшаться, что приводит к увеличению напряжения.

(3 балла)

[ИТОГО: 15 баллов]

Электродвижущая сила | МозгДуния

ЭЛЕКТРОМОБИЛЬНАЯ СИЛА

Электродвижущая сила источника подачи электрического тока определяется как разность потенциалов между выводами ячейки в разомкнутой цепи i.е. когда нет ток снимается с ячейки.

• Вкратце электродвижущая сила записывается как ЭДС.
• Электродвижущая сила — это не сила , а работа , выполняемая элементом, чтобы перенести единичный положительный заряд от одного вывода к другому выводу элемента.

ЭДС клетки не зависит от —

1. Размер электродов ячейки.
2. Расстояние между электродами ячейки.
3. Количество электролита, использованного в ячейке.

---

Разность потенциалов клемм

Разность потенциалов клемм ячейки определяется как разность потенциалов между клеммами ячейки, когда она подключена к замкнутой цепи, то есть когда ток выводится из ячейки по цепи.

• Единица измерения ЭДС или разности потенциалов в системе СИ составляет вольт.

---

ЯЧЕЙКА

Элемент определяется как устройство, которое обеспечивает источник электропитания и использует химическую энергию для преобразования ее в электрическую энергию.Его еще называют источником электродвижущей силы.

• Ячейка имеет две клеммы, к которым подключается внешняя цепь.
• Положительный вывод называется анод , а отрицательный вывод называется катодом .
• Когда между этими выводами подключается проводник, ячейка пропускает через него электрический ток .

Чтобы получить более высокую электродвижущую силу или ток в цепи, многие элементы совместно используются последовательно, параллельно или в смешанной комбинации.Комбинация таких элементов называется батареей .

---

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление элемента определяется как сопротивление, оказываемое электролитом и электродами элемента протеканию через него электрического тока.

Рассмотрим элемент э.д.с. (E) и внутреннее сопротивление (r), подключенный к цепи, имеющей внешнее сопротивление (R), как показано на рисунке.

080601 ВНУТРЕННЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЯЧЕЙКИ

• Когда ключ (K) разомкнут, ток не поступает из ячейки.Таким образом, вольтметр считывает значение ЭДС ячейки.
• Когда ключ (K) замкнут, ток выводится из ячейки в цепи. Таким образом, вольтметр будет считывать разность потенциалов ячейки.

Так как, (R) и (r) соединены последовательно, то ток в цепи будет —

I = \ left (\ frac {E} {R + r} \ right)

Или, \ quad E = (IR + Ir) ………. (1)

Поскольку внешний резистор (R) также подключен параллельно электродам ячейки, разность потенциалов на клеммах — это разность потенциалов на резисторе (R).

Следовательно, \ quad V = IR …… .. (2)

Следовательно, уравнение (1) принимает вид —

E = V + Ir

Или, \ quad V = E — Ir ……… (3)

Это показывает, что конечная разность потенциалов меньше, чем ЭДС ячейки.

Таким образом, теперь вольтметр считывает значение конечной разности потенциалов (V) ячейки, которое меньше начального значения ЭДС (E).

---

Электродвижущая сила и разность потенциалов

Sl.№	Электродвижущая сила.	Разница потенциалов.
1	Это измеримая величина при разомкнутой цепи.	Это измеримая величина, когда цепь замкнута.
2	Электродвижущая сила не зависит от внешнего сопротивления в цепи.	Разница потенциалов между двумя точками в цепи пропорциональна сопротивлению между этими точками.
3	Электродвижущая сила больше, чем разность потенциалов между двумя выводами ячейки.	Разница потенциалов между двумя выводами ячейки меньше электродвижущей силы.
4	Электродвижущая сила — это термин, относящийся к источнику подачи электрического тока.	Разница потенциалов — это общий термин, обозначающий влияние электрического тока в цепи.
5	Изменение электродвижущей силы (E) в зависимости от внешнего сопротивления (R) показано на рисунке (A).Из графика можно сделать вывод, что (E) не зависит от внешнего сопротивления (R).	Изменение разности потенциалов (V) в зависимости от внешнего сопротивления (R) показано на рисунке (B). Из графика можно сделать вывод, что (V) прямо пропорционально внешнему сопротивлению (R).

