Открытый урок «ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи. Внутреннее сопротивление источника тока.» | Методическая разработка на тему:

Санкт-Петербургское государственное бюджетное

профессиональное   образовательное учреждение

«колледж отраслевых технологий

«Краснодеревец»

План урока по теме:

ЭДС источника тока. Закон Ома для полной цепи.

Внутреннее сопротивление источника тока.

Разработчик урока:

Монова Наталия Дмитриевна- преподаватель физики

Высшей категории

22 группа

Санкт-Петербург

2014

“Я не тружусь более для настоящего, я тружусь для будущего”

                                                                                         Георг Ом

Урок проводится на основе комбинирования вербального, графического, репродуктивного, эвристического и наглядного методов обучения, с использованием имеющихся в распоряжении возможностей современной техники и технологий: использование экспериментальных установок, мультимедиа презентаций в Power Point, наглядных пособий, сборника тестовых заданий, учебного компьютерного моделирования в Matlab, современных электронных образовательных ресурсов и проч. , способствующих повышению эффективности и качества обучающего процесса.

Цели урока:

Обучающие:

— Продолжить овладение знаниями и умениями электрических явлений, способствующих овладению профессиональной деятельности обучающихся.

— Рассмотреть закон Ома для замкнутой цепи, как основного фундаментального закона, определяющего взаимосвязь силы тока, ЭДС, сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника тока.

— Формирование умений решения задач на замкнутые цепи, содержащие источники тока.

Развивающие:

— Формирование у обучающихся осознанного понимания закона Ома для замкнутой цепи – основного уравнения описывающего зависимость силы тока от общего сопротивления  цепи, суммы ЭДС и суммарного внутреннего сопротивления источника тока.

— Формирование умений понимания и постановки научного и демонстрационного эксперимента.

— Развивать у обучающихся умения обобщать полученную информацию, делать выводы, анализировать предложенный материал.

— Развивать умения работать со справочной и научной литературой, пользоваться информацией сайтов и Интернет ресурсов.

Воспитательные:

— Формирование навыков аналитического мышления как способа познания мира.

— Воспитание интереса к изучаемым предметам посредством изучения биографий великих ученых.

Оборудование к уроку:

• Мультимедийная аппаратура.
• Демонстрационные установки.
• Современные электронные образовательные программы.
• Комплект плакатов по теме: Постоянный электрический ток.
• Физика. Сборник тестовых заданий. Монова Н.Д. [2],50 экз.

Ключевые слова.

— Электродвижущая сила, источник тока, внутреннее сопротивление.

ПЛАН УРОКА

№	Этап урока	Приемы и методы	Время,мин
1	Организационный момент	Беседа. Словесный метод.	2 мин
2	Контроль знаний.	Контроль знаний. Словесный метод. Фронтальный опрос. Проверка домашних задач.	10 мин
3.	Актуализация знаний	Демонстрационный эксперимент. Выступление учащихся.	5 мин
4	Изучение нового материала.	Демонстрация презентаций. Объяснение.	25 мин
5	Закрепление материала и обобщение знаний	Словесный метод. Тестовые задания. Решение задач.	5 мин
6	Домашнее задание.	Составление опорного конспекта. Задача.	2 мин

