Untuk menentukan ggl dan resistansi internal sumber. Hukum Ohm untuk rangkaian lengkap

Di ujung konduktor, dan karenanya arus, perlu memiliki kekuatan eksternal yang bersifat non-listrik, yang dengannya pemisahan muatan listrik terjadi.

Pasukan pihak ketiga setiap gaya yang bekerja pada partikel bermuatan listrik dalam suatu rangkaian disebut, dengan pengecualian gaya elektrostatik (yaitu, Coulomb).

Kekuatan pihak ketiga menggerakkan partikel bermuatan di dalam semua sumber arus: di generator, di pembangkit listrik, di sel galvanik, baterai, dll.

Ketika sirkuit ditutup, medan listrik dibuat di semua konduktor sirkuit. Di dalam sumber arus, muatan bergerak di bawah aksi gaya eksternal melawan gaya Coulomb (elektron bergerak dari elektroda bermuatan positif ke elektroda negatif), dan di seluruh rangkaian mereka digerakkan oleh medan listrik (lihat gambar di atas). ).

Dalam sumber arus, dalam proses kerja untuk memisahkan partikel bermuatan, berbagai jenis energi diubah menjadi energi listrik. Menurut jenis energi yang dikonversi, jenis gaya gerak listrik berikut dibedakan:

- elektrostatis- dalam mesin elektrofor, di mana energi mekanik diubah menjadi energi listrik selama gesekan;

- termoelektrik- dalam termoelemen, energi internal dari sambungan yang dipanaskan dari dua kabel yang terbuat dari logam yang berbeda diubah menjadi energi listrik;

- fotovoltaik- dalam fotosel. Di sini, energi cahaya diubah menjadi energi listrik: ketika zat tertentu diterangi, misalnya, selenium, tembaga oksida (I), silikon, hilangnya muatan listrik negatif diamati;

- bahan kimia- dalam sel galvanik, baterai, dan sumber lain di mana energi kimia diubah menjadi energi listrik.

Gaya gerak listrik (EMF)- karakteristik sumber arus. Konsep EMF diperkenalkan oleh G. Ohm pada tahun 1827 untuk rangkaian DC. Pada tahun 1857, Kirchhoff mendefinisikan EMF sebagai kerja gaya eksternal selama transfer satu unit muatan listrik sepanjang rangkaian tertutup:

\u003d A st / q,

di mana ɛ - EMF dari sumber saat ini, sebuah st- pekerjaan kekuatan eksternal, q adalah jumlah biaya yang ditransfer.

Gaya gerak listrik dinyatakan dalam volt.

Kita dapat berbicara tentang gaya gerak listrik di bagian mana pun dari rangkaian. Ini adalah kerja khusus dari gaya-gaya luar (usaha memindahkan muatan satuan) tidak di seluruh rangkaian, tetapi hanya di area ini.

Resistansi internal dari sumber arus.

Misalkan ada rangkaian tertutup sederhana yang terdiri dari sumber arus (misalnya, sel galvanik, baterai atau generator) dan resistor dengan hambatan R. Arus dalam rangkaian tertutup tidak terputus di mana pun, oleh karena itu, ia juga ada di dalam sumber arus. Setiap sumber mewakili beberapa resistensi terhadap arus. Ini disebut resistansi internal sumber arus dan ditandai dengan huruf r.

Di pembangkit r- ini adalah resistansi belitan, dalam sel galvanik - resistansi larutan elektrolit dan elektroda.

Dengan demikian, sumber arus dicirikan oleh nilai EMF dan resistansi internal, yang menentukan kualitasnya. Misalnya, mesin elektrostatik memiliki EMF yang sangat tinggi (hingga puluhan ribu volt), tetapi pada saat yang sama resistansi internalnya sangat besar (hingga ratusan Mohm). Oleh karena itu, mereka tidak cocok untuk menerima arus tinggi. Dalam sel galvanik, EMF hanya sekitar 1 V, tetapi resistansi internal juga kecil (sekitar 1 ohm atau kurang). Hal ini memungkinkan mereka untuk menerima arus yang diukur dalam ampere.

Tujuan: secara eksperimental menghitung EMF dan resistansi internal dari sumber arus.