080602 ВЛИЯНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОМОБИЛЬНУЮ СИЛУ И ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ РАЗНИЦУ

На рисунке (A) показано влияние внешнего сопротивления на ЭДС ячейки, а на рисунке (B) показано влияние внешнего сопротивления на разность потенциалов клемм.

---

ЗАРЯДКА ЯЧЕЙКИ ИЛИ АККУМУЛЯТОРА

Учтите, что элемент или батарея с ЭДС (E) и внутренним сопротивлением (r) заряжается с помощью зарядного устройства.

080603 ЗАРЯДКА ЯЧЕЙКИ

Зарядное напряжение (В) поддерживается равным или превышающим ЭДС (Е) заряжаемого элемента.

Следовательно, чистая разность потенциалов на ячейке будет (V — E)

Эта чистая разность потенциалов равна падению напряжения внутри элемента.

Следовательно, \ quad (V — E) = Ir

Или, \ quad V = (E + Ir)

Следовательно, зарядное напряжение должно поддерживаться выше, чем ЭДС заряжаемого элемента, по крайней мере, на величину (Ir), где (I) — зарядный ток, а (r) — внутреннее сопротивление элемента.

---

Связанные

Что такое внутреннее сопротивление клетки?

Внутреннее сопротивление обычно означает электрическое сопротивление внутри батарей и источников питания, которое может ограничивать разность потенциалов, которая может подаваться на внешнюю нагрузку.Электрический ток во внешней цепи протекает от положительного вывода к отрицательному выводу ячейки через различные элементы схемы. Чтобы поддерживать непрерывность, ток должен проходить через электролит элемента от отрицательного вывода к положительному выводу. Во время этого процесса прохождения тока внутри ячейки электролит ячейки оказывает сопротивление току. Это называется внутренним сопротивлением ячейки .

Рассмотрим схему, приведенную ниже.Ячейку можно модифицировать с помощью ЭДС «E» и внутреннего резистора с сопротивлением r, включенного последовательно. Внешний нагрузочный резистор с сопротивлением R также подключен к цепи. Разность потенциалов на клеммах, представленная как V, определяется как разность потенциалов между положительной и отрицательной клеммами ячейки, когда по цепи течет ток.

Например, батарея может иметь ЭДС (электродвижущая сила — плохо названный термин для величины разности потенциалов, которая может быть обеспечена в идеальных условиях) равной 1.60 вольт, но не все это попадет на внешнюю нагрузку.

Внутреннее сопротивление относится к противодействию потоку, создаваемому в настоящее время самими элементами и батареями, что приводит к выделению тепла. Внутреннее сопротивление измеряется в Ом. Соотношение между внутренним сопротивлением (r) и ЭДС (e) ячейки s определяется выражением.

e = I (r + R)

Где, e = ЭДС, т. Е. Электродвижущая сила (вольт), I = ток (A), R = сопротивление нагрузки, а r — внутреннее сопротивление ячейки, измеренное в омах.

Переставив приведенное выше уравнение, мы получим:

e = IR + Ir или, e = V + Ir

В приведенном выше уравнении V — это разность потенциалов (клемма) на ячейке, когда ток (I) протекает через цепь.

Примечание: ЭДС (e) ячейки всегда больше, чем разность потенциалов (клемма) на ячейке.

Пример: разность потенциалов на ячейке при отсутствии тока в цепи составляет 3 В. Когда протекает ток I = 0,37 Ампера, разность потенциалов на клеммах падает до 2.8 Вольт. Определить внутреннее сопротивление (r) ячейки?

Решение:

e = V + Ir

Или, e — V = Ir

Или, (e — V) / I = r

Следовательно, r = (3,0 — 2,8) / 0,37 = 0,54 Ом.

Свежеприготовленный элемент имеет низкое внутреннее сопротивление, которое увеличивается с возрастом. Таким образом, он вызывает падение напряжения, когда через него протекает ток. Это сопротивление, обеспечиваемое электролитом и электродами, присутствующими в элементе. Таким образом, внутреннее сопротивление обеспечивается электродами и электролитом, которые препятствуют прохождению тока внутри ячейки.

Ячейки в серии

• Предположим, имеется несколько ячеек, и они расположены таким образом, что положительный вывод одной ячейки соединяется с отрицательным контактом другой ячейки и так далее.
• Эта компоновка известна как последовательная комбинация.

