Kwa nini kuna upinzani wa ndani ndani ya chanzo? Nguvu ya umeme

Umeme wa sasa katika kondakta hutokea chini ya ushawishi wa shamba la umeme, na kusababisha chembe za malipo ya bure kuhamia mwelekeo. Uundaji wa chembe ya sasa - tatizo kubwa. Kujenga kifaa ambacho kitadumisha tofauti ya uwezo wa shamba kwa muda mrefu katika hali moja ni kazi ambayo imewezekana tu kwa ubinadamu kutatua. mwisho wa XVIII karne.

Majaribio ya kwanza

Majaribio ya kwanza ya "kuhifadhi umeme" kwa utafiti wake zaidi na matumizi yalifanywa nchini Uholanzi. Mjerumani Ewald Jürgen von Kleist na Mholanzi Pieter van Musschenbroek, ambao walifanya utafiti wao katika mji wa Leiden, waliunda capacitor ya kwanza duniani, ambayo baadaye iliitwa "Leyden jar".

Mkusanyiko wa malipo ya umeme tayari ulifanyika chini ya ushawishi wa msuguano wa mitambo. Iliwezekana kutumia kutokwa kupitia kondakta kwa muda fulani, mfupi sana.

Ushindi wa akili ya mwanadamu juu ya dutu ya ephemeral kama vile umeme uligeuka kuwa wa mapinduzi.

Kwa bahati mbaya, kutokwa (umeme wa sasa iliyoundwa na capacitor) ilidumu kwa muda mfupi sana kwamba haikuweza kuundwa. Kwa kuongeza, voltage inayotolewa na capacitor hupungua hatua kwa hatua, ambayo haiacha uwezekano wa kupokea sasa ya muda mrefu.

Ilikuwa ni lazima kutafuta njia nyingine.

Chanzo cha kwanza

Majaribio ya Galvani ya Italia juu ya "umeme wa wanyama" yalikuwa jaribio la awali la kupata chanzo cha asili cha asili ya sasa. Akining'iniza miguu ya vyura waliogawanyika kwenye ndoano za chuma za gridi ya chuma, alielekeza umakini kwenye athari ya tabia ya miisho ya ujasiri.

Walakini, hitimisho la Galvani lilikanushwa na Mwitaliano mwingine, Alessandro Volta. Alivutiwa na uwezekano wa kupata umeme kutoka kwa viumbe vya wanyama, alifanya mfululizo wa majaribio na vyura. Lakini hitimisho lake likawa kinyume kabisa hypotheses zilizopita.

Volta aliona kuwa kiumbe hai ni kiashiria tu cha kutokwa kwa umeme. Wakati sasa inapita, misuli ya paws mkataba, kuonyesha tofauti ya uwezo. Chanzo cha uwanja wa umeme kiligeuka kuwa mawasiliano ya metali tofauti. Kadiri wanavyotengana katika safu ya vitu vya kemikali, ndivyo athari kubwa zaidi.

Sahani za metali zisizo sawa, zilizowekwa na diski za karatasi zilizowekwa kwenye suluhisho la elektroliti, ziliunda tofauti muhimu ya uwezo kwa muda mrefu. Na ingawa ilikuwa chini (1.1 V), mkondo wa umeme unaweza kuchunguzwa kwa muda mrefu. Jambo kuu ni kwamba mvutano ulibaki bila kubadilika kwa muda mrefu tu.

Nini kinaendelea

Kwa nini athari hii hutokea katika vyanzo vinavyoitwa "seli za galvanic"?

Electrodes mbili za chuma zilizowekwa kwenye dielectri zina majukumu tofauti. Mmoja hutoa elektroni, mwingine anakubali. Mchakato wa mmenyuko wa redox husababisha kuonekana kwa ziada ya elektroni kwenye elektroni moja, inayoitwa pole hasi, na upungufu kwa pili, ambayo tutaainisha kama nguzo nzuri ya chanzo.

Katika seli rahisi zaidi za galvanic, athari za oxidation hutokea kwenye electrode moja, athari za kupunguza kwa upande mwingine. Elektroni huja kwa electrodes kutoka sehemu ya nje ya mzunguko. Electrolyte ni kondakta wa ion sasa ndani ya chanzo. Nguvu ya upinzani inadhibiti muda wa mchakato.