Peralatan: sumber energi listrik, amperemeter, voltmeter, rheostat (6 - 8 Ohm), kunci, kabel penghubung.

Nilai, yang secara numerik sama dengan kerja yang dilakukan oleh gaya eksternal ketika memindahkan satu unit muatan di dalam sumber arus, disebut gaya gerak listrik dari sumber arus. ε, dari hukum Ohm:

di mana I adalah kekuatan arus, U adalah tegangan.

dalam SI ε dinyatakan dalam volt (V).

Gaya gerak listrik dan hambatan dalam dari sumber arus dapat ditentukan secara eksperimen.

Perintah kerja

1. Menentukan harga pembagian timbangan alat ukur.

2. Buatlah rangkaian listrik sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada gambar. satu

3. Setelah memeriksa sirkuit oleh guru, tutup kunci dan, menggunakan rheostat, atur kekuatan arus yang sesuai dengan beberapa pembagian skala ammeter, lakukan pembacaan voltmeter dan ammeter.

4. Ulangi percobaan 2 kali, ubah kuat arus rangkaian menggunakan rheostat.

5. Catat data yang diperoleh pada tabel 1.

Gambar 4.10 - Skema Eksperimental

№	Tegangan pada bagian luar rangkaian U, V	Arus pada rangkaian I, A	Resistansi internal r, Ohm	Nilai rata-rata hambatan dalam r cf, Ohm	EMF e, V	EMF rata-rata e c p, V

Tabel 1 - Data Eksperimental

1. Substitusikan hasil pengukuran ke persamaan 1 dan, selesaikan sistem persamaan:

tentukan hambatan dalam sumber dengan menggunakan rumus:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Tulis data ke tabel 1.

5. Buatlah kesimpulan.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

pertanyaan tes

1. Apa esensi fisik dari hambatan listrik?

2. Apa peran sumber arus dalam rangkaian listrik?

3. Apa arti fisik dari EMF? Tentukan volt.

4. Apa yang menentukan tegangan pada terminal sumber arus?

5. Dengan menggunakan hasil pengukuran yang dilakukan, tentukan hambatan rangkaian luar.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Laporan Lab No. __________

siswa kelompok _________

NAMA LENGKAP_______________________________________________________________

TOPIK : STUDI KETERGANTUNGAN DAYA ARUS LISTRIK LAMPU PADA TEGANGAN

Tujuan: untuk menguasai metode pengukuran daya yang dikonsumsi oleh suatu alat listrik, berdasarkan pengukuran arus dan tegangan; untuk menyelidiki ketergantungan daya yang dikonsumsi oleh bola lampu pada tegangan di terminalnya; menyelidiki ketergantungan resistansi konduktor pada suhu.

Peralatan: lampu listrik, sumber tegangan DC dan AC, rheostat geser, ammeter; voltmeter, kunci, kabel penghubung, kertas grafik.

Informasi teoretis singkat

Nilai yang sama dengan rasio kerja arus A terhadap waktu t yang dilakukan disebut daya P:

Karena itu, (1)

Perintah kerja

Eksperimen #1

1. Buat rangkaian listrik sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada Gambar 1, untuk pengalaman nol, mengamati polaritas perangkat

Gambar 1 - Diagram pengkabelan

2. Tentukan harga pembagian skala alat ukur

_____________________________________________________________________________

3. Setelah dilakukan pengecekan rangkaian oleh guru, lakukan pembacaan tegangan U dan arus I.

4. Catat data perangkat pada tabel 1.

Tabel 1 - Data Eksperimen No. 1

Percobaan #2

1. Rakit rangkaian sesuai dengan Gambar 2, di mana bola lampu dihubungkan ke arus bolak-balik melalui rheostat.

Gambar 4.12 - Diagram pengkabelan

2. Setelah dilakukan pengecekan rangkaian oleh guru, lakukan pembacaan pada amperemeter dan voltmeter dengan mengubah posisi slider pada rheostat 10 - 11 kali.

3. Catat data perangkat pada tabel 2.

Tabel 2 - Data Eksperimen No. 2

Memproses hasil pengukuran

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Temukan resistensi R0, untuk pengalaman nol:

(5)

di mana T 0 K adalah perubahan suhu mutlak (dalam hal ini sama dengan suhu kamar pada skala Celsius); adalah koefisien ketahanan suhu untuk tungsten (Lampiran B).

