Miért van belső ellenállás a forrás belsejében? Elektromos erő

A vezetőben elektromos áram keletkezik elektromos tér hatására, aminek következtében a szabad töltésű részecskék egy irányba mozognak. részecskeáram létrehozása - komoly probléma. Olyan eszközt építeni, amely egy állapotban hosszú ideig fenntartja a térpotenciál-különbséget, olyan feladat, amelyet az emberiség csak megoldani tudott. vége a XVIII század.

Első próbálkozások

Hollandiában történtek az első kísérletek az elektromos áram „tárolására” a további kutatáshoz és felhasználáshoz. A német Ewald Jürgen von Kleist és a holland Pieter van Musschenbroek, akik Leiden városában végezték kutatásaikat, megalkották a világ első kondenzátorát, később „Leyden jar” néven.

Az elektromos töltés felhalmozódása már mechanikai súrlódás hatására végbement. Lehetőség volt a vezetőn keresztül történő kisülést egy bizonyos, meglehetősen rövid ideig használni.

Az emberi elme győzelme egy olyan mulandó anyag felett, mint az elektromosság, forradalminak bizonyult.

Sajnos a kisülés (a kondenzátor által létrehozott elektromos áram) olyan rövid ideig tartott, hogy nem lehetett létrehozni. Ezenkívül a kondenzátor által szolgáltatott feszültség fokozatosan csökken, ami nem hagy lehetőséget a hosszú távú áram vételére.

Más utat kellett keresni.

Első forrás

Az olasz Galvani „állati elektromossággal” kapcsolatos kísérletei eredeti kísérletek voltak arra, hogy természetes áramforrást találjanak a természetben. A kimetszett békák lábait vasrács fémkampóira akasztotta, felhívta a figyelmet az idegvégződések jellegzetes reakciójára.

Galvani következtetéseit azonban egy másik olasz, Alessandro Volta cáfolta. Érdekelte, hogy az állati szervezetekből áramot nyerhet, kísérletsorozatot végzett békákkal. De a következtetése az lett a teljes ellentéte korábbi hipotézisek.

Volta észrevette, hogy az élő szervezet csak az elektromos kisülés jelzője. Amikor az áram áthalad, a mancsok izmai összehúzódnak, ami potenciálkülönbséget jelez. Kiderült, hogy az elektromos tér forrása különböző fémek érintkezése. Minél távolabb vannak egymástól a kémiai elemek sorában, annál jelentősebb a hatás.

Az elektrolitoldattal átitatott papírkorongokkal bélelt, eltérő fémekből készült lemezek hosszú időn keresztül létrehozták a szükséges potenciálkülönbséget. És bár alacsony volt (1,1 V), az elektromos áramot lehetett tanulmányozni hosszú ideje. A lényeg, hogy a feszültség ugyanolyan sokáig változatlan maradt.

Mi történik

Miért jelentkezik ez a hatás a „galvanikus celláknak” nevezett forrásokban?

A dielektrikumban elhelyezett két fémelektróda különböző szerepet játszik. Az egyik elektronokat szállít, a másik elfogadja azokat. A redoxreakció folyamata az egyik elektródán elektrontöbblet megjelenéséhez vezet, amelyet negatív pólusnak nevezünk, és hiányt a másodikon, amelyet a forrás pozitív pólusának nevezünk.

A legegyszerűbb galvánelemeknél az egyik elektródán oxidációs reakciók, a másikon redukciós reakciók mennek végbe. Az elektronok az áramkör külső részéből érkeznek az elektródákhoz. Az elektrolit az ionáram vezetője a forrás belsejében. Az ellenállás ereje szabályozza a folyamat időtartamát.

Réz-cink elem

Érdekes megvizsgálni a galvánelemek működési elvét egy réz-cink galvanikus cella példáján, amelynek hatása a cink és a réz-szulfát energiájából származik. Ebben a forrásban egy rézlemezt helyeznek oldatba, és egy cinkelektródát merítenek cink-szulfát oldatba. Az oldatokat porózus távtartóval választják el egymástól, hogy elkerüljék a keveredést, de érintkezniük kell.

Ha az áramkör zárt, a cink felületi rétege oxidálódik. A folyadékkal való kölcsönhatás során az oldatban ionokká alakuló cinkatomok jelennek meg. Az elektródán elektronok szabadulnak fel, amelyek részt vehetnek az áramképzésben.

A rézelektródára kerülve az elektronok részt vesznek a redukciós reakcióban. A rézionok az oldatból a felületi rétegbe jutnak a redukció során, rézatomokká alakulnak, lerakódnak a rézlemezre.

Foglaljuk össze, mi történik: a galvánelem működési folyamatát az áramkör külső része mentén az elektronok redukálószerből az oxidálószerbe való átmenete kíséri. A reakciók mindkét elektródán fellépnek. A forrás belsejében ionáram folyik.

Használati nehézség

Elvileg a lehetséges redox reakciók bármelyike felhasználható akkumulátorokban. De nincs olyan sok anyag, amely műszakilag értékes elemekben képes működni. Ezenkívül sok reakcióhoz drága anyagokra van szükség.

Modern ujratölthető elemek egyszerűbb szerkezetűek. Egy elektrolitba helyezett két elektróda tölti meg az edényt - az akkumulátortestet. Az ilyen tervezési jellemzők leegyszerűsítik a szerkezetet és csökkentik az akkumulátorok költségét.

Bármely galvánelem képes egyenáram előállítására.

Az áramellenállás nem teszi lehetővé, hogy az összes ion egyszerre jelenjen meg az elektródákon, így az elem hosszú ideig működik. Az ionképződés kémiai reakciói előbb-utóbb leállnak, és az elem kisül.

A jelenlegi forrás nagyon fontos.

Egy kicsit az ellenállásról

Használat elektromos áram, kétségtelenül hozta tudományos és műszaki haladás tovább új szint, óriási lökést adott neki. De az áramáramlással szembeni ellenállás ereje akadályozza az ilyen fejlődést.

Egyrészt az elektromos áram felbecsülhetetlen, a mindennapi életben és a technikában használatos tulajdonságokkal rendelkezik, másrészt jelentős ellenállással bír. A fizika, mint a természettudomány, igyekszik egyensúlyt teremteni és összhangba hozni ezeket a körülményeket.

Az áramellenállás az elektromosan töltött részecskék és az anyaggal való kölcsönhatás miatt keletkezik, amelyen keresztül mozognak. Szüntesse meg ezt a folyamatot normál esetben hőmérsékleti viszonyok lehetetlen.

Ellenállás

Az áramforrás és az áramkör külső részének ellenállása némileg eltérő jellegű, de ezekben a folyamatokban ugyanaz a töltés mozgatására irányuló munka.

