Ang isang electric current sa isang konduktor ay lumalabas sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field na nagiging sanhi ng mga libreng sisingilin na particle na dumating sa direktang paggalaw. Ang paglikha ng kasalukuyang particle ay isang seryosong problema. Ang pagbuo ng gayong aparato na mapanatili ang potensyal na pagkakaiba ng larangan sa loob ng mahabang panahon sa isang estado ay isang gawain, ang solusyon na kung saan ay naging nasa loob ng kapangyarihan ng sangkatauhan lamang sa pagtatapos ng ika-18 siglo.

Mga unang pagtatangka

Ang mga unang pagtatangka na "mag-ipon ng kuryente" para sa karagdagang pananaliksik at paggamit nito ay ginawa sa Holland. Ang Aleman na si Ewald Jurgen von Kleist at ang Dutch na si Peter van Muschenbrook, na nagsagawa ng kanilang pananaliksik sa bayan ng Leiden, ay lumikha ng unang kapasitor sa mundo, na kalaunan ay tinawag na "Leyden jar".

Ang akumulasyon ng electric charge ay naganap na sa ilalim ng pagkilos ng mekanikal na alitan. Posibleng gumamit ng discharge sa pamamagitan ng konduktor para sa isang tiyak, medyo maikli, tagal ng panahon.

Ang tagumpay ng pag-iisip ng tao sa naturang ephemeral substance bilang kuryente ay naging rebolusyonaryo.

Sa kasamaang palad, ang discharge (ang electric current na nilikha ng kapasitor) ay tumagal nang napakaikli na hindi ito malikha. Bilang karagdagan, ang boltahe na ibinigay ng kapasitor ay unti-unting bumababa, na ginagawang imposible na makakuha ng tuluy-tuloy na kasalukuyang.

Kinailangan na maghanap ng ibang paraan.

Unang pinagmulan

Ang mga eksperimento ng Italian Galvani sa pag-aaral ng "elektrisidad ng hayop" ay isang orihinal na pagtatangka upang makahanap ng isang likas na mapagkukunan ng kasalukuyang sa kalikasan. Nakabitin ang mga binti ng mga dissected na palaka sa mga metal hook ng isang bakal na sala-sala, iginuhit niya ang pansin sa katangian ng reaksyon ng mga nerve endings.

Gayunpaman, ang mga natuklasan ni Galvani ay pinabulaanan ng isa pang Italyano, si Alessandro Volta. Interesado sa posibilidad na makakuha ng kuryente mula sa mga organismo ng hayop, nagsagawa siya ng isang serye ng mga eksperimento sa mga palaka. Ngunit ang kanyang konklusyon ay naging ganap na kabaligtaran ng mga nakaraang hypotheses.

Binigyang-pansin ni Volta ang katotohanan na ang isang buhay na organismo ay isang tagapagpahiwatig lamang ng isang paglabas ng kuryente. Kapag ang kasalukuyang pumasa, ang mga kalamnan ng mga binti ay nagkontrata, na nagpapahiwatig ng isang potensyal na pagkakaiba. Ang pinagmumulan ng electric field ay ang contact ng hindi magkatulad na mga metal. Kung mas malayo sila sa isang serye ng mga elemento ng kemikal, mas malaki ang epekto.

Ang mga plato ng hindi magkatulad na mga metal, na may linya na may mga papel na disc na pinapagbinhi ng isang electrolyte solution, ay lumikha ng kinakailangang potensyal na pagkakaiba sa loob ng mahabang panahon. At hayaan itong maging mababa (1.1 V), ngunit ang electric current ay maaaring maimbestigahan nang mahabang panahon. Ang pangunahing bagay ay ang pag-igting ay nanatiling hindi nagbabago nang kasingtagal.

Anong nangyayari

Bakit ang ganitong epekto ay dulot sa mga mapagkukunang tinatawag na "galvanic cells"?

Dalawang metal electrodes na inilagay sa isang dielectric ay gumaganap ng magkaibang mga tungkulin. Ang isa ay nagbibigay ng mga electron, ang isa ay tumatanggap sa kanila. Ang proseso ng reaksyon ng redox ay humahantong sa paglitaw ng labis na mga electron sa isang elektrod, na tinatawag na negatibong poste, at isang kakulangan sa pangalawa, ituturing natin ito bilang positibong poste ng pinagmulan.

Sa pinakasimpleng mga galvanic na selula, ang mga reaksyon ng oxidative ay nangyayari sa isang elektrod, at ang mga reaksyon ng pagbabawas ay nangyayari sa isa pa. Ang mga electron ay dumarating sa mga electrodes mula sa labas ng circuit. Ang electrolyte ay ang kasalukuyang konduktor ng mga ion sa loob ng pinagmulan. Ang puwersa ng paglaban ay namamahala sa tagal ng proseso.