Kipengele cha shaba-zinki

Inashangaza kuzingatia kanuni ya uendeshaji wa seli za galvanic kwa kutumia mfano wa seli ya shaba-zinki ya galvanic, hatua ambayo hutoka kwa nishati ya zinki na sulfate ya shaba. Katika chanzo hiki, sahani ya shaba imewekwa kwenye suluhisho na electrode ya zinki inaingizwa katika suluhisho la sulfate ya zinki. Suluhisho hutenganishwa na spacer ya porous ili kuepuka kuchanganya, lakini lazima ziwasiliane.

Ikiwa mzunguko umefungwa, safu ya uso ya zinki ni oxidized. Katika mchakato wa kuingiliana na kioevu, atomi za zinki, na kugeuka kuwa ions, huonekana katika suluhisho. Elektroni hutolewa kwenye electrode, ambayo inaweza kushiriki katika malezi ya sasa.

Mara moja kwenye electrode ya shaba, elektroni hushiriki katika mmenyuko wa kupunguza. Ions za shaba hutoka kwenye suluhisho kwenye safu ya uso;

Hebu tufanye muhtasari wa kile kinachotokea: mchakato wa uendeshaji wa seli ya galvanic unaambatana na mpito wa elektroni kutoka kwa wakala wa kupunguza hadi wakala wa oxidizing kando ya sehemu ya nje ya mzunguko. Athari hutokea kwenye electrodes zote mbili. Ioni ya sasa inapita ndani ya chanzo.

Ugumu wa matumizi

Kimsingi, athari zozote za redox zinaweza kutumika katika betri. Lakini hakuna vitu vingi vinavyoweza kufanya kazi katika vipengele vya thamani ya kiufundi. Aidha, athari nyingi zinahitaji vitu vya gharama kubwa.

Kisasa betri zinazoweza kuchajiwa tena kuwa na muundo rahisi zaidi. Electrodes mbili zilizowekwa katika electrolyte moja kujaza chombo - mwili wa betri. Vipengele vya kubuni vile hurahisisha muundo na kupunguza gharama ya betri.

Kiini chochote cha galvaniki kina uwezo wa kuzalisha sasa moja kwa moja.

Upinzani wa sasa hauruhusu ions zote kuonekana kwenye electrodes wakati huo huo, hivyo kipengele kinafanya kazi kwa muda mrefu. Athari za kemikali za uundaji wa ioni huacha mapema au baadaye, na kipengele hutolewa.

Chanzo cha sasa ni muhimu sana.

Kidogo kuhusu upinzani

Matumizi mkondo wa umeme, bila shaka, kuletwa maendeleo ya kisayansi na kiufundi juu ngazi mpya, ilimpa nguvu kubwa. Lakini nguvu ya upinzani dhidi ya mtiririko wa sasa hupata njia ya maendeleo hayo.

Kwa upande mmoja, umeme wa sasa una mali ya thamani sana kutumika katika maisha ya kila siku na teknolojia, kwa upande mwingine, kuna upinzani mkubwa. Fizikia, kama sayansi ya maumbile, inajaribu kuweka usawa na kuleta hali hizi kwenye mstari.

Upinzani wa sasa hutokea kutokana na mwingiliano wa chembe za kushtakiwa kwa umeme na dutu ambayo huhamia. Ondoa mchakato huu kwa kawaida hali ya joto haiwezekani.

Upinzani

Chanzo cha sasa na upinzani wa sehemu ya nje ya mzunguko una asili tofauti kidogo, lakini sawa katika taratibu hizi ni kazi iliyofanywa ili kusonga malipo.

Kazi yenyewe inategemea tu mali ya chanzo na kujaza kwake: sifa za electrodes na electrolyte, pamoja na sehemu za nje za mzunguko, upinzani ambao unategemea vigezo vya kijiometri na sifa za kemikali za nyenzo. Kwa mfano, upinzani wa waya wa chuma huongezeka kwa urefu wake na hupungua kwa kuongeza eneo la sehemu ya msalaba. Wakati wa kutatua tatizo la jinsi ya kupunguza upinzani, fizikia inapendekeza kutumia vifaa maalum.

Kazi ya sasa

Kwa mujibu wa sheria ya Joule-Lenz, kiasi cha joto hutolewa kwa waendeshaji sawia na upinzani. Ikiwa kiasi cha joto kinaonyeshwa na Q int. , nguvu ya sasa mimi, wakati wake wa mtiririko t, basi tunapata:

Q ndani = mimi 2 r t,

ambapo r ni upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Katika mlolongo mzima, pamoja na sehemu zake za ndani na nje, jumla ya joto litatolewa, fomula ambayo ni:

Jumla ya Q = I 2 r t + I 2 R t = I 2 (r +R) t,

Inajulikana jinsi upinzani unavyoonyeshwa katika fizikia: mzunguko wa nje (vitu vyote isipokuwa chanzo) una upinzani wa R.

Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili

Hebu tuzingatie kwamba kazi kuu inafanywa na nguvu za nje ndani ya chanzo cha sasa. Thamani yake ni sawa na bidhaa ya malipo iliyohamishwa na shamba na nguvu ya umeme ya chanzo:

q · E = I 2 · (r + R) · t.

kutambua kwamba malipo sawa na bidhaa nguvu ya sasa kwa muda wa mtiririko wake, tunayo:

E = mimi (r + R).

Kwa mujibu wa uhusiano wa sababu-na-athari, sheria ya Ohm ina fomu:

I = E: (r + R).

Katika mzunguko uliofungwa ni sawia moja kwa moja Chanzo cha EMF sasa na ni inversely sawia na jumla (impedance) upinzani wa mzunguko.

Kulingana na muundo huu, inawezekana kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Uwezo wa kutokwa kwa chanzo

Tabia kuu za vyanzo ni pamoja na uwezo wa kutokwa. Kiwango cha juu cha umeme kilichopatikana wakati wa operesheni chini ya hali fulani inategemea nguvu ya sasa ya kutokwa.

Katika hali nzuri, wakati makadirio fulani yanafanywa, uwezo wa kutokwa unaweza kuzingatiwa mara kwa mara.

Kwa mfano, betri ya kawaida yenye tofauti inayowezekana ya 1.5 V ina uwezo wa kutokwa wa 0.5 Ah. Ikiwa sasa ya kutokwa ni 100 mA, inafanya kazi kwa masaa 5.

Njia za kuchaji betri

Kutumia betri kutazimaliza. malipo ya vipengele vya ukubwa mdogo hufanyika kwa kutumia sasa ambayo nguvu hazizidi sehemu ya kumi ya uwezo wa chanzo.

Imetolewa mbinu zifuatazo kuchaji:

kutumia sasa mara kwa mara kwa muda fulani (karibu masaa 16 na sasa ya uwezo wa betri 0.1);
kuchaji kwa sasa inayopungua kwa tofauti inayowezekana;
matumizi ya mikondo ya asymmetrical;
matumizi ya mlolongo wa mapigo mafupi ya malipo na kutokwa, ambayo wakati wa kwanza unazidi wakati wa pili.

Kazi ya vitendo

Kazi inapendekezwa: kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa na emf.

Ili kuifanya, unahitaji kuhifadhi kwenye chanzo cha sasa, ammeter, voltmeter, rheostat ya slider, ufunguo, na seti ya waendeshaji.

Matumizi itawawezesha kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa. Ili kufanya hivyo, unahitaji kujua EMF yake na thamani ya upinzani wa rheostat.

Njia ya hesabu ya upinzani wa sasa katika sehemu ya nje ya mzunguko inaweza kuamua kutoka kwa sheria ya Ohm kwa sehemu ya mzunguko:

I=U:R,

ambapo mimi ni nguvu ya sasa katika sehemu ya nje ya mzunguko, kipimo na ammeter; U ni voltage kwenye upinzani wa nje.

Ili kuongeza usahihi, vipimo vinachukuliwa angalau mara 5. Ni ya nini? Voltage, upinzani, sasa (au tuseme, nguvu ya sasa) iliyopimwa wakati wa jaribio hutumiwa zaidi.

Kuamua EMF ya chanzo cha sasa, tunachukua faida ya ukweli kwamba voltage kwenye vituo vyake wakati kubadili kufunguliwa ni karibu sawa na EMF.

Hebu tukusanye mzunguko wa betri, rheostat, ammeter, na ufunguo uliounganishwa katika mfululizo. Tunaunganisha voltmeter kwenye vituo vya chanzo cha sasa. Baada ya kufungua ufunguo, tunachukua usomaji wake.

Upinzani wa ndani, fomula ambayo hupatikana kutoka kwa sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili, imedhamiriwa na mahesabu ya hisabati:

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

Vipimo vinaonyesha kuwa upinzani wa ndani ni mdogo sana kuliko ule wa nje.