Maga a munka csak a forrás és a töltet tulajdonságaitól függ: az elektródák és az elektrolit minőségétől, valamint az áramkör külső részeitől, amelyek ellenállása az anyag geometriai paramétereitől és kémiai jellemzőitől függ. Például egy fémhuzal ellenállása a hosszával nő, és csökken a keresztmetszeti terület növekedésével. Az ellenállás csökkentésével kapcsolatos probléma megoldása során a fizika speciális anyagok használatát javasolja.

Aktuális munka

A Joule-Lenz törvény értelmében a vezetőkben az ellenállással arányos mennyiségű hő szabadul fel. Ha a hőmennyiséget Q int jelöli. , áramerősség I, folyási ideje t, akkor kapjuk:

Q belső = I 2 r t,

ahol r az áramforrás belső ellenállása.

A teljes láncban, beleértve a belső és külső részeket is, a teljes hőmennyiség szabadul fel, amelynek képlete:

Q összesen = I 2 r t + I 2 R t = I 2 (r + R) t,

Ismeretes, hogyan jelölik az ellenállást a fizikában: a külső áramkör (a forrás kivételével minden elem) R ellenállással rendelkezik.

Ohm törvénye a teljes áramkörre

Vegyük figyelembe, hogy a fő munkát külső erők végzik az áramforráson belül. Értéke megegyezik a mező által átvitt töltés és a forrás elektromotoros erejének szorzatával:

q · E = I 2 · (r + R) · t.

felismerve, hogy a vád egyenlő a termékkel Az áramerősség az áramlás időtartama alatt:

E = I (r + R).

Az ok-okozati összefüggéseknek megfelelően az Ohm-törvény a következőképpen alakul:

I = E: (r + R).

Zárt áramkörben egyenesen arányos EMF forrásáramerősség és fordítottan arányos az áramkör teljes (impedancia) ellenállásával.

Ezen minta alapján meg lehet határozni az áramforrás belső ellenállását.

Forrás kisülési kapacitása

A források fő jellemzői közé tartozik a kibocsátási kapacitás. A működés során bizonyos körülmények között nyert maximális villamosenergia-mennyiség a kisülési áram erősségétől függ.

Ideális esetben bizonyos közelítések elvégzésekor a kisülési kapacitás állandónak tekinthető.

Például egy szabványos akkumulátor 1,5 V potenciálkülönbséggel 0,5 Ah kisütési kapacitással rendelkezik. Ha a kisülési áram 100 mA, akkor 5 órán keresztül működik.

Az akkumulátorok töltésének módjai

Az elemek használata lemeríti azokat. a kis méretű elemek töltése olyan árammal történik, amelynek erőssége nem haladja meg a forrás kapacitásának egytizedét.

Felajánlott következő módszereket töltés:

állandó áramot használva egy adott ideig (kb. 16 óra 0,1 akkumulátorkapacitású áram mellett);
töltés egy adott potenciálkülönbségig csökkenő áramerősséggel;
aszimmetrikus áramok használata;
rövid töltési és kisütési impulzusok egymás utáni alkalmazása, amelyben az első ideje meghaladja a második idejét.

Praktikus munka

Javasolt egy feladat: határozza meg az áramforrás és az emf belső ellenállását.

A végrehajtáshoz áramforrást, ampermérőt, voltmérőt, csúszó reosztátot, kulcsot és vezetékkészletet kell felhalmozni.

A használat lehetővé teszi az áramforrás belső ellenállásának meghatározását. Ehhez ismernie kell az EMF-jét és a reosztát ellenállásának értékét.

Az áramkör külső részének áramellenállásának számítási képlete az áramköri szakasz Ohm törvényéből határozható meg:

I=U:R,

ahol I az áramerősség az áramkör külső részén, ampermérővel mérve; U a külső ellenálláson lévő feszültség.

A pontosság növelése érdekében a méréseket legalább 5 alkalommal kell elvégezni. Mire való? A továbbiakban a kísérlet során mért feszültséget, ellenállást, áramerősséget (vagy inkább áramerősséget) használjuk.

Az áramforrás EMF-jének meghatározásához kihasználjuk azt a tényt, hogy a kapcsai feszültsége, amikor a kapcsoló nyitva van, majdnem megegyezik az EMF-vel.

Állítsunk össze egy akkumulátort, egy reosztátot, egy ampermérőt és egy sorba kapcsolt kulcsot. Voltmérőt csatlakoztatunk az áramforrás kivezetéseihez. A kulcs kinyitása után leolvassuk a leolvasást.

A belső ellenállást, amelynek képlete az Ohm-törvényből adódik egy teljes áramkörre, matematikai számításokkal határozzuk meg:

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

A mérések azt mutatják, hogy a belső ellenállás lényegesen kisebb, mint a külső.

Az akkumulátorok és elemek gyakorlati funkcióját széles körben alkalmazzák. Vitathatatlan környezeti biztonság Az elektromos motorokhoz nem fér kétség, de egy nagy kapacitású, ergonomikus akkumulátor létrehozása a modern fizika problémája. Megoldása az autóipari technológia fejlesztésének új fordulójához vezet.

A kis méretű, könnyű, nagy kapacitású újratölthető akkumulátorokra a mobileszközökben is rendkívül szükség van. elektronikus eszközökÓ. A bennük felhasznált energia mennyisége közvetlenül összefügg az eszközök teljesítményével.

A vezető végein, és így az áramerősségben, nem elektromos jellegű külső erők jelenléte szükséges, amelyek segítségével az elektromos töltések szétválása megtörténik.

Külső erők által az elektromosan töltött részecskékre ható erők az áramkörben, az elektrosztatikus erők (azaz a Coulomb) kivételével.

A harmadik féltől származó erők feltöltött részecskéket indítanak el minden áramforrásban: generátorokban, erőművekben, galvánelemekben, akkumulátorokban stb.

Amikor az áramkör zárva van, létrehoz elektromos mező az áramkör összes vezetőjében. Az áramforráson belül a töltések külső erők hatására mozognak a Coulomb-erők ellen (az elektronok a pozitív töltésű elektródáról a negatívra), az áramkör többi részében pedig elektromos tér hajtja őket (lásd a fenti ábrát).

Az áramforrásokban a töltött részecskék szétválasztása során átalakulás történik különböző típusok energiát elektromos árammá. Az átalakított energia típusa alapján a következő elektromotoros erőtípusokat különböztetjük meg:

- elektrosztatikus- elektroforos gépben, amelyben a mechanikai energiát súrlódás útján elektromos energiává alakítják;

- termoelektromos- hőelemben - két különböző fémből készült huzal fűtött csomópontjának belső energiája elektromos energiává alakul át;

- fotovoltaikus- fotocellában. Itt a fényenergia átalakul elektromos energiává: bizonyos anyagok, például szelén, réz(I)-oxid, szilícium megvilágításakor a negatív elektromos töltés elvesztése figyelhető meg;

- vegyszer- galvánelemekben, akkumulátorokban és más olyan forrásokban, amelyekben a kémiai energia elektromos energiává alakul.