Elemento ng tansong zinc

Ito ay kagiliw-giliw na isaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga galvanic cell gamit ang halimbawa ng isang tanso-zinc galvanic cell, ang pagkilos nito ay dahil sa enerhiya ng zinc at tanso sulpate. Sa pinagmulang ito, ang isang tansong plato ay inilalagay sa isang solusyon at isang zinc electrode ay nahuhulog sa isang solusyon ng zinc sulfate. Ang mga solusyon ay pinaghihiwalay ng isang porous spacer upang maiwasan ang paghahalo, ngunit dapat silang magkadikit.

Kung ang circuit ay sarado, ang ibabaw na layer ng zinc ay oxidized. Sa proseso ng pakikipag-ugnayan sa likido, ang mga atomo ng zinc, na naging mga ion, ay lumilitaw sa solusyon. Ang mga electron ay inilabas sa elektrod, na maaaring makilahok sa pagbuo ng kasalukuyang.

Pagpunta sa tansong elektrod, ang mga electron ay nakikibahagi sa reduction reaction. Mula sa solusyon, ang mga ion ng tanso ay pumapasok sa ibabaw na layer; sa proseso ng pagbabawas, nagiging mga atomo ng tanso, na nagdedeposito sa plato ng tanso.

Upang ibuod kung ano ang nangyayari: ang proseso ng pagpapatakbo ng isang galvanic cell ay sinamahan ng paglipat ng mga electron mula sa pagbabawas ng ahente sa ahente ng oxidizing kasama ang panlabas na bahagi ng circuit. Ang mga reaksyon ay nagaganap sa parehong mga electrodes. Ang isang ion current ay dumadaloy sa loob ng pinagmulan.

Mga kahirapan sa paggamit

Sa prinsipyo, ang alinman sa mga posibleng redox na reaksyon ay maaaring gamitin sa mga baterya. Ngunit walang napakaraming mga sangkap na may kakayahang magtrabaho sa mga teknikal na mahalagang elemento. Bukod dito, maraming mga reaksyon ang nangangailangan ng mga mamahaling sangkap.

Ang mga modernong baterya ay may mas simpleng istraktura. Dalawang electrodes na inilagay sa isang electrolyte ang punan ang sisidlan - ang kaso ng baterya. ganyan mga tampok ng disenyo pasimplehin ang istraktura at bawasan ang halaga ng mga baterya.

Ang anumang galvanic cell ay may kakayahang lumikha ng direktang kasalukuyang.

Ang kasalukuyang pagtutol ay hindi nagpapahintulot sa lahat ng mga ions na maabot ang mga electrodes nang sabay-sabay, kaya ang elemento ay gumagana nang mahabang panahon. Ang mga kemikal na reaksyon ng pagbuo ng mga ions maaga o huli ay huminto, ang elemento ay pinalabas.

Ang pinagmumulan ng kasalukuyang ay may malaking kahalagahan.

Isang salita tungkol sa paglaban

Ang paggamit ng electric current, walang alinlangan, ay nagdala ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad sa isang bagong antas, nagbigay ito ng isang higanteng tulong. Ngunit ang puwersa ng paglaban sa daloy ng kasalukuyang ay humahadlang sa naturang pag-unlad.

Sa isang banda, ang electric current ay may napakahalagang mga katangian na ginagamit sa pang-araw-araw na buhay at teknolohiya, sa kabilang banda, mayroong makabuluhang pagsalungat. Ang pisika, bilang isang agham ng kalikasan, ay sumusubok na magtatag ng balanse, upang maiayon ang mga pangyayaring ito.

Ang kasalukuyang pagtutol ay lumitaw dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga particle na may kuryente sa sangkap kung saan sila gumagalaw. Imposibleng ibukod ang prosesong ito sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng temperatura.

Paglaban

Ang kasalukuyang pinagmulan at ang paglaban ng panlabas na bahagi ng circuit ay may bahagyang naiibang kalikasan, ngunit pareho sa mga prosesong ito ay ang gawaing ginawa upang ilipat ang singil.

Ang gawain mismo ay nakasalalay lamang sa mga katangian ng pinagmulan at nilalaman nito: ang mga katangian ng mga electrodes at electrolyte, pati na rin para sa mga panlabas na bahagi ng circuit, ang paglaban nito ay nakasalalay sa mga geometric na parameter at mga katangian ng kemikal ng materyal. Halimbawa, ang paglaban ng isang metal wire ay tumataas sa pagtaas ng haba nito at bumababa sa pagpapalawak ng cross-sectional area. Kapag nilulutas ang problema kung paano bawasan ang paglaban, inirerekomenda ng pisika ang paggamit ng mga dalubhasang materyales.

Kasalukuyang trabaho

Alinsunod sa batas ng Joule-Lenz, ang dami ng init na inilabas sa mga konduktor ay proporsyonal sa paglaban. Kung ang dami ng init ay nagsasaad ng Q ext. , kasalukuyang lakas I, oras ng daloy nito t, pagkatapos ay makukuha natin:

• Q int. = I 2 r t,

kung saan ang r ay ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan.