ХОД УРОКА

№ этапа	Деятельность преподавателя	Деятельность обучающегося
1.	Организационный момент. Приветствие обучающихся. Проверка присутствующих на уроке. Озвучивание темы урока (Предварительно написанные на доске число и тема занятия).	Дежурные отвечают на вопросы учителя.
2.	Контроль знаний. Преподаватель проверяет с обучающимися материал прошлых занятий по материалам авторского сборника [2]: Тест№9, задания А1:1-7  (Приложение 1). Рис1  Выборочно проверяет решение домашних задач.	Отвечают на поставленные вопросы. (например что представляет собой электрический ток в металлах)
3.	Актуализация знаний. Вопрос: перечислить условия существования электрического тока в цепи. Любой источник тока характеризуется ЭДС. Так на круглой батарейке написано 1.5 В. Что это означает? Выступление обучающихся: Из истории создания источников тока- элемент Вольта, строение современного источника тока (цинково-угольная батарейка)-рассказ по схеме. (Приложение 2) Показ учителем опыта с двумя электроскопами, по которым кратковременно протекает электрический ток. (Приложение 3)	Отвечают на вопрос. Записывают в тетрадях: ЭДС-электродвижущая сила.
4.	Изучение нового материала. 1) Понятие ЭДС. Открыли учебники §109 Электродвижущая сила. Учитель демонстрирует видеофрагмент с пояснениями  “Электродвижущая сила” и делает схематический чертеж на доске: Рис 3 Любые силы, действующие на электрические заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских) называются сторонними силами. Эти силы совершают работу против электрического поля, работу по разделению зарядов внутри источников тока. Сторонние силы не потенциальны. В гальванических элементах (Вольта) сторонние силы имеют химическую природу. В генераторах  электростанций- сторонняя сила это сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны движущиеся в проводниках. Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной, называемой сокращенно ЭДС: E   Электродвижущей силой в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к величине заряда. Так например, ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса источника тока к другому. Таким образом, вы теперь знаете что такое ЭДС. Если на батарейке написано 1.5В, что это означает? (если на батарейке написано 1.5В, то это означает, что сторонние силы совершают работу 1.5 Дж при перемещении заряда в 1 Кл.)  2) Закон Ома для полной цепи. С помощью закона сохранения энергии и закона Джоуля-Ленца найдем выражение для силы тока в замкнутой цепи, содержащей ЭДС. Рис4 Рассмотрим простейшую замкнутую цепь, состоящую из источника тока и резистора R. Источник тока имеет ЭДС E   и сопротивление r. Сопротивление источника тока часто называют внутренним сопротивлением в отличие от внешнего сопротивления R цепи. В генераторе r- это сопротивление обмоток, а в гальваническом элементе – сопротивление раствора электролита и электродов. Пусть за время через поперечное сечение проводника пройдет электрический заряд q. q=I , тогда   E  I   При совершении этой работы на внутреннем и внешнем участках цепи, сопротивления которых r и R, выделяется количество теплоты согласно закону Джоуля-Ленца: Согласно закону сохранения энергии A=Q, Приравнивая выражения получим E  =I R+I r, или Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению. При коротком замыкании, когда , сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением источника. Обычно r ~0.1- Ом. Провода могут расплавиться, а сам источник тока может выйти из строя. Если цепь содержит несколько последовательно соединенных элементов с ЭДС, то полная ЭДС цепи равна алгеброической сумме ЭДС отдельных элементов: Аналогично рассчитывается общее внутреннее сопротивление цепи:	Слушают и смотрят видео фрагмент, делают схематический чертеж электрической схемы, содержащей ЭДС Записывают определение сторонних сил. Записывают определение ЭДС Ответ обучающегося на вопрос учителя Чертят схему. Записывают вывод за преподавателем. Записывают формулировку закона Ома для замкнутой цепи, содержащей ЭДС.
5.	Закрепление материала и обобщение знаний. Решение задачи А9  Вар. 2 и 3 Итак, сегодня на уроке мы ввели понятие сторонних сил, ЭДС, вывели закон Ома  для замкнутой цепи, внутреннего сопротивления источника тока, тока короткого замыкания.	Решение в тетрадях задачи А9 Вар.2 и 3 Записывают в тетрадях: Дано, перечерчивают схему, выбирают правильный ответ. (Ответ задачи А9 Вар2: I=0.5А,ответ задачи А9 Вар3: I=0.8А)
6.	Домашнее задание. На следующем уроке- решение задач на закон Ома для замкнутой цепи, содержащей ЭДС. Благодарю за внимание.	Составление опорного конспекта, Упр19(6,7)

Литература

1.Мякишев Г.Я., Б.Б.Буховцев. Физика: Учеб. для 10кл.- М. Просвещение, 2012.

2. Монова Н.Д. Физика. Сборник тестовых заданий для подготовки к Единому  государственному экзамену: пособие для учащ. Общеобр. Шк./ Н.Д.Монова.- СПб.: ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2010.-90 с.,500экз.

3.YouTube-видео

4.M-D-Monova.ru/Монова Н.Д., Методология моделирования квантово-механических процессов. ФГБОУ ВПО Российский Государственный Педагогический Университет

    им. А.И.Герцена.