Elektromotoros erő (EMF)- áramforrások jellemzői. Az EMF fogalmát G. Ohm vezette be 1827-ben az áramkörökre egyenáram. 1857-ben Kirchhoff az EMF-et külső erők munkájaként határozta meg az egységnyi elektromos töltés zárt áramkörben történő átvitele során:

ɛ = A st /q,

Ahol ɛ — az áramforrás EMF-je, Egy st- külső erők munkája, q- az átutalt díj összege.

Az elektromotoros erőt voltban fejezzük ki.

Elektromotoros erőről az áramkör bármely részén beszélhetünk. Ez a külső erők specifikus munkája (egyetlen töltés mozgatására irányuló munka) nem az egész áramkörben, hanem csak egy adott területen.

Az áramforrás belső ellenállása.

Legyen egy egyszerű zárt áramkör, amely egy áramforrásból (például galvanikus cellából, akkumulátorból vagy generátorból) és egy ellenállással rendelkező ellenállásból áll R. A zárt áramkörben az áram sehol nem szakad meg, ezért az áramforráson belül is létezik. Bármelyik forrás valamilyen ellenállást jelent az árammal szemben. Ezt hívják az áramforrás belső ellenállásaés a levél jelzi r.

A generátorban r- ez a tekercsellenállás, galvánelemben - az elektrolit oldat és az elektródák ellenállása.

Így az áramforrást az EMF és a belső ellenállás értékei jellemzik, amelyek meghatározzák annak minőségét. Például az elektrosztatikus gépeknek nagyon magas az EMF-je (akár több tízezer volt), ugyanakkor a belső ellenállásuk óriási (akár több száz megohm). Ezért nem alkalmasak nagy áramok generálására. A galvanikus cellák EMF-je csak körülbelül 1 V, de a belső ellenállás is alacsony (körülbelül 1 Ohm vagy kevesebb). Ez lehetővé teszi számukra, hogy amperben mért áramokat kapjanak.

Arra a következtetésre jutottunk, hogy a zárt áramkörben az állandó áram fenntartása érdekében áramforrást kell tartalmazni. Hangsúlyozzuk, hogy a forrás feladata nem az elektromos áramkör töltéseinek ellátása (ezekből a töltésekből van elegendő a vezetőben), hanem mozgásra kényszeríteni, töltéseket mozgatni az elektromos tér erőivel szemben. A forrás fő jellemzője az elektromotoros erő 1 (EMF) - a külső erők által végzett munka egyetlen pozitív töltés mozgatására.

Ezért a legtöbb embernek asszociációra vagy kritikus tömegre van szüksége a bolygómezőben ahhoz, hogy energiajeleket és tudati emlékeket fogadjon, és a jeleket helyesen tudja érzékelni. A 3D-s menedzsmentrendszer nem veszi figyelembe a felemelkedési tüneteket, a tudattal kapcsolatos tapasztalatokat, vagy azt a sok radikális változást, amit erről a Földről élő emberek tapasztalnak. A földelés a földelés egyik formája a Földön, és arra utal közvetlen kapcsolat testek földelemekkel. Ez sok ember számára hasznos lehet, akik a földelés hiányát és testi kényelmetlenséget tapasztalnak a bolygóváltozások során.

Az EMF mértékegysége az SI mértékegységrendszerében a Volt. Egy forrás emf-je 1 volt, ha 1 Coulomb töltés mozgatásakor 1 Joule munkát végez

Az elektromos áramkörök áramforrásainak jelölésére speciális szimbólumot használnak (397. ábra).

rizs. 397
Az elektrosztatikus mező teszi pozitív munka pozitív töltés mozgatásával a csökkenő térpotenciál irányába. Az áramforrás elválasztja az elektromos töltéseket - a pozitív töltések az egyik póluson, a negatív töltések a másikon halmozódnak fel. A forrásban lévő elektromos térerősség a pozitív pólusról a negatív pólusra irányul, így az elektromos tér pozitív töltés mozgatására irányuló munkája pozitív lesz, ha a „plusz”-ról „mínusz”-ra lép. A külső erők munkája éppen ellenkezőleg, pozitív, ha a pozitív töltések a negatív pólusról a pozitívba, azaz a „mínuszból” a „pluszba” mozognak.
Ez az alapvető különbség a potenciálkülönbség és az EMF fogalma között, amelyet mindig emlékezni kell.
A forrás elektromotoros ereje tehát algebrai mennyiségnek tekinthető, melynek előjele („plusz” vagy „mínusz”) függ az áram irányától. ábrán látható diagramon. 398,

rizs. 398
a forráson kívül (a külső áramkörben) az áram 2 áramlik a forrás „plusz” pontjából a „mínuszba”, a forráson belül a „mínuszból” a „pluszba”. Ebben az esetben a külső forráserők és a külső áramkörben lévő elektrosztatikus erők egyaránt pozitív munkát végeznek.
Ha az elektromos áramkör egy bizonyos szakaszában az elektrosztatikus erők mellett külső erők is vannak, akkor mind az elektrosztatikus, mind a harmadik féltől származó erők „dolgoznak” a töltések mozgásán. Az elektrosztatikus és a külső erők teljes munkáját egyetlen pozitív töltés mozgatására elektromos feszültségnek nevezzük az áramkör egy szakaszában.

Abban az esetben, ha nincsenek külső erők, az elektromos feszültség egybeesik az elektromos tér potenciálkülönbségével.
Magyarázzuk meg a feszültség definícióját és az EMF bekapcsolt jelét egyszerű példa. Legyen egy külső erőforrás és egy ellenállás az áramkör azon szakaszán, amelyen elektromos áram folyik (399. ábra).

rizs. 399
A határozottság kedvéért azt feltételezzük φ o > φ 1, vagyis az elektromos áram a pontból irányul 0 lényegre törő 1 . A forrás csatlakoztatásakor az ábra szerint. 399 a, A forrás külső erői pozitív munkát végeznek, így a (2) reláció ebben az esetben alakba írható

A forrás visszakapcsolásakor (399. b ábra) a benne lévő töltések külső erőkkel szemben elmozdulnak, így az utóbbi munkája negatív. Valójában a külső elektromos mező erői legyőzik a külső erőket. Ebből következően ebben az esetben a vizsgált kapcsolatnak (2) van formája