Sa buong circuit, kabilang ang parehong panloob at panlabas na mga bahagi nito, ang kabuuang halaga ng init ay ilalabas, ang formula kung saan ay:

• Q kabuuang \u003d I 2 r t + I 2 R t \u003d I 2 (r + R) t,

Ito ay kilala kung paano tinutukoy ang paglaban sa pisika: ang isang panlabas na circuit (lahat ng mga elemento maliban sa pinagmulan) ay may pagtutol R.

Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit

Isinasaalang-alang namin na ang pangunahing gawain ay ginagawa ng mga panlabas na puwersa sa loob ng kasalukuyang mapagkukunan. Ang halaga nito ay katumbas ng produkto ng singil na dala ng field at ang electromotive force ng pinagmulan:

• q E = I 2 (r + R) t.

napagtatanto na ang singil ay katumbas ng produkto ng kasalukuyang lakas at ang oras ng daloy nito, mayroon tayong:

• E = I (r + R).

Alinsunod sa mga ugnayang sanhi-at-bunga, ang batas ng Ohm ay may anyo:

• Ako = E: (r + R).

Sa isang closed circuit, ito ay direktang proporsyonal sa EMF ng kasalukuyang pinagmulan at inversely proportional sa kabuuang (kabuuang) paglaban ng circuit.

Batay sa pattern na ito, posibleng matukoy ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan.

Kapasidad ng paglabas ng pinagmulan

Ang kapasidad ng paglabas ay maaari ding maiugnay sa mga pangunahing katangian ng mga pinagmumulan. Ang pinakamataas na halaga ng kuryente na nakuha sa panahon ng operasyon sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay depende sa lakas ng kasalukuyang naglalabas.

Sa isip, kapag ang ilang mga pagtatantya ay ginawa, ang kapasidad ng paglabas ay maaaring ituring na pare-pareho.

Halimbawa, ang isang karaniwang baterya na may potensyal na pagkakaiba na 1.5 V ay may kapasidad sa paglabas na 0.5 Ah. Kung ang kasalukuyang naglalabas ay 100mA, pagkatapos ay gumagana ito ng 5 oras.

Mga Paraan ng Pag-charge ng Baterya

Ang paggamit ng mga baterya ay nagiging sanhi ng pag-discharge nito. Ang pagsingil ng mga maliliit na elemento ay isinasagawa gamit ang isang kasalukuyang na ang halaga ng lakas ay hindi lalampas sa isang ikasampu ng kapasidad ng mapagkukunan.

Ang mga sumusunod na paraan ng pagsingil ay inaalok:

• paggamit ng patuloy na kasalukuyang para sa isang tinukoy na oras (mga 16 na oras na may kasalukuyang 0.1 na kapasidad ng baterya);
• singilin gamit ang isang step-down na kasalukuyang hanggang sa isang naibigay na halaga ng potensyal na pagkakaiba;
• paggamit ng mga asymmetric na alon;
• sunud-sunod na aplikasyon ng mga maikling pulso ng pagsingil at paglabas, kung saan ang oras ng una ay lumampas sa oras ng pangalawa.

Praktikal na trabaho

Ang gawain ay iminungkahi: upang matukoy ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan at EMF.

Upang maisagawa ito, kailangan mong mag-stock sa isang kasalukuyang mapagkukunan, isang ammeter, isang voltmeter, isang slider rheostat, isang susi, isang hanay ng mga conductor.

Ang paggamit ay tutukuyin ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan. Upang gawin ito, kailangan mong malaman ang EMF nito, ang halaga ng paglaban ng rheostat.

Ang formula ng pagkalkula para sa kasalukuyang paglaban sa panlabas na bahagi ng circuit ay maaaring matukoy mula sa batas ng Ohm para sa seksyon ng circuit:

• I=U:R,

kung saan ako ay ang kasalukuyang lakas sa panlabas na bahagi ng circuit, sinusukat sa isang ammeter; Ang U ay ang boltahe sa panlabas na pagtutol.

Upang mapabuti ang katumpakan, ang mga sukat ay kinukuha ng hindi bababa sa 5 beses. Para saan ito? Ang boltahe, paglaban, kasalukuyang (mas tiyak, kasalukuyang lakas) na sinusukat sa panahon ng eksperimento ay ginagamit pa.

Upang matukoy ang EMF ng kasalukuyang mapagkukunan, ginagamit namin ang katotohanan na ang boltahe sa mga terminal nito na may bukas na susi ay halos katumbas ng EMF.

Mag-ipon kami ng isang circuit mula sa isang baterya, isang rheostat, isang ammeter, isang susi na konektado sa serye. Ikinonekta namin ang isang voltmeter sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmulan. Pagbukas ng susi, kinukuha namin ang mga pagbabasa nito.

Ang panloob na pagtutol, ang pormula kung saan nakuha mula sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit, ay tinutukoy ng mga kalkulasyon ng matematika:

• Ako = E: (r + R).
• r = E: I - U: Ako.

Ipinapakita ng mga sukat na ang panloob na pagtutol ay mas mababa kaysa sa panlabas.