5.graniuma.ru

6. C.Н.Манида. Физика. Решение задач повышенной сложности, СПб.ГУ,2003г.

Приложение 1

Вариант 2

А. Простые задания с выбором ответа

1. За направление электрического тока принимают:

а)   направленное движение заряженных частиц

б)   направленное движение электронов

в)   направленное движение положительно заряженных частиц

г)   направленное движение ионов

2.   Связь между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника определяется законом Ома:

      а)   I = U R

      б)   I =

      в)   U = I R

      г)   R =

3.   Как изменится сила тока, протекающего по проводнику, если увеличить в два раза  напряжение на его концах, а площадь поперечного сечения проводника уменьшить в 2 раза?

      а)   уменьшится в два раза

      б)   увеличится в два раза

      в)   не изменится

      г)   увеличится в четыре раза

4.    Сила тока в Международной системе единиц измеряется в:

       а)  Амперах

       б)  Вольтах

       в)  Омах

       г)   Кулонах

5.    Определите напряжение на концах проводника сопротивлением R = 5 Ом, если сила тока,  протекающего через него равна I = 2 А?

       а)  2,5 В

       б)  10 В

       в)  0,4 В

       г)   20 В

6.    Напряжение на участке цепи, содержащей параллельно соединенные  сопротивления…

       а)   одинаково для каждого сопротивления

       б)   зависит от каждого сопротивления

       в)   равно сумме напряжений на каждом сопротивлении

       г)    зависит от последовательности соединения проводников

7. .    Определите напряжение на концах цепи, если Амперметр показывает 2 А?

    а)  U = 2 В

     б)  U = 8 В

     в)  U = 16 В

     г)   U = 4  В

8.Количество теплоты, выделяющееся на проводнике за время t определяется  законом Джоуля-Ленца:

     а)   Q = I U t

     б)   Q = I/U t

     в)   Q = U/I t

     г)    Q= I U

9. Два источника ЭДС E = 1В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом каждый соединены последовательно. Сопротивления нагрузки R = 1 Ом каждый соединены последовательно. Определить ток на нагрузке?  

         

     а) I = 0,5 А

     б) I = 0,33 А

     в) I = 0,8 А

     г) I = 1 А

Вариант 3

А. Простые задания с выбором ответа

1.   Электрический ток возникает:

      а)  при наличии в проводнике  свободных заряженных частиц

      б)  при создании в проводнике электрического поля

      в)  при наличии между концами проводника постоянной разности потенциалов

      г)  при наличии в проводнике свободных заряженных частиц и создании в нем электрического поля

2.   Сопротивление проводника определяется:

      а)   R =

      б)   R =  

      в)   R =  S/ l

      г)   R =  S / l    

3.    Вольт- амперная характеристика проводника представлена на графике. Определите сопротивление проводника.

        а)   0,25 Ом

         б)   4 Ом

         в)    16 Ом

         г)    1 Ом

4. .   Сопротивление в Международной системе единиц измеряется в:

       а)  Амперах

       б)  Вольтах

       в)  Омах

       г)   Кулонах

5.   Определите силу тока, протекающую через проводник сопротивлением  R = 2 Ом, если напряжение на его концах 12 В?

      а)   24 А

      б)   6 А

      в)   1/6 А

      г)    0,5 А

6.   Сопротивление последовательно соединенных проводников равно:

      а)   сумме сопротивлений проводников

      б)   величине, обратной  и равной  сумме обратных сопротивлений цепи

      г)   среднему сопротивлению цепи

7.   Какую силу тока показывает амперметр, если напряжение на концах цепи

      U = 15 В?

   а)   I = 3А

   б)   I = 2 А

   в)   I = 1 А

   г)   I = 0,5 А

8. Мощность в цепи постоянного тока на нагрузке R равна:

   а)   P = I U

   б)   P = I/U

   в)   P = I R

   г)   P = U R

9. Два источника ЭДС E = 1В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом каждый соединены последовательно. Сопротивления нагрузки R = 1 Ом каждый соединены параллельно. Определить ток на нагрузке?

      а) I = 0,5 А

     б) I = 0,33 А

     в) I = 0,8 А

     г) I = 1 А

Приложение 2

Во́льтов сто́лб — применявшееся на заре электротехники устройство для получения электричества.

В 1800 году итальянский учёный Алессандро Вольта опустил в банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. Вольта предположил и показал, что по проволоке протекает электрический ток.

Так был изобретён «элемент Вольта» — первый гальванический элемент. Для удобства Вольта придал ему форму вертикального цилиндра (столба), состоящего из соединённых между собой колец цинка, меди и сукна, пропитанных кислотой. Вольтов столб высотою в полметра развивал напряжение, чувствительное для человека.