Az elektromos áram áramlására az áramkör azon szakaszán, amely rendelkezik elektromos ellenállás, munkát kell végezni az ellenállási erők leküzdése érdekében. Egy egységnyi pozitív töltés esetén ez a munka Ohm törvénye szerint egyenlő a szorzattal IR = U ami természetesen egybeesik ezen a területen a feszültséggel.
A forrás belsejében lévő töltött részecskék (elektronok és ionok egyaránt) egy bizonyos irányba mozognak, ezért a környezetből érkező fékező erőknek is ki vannak téve, amelyeket szintén le kell győzni. A feltöltött részecskék felülmúlják az ellenállási erőket a külső erők hatására (ha a forrás árama „plusz”-ról „mínuszra” irányul) vagy elektrosztatikus erők hatására (ha az áram „mínusz”-ról „pluszra” irányul) . Nyilvánvaló, hogy ezen erők leküzdésére irányuló munka nem függ a mozgás irányától, mivel az ellenállási erők mindig a részecskék mozgási sebességével ellentétes irányba irányulnak. Mivel az ellenállási erők arányosak átlagsebesség a részecskék mozgása, akkor a leküzdésükre irányuló munka arányos a mozgás sebességével, tehát az áram erősségével. Így bevezethetjük a forrás egy másik jellemzőjét - annak belső ellenállás r, hasonlóan a hagyományos elektromos ellenálláshoz. Az ellenállási erők leküzdésére végzett munka, amikor egyetlen pozitív töltést mozgat a forrás pólusai között, egyenlő A/q = Ir. Még egyszer hangsúlyozzuk, hogy ez a munka nem függ a forrásban lévő áram irányától.

Ha nem fér hozzá a természethez, és elektromos áramkört szeretne létrehozni a Föld mezőjével, használhat olyan alapozót is, amely az emberi testhez kapcsolódik. Elektromos potenciál A földelő áramkör a helytől, a légköri viszonyoktól, a nappali és éjszakai időtől, valamint a Föld felszínén található nedvességtől függ. Az intuitív empatáknak és csillagmagvaknak, akik vissza akarják állítani az energetikai összhangot a bolygó testével, oda kell figyelniük természetes érzéseikre, mert tudniuk kell, hogy meg kell-e földelni őket vagy sem.

1 Ennek a fizikai mennyiségnek a neve nem szerencsés – tehát az elektromotoros erő munka, nem pedig a szokásos mechanikai értelemben vett erő. De ez a kifejezés annyira bevált, hogy nincs „hatalmunkban” megváltoztatni. Egyébként az áramerősség nem mechanikai erő! Nem beszélve az olyan fogalmakról, mint a „szellem ereje”, „akaraterő”, „isteni hatalom” stb.
2 Emlékezzünk vissza, hogy az elektromos áram mozgási irányát a pozitív töltések mozgási irányának tekintjük.

Bizonyos esetekben előfordulhat, hogy bizonyos területeken szervetlen vagy külső áramok miatt ez a gyakorlat nem praktikus. A legtöbb földi ember számára a spirituális integráció fázisában a földelés pozitívan érződik, és nagyon hasznos lesz a test számára, mert neuromodulátorként fog működni. A neuromoduláció olyan folyamat, amelyben az idegrendszer aktivitását a fiziológiás szintek szabályozása szabályozza a neurotranszmitterek stimulálásával. Így a földelés megváltoztatja a negatív töltés sűrűségét az ember energiamezőjében és idegrendszerében, és közvetlenül befolyásolja az élettani folyamatokat, például az agy kémiáját.

Laboratóriumi munka

"Az EMF és az áramforrás belső ellenállásának mérése"

Fegyelmi fizika

A.B. Vinogradov tanár

Nyizsnyij Novgorod

A munka célja: fejlessze az áramforrás EMF-jének és belső ellenállásának meghatározásának képességét ampermérő és voltmérő segítségével.

A Föld elektromágneses jeleket küld, hogy támogassa az emberi testet a felemelkedéséhez való alkalmazkodásban, és ez a jel lehetővé teszi az emberi idegrendszer számára, hogy jobban alkalmazkodjon a testtel és az agyvel szemben támasztott követelményekhez az intenzív tudatváltozások során. Amikor vissza akarjuk állítani az agyi tevékenység elektromos egyensúlyát, különösen hasznos lehet, ha körülvesszük magunkat a természettel, a mély légzésre koncentrálunk, és kapcsolatba lépünk a Földdel vagy a víz elemmel.

A vesék olyan szervek, amelyek energiát szolgáltatnak. Az emberi populáció jelenleg a vesebetegség járványát éli meg, amelyet a szervek képtelenek gyorsan alkalmazkodni az új körülményekhez, az életet megváltoztató események rossz felismerése, szívbetegségek, mérgező vegyszerek túlterhelése és negatív érzelmek. A vesék célja a kiválasztott káros anyagcseretermékek eltávolítása hólyag, valamint a megfelelő vérkémiai és nyomás fenntartása, mivel mindent ők irányítanak vegyi anyagok, feloldódik a véráramban.

Felszerelés: VU-4M egyenirányító, ampermérő, voltmérő, csatlakozó vezetékek, 1. számú tábla elemei: kulcs, ellenállás R1.

Elméleti A mű tartalma.

Az áramforrás belső ellenállása.

Amikor áthalad az áram zárt áramkör, elektromosan töltött részecskék nemcsak az áramforrás pólusait összekötő vezetők belsejében mozognak, hanem magában az áramforrásban is. Ezért egy zárt elektromos áramkörben megkülönböztetik az áramkör külső és belső szakaszait. Külső láncrész az áramforrás pólusaihoz csatlakoztatott vezetékek teljes halmazát alkotja. Belső láncszakasz- Ez maga az aktuális forrás. Az áramforrásnak, mint minden más vezetőnek, van ellenállása. Így egy áramforrásból és elektromos ellenállású vezetőkből álló elektromos áramkörben R , Az elektromos áram nemcsak az áramkör külső, hanem belső szakaszán is működik. Például, ha egy izzólámpát csatlakoztatunk egy zseblámpa galváneleméhez, akkor nemcsak a lámpa spirálját és a tápvezetékeket, hanem magát az akkumulátort is elektromos áram melegíti fel. Az áramforrás elektromos ellenállását ún belső ellenállás. Az elektromágneses generátorban a belső ellenállás a generátor tekercsvezetékének elektromos ellenállása. Az elektromos áramkör belső szakaszában egyenlő mennyiségű hő szabadul fel

Amikor a vesék legyengülnek és túlterheltek, mérgező salakanyagok és vegyi anyagok halmozódnak fel a vérben és a szövetekben, amelyeket nem lehet megfelelően kiszűrni. A veseelégtelenség évente 5%-kal növekszik az Egyesült Államokban, kezelésként vesedialízist vagy veseátültetést alkalmaznak. A lakosság tíz százaléka szenved valamilyen cukorbetegségben és neurológiai diszkomfortban, és ez a szám folyamatosan növekszik – a felnőttek és a gyermekek körében. Mi történt a vesénkkel?

A keleti orvosi filozófia tudja, hogy a vesék táplálják a test más szerveit. Az élet gyökereiként működnek, amelyek felelősek a test védelméért és az energia elosztásáért minden szervhez, szaporodási funkcióhoz és az egész testhez. A vesék kapcsolati szervek, ezért interperszonális és szexuális kapcsolati problémákkal küzdenek, amelyek a többiek támogatásának hiányából vagy a szeretetlenség érzéséből, vagy akár a fizikai érzékenység hiányából fakadhatnak. Az érzelmek keringenek a személyes energiamezőben, és amikor felszabadulnak, megtapasztalhatod az áramlás érzését, amelyen keresztül érzed az érzelmeket.