Ang praktikal na pag-andar ng mga nagtitipon at baterya ay malawakang ginagamit. Ang hindi mapag-aalinlanganang kaligtasan sa kapaligiran ng mga de-koryenteng motor ay walang pag-aalinlangan, ngunit ang paglikha ng isang malawak, ergonomic na baterya ay isang problema ng modernong pisika. Ang solusyon nito ay hahantong sa isang bagong yugto ng pag-unlad ng teknolohiyang automotive.

Ang maliliit, magaan, at may mataas na kapasidad na baterya ay mahalaga din sa mga mobile electronic device. Ang dami ng enerhiya na ginagamit sa mga ito ay direktang nauugnay sa pagganap ng mga device.

Layunin: upang pag-aralan ang paraan ng pagsukat ng EMF at panloob na paglaban ng isang kasalukuyang pinagmumulan gamit ang isang ammeter at isang voltmeter.

Kagamitan: metal tablet, kasalukuyang pinagmumulan, ammeter, voltmeter, risistor, susi, mga clamp, mga wire sa pagkonekta.

Upang sukatin ang EMF at ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmumulan, ang isang de-koryenteng circuit ay binuo, ang circuit na kung saan ay ipinapakita sa Figure 1.

Ang isang ammeter, resistance at key na konektado sa serye ay konektado sa kasalukuyang pinagmulan. Bilang karagdagan, ang isang voltmeter ay direktang konektado sa mga output socket ng pinagmulan.

Ang EMF ay sinusukat sa pamamagitan ng pagbabasa ng voltmeter na nakabukas ang susi. Ang pamamaraan na ito para sa pagtukoy ng EMF ay batay sa kinahinatnan ng batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit, ayon sa kung saan, na may isang walang katapusang malaking pagtutol ng panlabas na circuit, ang boltahe sa mga terminal ng pinagmulan ay katumbas ng EMF nito. (Tingnan ang talata "Ang batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit" ng aklat-aralin na "Physics 10").

Upang matukoy ang panloob na paglaban ng pinagmulan, ang susi K ay sarado. Sa kasong ito, ang dalawang seksyon ay maaaring kondisyon na makilala sa circuit: panlabas (ang isa na konektado sa pinagmulan) at panloob (ang isa na nasa loob ng kasalukuyang pinagmulan). Dahil ang EMF ng pinagmulan ay katumbas ng kabuuan ng pagbaba ng boltahe sa panloob at panlabas na mga seksyon ng circuit:

ε = Ur+UR, pagkataposUr = ε -UR (1)

Ayon sa batas ng Ohm para sa seksyon ng chain U r = I · r(2). Ang pagpapalit ng pagkakapantay-pantay (2) sa (1) ay makukuha natin:

ako· r = ε - Ur , saan si r = (ε - UR)/ J

Samakatuwid, upang malaman ang panloob na paglaban ng isang kasalukuyang mapagkukunan, kailangan munang matukoy ang EMF nito, pagkatapos ay isara ang susi at sukatin ang pagbaba ng boltahe sa panlabas na pagtutol, pati na rin ang kasalukuyang lakas dito.

Proseso ng paggawa

1. Maghanda ng talahanayan upang itala ang mga resulta ng mga sukat at kalkulasyon:

ε ,sa	U r , B	ako,a	r , Ohm

Gumuhit sa iyong kuwaderno ng isang diagram para sa pagsukat ng EMF at panloob na pagtutol ng pinagmulan.

Pagkatapos suriin ang circuit, tipunin ang electrical circuit. Buksan ang susi.

Sukatin ang halaga ng EMF ng pinagmulan.

Isara ang switch at basahin ang mga pagbabasa ng ammeter at voltmeter.

Kalkulahin ang panloob na pagtutol ng pinagmulan.

1. Pagpapasiya ng emf at panloob na paglaban ng isang kasalukuyang pinagmulan sa pamamagitan ng isang graphical na pamamaraan

Layunin: upang pag-aralan ang mga sukat ng EMF, panloob na paglaban at short-circuit kasalukuyang ng kasalukuyang pinagmulan, batay sa pagsusuri ng graph ng pagtitiwala ng boltahe sa output ng pinagmulan sa kasalukuyang lakas sa circuit.

Kagamitan: galvanic cell, ammeter, voltmeter, risistor R 1 , variable na risistor, susi, mga clamp, metal plate, mga wire sa pagkonekta.

Mula sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit sumusunod na ang boltahe sa output ng kasalukuyang pinagmulan ay nakasalalay sa direktang proporsyon sa kasalukuyang lakas sa circuit:

dahil ako \u003d E / (R + r), pagkatapos ay IR + Ir \u003d E, ngunit IR \u003d U, kung saan U + Ir \u003d E o U \u003d E - Ir (1).

Kung bumuo ka ng isang graph ng pag-asa ng U sa I, pagkatapos ay sa pamamagitan ng mga intersection point nito sa mga coordinate axes maaari mong matukoy ang E, I K.Z. - ang lakas ng kasalukuyang short circuit (ang kasalukuyang dadaloy sa source circuit kapag ang panlabas na resistance R ay naging katumbas ng zero).