Извещение об открытии было опубликовано в письме Вольта президенту Лондонского Королевского общества Бэнксу и произвело сенсацию не только в научном мире.Наполеон пригласил Вольта в Париж, лично присутствовал на демонстрации опыта, осыпал наградами и почестями.

Благодаря этим первым батареям постоянного тока были немедленно сделаны два выдающихся открытия:

• Электролиз: в том же 1800 году Никольсон и Карлайл разложили воду на водород и кислород, а Дэви в 1807 году открыл металлический калий.
• Электрическая дуга. В 1803 году русский физик Василий Петров создал самый мощный в мире вольтов столб, составленный из 4 200 медных и цинковых кругов и развивающий напряжение до 2 500 вольт. С помощью этого прибора ему удалось открыть такое важное явление, как электрическая дуга, применяемая в электросварке; а в Российской армии стал применяться электрический запал пороха и взрывчатки.

Как устроена и работает обычная батарейка, гальванический элемент.

 

В отличие от электростанций, гальванический элемент или привычней говоря — батарейка, огромную мощность не способна дать нам, но без неё невозможно обойтись в тех случаях, когда обычная сеть не доступна либо не целесообразна, так например электронные наручные часы или карманный радиоприёмник. Гальванический элемент — это источник электричества, который основан на химическом взаимодействии некоторых веществ между собой. Он был впервые придуман известным учёным Алессандро Вольта. И так давайте посмотрим, как же на самом деле всё происходит, и разберём устройство батарейки.

 

Представим, у нас есть стеклянный сосуд, а в него налита серная кислота и опущен цинковый стержень. Поскольку на поверхности пластины находятся положительно заряженные атомы цинка, то в растворе вокруг стержня собираются отрицательные ионы раствора, а положительные ионы раствора выталкиваются в не эту область. Притяжение раствора отрывает ионы цинка, и они становятся уже частью этого раствора. В результате цинковый стержень становится отрицательно заряженным, а раствор положительно. Вот и получили разность потенциалов. И так что получается? При соприкосновении металла и раствора на границе возникает электрическое поле. В момент образования этого поля и происходит непосредственно само превращение химической энергии в электрическую.Что даёт нам возможность её использовать.

 

Теперь вернёмся к понятию гальванический элемент и устройство батарейки. Мы выяснили, что для преобразования химической энергии в электрическую, необходимо наличие двух разнородных проводника с электронной проводимостью и раствор с ионной проводимостью.

 

Элемент Вольта состоит из двух разных пластин меди и цинка, опущенных в слабый раствор серной кислоты. Медная пластина становится плюсом, а цинковая, минусом, с разность потенциала этого элемента в 1 вольт. Нужно заметить, что это вырабатываемое в итоге ЭДС, полностью зависит только от материала и от самих химических процессов внутри.

 

Подсоединив гальванический элемент к обычной лампочке, мы увидим  что внутри электроны с цинка начнут переходить на медь, тем самым нарушая равновесие. В итоге на медной пластине начнет, выделятся газообразный водород. Это образование газа весьма негативно влияет на дальнейшую работу элемента, не давая ионам водорода заряжаться, поскольку собой они делают барьер между границей меди и раствора. И это поляризация.

 

Для борьбы с этим недостатком было придумано иное устройство батарейки. Он получил название — элемент Лекланше. В сосуде с раствором нашатыря, разбавленного водой помещены цинковый стержень и графитовый, для борьбы с поляризацией, графитовый стержень вокруг себя имеет слой двуокиси марганца, назначение которого сводится как раз для поглощения нежелательного газа.

 

Таким образом гальванический элемент становится намного эффективнее. Именно на таком принципе и делаются большинство батареек, которыми мы с Вами пользуемся. Разница заключается в том, что в различных видах производимых батареек, отличие только в используемых веществах и материалах. Кстати именно эта разница и даёт определённые параметры и характеристики гальваническим элементам. Например, одни могут терять свой заряд постепенно и при этом ЭДС, так же будет, понижаться, а другие батарейки более равномерно отдают энергию и лишь в конце резко теряют заряд.