3. Catat data yang diterima pada tabel 1.

Percobaan #2

1. Untuk setiap percobaan, tentukan daya P yang dikonsumsi lampu sesuai dengan rumus:

P \u003d U maks I maks (6)

3. Tentukan suhu filamen lampu untuk setiap percobaan dengan menggunakan rumus:

4. Catat hasil pengukuran dan perhitungan pada Tabel 2.

5. Pada kertas grafik, buat grafik plot: a) ketergantungan daya P yang dikonsumsi lampu pada tegangan U pada klemnya; b) ketergantungan resistansi R pada suhu T.

6. Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil dua percobaan.

pertanyaan tes

1. Apa arti fisis tegangan pada suatu bagian rangkaian listrik?

2. Bagaimana cara menentukan kuat arus menggunakan amperemeter dan voltmeter?

3. Untuk tujuan apa wattmeter digunakan. Bagaimana itu terhubung ke sirkuit?

4. Bagaimana resistansi konduktor logam berubah dengan meningkatnya suhu?

5. Bagaimana spiral lampu pijar 100 W berbeda dari spiral lampu 25 watt?

8.5. Efek termal arus

8.5.1. Sumber daya saat ini

Total daya sumber saat ini:

P penuh = P berguna + P rugi,

di mana P berguna - daya yang berguna, P berguna \u003d I 2 R; P rugi - rugi daya, P rugi = I 2 r ; I - kekuatan arus di sirkuit; R - resistansi beban (sirkuit eksternal); r adalah resistansi internal dari sumber arus.

Daya semu dapat dihitung menggunakan salah satu dari tiga rumus:

P penuh \u003d I 2 (R + r), P penuh \u003d 2 R + r, P penuh \u003d I ,

di mana adalah gaya gerak listrik (EMF) dari sumber arus.

Daya bersih adalah daya yang dilepaskan di sirkuit eksternal, mis. pada beban (resistor), dan dapat digunakan untuk beberapa tujuan.

Daya bersih dapat dihitung menggunakan salah satu dari tiga rumus:

P berguna \u003d I 2 R, P berguna \u003d U 2 R, P berguna \u003d IU,

di mana saya adalah arus di sirkuit; U - tegangan pada terminal (terminal) dari sumber arus; R - resistansi beban (sirkuit eksternal).

Daya rugi adalah daya yang dilepaskan pada sumber arus, mis. di sirkuit internal, dan dihabiskan untuk proses yang terjadi di sumber itu sendiri; untuk beberapa tujuan lain, kehilangan daya tidak dapat digunakan.

Kehilangan daya biasanya dihitung dengan rumus

P rugi = I 2 r ,

di mana saya adalah arus di sirkuit; r adalah resistansi internal dari sumber arus.

Jika terjadi korsleting, daya yang berguna menjadi nol

P berguna = 0,

karena tidak ada tahanan beban jika terjadi hubung singkat: R = 0.

Daya semu pada saat terjadi hubung singkat dari sumber bertepatan dengan rugi-rugi daya dan dihitung dengan rumus

P penuh \u003d 2 r,

di mana adalah gaya gerak listrik (EMF) dari sumber arus; r adalah resistansi internal dari sumber arus.

Daya bersih memiliki nilai maksimum dalam kasus ketika resistansi beban R sama dengan resistansi internal r dari sumber arus:

R = r.

Daya berguna maksimum:

P berguna maks = 0,5 P penuh,

di mana P penuh - kekuatan penuh dari sumber saat ini; P penuh \u003d 2 / 2 r.

Secara eksplisit, rumus untuk menghitung daya berguna maksimum sebagai berikut:

P berguna maks = 2 4 r .

Untuk menyederhanakan perhitungan, penting untuk mengingat dua poin:

jika dengan dua hambatan beban R 1 dan R 2 daya berguna yang sama dialokasikan di rangkaian, maka resistensi internal sumber arus r terkait dengan resistansi yang ditunjukkan oleh rumus

r = R 1 R 2 ;

jika daya berguna maksimum dilepaskan dalam rangkaian, maka arus I * dalam rangkaian adalah dua kali lebih kecil dari arus hubung singkat i:

saya * = saya 2 .