Ahol r- az áramforrás belső ellenállása.

Az egyenáram áramlása során felszabaduló teljes hőmennyiség zárt körben, amelynek külső és belső szakaszának ellenállása megfelelően egyenlő R És r, egyenlő

Bármely zárt áramkör ábrázolható két sorba kötött, azonos ellenállású ellenállásként R És r. Ezért a teljes áramkör ellenállása megegyezik a külső és belső ellenállások összegével:

. Mióta soros csatlakozás Az áramerősség az áramkör minden szakaszában azonos, ekkor az áramkör külső és belső szakaszán azonos nagyságú áram halad át. Ekkor az Ohm törvénye szerint az áramkör egy szakaszán a feszültségesések a külső és a belső szakaszokon egyenlőek lesznek:

Lehetővé teszi, hogy felszabadítsa az érzelmi fájdalmat és a félelmet, és megszabadít a krónikus veseproblémáktól, felszabadítva az energia nagyobb érzelmi és spirituális bővülését. Ha fordítva, amikor a szív el van zárva a fájdalomtól és a félelemtől, blokkolja az érzelmeket, az befolyásolja a vesék folyadékgazdálkodási funkcióját, és megzavarja a megalapozott, egészséges és kiegyensúlyozott lélekhez és testhez szükséges létfontosságú energia elosztását.

Sőt, amikor meggyógyul a szívünk, láng ég odabent, ami táplálkozik is életenergia, a vesében raktározódik. Egy háromszög alakú csatlakozó köti össze a szívet minden vesével, amely a világító testben elektromos áramkörként működik. Ennek a háromszögnek az alján a vesék találhatók bal és jobb oldalon, és a felső pont a szívhez kapcsolódik. Amikor a szív meggyógyult, a szívben és a vesékben lévő láng egyidejűleg aktiválja a szív konfigurációját a belső ikerlángban. A kettős láng a férfi és női energia közötti helyreállított energiaegyensúlynak felel meg, azaz. a szívkomplexumban létrehozott fény szerkezete.

És

(3)

Elektromos erő.

Az elektrosztatikus erők által végzett teljes munka, amikor a töltések egy zárt egyenáramú áramkör mentén mozognak, nulla. Következésképpen egy zárt elektromos áramkörben az elektromos áram összes munkája olyan külső erők hatására fejeződik be, amelyek a forráson belüli töltések szétválását okozzák, és állandó feszültséget tartanak fenn az áramforrás kimenetén. Munka hozzáállás

, amelyet külső erők hajtanak végre a töltés mozgatására q a lánc mentén ennek a töltésnek az értékét nevezzük a forrás elektromotoros ereje(EMF) :

Ezért, amikor a két tűz meggyullad a szívben, a vesékben tárolt létfontosságú esszencia segít a chi-lángnak az egész fizikai testben való átvitelében, hogy összekapcsolódjon a monádikus test spirituális lángjával. A Monád a szellem nagyobb lángja, és fizikai test- a létfontosságú esszencia vagy életerő kisebb lángja. Amikor ez a két tűz meggyullad és egyesül, láng csap fel a szívből, amely tüzet bocsát ki, hogy támogassa a vesék által létrehozott életesszencia növekedését. Alapvetően a vesék segítenek felépíteni a belső világítótestet, amely a monád test beágyazásához szükséges.

, (4)

- áthárított töltés.

Az EMF-t ugyanabban a mértékegységben fejezzük ki, mint a feszültséget vagy a potenciálkülönbséget, azaz voltban:

Ohm törvénye a teljes áramkörre.

Bármilyen vizuális gyakorlat, amelynek célja, hogy életenergia-energiát hozzon létre az alacsonyabb diénekben, és energiát keringet a láb tövében, erősíti a vesék létfontosságú esszenciát raktározó képességét, segít a földelő mechanizmus korrigálásában és a fizikai vértisztító funkciók ellátásában. Vannak olyan vesepotenciálozó szerek és gyógynövények, amelyek a keleti gyógyászatban elterjedtek, és hasznosak a veseműködés tonizálására, különösen akkor, ha probléma van a földeléssel vagy a magközpontosítással.

A veseelégtelenség a mellékvese termelését okozza. A mellékvesék olyan mirigyek, amelyek számos hormont termelnek, és köztudott, hogy nyomás alatt kortizolt pumpálnak a véráramba, amitől az emberi idegrendszer harc vagy menekülés állapotba kerül. Az adrenalint általában mind a mellékvesék, mind pedig bizonyos idegsejtek termelik, amelyeket érzelmi reakciók is aktiválhatnak. Minden érzelmi reakciónak van viselkedési összetevője, az autonóm idegrendszer egyik összetevője, mirigyszekréciója vagy hormonális tényezője.

Ha egy zárt elektromos áramkörben az egyenáram áthaladása következtében csak a vezetők felmelegednek, akkor az energiamegmaradás törvénye szerint teljes munkaidős állás zárt áramkörben lévő elektromos áram, amely megegyezik az áramforrás külső erőinek munkájával, megegyezik az áramkör külső és belső szakaszaiban felszabaduló hőmennyiséggel:

A stresszhez és az érzelmi fájdalomhoz kapcsolódó hormonális tényezők közé tartozik az adrenalin felszabadulása és a mellékvese reakciói – válaszul a szimpatikus idegrendszer által irányított félelem alapú érzésekre. A fő érzelem, amely adrenalint bocsát ki a vérbe, a félelem.

Ezenkívül a mellékvesék fontos szerepet játszanak a harc vagy menekülés válaszában azáltal, hogy növelik az izmok és a szív véráramlását, ami aztán kitágul, és megemelkedik a vércukorszint. Adrenalin pumpálódik a véráramba, amikor az embert terrorcselekmények vagy félelem váltja ki, hogy minél több negatív érzelmi energiát termeljen, ami lehet a fő oka annak, hogy a legtöbb embernél a mellékvesék teljesen kimerültek. Ha egy személy nem javítja ezt az állapotot, és még mindig adrenalint vagy más stresszhormonokat pumpál a véráramba, az idegrendszer sokkos állapotba és zsibbadásba fagy.

. (5)

A (2), (4) és (5) kifejezésekből a következőket kapjuk:

. (6)

, Azt

, (7)

Egy bizonyos ponton, amikor állandó fájdalmat vagy félelmet tapasztal, a túlzott adrenalinterhelés miatt a test és az idegrendszer zsibbadt állapotba kerül, amely leállítja az érzelmi reakciókat, leállítja a szívet. A mellékvesék minden vese tetején találhatók, így közvetlenül érzékenyek a vese kimerülésére, ami természetesen mellékvese-elégtelenséghez vezet. Ha olyasmit teszünk, ami valóban egészségtelen a lelkünknek, és a mindennapi munkánk nincs összhangban azzal, akik vagyunk, az is kimeríti a vesét, az adrenalint, ill. életerő.