 

В настоящее время существует множество различных типов гальванических элементов, к примеру: Марганцево — цинковый, Марганцево — оловянный, Марганцево — магниевый, Свинцово — цинковый, Свинцово — кадмиевый, Свинцово — хлорный, Хром — цинковый, Окисно — ртутно-оловянный, Ртутно — цинковый, Ртутно — кадмиевый и т.д. Кроме внутреннего состава, батарейки также отличаются размерам и, следовательно, ёмкостью заряда.

 

Не стоит путать гальванический элемент и батарейку с аккумуляторной батареей, в ней совсем иной принцип работы, о котором мы обязательно поговорим в подходящей теме. Ну, а с этой, в общих чертах, думаю разобрались. На этом закончу тему, гальванический элемент, 

Приложение 3

Продемонстрируем опыт электрометрами. С помощью эбонитовой палочки зарядим электрометры. Далее соединим их с помощью проводника. Некоторое время по проводнику протекает электрический ток. Затем ток прекращается. Из опыта можно сделать вывод об одном из основном условии протекания тока в электрической цепи- наличии источника тока, или ЭДС.

Рис 2

Из опыта можно сделать вывод об одном из основных условии протекания тока в электрической цепи- наличии источника тока, или ЭДС.

Приложение 4

Исследование характеристик источника постоянного тока — Электричество — Высшая школа — Продукция — nau-ra.ru

Исследование характеристик источника постоянного тока — Электричество — Высшая школа — Продукция — nau-ra.ru

Исследование характеристик источника постоянного тока

2. Продукция
3. Высшая школа
4. Электричество
5. Исследование характеристик источника постоянного тока

Назначение

• Измерение ЭДС источника постоянного тока;
• Определение внутреннего сопротивления источника постоянного тока;
• Определение оптимального сопротивления нагрузки.

Устройство

Лабораторная установка состоит из настольного металлического стенда, на котором собирается изучаемая электрическая цепь, датчика напряжения, датчика тока, двух источников постоянного тока и элементов электрической цепи. Элементы электрической цепи смонтированы в специальных боксах, на лицевой стороне которых находится обозначение элемента. Соединение цепи нагрузки с источником постоянного тока осуществляется на короткое время при включении кнопочного выключателя. Регистрация данных осуществляется с помощью датчика напряжения, который фиксирует напряжение на сопротивлении нагрузки, и датчика тока, измеряющего силу тока в цепи.

Описание

После ввода в таблицу значений напряжения на нагрузке и тока в цепи при различных сопротивлениях нагрузки в ней проводится расчет полезной мощности. Далее на экран выводится график зависимости напряжения на нагрузке от силы тока в цепи, который аппроксимируется линейной зависимостью. На основе полученных коэффициентов линейной зависимости определяется ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

Следующий этап работы заключается в выводе на экран зависимости мощности от сопротивления нагрузки и в сопоставлении положения максимума этой зависимости с внутренним сопротивлением источника питания.
Завершающий этап работы состоит в сравнении между собой характеристик двух источников питания.

Зависимость напряжения на нагрузке от силы тока в цепи.

---

Наш телефон: +7 (495) 642-00-62; +7 (985) 291-77-50

Общие вопросы: [email protected]

Подпишитесь на нашу рассылку!

Узнайте о наших новостях, проектах, новинках первыми

3s» data-wow-duration=»500ms»>Мы открыты для общения

Гарантируем быструю реакцию
на обращения через форму обратной связи

Служба технической поддержки

Задать вопрос по работе с программой или оборудованием:

[email protected]

Получить помощь по цифровой лаборатории «

Наураша в стране Наурандии»:

+7 (495) 766-24-23, 8 (800) 505-23-48

[email protected]

9s»>Вопросы по продукции

Оформить заказ или предложить сотрудничество:

+7 (985) 291-77-50,    +7 (495) 642-00-62

[email protected]

Мы заботимся о качестве нашей продукции!

{literal}{/literal}

ЭДС и внутреннее сопротивление

Электродвижущая сила, известная как ЭДС, представляет собой конечную разность потенциалов источника при отсутствии тока. Внутреннее сопротивление — это сопротивление протеканию тока внутри самого источника. Но, что важно, как мы вычисляем эти значения? Давай выясним.

Что такое ЭДС в электрических цепях?

Все источники напряжения создают разность потенциалов, обеспечивая ток при подключении к цепи с сопротивлением. Эта разность потенциалов создает электрическое поле, которое действует на заряды как сила, заставляя течь ток.

Несмотря на свое название, ЭДС не совсем сила. По сути, это уникальный вид разности потенциалов, измеряемый в вольтах (В).