Ang EMF ay tinutukoy ng punto ng intersection ng graph na may stress axis. Ang puntong ito ng graph ay tumutugma sa estado ng circuit kung saan walang kasalukuyang sa loob nito at, samakatuwid, U = E.

Ang lakas ng kasalukuyang short circuit ay tinutukoy ng punto ng intersection ng graph na may kasalukuyang axis. Sa kasong ito, ang panlabas na pagtutol R = 0 at, dahil dito, ang boltahe sa output ng pinagmulan U = 0.

Ang panloob na paglaban ng pinagmulan ay matatagpuan sa pamamagitan ng tangent ng slope ng graph na nauugnay sa kasalukuyang axis. (Ihambing ang formula (1) sa isang mathematical function ng form Y = AX + B at tandaan ang kahulugan ng coefficient sa X).

Proseso ng paggawa

Upang itala ang mga resulta ng pagsukat, maghanda ng talahanayan:

1. Pagkatapos suriin ng guro ang circuit, i-assemble ang electrical circuit. Itakda ang variable na risistor slider sa posisyon kung saan ang paglaban ng circuit na konektado sa kasalukuyang pinagmulan ay magiging maximum.

Tukuyin ang halaga ng kasalukuyang sa circuit at ang boltahe sa mga terminal ng pinagmulan sa pinakamataas na halaga ng paglaban ng variable na risistor. Ilagay ang data ng pagsukat sa talahanayan.

Ulitin ang mga sukat ng kasalukuyang at boltahe nang maraming beses, sa bawat oras na binabawasan ang halaga ng variable resistance upang ang boltahe sa mga terminal ng pinagmulan ay bumaba ng 0.1V. Itigil ang pagsukat kapag ang kasalukuyang nasa circuit ay umabot sa 1A.

I-plot ang mga puntos na nakuha sa eksperimento sa graph. I-plot ang boltahe sa vertical axis at kasalukuyang sa horizontal axis. Gumuhit ng isang tuwid na linya sa pamamagitan ng mga tuldok.

Ipagpatuloy ang graph sa intersection na may mga coordinate axes at tukuyin ang mga halaga ng E at, I K.Z.

Sukatin ang EMF ng pinagmulan sa pamamagitan ng pagkonekta ng voltmeter sa mga terminal nito nang nakabukas ang panlabas na circuit. Ihambing ang mga halaga ng EMF na nakuha ng dalawang pamamaraan at ipahiwatig ang dahilan para sa posibleng pagkakaiba sa pagitan ng mga resulta.

Tukuyin ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan. Upang gawin ito, kalkulahin ang tangent ng slope ng constructed graph sa kasalukuyang axis. Dahil ang tangent ng isang anggulo sa isang kanang tatsulok ay katumbas ng ratio ng kabaligtaran na binti sa katabi, ito ay halos magagawa sa pamamagitan ng paghahanap ng ratio E / I K.Z

Ang pinagmulan ay isang aparato na nagko-convert ng mekanikal, kemikal, thermal at ilang iba pang anyo ng enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Sa madaling salita, ang pinagmulan ay isang aktibong elemento ng network na idinisenyo upang makabuo ng kuryente. Ang iba't ibang uri ng mga mapagkukunan na magagamit sa grid ng kuryente ay mga mapagkukunan ng boltahe at kasalukuyang mga mapagkukunan. Ang dalawang konseptong ito sa electronics ay magkaiba sa isa't isa.

Pinagmumulan ng boltahe ng DC

Ang pinagmumulan ng boltahe ay isang aparato na may dalawang pole, ang boltahe nito sa anumang oras ay pare-pareho, at ang kasalukuyang dumadaan dito ay walang epekto. Ang ganitong mapagkukunan ay magiging perpekto, na may zero na panloob na pagtutol. Sa praktikal na termino, hindi ito makukuha.

Sa negatibong poste ng pinagmumulan ng boltahe, ang labis na mga electron ay naipon, sa positibong poste - ang kanilang kakulangan. Ang mga estado ng mga pole ay pinananatili ng mga proseso sa loob ng pinagmulan.

Mga baterya

Ang mga baterya ay nag-iimbak ng kemikal na enerhiya sa loob at may kakayahang i-convert ito sa elektrikal na enerhiya. Ang mga baterya ay hindi maaaring ma-recharge, na ang kanilang kawalan.

Mga baterya

Ang mga baterya ay mga rechargeable na baterya. Kapag nagcha-charge, ang enerhiyang elektrikal ay iniimbak sa loob sa anyo ng enerhiyang kemikal. Sa panahon ng pagbabawas, ang proseso ng kemikal ay nagpapatuloy sa kabaligtaran ng direksyon, at ang enerhiyang elektrikal ay inilabas.