Kazi ya vitendo ya accumulators na betri hutumiwa sana. Bila ubishi Usalama wa mazingira motors umeme ni zaidi ya shaka, lakini kujenga capacious, ergonomic betri ni tatizo la fizikia ya kisasa. Suluhisho lake litasababisha mzunguko mpya wa maendeleo ya teknolojia ya magari.

Betri za ukubwa mdogo, nyepesi na zenye uwezo wa juu pia ni muhimu sana katika vifaa vya rununu. vifaa vya elektroniki Oh. Kiasi cha nishati kinachotumiwa ndani yao kinahusiana moja kwa moja na utendaji wa vifaa.

Mwishoni mwa kondakta, na kwa hiyo sasa, uwepo wa nguvu za nje za asili zisizo za umeme ni muhimu, kwa msaada ambao mgawanyiko wa malipo ya umeme hutokea.

Kwa nguvu za nje ni nguvu zozote zinazofanya kazi kwenye chembe zinazochajiwa na umeme katika saketi, isipokuwa tu umemetuamo (yaani, Coulomb).

Vikosi vya watu wengine huweka chembe za kushtakiwa ndani ya vyanzo vyote vya sasa: katika jenereta, mitambo ya nguvu, seli za galvanic, betri, nk.

Wakati mzunguko umefungwa, huunda uwanja wa umeme katika waendeshaji wote wa mzunguko. Ndani ya chanzo cha sasa, chaji husogea chini ya ushawishi wa nguvu za nje dhidi ya nguvu za Coulomb (elektroni husogea kutoka kwa elektroni iliyo na chaji chanya hadi hasi), na katika mzunguko wote unaendeshwa na uwanja wa umeme (tazama mchoro hapo juu).

Katika vyanzo vya sasa, wakati wa mchakato wa kutenganisha chembe za kushtakiwa, mabadiliko hutokea aina tofauti nishati ndani ya umeme. Kulingana na aina ya nishati iliyobadilishwa, aina zifuatazo za nguvu ya umeme zinajulikana:

- umemetuamo- katika mashine ya electrophore, ambayo nishati ya mitambo inabadilishwa kuwa nishati ya umeme kwa msuguano;

- thermoelectric- katika thermoelement - nishati ya ndani ya makutano ya joto ya waya mbili zilizofanywa kwa metali tofauti hubadilishwa kuwa nishati ya umeme;

- photovoltaic- kwenye seli ya picha. Hapa ubadilishaji wa nishati ya mwanga katika nishati ya umeme hutokea: wakati vitu fulani vinaangazwa, kwa mfano, seleniamu, shaba (I) oksidi, silicon, kupoteza kwa malipo hasi ya umeme huzingatiwa;

- kemikali- katika seli za galvaniki, betri na vyanzo vingine ambavyo nishati ya kemikali inabadilishwa kuwa nishati ya umeme.

Nguvu ya umeme (EMF)- sifa za vyanzo vya sasa. Dhana ya EMF ilianzishwa na G. Ohm mwaka wa 1827 kwa nyaya mkondo wa moja kwa moja. Mnamo 1857, Kirchhoff alifafanua EMF kama kazi ya nguvu za nje wakati wa kuhamisha chaji ya umeme ya kitengo kwenye mzunguko uliofungwa:

ɛ = A st /q,

Wapi ɛ - EMF ya chanzo cha sasa, St- kazi ya vikosi vya nje; q- kiasi cha malipo yaliyohamishwa.

Nguvu ya umeme inaonyeshwa kwa volts.

Tunaweza kuzungumza juu ya nguvu ya umeme katika sehemu yoyote ya mzunguko. Hii ni kazi maalum ya nguvu za nje (kazi ya kusonga malipo moja) si katika mzunguko mzima, lakini tu katika eneo fulani.

Upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Hebu kuwe na mzunguko rahisi uliofungwa unaojumuisha chanzo cha sasa (kwa mfano, kiini cha galvanic, betri au jenereta) na kupinga kwa upinzani. R. Ya sasa katika mzunguko uliofungwa haujaingiliwa popote, kwa hiyo, pia iko ndani ya chanzo cha sasa. Chanzo chochote kinawakilisha upinzani fulani kwa sasa. Inaitwa upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa na huteuliwa na barua r.

Katika jenereta r- hii ni upinzani wa vilima, katika kiini cha galvanic - upinzani wa ufumbuzi wa electrolyte na electrodes.