ЭДС – это разность потенциалов источника, когда через него не протекает ток.

Мы также можем определить ЭДС как работу W, совершаемую на единицу заряда Q, что дает нам следующее уравнение:

 

Все источники напряжения производят ЭДС, Unsplash

Представьте себе батарею. Если батарея подает ток, напряжение на клеммах батареи меньше, чем ЭДС. По мере разрядки батареи этот уровень напряжения начинает снижаться. Когда батарея полностью разряжена и, следовательно, не подает ток, напряжение на клеммах батареи будет равно ЭДС.

Как рассчитать ЭДС?

Мы также можем рассчитать ЭДС (ε) с помощью следующего уравнения:

 

E означает электрическую энергию в джоулях (Дж), а Q — заряд в кулонах (Кл).

В этом уравнении разность потенциалов называется конечной разностью потенциалов. Она будет равна ЭДС, если нет внутреннего сопротивления. Однако это не относится к реальным источникам питания, поскольку всегда существует внутреннее сопротивление. Потерянные вольты относятся к энергии, затрачиваемой на кулон при преодолении внутреннего сопротивления.

Мы знаем, что закон сохранения энергии проявляется в электрических цепях, а также в случаях наличия внутреннего сопротивления.

Уравнение сохранения энергии с внутренним сопротивлением, Oğulcan Tezcan – StudySmarter Originals

Потерянные вольты – это название, данное энергии, затраченной на кулон при преодолении внутреннего сопротивления. Кроме того, обязательно ознакомьтесь с нашим объяснением по энергосбережению.

Что такое внутреннее сопротивление в электрических цепях?

Мы уже знаем, что сопротивление нагрузки (также известное как внешнее сопротивление) — это общее сопротивление компонентов внешней электрической цепи. С другой стороны, внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри источника питания, которое сопротивляется протеканию тока. Обычно это приводит к тому, что источник питания выделяет тепло.

Сопротивление нагрузки = общее сопротивление компонентов внешней электрической цепи. Внутреннее сопротивление = сопротивление внутри источника питания, которое сопротивляется протеканию тока.

Измерение внутреннего сопротивления

Из закона Ома мы знаем, что

 

где V — напряжение в вольтах, I — сила тока в амперах, а R — внешнее сопротивление в омах.

Если мы включим внутреннее сопротивление, общее сопротивление будет R+r, где внутреннее сопротивление показано как r, а напряжение может быть выражено как ЭДС (ε).

 

Если раскрыть скобки, получится

 

где I⋅R  – разность потенциалов на клеммах в вольтах, а I⋅r – потерянные вольты (также измеряемые в вольтах).

Теперь мы можем изменить уравнение как

 

, где VR — разность потенциалов на клеммах, а Vr — потерянные вольты.

Вот соотношение между разностью потенциалов на клеммах и потерянными вольтами. Из уравнения видно, что если нет внутреннего сопротивления (поэтому нет потерянных вольт), сопротивление на клеммах будет равно ЭДС.

 

Принципиальная схема, показывающая внутреннее сопротивление и сопротивление нагрузки, Oğulcan Tezcan – StudySmarter Originals

Внутреннее сопротивление (r) имеет сложное поведение. Давайте снова посмотрим на наш пример с аккумулятором. По мере разрядки батареи ее внутреннее сопротивление возрастает. А что еще влияет на внутреннее сопротивление? Вот некоторые факторы: Размер источника напряжения. Как много и как долго он использовался. Величина и направление тока через источник напряжения.

Приведите примеры расчета ЭДС и внутреннего сопротивления?

Расчет внутреннего сопротивления источника является важным фактором для достижения оптимальной эффективности и обеспечения того, чтобы источник обеспечивал максимальную мощность в электрической цепи. Вот несколько примеров расчета различных величин с внутренним сопротивлением.

Помните, что R означает сопротивление нагрузки, а r — внутреннее сопротивление.

Батарея имеет ЭДС 0,28 В и внутреннее сопротивление 0,65 Ом. Рассчитайте разность потенциалов на клеммах, когда ток, протекающий через батарею, равен 7,8 мА.

Решение

В вопросе указаны ЭДС (ε), внутреннее сопротивление (r) и ток (I), протекающий через батарею. Давайте поместим их в уравнение конечной разности потенциалов (VR).