Mga halimbawa:

1. Lead-acid na cell ng baterya. Ito ay ginawa mula sa mga lead electrodes at isang electrolytic liquid sa anyo ng sulfuric acid na diluted na may distilled water. Ang boltahe sa bawat cell ay humigit-kumulang 2 V. Sa mga baterya ng kotse, anim na mga cell ang karaniwang konektado sa isang serye ng circuit, sa mga terminal ng output ang nagresultang boltahe ay 12 V;

1. Mga bateryang nikel-cadmium, boltahe ng cell - 1.2 V.

Mahalaga! Sa mababang agos, ang mga baterya at nagtitipon ay makikita bilang isang mahusay na pagtatantya sa perpektong pinagmumulan ng boltahe.

Pinagmumulan ng boltahe ng AC

Ang kuryente ay ginawa sa mga istasyon ng kuryente sa tulong ng mga generator at, pagkatapos ng regulasyon ng boltahe, ay ipinadala sa mamimili. Ang alternating boltahe ng 220 V home network sa mga power supply ng iba't ibang mga elektronikong aparato ay madaling ma-convert sa isang mas mababang tagapagpahiwatig kapag gumagamit ng mga transformer.

Kasalukuyang pinagmulan

Sa pamamagitan ng pagkakatulad, bilang isang perpektong mapagkukunan ng boltahe ay lumilikha ng isang pare-pareho ang boltahe sa output, ang gawain ng isang kasalukuyang mapagkukunan ay upang magbigay ng isang pare-pareho ang kasalukuyang halaga, awtomatikong kinokontrol ang kinakailangang boltahe. Ang mga halimbawa ay kasalukuyang mga transformer (pangalawang paikot-ikot), photocells, collector currents ng mga transistor.

Pagkalkula ng panloob na paglaban ng pinagmulan ng boltahe

Ang mga tunay na mapagkukunan ng boltahe ay may sariling paglaban sa kuryente, na tinatawag na "panloob na pagtutol". Ang pagkarga na konektado sa mga output ng pinagmulan ay tinutukoy bilang "panlabas na pagtutol" - R.

Ang baterya pack ay bumubuo ng EMF:

ε = E/Q, kung saan:

• E - enerhiya (J);
• Q - bayad (C).

Ang kabuuang emf ng isang cell ng baterya ay ang boltahe ng bukas na circuit nito kapag walang load. Maaari itong kontrolin nang may mahusay na katumpakan gamit ang isang digital multimeter. Ang potensyal na pagkakaiba na sinusukat sa mga contact ng output ng baterya, kapag ito ay konektado sa isang load resistor, ay magiging mas mababa kaysa sa boltahe nito kapag ang circuit ay bukas, dahil sa kasalukuyang dumadaloy sa labas ng load at sa pamamagitan ng panloob na pagtutol ng pinagmulan. , ito ay humahantong sa pagwawaldas ng enerhiya sa loob nito bilang thermal radiation.

Ang panloob na resistensya ng isang kemikal na baterya ay nasa pagitan ng isang bahagi ng isang ohm at ilang ohm, at pangunahing nauugnay sa paglaban ng mga electrolytic na materyales na ginamit sa baterya.

Kung ang isang risistor na may resistensya R ay konektado sa isang baterya, ang kasalukuyang nasa circuit ay I = ε/(R + r).

Ang panloob na pagtutol ay hindi isang pare-parehong halaga. Naaapektuhan ito ng uri ng baterya (alkaline, lead-acid, atbp.) at nag-iiba depende sa halaga ng pagkarga, temperatura at edad ng baterya. Halimbawa, sa mga disposable na baterya, ang panloob na resistensya ay tumataas habang ginagamit, at ang boltahe samakatuwid ay bumababa hanggang sa umabot ito sa isang estado na hindi angkop para sa karagdagang paggamit.

Kung ang pinagmulan ng EMF ay isang paunang natukoy na halaga, ang panloob na paglaban ng pinagmulan ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagsukat ng kasalukuyang dumadaloy sa risistor ng pagkarga.

1. Dahil ang panloob at panlabas na pagtutol sa tinatayang circuit ay konektado sa serye, ang mga batas ng Ohm at Kirchhoff ay maaaring gamitin upang ilapat ang formula:

1. Mula sa expression na ito r = ε/I - R.

Halimbawa. Ang isang baterya na may kilalang EMF ε = 1.5 V ay konektado sa serye gamit ang isang bumbilya. Ang pagbaba ng boltahe sa bumbilya ay 1.2 V. Samakatuwid, ang panloob na paglaban ng elemento ay lumilikha ng pagbaba ng boltahe: 1.5 - 1.2 \u003d 0.3 V. Ang paglaban ng mga wire sa circuit ay itinuturing na bale-wala, ang paglaban ng lampara ay hindi kilala. Ang sinusukat na kasalukuyang dumadaan sa circuit: I \u003d 0.3 A. Ito ay kinakailangan upang matukoy ang panloob na paglaban ng baterya.