Kwa hivyo, chanzo cha sasa kinaonyeshwa na maadili ya EMF na upinzani wa ndani, ambayo huamua ubora wake. Kwa mfano, mashine za umeme zina EMF ya juu sana (hadi makumi ya maelfu ya volts), lakini wakati huo huo upinzani wao wa ndani ni mkubwa (hadi mamia ya megohms). Kwa hiyo, siofaa kwa ajili ya kuzalisha mikondo ya juu. Seli za galvanic zina EMF ya takriban 1 V tu, lakini upinzani wa ndani pia ni wa chini (takriban 1 Ohm au chini). Hii inawawezesha kupata mikondo iliyopimwa katika amperes.

Tulifikia hitimisho kwamba ili kudumisha sasa mara kwa mara katika mzunguko uliofungwa, ni muhimu kuingiza chanzo cha sasa ndani yake. Tunasisitiza kwamba kazi ya chanzo sio kusambaza malipo kwa mzunguko wa umeme (kuna mashtaka ya kutosha kwa waendeshaji), lakini kuwalazimisha kuhamia, kufanya kazi ya kusonga mashtaka dhidi ya nguvu za uwanja wa umeme. Tabia kuu ya chanzo ni nguvu ya umeme 1 (EMF) - kazi iliyofanywa na vikosi vya nje kusonga chaji moja chanya.

Kwa hiyo, watu wengi wanahitaji vyama au molekuli muhimu katika uwanja wa sayari ili kupokea ishara za nishati na kumbukumbu za fahamu na kuwa na uwezo wa kutambua ishara kwa usahihi. Mfumo wa usimamizi wa 3D hauzingatii dalili za kupaa, matukio yanayohusiana na fahamu, au mabadiliko mengi makubwa ambayo watu kutoka Dunia hii wanapitia. Kutuliza ardhi ni namna ya kutuliza ardhini na inarejelea mawasiliano ya moja kwa moja miili yenye vipengele vya ardhi. Hii inaweza kusaidia kwa watu wengi ambao wanakabiliwa na ukosefu wa kutuliza na usumbufu wa kimwili wakati wa mabadiliko ya sayari.

Sehemu ya EMF katika mfumo wa SI wa vitengo ni Volt. Emf ya chanzo ni volt 1 ikiwa inafanya kazi 1 Joule wakati wa kuhamisha malipo ya 1 Coulomb

Ili kuteua vyanzo vya sasa kwenye nyaya za umeme, ishara maalum hutumiwa (Mchoro 397).

mchele. 397
uwanja wa umemetuamo hufanya kazi chanya kwa kuhamisha malipo chanya katika mwelekeo wa kupunguza uwezo wa shamba. Chanzo cha sasa kinatenganisha malipo ya umeme - chaji chanya hujilimbikiza kwenye nguzo moja na chaji hasi kwa upande mwingine. Nguvu ya uwanja wa umeme katika chanzo huelekezwa kutoka kwa pole chanya hadi pole hasi, hivyo kazi ya shamba la umeme ili kuhamisha malipo mazuri itakuwa chanya wakati inapotoka "plus" hadi "minus". Kazi ya nguvu za nje, kinyume chake, ni chanya ikiwa malipo mazuri yanatoka kwenye pole hasi hadi chanya, yaani, kutoka "minus" hadi "plus".
Hii ndio tofauti ya kimsingi kati ya dhana za tofauti zinazowezekana na EMF, ambayo lazima ikumbukwe kila wakati.
Kwa hivyo, nguvu ya electromotive ya chanzo inaweza kuchukuliwa kuwa kiasi cha algebraic, ishara ambayo ("plus" au "minus") inategemea mwelekeo wa sasa. Katika mchoro unaoonyeshwa kwenye Mtini. 398,

mchele. 398
nje ya chanzo (katika mzunguko wa nje) sasa inapita 2 kutoka "plus" ya chanzo hadi "minus", ndani ya chanzo kutoka "minus" hadi "plus". Katika kesi hii, nguvu zote za chanzo cha nje na nguvu za umeme katika mzunguko wa nje hufanya kazi nzuri.
Ikiwa katika sehemu fulani ya mzunguko wa umeme, pamoja na nguvu za umeme, pia kuna nguvu za tatu, basi nguvu zote za umeme na za tatu "zinafanya kazi" kwenye harakati za malipo. Jumla ya kazi ya nguvu za kielektroniki na za mtu wa tatu kusonga chaji moja chanya inaitwa voltage ya umeme katika sehemu ya saketi.