 

 

Через ячейку протекает ток 0,45 А с внутренним сопротивлением 0,25 Ом. Найдите энергию, затрачиваемую в секунду на внутреннее сопротивление в джоулях. Решение Мы знаем, что

, где P — мощность в ваттах, I — сила тока в амперах, а R — сопротивление в омах. в секунду, мы используем уравнение мощности, потому что мощность — это энергия в секунду. Мы также можем указать внутреннее сопротивление r для сопротивления в уравнении.

Аккумулятор имеет ЭДС 0,35 В. Ток, протекающий через аккумулятор, равен 0,03 А, а сопротивление нагрузки равно 1,2 Ом. Найдите внутреннее сопротивление батареи. Решение. Значение ЭДС (ε) батареи, ток (I), протекающий через батарею, и сопротивление нагрузки (R) приведены в вопросе. Это правильное уравнение для определения внутреннего сопротивления (r): Давайте поместим заданные переменные в уравнение: Если мы решим уравнение для r, мы получим

ЭДС и внутреннее сопротивление — ключевые выводыЭлектродвижущая сила — это не совсем сила: это уникальный вид разности потенциалов, измеряемый в вольтах. Если ток отсутствует, напряжение на клеммах источника напряжения будет равно ЭДС. Потерянные вольты — это название энергии, затрачиваемой на кулон при преодолении внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление — это сопротивление в источнике питания, которое сопротивляется протеканию тока и обычно заставляет источник питания выделять тепло. Внутреннее сопротивление источника напряжения зависит от множества условий, в том числе от того, насколько он использовался, размера источника напряжения, величины и направления тока, протекающего через источник напряжения.

ЭДС и внутреннее сопротивление

Как определить ЭДС и внутреннее сопротивление электрического элемента?

Используя следующее уравнение, вы можете определить ЭДС и внутреннее сопротивление электрического элемента. Уравнение, описывающее связь между ЭДС, напряжением на клеммах и внутренним сопротивлением, имеет вид ε = VR + Vr, где ε — ЭДС в вольтах, VR — напряжение на клеммах в вольтах, I — ток в амперах, а r — внутреннее сопротивление в Ом.

Как рассчитать КПД по ЭДС и внутреннему сопротивлению?

Расчет внутреннего сопротивления источника является важным фактором для достижения оптимальной эффективности и обеспечения максимальной мощности источника для электрической цепи. Используя следующее уравнение, вы можете рассчитать эффективность с ЭДС и внутренним сопротивлением. Уравнение, описывающее связь между ЭДС, напряжением на клеммах и внутренним сопротивлением, имеет вид ε = VR + Vr, где ε — ЭДС в вольтах, VR — напряжение на клеммах в вольтах, I — ток в амперах, а r — внутреннее сопротивление в Ом.

Как нарисовать график градиента ЭДС и внутреннего сопротивления?

Если вы нарисуете график, на котором разность потенциалов на клеммах отложена по оси y, а ток в цепи отложен по оси x, вы получите прямую линию с отрицательным градиентом. Тогда ЭДС представляет собой точку пересечения на оси Y, а градиент представляет r, внутреннее сопротивление.

Что такое ЭДС и внутреннее сопротивление батареи?

ЭДС — это разность потенциалов источника, когда через него не протекает ток, а внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри источника питания, которое сопротивляется протеканию тока.

Почему важно измерять ЭДС и внутреннее сопротивление источника?

Важно знать значения ЭДС и внутреннего сопротивления источника, чтобы определить, как заставить источник подавать максимальную мощность в электрическую цепь.

‍

Источники Э.Д.С. внутреннее сопротивление. — Наука A-Level

1. Поиск

• Присоединяйтесь к более чем 1,2 миллионам студентов каждый месяц
• Ускорьте свое обучение на 29%
• Неограниченный доступ всего от 6,99 фунтов стерлингов в месяц

Выдержки из этого документа. ..

Источники Э.Д.С. – внутреннее сопротивление.

Источник Э.Д.С. всегда имеет некоторое сопротивление электрическому току внутри себя, называемое его внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление источника Э.Д.С. имеет два эффекта:

1. Это приводит к падению напряжения на клеммах источника по мере того, как от него отводится ток.
2. Это приводит к тому, что эффективность источника составляет менее 100 %, поскольку энергия рассеивается на внутреннем сопротивлении при протекании через него тока.