. (8)

Az elektromos áramkörben lévő áramerősség egyenesen arányos az elektromotoros erővel áramforrás, és fordítottan arányos az áramkör külső és belső szakaszának elektromos ellenállásának összegével. A (8) kifejezést nevezzük Ohm törvénye a teljes áramkörre.

Amikor nehéz stresszorokkal kell megküzdenünk a munkahelyünkön, párkapcsolatunkban vagy más helyzetekben, a szervezet mély tudattalan érzelmi stressznek lehet kitéve. Tehetetlennek és frusztráltnak érezzük magunkat amiatt, hogy egyszerűen csak dolgoznunk kell a pénzügyi kötelezettségek teljesítése vagy a túlélés érdekében. A testünk azt üzeni nekünk a túlzott kimerültség miatt, hogy már nem élhetünk ugyanúgy, változtatnunk kell, és az első változás a tudatosság megvalósítása az ego halálán keresztül.

Így a fizika szempontjából az Ohm-törvény egy zárt egyenáramkör energiamegmaradásának törvényét fejezi ki.

Munkarend.

Felkészülés a munka elvégzésére.

Ön előtt az asztalokon egy elektrodinamikai minilaboratórium. Megjelenését az l. R. 2. ábra 9. sz.

A bal oldalon egy milliampermérő, egy VU-4M egyenirányító, egy voltmérő és egy ampermérő található. Az 1. számú tábla jobbra van rögzítve (lásd a 9. lap 3. ábráját). A ház hátsó része színes összekötő vezetékeket tartalmaz: a piros vezetékkel a VU-4M a táblagép „+” aljzatához csatlakoztatható; fehér vezeték - a VU-4M csatlakoztatásához a „-” aljzathoz; sárga vezetékek - a mérőműszerek csatlakoztatásához a tabletta elemeihez; kék - a táblaelemek összekapcsolásához. A szakaszt összecsukható platform zárja. Munkahelyzetben a platform vízszintesen helyezkedik el, és munkafelületként szolgál a kísérleti elrendezések kísérleti összeállításánál.

Az emberi vesék feletti bolygókontroll Chi. Arra kell törekednünk, hogy helyreállítsuk a szívközpontot és a veséket magas cél a test felemelkedésével kapcsolatos. Vannak olyan fedvények, amelyek emberi testeket kódolnak a rabszolgaságra, a születéskor létrehozva, a transzdukciós szekvencia rekordjában a magmegnyilvánulási testben vagy az Élet fájában. Az alapfa rács megnyilvánulási sablonja tartalmaz egy utasításkészletet a szervek és mirigyek funkcióinak szabályozására az egyes dimenziók szintjén, mivel a mirigyek olyan anyagokat és hormonokat választanak ki, amelyek lehetővé teszik az emberi tudat gyorsabb mozgását a dimenziók között.

2. Munka előrehaladása.

Munka közben elsajátít egy módszert az áramforrás alapvető jellemzőinek mérésére az Ohm-törvény segítségével egy komplett áramkörre, amely az áramerősségre vonatkozik. én az áramkörben az áramforrás EMF-je , belső ellenállása rés a külső áramköri ellenállás R hányados:

Az Egyesült Királyság földjén Albion építményeinek felébresztésének kulcsai rejtve vannak, és ezek óriási alvó lények. A címkék arra szolgálnak, hogy a Földön élő embereket a jövőbeni idővonalakra irányítsák, hogy rabszolgakolóniákon vagy különféle galaktikus embercsempész-telepeken dolgozzanak, amelyeket ezek a földönkívüli korrupt konglomerátumok és sárkánycsoportok irányítanak.

A Black Sun Orion csoportok megtartották bizonyos emberi testek, genetikai anyagok és az emberi Életfa tulajdonjogát, és ezért irányítják azt. Ez megkönnyíti számukra a lélekszerkezettel és a többdimenziós anatómiával kapcsolatos információk figyelését és ellenőrzését. Ezek a drákóiak, akik a test lelki részeiből, valamint a szervekből és mirigyekből lopnak.

. (9)

1 út.

VAL VEL A kísérleti elrendezés diagramja az 1. ábrán látható.

Tanulmányozza alaposan. Amikor a B kapcsoló nyitva van, a forrást egy voltmérőre zárják, amelynek ellenállása sokkal nagyobb, mint a forrás belső ellenállása (r R ). Ebben az esetben az áramkörben az áram olyan kicsi, hogy a forrás belső ellenállásán bekövetkező feszültségesés értéke figyelmen kívül hagyható

, és a forrás emf-je elhanyagolható hibával egyenlő a kapcsai feszültségével , amelyet voltmérővel mérnek, azaz.

. (10)

Így a forrás emf-jét a voltmérő leolvasása határozza meg nyitott B kulccsal.

Ha a B kapcsoló zárva van, a voltmérő az ellenálláson áthaladó feszültségesést mutatja R :

. (11)

Ekkor a (9), (10) és (11) egyenlőség alapján kijelenthetjük, hogy

(12)

A (12) képletből világos, hogy az áramforrás belső ellenállásának meghatározásához az EMF-en kívül ismerni kell az áramkörben lévő áramerősséget és az R ellenálláson lévő feszültséget, amikor a kapcsoló zárva van.

Az áramkörben lévő áramerősség ampermérővel mérhető. Huzalos ellenállás készült nikróm huzalés 5 ohm az ellenállása.

Szerelje össze az áramkört a 3. ábrán látható diagramnak megfelelően.

Az áramkör összeszerelése után fel kell emelnie a kezét, és fel kell hívnia a tanárt, hogy ellenőrizze az elektromos áramkör helyes összeszerelését. És ha a lánc megfelelően van összeszerelve, akkor kezdje el a munkát.

Nyitott B kulcs mellett mérje le a voltmérőt és írja be a feszültség értékét az 1. táblázatba. Ezután zárja be a B gombot, és ismét mérje le a voltmérőt, de ezúttal és ampermérő leolvasások. Adja meg a feszültséget és az áramerősséget az 1. táblázatban.

Állítsa be az Ohm-törvényt a teljes áramkörre.

Ha nem ismernénk a huzalellenállások ellenállási értékeit, lehetséges lenne-e a második módszer alkalmazása, és mit kell tenni ehhez (talán például csatlakoztatnunk kell valamilyen eszközt az áramkörhöz)?

Tudja, hogyan kell gyűjteni elektromos áramkörök, munkában használt.

Irodalom

Kabardin O.F.. Hivatkozás. Anyagok: Tankönyv. Kézikönyv tanulóknak.-3. kiadás-M.: Oktatás, 1991.-p.:150-151.