Katika kesi wakati hakuna nguvu za nje, voltage ya umeme inafanana na tofauti ya uwezo wa shamba la umeme.
Hebu tueleze ufafanuzi wa voltage na ishara ya EMF juu mfano rahisi. Hebu kuwe na chanzo cha nguvu za nje na kupinga katika sehemu ya mzunguko ambayo sasa ya umeme inapita (Mchoro 399).

mchele. 399
Kwa uhakika, tutafikiria hivyo φ o > φ 1, yaani, sasa ya umeme inaelekezwa kutoka kwa uhakika 0 kwa uhakika 1 . Wakati wa kuunganisha chanzo kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 399 a, Nguvu za nje za chanzo hufanya kazi nzuri, kwa hivyo uhusiano (2) katika kesi hii unaweza kuandikwa kwa fomu.

Wakati chanzo kinarudishwa (Mchoro 399 b), mashtaka ndani yake huhamia dhidi ya nguvu za nje, hivyo kazi ya mwisho ni mbaya. Kwa kweli, nguvu za uwanja wa nje wa umeme hushinda nguvu za nje. Kwa hivyo, katika kesi hii, uhusiano unaozingatiwa (2) una fomu

Kwa mtiririko wa sasa wa umeme kupitia sehemu ya mzunguko ambayo ina upinzani wa umeme, ni muhimu kufanya kazi ili kuondokana na nguvu za upinzani. Kwa malipo ya kitengo chanya, kazi hii, kwa mujibu wa sheria ya Ohm, ni sawa na bidhaa IR = U ambayo kwa asili inafanana na voltage katika eneo hili.
Chembe za kushtakiwa (elektroni na ions) ndani ya chanzo huenda kwa mwelekeo fulani, kwa hiyo, pia zinakabiliwa na nguvu za kuvunja kutoka kwa mazingira, ambayo pia yanahitaji kushinda. Chembe zilizochajiwa hushinda nguvu za upinzani kutokana na hatua ya nguvu za nje (ikiwa sasa katika chanzo huelekezwa kutoka "plus" hadi "minus") au kutokana na nguvu za umeme (ikiwa sasa inaelekezwa kutoka "minus" hadi "plus"). . Ni dhahiri kwamba kazi ya kushinda nguvu hizi haitegemei mwelekeo wa harakati, kwani nguvu za upinzani daima zinaelekezwa kwa mwelekeo kinyume na kasi ya harakati ya chembe. Kwa kuwa nguvu za upinzani ni sawia kasi ya wastani harakati za chembe, basi kazi ya kuwashinda ni sawa na kasi ya harakati, kwa hiyo, kwa nguvu ya sasa. Kwa hivyo, tunaweza kuanzisha tabia nyingine ya chanzo - yake upinzani wa ndani r, sawa na upinzani wa kawaida wa umeme. Kazi iliyofanywa ili kuondokana na nguvu za upinzani wakati wa kusonga malipo moja mazuri kati ya miti ya chanzo ni sawa na A/q = Ir. Tunasisitiza tena kwamba kazi hii haitegemei mwelekeo wa sasa katika chanzo.

Ikiwa huna upatikanaji wa asili na unataka kuunda mzunguko wa umeme na shamba la Dunia, unaweza pia kutumia primer ambayo imeunganishwa na mwili wa mwanadamu. Uwezo wa umeme Mzunguko wa kutuliza hutegemea eneo, hali ya anga, wakati wa mchana na usiku, na pia juu ya unyevu ulio juu ya uso wa Dunia. Wenye hisia angavu na nyota wanaotaka kuweka upya upatanisho wa nguvu na mwili wa sayari wanahitaji kuzingatia hisia zao za asili kwa sababu wanahitaji kujua kama wanahitaji kuwekewa msingi au la.

1 Jina la wingi huu wa kimwili ni bahati mbaya - hivyo nguvu ya electromotive ni kazi, na si nguvu katika maana ya kawaida ya mitambo. Lakini neno hili ni imara sana kwamba si "katika uwezo wetu" kuibadilisha. Kwa njia, nguvu ya sasa sio nguvu ya mitambo! Bila kutaja dhana kama vile "nguvu ya roho", "nguvu", "nguvu za kimungu", nk.
2 Hebu tukumbuke kwamba mwelekeo wa harakati ya sasa ya umeme inachukuliwa kuwa mwelekeo wa harakati za malipo mazuri.