• Пусть ЭДС первой ячейки = E ₁ и ЭДС второй ячейки = E ₂ . Рассмотрим 3 точки A, B и C, как показано на рисунке.
• Потенциал в точке A = V _A , потенциал в точке B = V _B и потенциал в точке C = V _C .
  • Предполагая, что цепь замкнута в результате протекания тока, сопротивление будет оказывать сама ячейка.
  • Внутреннее сопротивление первой ячейки = r ₁ и Внутреннее сопротивление второй ячейки = r ₂ .
• Уравнение для разности потенциалов E ₁ (первая ячейка): —
  • Для разомкнутой цепи: — разность потенциалов между точками A и B (V _A -V _B ) = разность потенциалов между двумя электродами.
  • Следовательно, V _A -V _B = E ₁ –Ir ₁ (Уравнение (i))
    • Где Ir ₁ = падение напряжения на внутреннем сопротивлении.
  • Аналогично уравнению для разности потенциалов E ₂ (вторая ячейка): —
    • V _B — V _c = E ₂ –Ir ₂ (Уравнение (ii))
    • Сложение (i) и (ii), V _A — V _c = E ₁ –Ir ₁ + E ₂ –Ir ₂
    • => V _A — V _c = E ₁ + E ₂ –I (r ₁ + r ₂ ) (Уравнение (iii))
    • Если предположить, что есть только 2 ячейки, то ЭДС = E _{эквивалент} = (E ₁ + E ₂ ) и сопротивление = r _{эквивалент} = (r ₁ + r ₂ ).
    • => V _A — V _c = E _{эквивалент} –Ir _{эквивалент} (Используя (iii)) (Уравнение (iv))
    • Путем сравнения правой части уравнений (iii) и (iv)
      • E _{эквивалент} = E ₁ + E ₂ и r эквивалент = r ₁ + r ₂

Для ячеек, расположенных последовательно: —

• Эквивалентная ЭДС равна сумме индивидуальных ЭДС.
• Эквивалентное сопротивление равно сумме отдельных сопротивлений.

A: — Когда n ячеек соединены последовательно и соединены через внешнее сопротивление R.

1. Внутреннее сопротивление каждой ячейки = r, ЭДС = E
2. Общее сопротивление = R + r эквивалент
   1. Где R = внешнее сопротивление внешней цепи.
3. => Общее сопротивление = R + nr, где nr (сумма всех n сопротивлений).
4. Эффективная ЭДС ячеек = nE, где nE (ЭДС каждой ячейки).
5. Следовательно, ток протекает через сопротивление
   1. R (I) = (эффективная ЭДС) / (полное сопротивление) = (nE) / (R + nr)

• Случай 1 : -Когда R >> nr
  • Тогда I = (nE) / R игнорируя nr.
    • => I = (nE) / R . где (E / R) = ток через одну ячейку через внешнее сопротивление.
    • Следовательно, ток в n раз превышает ток из-за одиночной ячейки.
  • Случай 2: — Когда R << nr.
    • I = (nE) / (nr).
    • I = (E / r) .Ток в цепи равен току, возникающему в одной ячейке.
  • Вывод : -Когда клетки расположены в ряд.
    • Ток, протекающий по цепи, зависит от величины внешнего и внутреннего сопротивления.

Проблема: —

Три резистора 1 Ом, 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно.Какое полное сопротивление комбинации? б) Если комбинация подключена к батарее с ЭДС 12 В и незначительным внутренним сопротивлением, получите падение потенциала на каждом резисторе.

Ответ : —

(a) Три резистора с сопротивлением 1 Ом, 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Общее сопротивление комбинации определяется алгебраической суммой отдельных сопротивлений.

Общее сопротивление = 1 + 2 + 3 = 6 Ом

(б) Ток, протекающий по цепи = I, ЭДС батареи, E = 12 В,

Полное сопротивление цепи, R = 6 Ом,

Соотношение тока по закону Ома:

I = (E / R) = (12/6) = 2A

Падение потенциала на резисторе 1 Ом = В ₁

Из закона Ома значение V ₁ может быть получено как

В ₁ = 2 × 1 = 2 В.