Iskolás kézikönyv. Fizika / Összeáll. T. Feshchenko, V. Vozhegova – M.: Filológiai Társaság „SLOVO”, LLC „Cég” „AST Publishing House”, Bölcsészettudományi Központ a Moszkvai Állami Egyetem Újságírási Karán. M. V. Lomonoszova, 1998. - p.: 124 500-501.

Samoilenko P.I.. Fizika (nem műszaki szakterületekhez): Tankönyv. általános műveltségre a környezet intézményei Prof. Oktatás / P. I. Samoilenko, A. V. Sergeev - 2. kiadás, St.-M.: Publishing Center "Academy", 2003, pp.: 181-182.

A forrás olyan eszköz, amely mechanikai, kémiai, termikus és néhány egyéb energiát alakít át elektromos energiává. Más szóval, a forrás egy aktív hálózati elem, amelyet villamosenergia-termelésre terveztek. Különféle típusok Az elektromos hálózatban rendelkezésre álló források feszültségforrások és áramforrások. Ez a két fogalom az elektronikában különbözik egymástól.

Állandó feszültségforrás

A feszültségforrás kétpólusú eszköz, amelynek feszültsége bármikor állandó, és a rajta áthaladó áramnak nincs hatása. Egy ilyen forrás ideális lesz, nulla belső ellenállással. Gyakorlati körülmények között nem szerezhető be.

A feszültségforrás negatív pólusán elektrontöbblet halmozódik fel, a pozitív póluson pedig elektronhiány. A pólusok állapotát a forráson belüli folyamatok tartják fenn.

Elemek

Az akkumulátorok belsőleg tárolják a kémiai energiát, és képesek azt elektromos energiává alakítani. Az akkumulátorokat nem lehet újratölteni, ez a hátrányuk.

Elemek

Az újratölthető akkumulátorok újratölthető elemek. Töltéskor az elektromos energia belül kémiai energiaként tárolódik. A kirakodás során kémiai folyamat játszódik le ellenkező iránybaés elektromos energia szabadul fel.

Példák:

Ólom-savas akkumulátor cella. Ólomelektródákból és elektrolitikus folyadékból, desztillált vízzel hígított kénsav formájában készül. A cellánkénti feszültség körülbelül 2 V. Az autóakkumulátorokban általában hat cellát kötnek sorba, és a kimeneti kapcsokon a kapott feszültség 12 V;

Nikkel-kadmium akkumulátorok, cellafeszültség – 1,2 V.

Fontos! Kis áramok esetén az elemek és akkumulátorok az ideális feszültségforrások jó közelítésének tekinthetők.

AC feszültségforrás

A villamos energiát az erőművekben generátorok segítségével állítják elő, és a feszültségszabályozás után továbbítják a fogyasztóhoz. A 220 V-os otthoni hálózat váltakozó feszültsége a különféle elektronikai eszközök tápegységeiben könnyen átváltható alacsonyabb értékre transzformátorok használatakor.

Aktuális forrás

Hasonlóképpen, ahogy egy ideális feszültségforrás állandó feszültséget hoz létre a kimeneten, az áramforrás feladata állandó áramérték előállítása, automatikusan szabályozva a szükséges feszültséget. Ilyenek például az áramváltók (szekunder tekercs), a fotocellák, a tranzisztorok kollektoráramai.

A feszültségforrás belső ellenállásának kiszámítása

A valódi feszültségforrásoknak saját elektromos ellenállásuk van, amelyet "belső ellenállásnak" neveznek. A forráskapcsokhoz csatlakoztatott terhelés „külső ellenállás” - R.

Egy elem akkumulátor EMF-et generál:

ε = E/Q, ahol:

E – energia (J);
Q – töltés (C).

Az akkumulátorcella teljes emf-e a nyitott áramköri feszültsége, amikor nincs terhelés. Digitális multiméterrel jó pontossággal ellenőrizhető. Az akkumulátor kimeneti kapcsain mért potenciálkülönbség, amikor az akkumulátor terhelési ellenállásra van csatlakoztatva, kisebb lesz, mint a feszültsége, amikor az áramkör nyitva van, a külső terhelésen és a forrás belső ellenállásán keresztüli áram miatt, ez a benne lévő energia hősugárzásként disszipációjához vezet .

A vegyi akkumulátor belső ellenállása egy ohm töredéke és néhány ohm között van, és főként az akkumulátor gyártása során használt elektrolitikus anyagok ellenállásának köszönhető.

Ha egy R ellenállású ellenállást csatlakoztatunk egy akkumulátorhoz, akkor az áramkörben az áram I = ε/(R + r).

A belső ellenállás nem állandó érték. Ezt befolyásolja az akkumulátor típusa (lúgos, ólom-savas stb.), és a terhelési értéktől, a hőmérséklettől és az akkumulátor használati időtartamától függően változik. Például az eldobható akkumulátoroknál használat közben megnő a belső ellenállás, és ezért a feszültség addig csökken, amíg el nem éri a további felhasználásra alkalmatlan állapotot.

Ha a forrás emf egy előre meghatározott mennyiség, akkor a forrás belső ellenállását a terhelési ellenálláson átfolyó áram mérésével határozzuk meg.

Mivel a közelítő áramkör belső és külső ellenállása sorba van kötve, használhatja Ohm és Kirchhoff törvényeit a képlet alkalmazásához:

Ebből a kifejezésből r = ε/I - R.

Példa. Egy ismert emf ε = 1,5 V feszültségű akkumulátort sorba kötünk egy izzóval. A feszültségesés az izzón 1,2 V. Ezért az elem belső ellenállása feszültségesést hoz létre: 1,5 - 1,2 = 0,3 V. Az áramkörben lévő vezetékek ellenállása elhanyagolhatónak tekinthető, a lámpa ellenállása nem ismert. Az áramkörön áthaladó mért áramerősség: I = 0,3 A. Meg kell határozni az akkumulátor belső ellenállását.

Az Ohm-törvény szerint az izzó ellenállása R = U/I = 1,2/0,3 = 4 Ohm;
Most a belső ellenállás kiszámítására szolgáló képlet szerint r = ε/I - R = 1,5/0,3 - 4 = 1 Ohm.

Rövidzárlat esetén a külső ellenállás majdnem nullára csökken. Az áramerősséget csak a forrás kis ellenállása korlátozhatja. Az ilyen helyzetben keletkező áram olyan erős, hogy az áram hőhatásai miatt a feszültségforrás megsérülhet, és tűzveszély áll fenn. A tűzveszély elkerülhető biztosítékok beépítésével, például az autó akkumulátoráramköreibe.

A feszültségforrás belső ellenállása – fontos tényező, amikor eldönti, hogyan továbbítsa a leghatékonyabb teljesítményt egy csatlakoztatott elektromos készülékre.