Katika baadhi ya matukio, kutokana na mikondo ya isokaboni au ya nje katika maeneo fulani, mazoezi haya hayawezi kuwa ya vitendo. Kwa watu wengi walio na mbegu za Dunia, wakati wa awamu ya ujumuishaji wa kiroho, msingi utahisiwa vyema na utakuwa wa manufaa sana kwa mwili kwa sababu utafanya kazi kama moduli ya neuro. Neuromodulation ni mchakato ambao shughuli ya mfumo wa neva inadhibitiwa na kudhibiti viwango vya kisaikolojia kupitia uhamasishaji wa neurotransmitters. Kwa hivyo, kutuliza hubadilisha msongamano wa malipo hasi katika uwanja wa nishati ya mtu na mfumo wake wa neva na huathiri moja kwa moja michakato ya kisaikolojia kama vile kemia ya ubongo.

Kazi ya maabara

"Kipimo cha EMF na upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa"

Fizikia ya Nidhamu

Mwalimu A.B

Nizhny Novgorod

Lengo la kazi: kuendeleza uwezo wa kuamua EMF na upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa kwa kutumia ammeter na voltmeter.

Dunia inatuma ishara za sumakuumeme ili kusaidia miili ya binadamu kukabiliana na kupaa kwake, na mawimbi haya huruhusu mfumo wa neva wa binadamu kukabiliana vyema na mahitaji yanayowekwa kwenye mwili na ubongo wakati wa mabadiliko makali ya fahamu. Tunapotaka kurejesha usawa wa umeme wa shughuli za ubongo, inaweza kusaidia hasa kujizingira na asili, kuzingatia kupumua kwa kina, na kuunganisha na Dunia au kipengele cha maji.

Figo ni viungo vinavyotoa nishati. Idadi ya watu kwa sasa inakabiliwa na janga la ugonjwa wa figo unaosababishwa na kutoweza kwa viungo kwa haraka kukabiliana na hali mpya, utambuzi duni wa matukio ya kubadilisha maisha, ugonjwa wa moyo, kemikali ya sumu kupita kiasi, na hisia hasi. Madhumuni ya figo ni kuondoa bidhaa hatari za kimetaboliki zilizofichwa kibofu cha mkojo, na kudumisha kemia sahihi ya damu na shinikizo kwani wanadhibiti kila kitu vitu vya kemikali, kufutwa katika damu.

Vifaa: rectifier VU-4M, ammeter, voltmeter, waya za kuunganisha, vipengele vya kibao Nambari 1: ufunguo, kupinga R1.

Kinadharia Maudhui ya kazi.

Upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Wakati wa sasa unapita mzunguko uliofungwa, chembe za kushtakiwa kwa umeme hazisogei tu ndani ya waendeshaji wanaounganisha miti ya chanzo cha sasa, lakini pia ndani ya chanzo cha sasa yenyewe. Kwa hiyo, katika mzunguko wa umeme uliofungwa, sehemu za nje na za ndani za mzunguko zinajulikana. Sehemu ya mnyororo wa nje inajumuisha seti nzima ya kondakta ambazo zimeunganishwa kwenye nguzo za chanzo cha sasa. Sehemu ya mnyororo wa ndani- Hiki ndicho chanzo chenyewe cha sasa. Chanzo cha sasa, kama kondakta mwingine yeyote, kina upinzani. Kwa hivyo, katika mzunguko wa umeme unaojumuisha chanzo cha sasa na waendeshaji wenye upinzani wa umeme R , umeme wa sasa haufanyi kazi tu kwa nje, bali pia kwenye sehemu ya ndani ya mzunguko. Kwa mfano, wakati taa ya incandescent imeunganishwa na betri ya galvanic ya tochi, si tu ond ya taa na waya za usambazaji, lakini pia betri yenyewe inapokanzwa na sasa ya umeme. Upinzani wa umeme wa chanzo cha sasa huitwa upinzani wa ndani. Katika jenereta ya umeme, upinzani wa ndani ni upinzani wa umeme wa waya wa upepo wa jenereta. Katika sehemu ya ndani ya mzunguko wa umeme, kiasi cha joto hutolewa sawa na

Wakati figo zinapokuwa dhaifu na kufanya kazi kupita kiasi, taka zenye sumu na kemikali hujilimbikiza kwenye damu na tishu ambazo haziwezi kuchujwa vizuri. Kushindwa kwa figo kunaongezeka kwa kasi ya 5% kwa mwaka nchini Marekani, na usafishaji wa figo au upandikizaji hutumiwa kama matibabu. Asilimia kumi ya idadi ya watu wana aina fulani ya ugonjwa wa kisukari na usumbufu wa neva, na idadi hii inaonekana kuongezeka kwa kasi - kwa watu wazima na watoto. Nini kilitokea kwa figo zetu?