Contoh 15. Ketika dihubung singkat ke resistansi 5,0 ohm, baterai sel menghasilkan arus 2,0 A. Arus hubung singkat baterai adalah 12 A. Hitung daya berguna maksimum baterai.

Keputusan . Mari kita menganalisis kondisi masalah.

1. Ketika baterai dihubungkan ke resistansi R 1 = 5,0 Ohm, arus I 1 = 2,0 A mengalir dalam rangkaian, seperti yang ditunjukkan pada gambar. a , didefinisikan oleh hukum Ohm untuk rantai lengkap:

Saya 1 \u003d R 1 + r,

di mana adalah EMF dari sumber arus; r adalah resistansi internal dari sumber arus.

2. Ketika baterai dihubung pendek, arus hubung singkat mengalir di sirkuit seperti yang ditunjukkan pada gambar. b. Kekuatan arus hubung singkat ditentukan oleh rumus

di mana i adalah arus hubung singkat, i = 12 A.

3. Ketika baterai terhubung ke resistansi R 2 \u003d r, arus gaya I 2 mengalir di sirkuit, seperti yang ditunjukkan pada gambar. di , didefinisikan oleh hukum Ohm untuk rangkaian lengkap:

Saya 2 \u003d R 2 + r \u003d 2 r;

dalam hal ini, daya berguna maksimum dialokasikan di sirkuit:

P berguna maks \u003d I 2 2 R 2 \u003d I 2 2 r.

Jadi, untuk menghitung daya yang berguna maksimum, perlu untuk menentukan resistansi internal dari sumber arus r dan kekuatan arus I 2.

Untuk mencari kuat arus I 2, kita tuliskan sistem persamaannya:

saya \u003d r, saya 2 \u003d 2 r)

dan melakukan pembagian persamaan:

saya saya 2 = 2 .

Ini menyiratkan:

Saya 2 \u003d i 2 \u003d 12 2 \u003d 6.0 A.

Untuk mencari hambatan dalam dari sumber r, kita tuliskan sistem persamaannya:

Saya 1 \u003d R 1 + r, saya \u003d r)

dan melakukan pembagian persamaan:

I 1 i = r R 1 + r .

Ini menyiratkan:

r \u003d I 1 R 1 i - I 1 \u003d 2.0 5.0 12 - 2.0 \u003d 1.0 Ohm.

Hitung daya berguna maksimum:

P berguna maks \u003d I 2 2 r \u003d 6.0 2 1.0 \u003d 36 W.

Jadi, daya berguna maksimum baterai adalah 36 watt.

Sumber adalah alat yang mengubah energi mekanik, kimia, termal, dan beberapa bentuk energi lainnya menjadi energi listrik. Dengan kata lain, sumber adalah elemen jaringan aktif yang dirancang untuk menghasilkan listrik. Berbagai jenis sumber yang tersedia di jaringan listrik adalah sumber tegangan dan sumber arus. Kedua konsep dalam elektronik ini berbeda satu sama lain.

sumber tegangan DC

Sumber tegangan adalah perangkat dengan dua kutub, tegangannya setiap saat adalah konstan, dan arus yang melewatinya tidak berpengaruh. Sumber seperti itu akan ideal, tidak memiliki hambatan internal. Dalam istilah praktis, itu tidak dapat diperoleh.

Di kutub negatif sumber tegangan, kelebihan elektron terakumulasi, di kutub positif - defisitnya. Keadaan kutub dipertahankan oleh proses di dalam sumber.

Baterai

Baterai menyimpan energi kimia secara internal dan mampu mengubahnya menjadi energi listrik. Baterai tidak dapat diisi ulang, yang merupakan kelemahannya.

Baterai

Baterai adalah baterai isi ulang. Saat pengisian, energi listrik disimpan secara internal dalam bentuk energi kimia. Selama pembongkaran, proses kimia berlangsung dalam arah yang berlawanan, dan energi listrik dilepaskan.

Contoh:

Sel baterai timbal-asam. Itu terbuat dari elektroda timbal dan cairan elektrolit dalam bentuk asam sulfat yang diencerkan dengan air suling. Tegangan per sel sekitar 2 V. Dalam baterai mobil, enam sel biasanya dihubungkan dalam rangkaian seri, tegangan yang dihasilkan pada terminal keluaran adalah 12 V;

Baterai nikel-kadmium, tegangan sel - 1,2 V.