Напряжение, указанное на этикетке источника Э.Д.С. например, батарея — это напряжение, измеренное, когда от нее не поступает ток, часто называемое напряжением холостого хода.

Внутреннее сопротивление источника Э.Д.С.

…подробнее.

На графике выше, когда источник Э.Д.С. отдает мощность на нагрузку (сопротивление), существует значение R, при котором передается максимальная мощность, как показано на графике.

Расчет показывает, что эта величина равна r, внутреннему сопротивлению источника Э.Д.С. Таким образом, чтобы рассчитать внутреннее сопротивление по этому графику, мы должны посмотреть на максимальную точку на линии, которая составляет 0,18 Вт, а внутреннее сопротивление для нее составляет 23 Ом.

Рассмотрим источник э.д.с. E с внутренним сопротивлением r, пропускающим ток I через сопротивление нагрузки R. P=I2

…подробнее.

P возникает там, где dP/dR = 0, мы можем установить это выражение равным нулю. dP/dR = 0, когда r – R = 0, т. е. когда R = r. Поэтому условие согласования источника и нагрузки состоит в том, что сопротивление нагрузки должно быть равно внутреннему сопротивлению источника.

Электродвижущая сила (Э.Д.С.) представляет собой разность электрических потенциалов или напряжений между клеммами источника электричества, например батареи, от которой не поступает ток. При протекании тока разность потенциалов падает ниже ЭДС. ценить. Электродвижущая сила обычно измеряется в вольтах.

Чтобы вычислить электродвижущую силу, нам нужно посмотреть на график зависимости тока от напряжения, посмотреть на линию и продолжать ее до тех пор, пока она не пересечет оси абсцисс, которые представляют напряжение. Таким образом, мы оцениваем его в 3,3 вольта.

…читать дальше.

Эта письменная работа студента является одной из многих, которые можно найти в разделе «Электрофизика и теплофизика» уровня AS и A.

Нашли то, что искали?

Не тот? Найдите название своего сочинения…

• Присоединяйтесь к более чем 1,2 миллионам студентов каждый месяц
• Ускорьте свое обучение на 29%
• Неограниченный доступ всего от 6,99 фунтов стерлингов в месяц

Посмотреть связанные эссе

1. Экспериментальные ошибки можно разделить на две ошибки: систематические ошибки и случайные ошибки. К систематическим погрешностям относятся нулевые погрешности амперметра и вольтметра, влияние нагрева на сопротивление, внутреннее сопротивление соединительных проводов и нечеткие шкалы амперметра и вольтметра.

2. Отсюда я вижу, что внутреннее сопротивление будет градиентом графика и что градиент также будет отрицательным, поскольку m = -r. ЭДС будет там, где прямая линия пересекает терминал p.d.

1. По-видимому, большой разницы в полученных значениях разности потенциалов не было, и все они соответствовали линии наилучшего соответствия. Повторные показания имели отклонения всего около 0,01 вольта. Единственное показание, которое немного аномально, — это показание, полученное из второго набора результатов при токе 0,3 А.

2. Ошибка 3: Графики составлены и интерпретированы неточно. Одним из основных применений экспериментальных результатов является их использование для расчета значений градиента/внутреннего сопротивления на основе графиков V/I. Если бы графики были построены неточно или даже неправильно, в первую очередь, эти значения также были бы неверными.

1. Кроме того, величина статического трения обычно несколько больше, чем кинетического трения. Таким образом, взаимосвязь между величинами трения и приложенной силы показана ниже: Часть A: Сила трения и приложенная сила Процедуры 1.

2. Эти катушки создают сопротивление по всей цепи. Количество витков, с которыми сталкивается электрический поток, можно изменить с помощью ручного ползунка на резисторе. Вольтметр: Этот прибор используется для измерения напряжения в цепи. Он измеряет напряжение с точностью до двух знаков после запятой. Поэтому он достаточно точен.

1. Чтобы решить эту проблему, пришлось изменить настройки CRO, отрегулировав управление задержкой, что стабилизировало кривую. Поскольку это была повторяющаяся проблема, ее значение очень велико при рассмотрении основных источников ошибок. Чтобы еще больше уменьшить мигание следа, фотографирую экран так

2. Исходя из моего результата выше, я буду проверять свой график, чтобы увидеть, подчиняется ли он закону обратных квадратов. Чтобы узнать, я проведу некоторые расчеты.