1. Ayon sa batas ng Ohm, ang paglaban ng isang bombilya ay R \u003d U / I \u003d 1.2 / 0.3 \u003d 4 Ohms;
2. Ngayon, ayon sa formula para sa pagkalkula ng panloob na paglaban, r \u003d ε / I - R \u003d 1.5 / 0.3 - 4 \u003d 1 Ohm.

Sa kaganapan ng isang maikling circuit, ang panlabas na pagtutol ay bumaba sa halos zero. Ang kasalukuyang ay maaari lamang limitado sa pamamagitan ng isang maliit na paglaban sa pinagmulan. Ang kasalukuyang nabuo sa ganoong sitwasyon ay napakataas na ang pinagmumulan ng boltahe ay maaaring masira ng thermal effect ng kasalukuyang, at may panganib ng sunog. Ang panganib ng sunog ay pinipigilan sa pamamagitan ng pag-install ng mga piyus, halimbawa sa mga circuit ng baterya ng kotse.

Ang panloob na resistensya ng isang pinagmumulan ng boltahe ay isang mahalagang kadahilanan kapag nagpapasya kung paano ihatid ang pinaka mahusay na kapangyarihan sa isang konektadong electrical appliance.

Mahalaga! Ang maximum na paglipat ng kapangyarihan ay nangyayari kapag ang panloob na paglaban ng pinagmulan ay katumbas ng paglaban ng pagkarga.

Gayunpaman, sa ilalim ng kondisyong ito, ang pag-alala sa formula P \u003d I² x R, isang magkaparehong halaga ng enerhiya ang ibinibigay sa pag-load at nawala sa pinagmulan mismo, at ang kahusayan nito ay 50% lamang.

Ang mga kinakailangan sa pag-load ay dapat na maingat na isaalang-alang upang magpasya sa pinakamahusay na paggamit ng pinagmulan. Halimbawa, ang baterya ng lead-acid na kotse ay dapat magbigay ng mataas na agos sa medyo mababang boltahe na 12 V. Ang mababang panloob na resistensya nito ay nagpapahintulot na gawin ito.

Sa ilang mga kaso, ang mga supply ng mataas na boltahe ng kuryente ay dapat na may napakataas na panloob na resistensya upang limitahan ang kasalukuyang short circuit.

Mga tampok ng panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmulan

Ang isang perpektong kasalukuyang mapagkukunan ay may walang katapusang pagtutol, ngunit para sa mga tunay na mapagkukunan ay maaaring isipin ng isang tinatayang bersyon. Ang katumbas na circuit ay isang paglaban na konektado sa parallel sa pinagmulan at isang panlabas na pagtutol.

Ang kasalukuyang output mula sa kasalukuyang pinagmumulan ay ibinahagi bilang mga sumusunod: bahagi ng kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng pinakamataas na panloob na paglaban at sa pamamagitan ng mababang paglaban sa pagkarga.

Ang kasalukuyang output ay mula sa kabuuan ng mga alon sa panloob na paglaban at ang pagkarga Io \u003d Ir + Ivn.

Iyon pala:

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

Ang pag-asa na ito ay nagpapakita na kapag ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmumulan ay tumaas, mas bumababa ang kasalukuyang nasa ibabaw nito, at ang risistor ng pagkarga ay tumatanggap ng karamihan sa kasalukuyang. Kapansin-pansin, ang boltahe ay hindi makakaapekto sa kasalukuyang halaga.

Real source output boltahe:

Uout \u003d I x (R x r) / (R + r) \u003d I x R / (1 + R / r). I-rate ang artikulong ito:

Layunin: eksperimento na kalkulahin ang EMF at panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan.

Kagamitan: pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya, ammeter, voltmeter, rheostat (6 - 8 Ohm), susi, mga wire sa pagkonekta.

Ang halaga na katumbas ng numero sa gawaing isinagawa ng mga panlabas na puwersa kapag naglilipat ng isang unit charge sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan ay tinatawag na electromotive force ng kasalukuyang pinagmumulan. ε, mula sa batas ng Ohm:

kung saan ako ang kasalukuyang lakas, ang U ay ang boltahe.

sa SI ε ipinahayag sa volts (V).

Ang puwersa ng electromotive at ang panloob na paglaban ng kasalukuyang pinagmumulan ay maaaring matukoy sa eksperimento.

Order sa trabaho

1. Tukuyin ang presyo ng paghahati ng sukat ng mga instrumento sa pagsukat.

2. Bumuo ng electrical circuit ayon sa diagram na ipinapakita sa fig. isa

3. Pagkatapos suriin ng guro ang circuit, isara ang susi at, gamit ang isang rheostat, itakda ang kasalukuyang lakas na naaayon sa ilang dibisyon ng sukat ng ammeter, kunin ang mga pagbabasa ng voltmeter at ammeter.