Penting! Pada arus rendah, baterai dan akumulator dapat dilihat sebagai pendekatan yang baik untuk sumber tegangan ideal.

sumber tegangan AC

Listrik diproduksi di pembangkit listrik dengan bantuan generator dan, setelah pengaturan tegangan, ditransmisikan ke konsumen. Tegangan bolak-balik dari jaringan rumah 220 V di catu daya berbagai perangkat elektronik mudah dikonversi ke indikator yang lebih rendah saat menggunakan transformator.

Sumber saat ini

Dengan analogi, sebagai sumber tegangan ideal menciptakan tegangan konstan pada output, tugas sumber arus adalah memberikan nilai arus konstan, secara otomatis mengontrol tegangan yang diperlukan. Contohnya adalah trafo arus (belitan sekunder), fotosel, arus kolektor transistor.

Perhitungan resistansi internal dari sumber tegangan

Sumber tegangan nyata memiliki hambatan listriknya sendiri, yang disebut "hambatan internal". Beban yang terhubung ke output sumber disebut sebagai "resistansi eksternal" - R.

Paket baterai menghasilkan EMF:

= E/Q, dimana:

E - energi (J);
Q - muatan (C).

GGL total sel baterai adalah tegangan rangkaian terbukanya ketika tidak ada beban. Ini dapat dikontrol dengan akurasi yang baik dengan multimeter digital. Beda potensial yang diukur pada kontak keluaran baterai, ketika dihubungkan ke resistor beban, akan lebih kecil dari tegangannya ketika rangkaian terbuka, karena arus yang mengalir melalui beban eksternal dan melalui resistansi internal sumber , ini menyebabkan disipasi energi di dalamnya sebagai radiasi termal .

Resistansi internal baterai kimia adalah antara sebagian kecil ohm dan beberapa ohm, dan terutama terkait dengan resistansi bahan elektrolit yang digunakan dalam baterai.

Jika resistor dengan resistansi R dihubungkan ke baterai, arus dalam rangkaian adalah I = /(R + r).

Resistansi internal bukanlah nilai konstan. Ini dipengaruhi oleh jenis baterai (alkali, asam timbal, dll.) dan bervariasi tergantung pada nilai beban, suhu, dan usia baterai. Misalnya, pada baterai sekali pakai, resistansi internal meningkat selama penggunaan, dan karena itu voltase turun hingga mencapai kondisi yang tidak sesuai untuk penggunaan lebih lanjut.

Jika sumber EMF adalah nilai yang telah ditentukan, resistansi internal sumber ditentukan dengan mengukur arus yang mengalir melalui resistor beban.

Karena resistansi internal dan eksternal dalam rangkaian perkiraan dihubungkan secara seri, hukum Ohm dan Kirchhoff dapat digunakan untuk menerapkan rumus:

Dari ekspresi ini r = /I - R.

Contoh. Sebuah baterai dengan EMF yang diketahui = 1,5 V dihubungkan secara seri dengan bola lampu. Penurunan tegangan pada bola lampu adalah 1,2 V. Oleh karena itu, resistansi internal elemen menciptakan penurunan tegangan: 1,5 - 1,2 \u003d 0,3 V. Resistansi kabel di sirkuit dianggap dapat diabaikan, resistansi lampu adalah tidak diketahui. Arus terukur yang melewati sirkuit: I \u003d 0,3 A. Penting untuk menentukan resistansi internal baterai.

Menurut hukum Ohm, hambatan bola lampu adalah R \u003d U / I \u003d 1.2 / 0.3 \u003d 4 Ohm;
Sekarang, menurut rumus untuk menghitung resistansi internal, r \u003d / I - R \u003d 1,5 / 0,3 - 4 \u003d 1 Ohm.

Jika terjadi korsleting, resistansi eksternal turun menjadi hampir nol. Arus hanya dapat dibatasi oleh resistansi sumber yang kecil. Arus yang dihasilkan dalam situasi seperti itu sangat tinggi sehingga sumber tegangan dapat rusak oleh efek termal arus, dan ada risiko kebakaran. Risiko kebakaran dicegah dengan memasang sekring, misalnya pada sirkuit aki mobil.