Fontos! A maximális teljesítményátvitel akkor következik be, ha a forrás belső ellenállása megegyezik a terhelés ellenállásával.

Ennél a feltételnél azonban, emlékezve a P = I² x R képletre, azonos mennyiségű energia kerül a terhelésre, és magában a forrásban disszipálódik, és a hatásfoka csak 50%.

A terhelési követelményeket alaposan meg kell fontolni a döntéshez legjobb felhasználása forrás. Például egy ólom-savas autóakkumulátornak biztosítania kell nagy áramok viszonylag alacsony 12 V feszültségen. Kis belső ellenállása lehetővé teszi ezt.

Bizonyos esetekben a nagyfeszültségű tápegységeknek rendkívül nagy belső ellenállással kell rendelkezniük a rövidzárlati áram korlátozása érdekében.

Az áramforrás belső ellenállásának jellemzői

Az ideális áramforrásnak végtelen ellenállása van, de az eredeti forrásokhoz el lehet képzelni egy hozzávetőleges változatot is. Az egyenértékű elektromos áramkör a forráshoz párhuzamosan kapcsolt ellenállás és egy külső ellenállás.

Az áramforrás kimenő árama a következőképpen oszlik meg: az áram egy része a legnagyobb belső ellenálláson és az alacsony terhelési ellenálláson keresztül folyik.

A kimeneti áram a belső ellenállásban lévő áramok és az Io = In + Iin terhelés összege lesz.

Kiderül:

In = Iо - Iin = Iо - Un/r.

Ez az összefüggés azt mutatja, hogy amikor az áramforrás belső ellenállása növekszik, annál jobban csökken az áramerősség, és a terhelési ellenállás kap. a legtöbb jelenlegi. Érdekes módon a feszültség nem befolyásolja az aktuális értéket.

Valódi forrás kimeneti feszültsége:

Uout = I x (R x r)/(R + r) = I x R/(1 + R/r). Értékelje ezt a cikket:

8.5. Termikus hatás jelenlegi

8.5.1. Áramforrás teljesítmény

Az áramforrás teljes teljesítménye:

P összesen = P hasznos + P veszteség,

ahol P hasznos - hasznos teljesítmény, P hasznos = I 2 R; P veszteségek - teljesítményveszteségek, P veszteségek = I 2 r; I - áramerősség az áramkörben; R - terhelési ellenállás (külső áramkör); r az áramforrás belső ellenállása.

A teljes teljesítmény három képlet egyikével számítható ki:

P teljes = I 2 (R + r), P teljes = ℰ 2 R + r, P teljes = I ℰ,

ahol ℰ az áramforrás elektromotoros ereje (EMF).

Nettó teljesítmény- ez az a teljesítmény, amely a külső áramkörben szabadul fel, pl. terhelésen (ellenálláson), és bizonyos célokra használható.

A nettó teljesítmény három képlet egyikével számítható ki:

P hasznos = I 2 R, P hasznos = U 2 R, P hasznos = IU,

ahol I az áramerősség az áramkörben; U az áramforrás kapcsain (kapcsokon) lévő feszültség; R - terhelési ellenállás (külső áramkör).

A teljesítményveszteség az a teljesítmény, amely az áramforrásban felszabadul, pl. a belső áramkörben, és magában a forrásban zajló folyamatokra költik; Az áramveszteség más célra nem használható fel.

A teljesítményveszteséget általában a képlet segítségével számítják ki

P veszteségek = I 2 r,

ahol I az áramerősség az áramkörben; r az áramforrás belső ellenállása.

Rövidzárlat során a hasznos teljesítmény nullára csökken

P hasznos = 0,

mivel rövidzárlat esetén nincs terhelési ellenállás: R = 0.

A forrás rövidzárlatának teljes teljesítménye egybeesik a veszteségi teljesítménnyel, és a képlet alapján számítják ki

P teljes = ℰ 2 r,

ahol ℰ az áramforrás elektromotoros ereje (EMF); r az áramforrás belső ellenállása.

Hasznos ereje van maximális érték abban az esetben, ha az R terhelési ellenállás egyenlő az áramforrás belső ellenállásával r:

R = r.

Maximális hasznos teljesítmény:

P hasznos max = 0,5 P teljes,

ahol Ptot az áramforrás teljes teljesítménye; P teljes = ℰ 2 / 2 r.

Explicit számítási képlet maximális hasznos teljesítmény alábbiak szerint:

P hasznos max = ℰ 2 4 r .

A számítások egyszerűsítése érdekében érdemes megjegyezni két pontot:

ha két R 1 és R 2 terhelési ellenállással azonos hasznos teljesítmény szabadul fel az áramkörben, akkor belső ellenállás Az r áramforrás a képlettel van összefüggésben a jelzett ellenállásokkal

r = R1R2;

ha a maximális hasznos teljesítmény felszabadul az áramkörben, akkor az áramkörben az I * áramerősség fele az i rövidzárlati áram erősségének:

I * = i 2 .

15. példa 5,0 Ohmos ellenállásra zárlatra egy cellás akkumulátor 2,0 A áramot termel. Az akkumulátor rövidzárlati árama 12 A. Számítsa ki az akkumulátor maximális hasznos teljesítményét.

Megoldás. Elemezzük a probléma állapotát.

1. Ha egy akkumulátort R 1 = 5,0 Ohm ellenállásra csatlakoztatunk, az áramkörben I 1 = 2,0 A erősségű áram folyik, amint az ábra mutatja. a, Ohm törvénye határozza meg a teljes áramkörre:

I 1 = ℰ R 1 + r,

ahol ℰ - az áramforrás EMF-je; r az áramforrás belső ellenállása.

2. Amikor az akkumulátor rövidre van zárva, az áramkörben rövidzárlati áram folyik, amint az ábra mutatja. b. A rövidzárlati áramot a képlet határozza meg

ahol i a rövidzárlati áram, i = 12 A.

3. Ha egy akkumulátort egy R 2 = r ellenállásra csatlakoztatunk, az áramkörben I 2 erő áram folyik, ahogy az ábra mutatja. -ban, Ohm törvénye határozza meg a teljes áramkörre:

I 2 = ℰ R 2 + r = ℰ 2 r;

ebben az esetben a maximális hasznos teljesítmény szabadul fel az áramkörben:

P hasznos max = I 2 2 R 2 = I 2 2 r.

Így a maximális hasznos teljesítmény kiszámításához meg kell határozni az r áramforrás belső ellenállását és az I 2 áramerősséget.

Az I 2 áramerősség meghatározásához felírjuk az egyenletrendszert:

i = ℰ r, I 2 = ℰ 2 r)

és osszuk el az egyenleteket:

i I 2 = 2 .

Ez a következőket jelenti:

I 2 = i 2 = 12 2 = 6,0 A.

Az r forrás belső ellenállásának meghatározásához felírjuk az egyenletrendszert:

I 1 = ℰ R 1 + r, i = ℰ r)