4. Ulitin ang eksperimento nang 2 beses, binabago ang kasalukuyang lakas ng circuit gamit ang isang rheostat.

5. Itala ang datos na nakuha sa talahanayan 1.

Larawan 4.10 - Eksperimental na pamamaraan

№	Boltahe sa panlabas na bahagi ng circuit U, V	Kasalukuyang nasa circuit I, A	Panloob na pagtutol r, Ohm	Average na halaga ng panloob na pagtutol r cf, Ohm	EMF e, V	Average na EMF e c p, V

Talahanayan 1 - Pang-eksperimentong data

1. Palitan ang mga resulta ng pagsukat sa equation 1 at, paglutas ng mga sistema ng mga equation:

matukoy ang panloob na pagtutol ng pinagmulan gamit ang mga formula:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Sumulat ng data sa talahanayan 1.

5. Gumawa ng konklusyon.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

mga tanong sa pagsusulit

1. Ano ang pisikal na kakanyahan ng electrical resistance?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Ano ang papel ng kasalukuyang pinagmumulan sa electrical circuit?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Ano ang pisikal na kahulugan ng EMF? Tukuyin ang bolta.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Ano ang tumutukoy sa boltahe sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmulan?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Gamit ang mga resulta ng mga sukat na ginawa, tukuyin ang paglaban ng panlabas na circuit.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Lab Report No. __________

pangkat na mag-aaral ________________

BUONG PANGALAN_______________________________________________________________

PAKSANG-ARALIN: PAG-AARAL NG PAG-ASA NG KAPANGYARIHAN NG KURYENTE CURRENT NG INCANDESCENT LAMP SA VOLTAGE

Layunin: upang makabisado ang paraan ng pagsukat ng kapangyarihan na natupok ng isang electrical appliance, batay sa pagsukat ng kasalukuyang at boltahe; upang siyasatin ang pag-asa ng kapangyarihang natupok ng bombilya sa boltahe sa mga terminal nito; siyasatin ang pagdepende ng resistensya ng konduktor sa temperatura.

Kagamitan: electric lamp, DC at AC voltage source, sliding rheostat, ammeter; voltmeter, key, connecting wires, graph paper.

Maikling teoretikal na impormasyon

Ang halaga na katumbas ng ratio ng gawain ng kasalukuyang A sa oras na t kung saan ito ginanap ay tinatawag na kapangyarihan P:

Kaya naman, (1)

Order sa trabaho

Eksperimento #1

1. Gumawa ng electrical circuit ayon sa diagram na ipinapakita sa Figure 1, para sa zero na karanasan, na obserbahan ang polarity ng mga device

Figure 1 - Wiring diagram

2. Tukuyin ang presyo ng paghahati ng sukat ng mga instrumento sa pagsukat

_____________________________________________________________________________

3. Pagkatapos suriin ng guro ang circuit, kunin ang mga pagbasa ng boltahe U at kasalukuyang I.

4. Itala ang data ng mga device sa talahanayan 1.

Talahanayan 1 - Pang-eksperimentong data Blg. 1

Eksperimento #2

1. I-assemble ang circuit ayon sa Fig. 2, kung saan ang bombilya ay konektado sa alternating current sa pamamagitan ng rheostat.

Figure 4.12 - Wiring diagram

2. Pagkatapos suriin ng guro ang circuit, kunin ang mga pagbasa ng ammeter at voltmeter sa pamamagitan ng pagpapalit ng posisyon ng slider sa rheostat ng 10 - 11 beses.

3. Itala ang data ng mga device sa talahanayan 2.

Talahanayan 2 - Pang-eksperimentong data Blg. 2

Pagproseso ng mga resulta ng pagsukat

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Maghanap ng panlaban R0, para sa walang karanasan:

(5)

kung saan ang ΔT 0 K ay ang pagbabago sa ganap na temperatura (sa kasong ito, ito ay katumbas ng temperatura ng silid sa sukat ng Celsius); Ang α ay ang temperature resistance coefficient para sa tungsten (Appendix B).

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Itala ang natanggap na datos sa talahanayan 1.

Eksperimento #2

1. Para sa bawat eksperimento, tukuyin ang power P na natupok ng lampara ayon sa formula:

P \u003d U max I max (6)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Hanapin ang temperatura ng lamp filament para sa bawat eksperimento gamit ang formula:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Itala ang mga resulta ng mga sukat at kalkulasyon sa Talahanayan 2.

5. Sa graph paper, plot graphs: a) ang dependence ng power P na natupok ng lamp sa boltahe U sa mga clamp nito; b) pag-asa ng paglaban R sa temperatura T.

6. Gumawa ng konklusyon batay sa mga resulta ng dalawang eksperimento.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

mga tanong sa pagsusulit

1. Ano ang pisikal na kahulugan ng boltahe sa isang seksyon ng isang de-koryenteng circuit?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Paano matukoy ang kasalukuyang kapangyarihan gamit ang isang ammeter at voltmeter?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Para sa anong layunin ginagamit ang wattmeter. Paano ito konektado sa circuit?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Paano magbabago ang resistensya ng isang metal conductor sa pagtaas ng temperatura?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Paano naiiba ang 100 W incandescent lamp spiral sa 25 watt lamp spiral?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________