Resistansi internal dari sumber tegangan merupakan faktor penting ketika memutuskan bagaimana menyalurkan daya yang paling efisien ke peralatan listrik yang terhubung.

Penting! Transfer daya maksimum terjadi ketika resistansi internal sumber sama dengan resistansi beban.

Namun, dalam kondisi ini, mengingat rumus P \u003d I² x R, jumlah energi yang identik diberikan ke beban dan dihamburkan di sumber itu sendiri, dan efisiensinya hanya 50%.

Persyaratan beban harus dipertimbangkan dengan cermat untuk memutuskan penggunaan sumber yang terbaik. Misalnya, aki mobil timbal-asam harus memberikan arus tinggi pada tegangan 12 V yang relatif rendah. Resistansi internal yang rendah memungkinkannya untuk melakukannya.

Dalam beberapa kasus, catu daya tegangan tinggi harus memiliki resistansi internal yang sangat tinggi untuk membatasi arus hubung singkat.

Fitur resistansi internal dari sumber arus

Sumber arus yang ideal memiliki hambatan yang tidak terbatas, tetapi untuk sumber asli orang dapat membayangkan versi perkiraan. Rangkaian ekivalen adalah hambatan yang dihubungkan secara paralel dengan sumber dan hambatan luar.

Output arus dari sumber arus didistribusikan sebagai berikut: bagian dari arus mengalir melalui resistansi internal tertinggi dan melalui resistansi beban rendah.

Arus keluaran akan berasal dari jumlah arus pada resistansi internal dan beban Io \u003d Ir + Ivn.

Ternyata:

Di \u003d Io - Ivn \u003d Io - Un / r.

Ketergantungan ini menunjukkan bahwa ketika resistansi internal sumber arus meningkat, semakin banyak arus yang mengalir padanya, dan resistor beban menerima sebagian besar arus. Menariknya, tegangan tidak akan mempengaruhi nilai arus.

Tegangan keluaran sumber nyata:

Uout \u003d I x (R x r) / (R + r) \u003d I x R / (1 + R / r). Nilai artikel ini:

Objektif: Belajarlah untuk menentukan EMF secara eksperimental, dan resistansi internal dari sumber arus.

Perangkat dan peralatan: Sumber energi listrik, ammeter (hingga 2A dengan pembagian hingga 0,1A), voltmeter (konstan hingga 3A dengan pembagian hingga 0,3V), simpan (resistensi hingga 10 ohm), kunci, kabel penghubung.

TEORI:

Untuk mempertahankan arus dalam konduktor, perlu bahwa perbedaan potensial (tegangan) pada ujungnya tidak berubah. Untuk ini, sumber arus digunakan. Beda potensial pada kutubnya terbentuk karena pemisahan muatan menjadi positif dan negatif. Pekerjaan pada pemisahan muatan dilakukan oleh kekuatan pihak ketiga (bukan berasal dari listrik).

Nilai yang diukur dengan kerja yang dilakukan oleh gaya eksternal ketika memindahkan satu muatan listrik positif di dalam sumber arus disebut gaya gerak listrik dari sumber arus (EMF) dan dinyatakan dalam volt.

Ketika sirkuit tertutup, muatan yang dipisahkan dalam sumber arus membentuk medan listrik yang menggerakkan muatan di sepanjang sirkuit eksternal; di dalam sumber arus, muatan bergerak menuju medan di bawah aksi gaya eksternal. Jadi, energi yang tersimpan dalam sumber arus dihabiskan untuk usaha memindahkan muatan dalam rangkaian dengan resistansi R eksternal dan r internal.

PROSES KERJA

1. Rakit rangkaian listrik seperti yang ditunjukkan pada diagram.

2. Ukur EMF sumber energi listrik dengan menghubungkannya ke voltmeter (rangkaian).

3. Ukur kekuatan arus dan jatuh tegangan pada resistansi yang diberikan.

№	E	kamu	Saya	R	r	rcp
1.
2.
3.

4. Hitung hambatan dalam menurut hukum Ohm untuk seluruh rangkaian.

5. Bereksperimenlah dengan resistansi lain dan hitung resistansi internal elemen.

6. Hitung nilai rata-rata hambatan dalam elemen tersebut.

7. Catat hasil semua pengukuran dan perhitungan dalam sebuah tabel.

8. Temukan kesalahan absolut dan relatif.

9. Buatlah kesimpulan.

PERTANYAAN UJI

1. Tentukan kondisi adanya arus listrik dalam konduktor.

2. Apa peran sumber energi listrik dalam rangkaian listrik?

3. Apa yang menentukan tegangan pada terminal sumber energi listrik?

laboratorium #7

PENENTUAN EKIVALEN ELEKTROKIMIA TEMBAGA.

Objektif: belajar dalam praktik menghitung ekuivalen elektrokimia tembaga.

Peralatan: Timbangan dengan berat, amperemeter, jam. , sumber energi listrik, rheostat, kunci, pelat tembaga (elektroda), kabel penghubung, rendaman elektrolit dengan larutan tembaga sulfat.

Teori

Proses di mana molekul garam, asam dan alkali, ketika dilarutkan dalam air atau pelarut lain, terurai menjadi partikel bermuatan (ion) disebut disosiasi elektrolitik. , larutan yang dihasilkan dengan ion positif dan negatif disebut elektrolit.

Jika pelat (elektroda) yang terhubung ke klem sumber arus ditempatkan di bejana dengan elektrolit (membuat medan listrik di elektrolit), maka ion positif akan bergerak menuju katoda, dan ion negatif - menuju anoda. Oleh karena itu, dalam larutan asam, garam dan basa, muatan listrik akan bergerak bersama partikel zat tersebut. Pada saat yang sama, reaksi redoks terjadi pada elektroda, di mana suatu zat dilepaskan pada mereka. Proses melewatkan arus listrik melalui elektrolit, disertai dengan reaksi kimia, disebut elektrolisis.

Untuk elektrolisis, hukum Faraday berlaku: massa zat yang dilepaskan pada elektroda berbanding lurus dengan muatan yang melewati elektrolit:

di mana k adalah ekivalen elektrokimia dari jumlah zat yang dilepaskan ketika 1 C listrik melewati elektrolit. Dengan mengukur kekuatan arus dalam rangkaian, waktu lewatnya dan massa zat yang dilepaskan di katoda, seseorang dapat menentukan ekivalen elektrokimia (1s dinyatakan dalam kg / C).

di mana m adalah massa tembaga yang diendapkan di katoda; I-arus di sirkuit; t adalah waktu aliran arus dalam rangkaian.

Merakit rangkaian listrik sesuai dengan diagram.

1. Salah satu pelat yang akan menjadi katoda (jika pelat basah harus dikeringkan) ditimbang hati-hati dengan ketelitian 10 mg dan dicatat hasilnya dalam tabel.

2. Masukkan elektroda ke dalam bak elektrolit dan buat sirkuit listrik sesuai dengan diagram.

3. Sesuaikan arus dengan rheostat sehingga nilainya tidak melebihi 1A per 50 cm 2 bagian pelat katoda yang direndam.

4. Tutup sirkuit selama 15-20 menit.

5. Buka sirkuit, lepaskan pelat katoda, cuci sisa larutan darinya dan keringkan di bawah pengering tangan.

6. Timbang piring kering ke 10mg terdekat.

7. Besarnya arus, waktu percobaan, pertambahan massa pelat katoda, tuliskan dalam tabel dan tentukan ekivalen elektrokimianya.

Estimasi kesalahan.

Kesalahan relatif:
.

, karena itu .

Setelah itu, hasilnya diberikan sebagai: .

Bandingkan hasilnya dengan tabel.

pertanyaan tes.

1. Apa itu disosiasi elektrolitik, elektrolisis?

2. Berapa lama elektrolisis tembaga sulfat berlangsung jika kedua elektroda tembaga? Apakah kedua elektroda karbon?

3. Apakah elektrolisis akan berjalan lebih cepat atau lebih lambat jika salah satu elektroda tembaga diganti dengan seng?

Portal untuk siswa. Latihan mandiri

Resistansi internal dari sumber arus.

sumber tegangan DC

Baterai

Baterai

sumber tegangan AC

Sumber saat ini

Perhitungan resistansi internal dari sumber tegangan

Fitur resistansi internal dari sumber arus

ARTIKEL TERKAIT