Falsafa ya matibabu ya Mashariki inajua kwamba figo hulisha viungo vingine vya mwili. Wanafanya kama mizizi ya maisha, ambayo ina jukumu la kulinda mwili na kusambaza nishati kwa viungo vyote, kazi za uzazi na mwili mzima. Figo ni viungo vya uhusiano, hivyo wanakabiliwa na matatizo ya mahusiano ya kibinafsi na ya ngono, ambayo yanaweza kutokea kutokana na ukosefu wa msaada kutoka kwa wengine au kujisikia kutopendwa au hata ukosefu wa unyeti wa kimwili. Hisia huzunguka katika uwanja wa nishati ya kibinafsi, na inapotolewa, unaweza kupata hisia ya mtiririko ambao unahisi hisia.

Wapi r- upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Jumla ya kiasi cha joto kilichotolewa wakati wa mtiririko wa moja kwa moja katika mzunguko uliofungwa, sehemu za nje na za ndani ambazo zina upinzani sawa. R Na r, sawa

Mzunguko wowote uliofungwa unaweza kuwakilishwa kama vipinga viwili vilivyounganishwa kwa mfululizo na vizuizi sawa R Na r. Kwa hivyo, upinzani wa mzunguko kamili ni sawa na jumla ya upinzani wa nje na wa ndani:

. Tangu lini uunganisho wa serial Nguvu ya sasa katika sehemu zote za mzunguko ni sawa, basi ukubwa sawa wa sasa hupita kupitia sehemu za nje na za ndani za mzunguko. Kisha, kwa mujibu wa sheria ya Ohm, kwa sehemu ya mzunguko, matone ya voltage kwenye sehemu zake za nje na za ndani zitakuwa sawa, kwa mtiririko huo:

Inakuwezesha kutolewa maumivu ya kihisia na hofu na kukuondolea matatizo ya muda mrefu ya figo, kufungua upanuzi mkubwa wa kihisia na kiroho wa nishati. Wakati ni kinyume chake, wakati moyo umefungwa kutokana na maumivu na hofu, kuzuia hisia, huathiri kazi ya usimamizi wa maji ya figo na kuharibu usambazaji wa nishati muhimu inayohitajika kwa akili na mwili ulio na msingi, afya na usawa.

Zaidi ya hayo, wakati moyo wetu unaponya, moto huwaka ndani, ambao pia unalisha nishati muhimu, iliyohifadhiwa kwenye figo. Kiunganishi cha pembe tatu huunganisha moyo na kila figo, ambayo hufanya kazi katika mwili unaong'aa kama mzunguko wa umeme. Chini ya pembetatu hii ni figo upande wa kushoto na wa kulia, na hatua ya juu inaunganishwa na moyo. Moyo unapoponywa, mwali wa moyo na figo huamsha wakati huo huo usanidi wa moyo katika mwali wa ndani wa mapacha. Moto mara mbili unafanana na usawa wa nishati iliyorejeshwa kati ya nishati ya kiume na ya kike, i.e. muundo wa mwanga ulioundwa katika tata ya moyo.

(3)

Nguvu ya umeme.

Jumla ya kazi inayofanywa na nguvu za uwanja wa kielektroniki wakati chaji zinasogea kwenye mzunguko wa sasa wa moja kwa moja uliofungwa ni sifuri. Kwa hiyo, kazi yote ya sasa ya umeme katika mzunguko wa umeme uliofungwa imekamilika kutokana na hatua ya nguvu za nje zinazosababisha mgawanyiko wa mashtaka ndani ya chanzo na kudumisha voltage mara kwa mara kwenye pato la chanzo cha sasa. Mtazamo wa kazi

, uliofanywa na vikosi vya nje ili kuhamisha malipo q kando ya mlolongo, kwa thamani ya malipo haya inaitwa nguvu ya umeme ya chanzo(EMF) :

Kwa hivyo, wakati mioto miwili inapowashwa ndani ya moyo, kiini muhimu kilichohifadhiwa kwenye figo husaidia kubeba moto wa chi katika mwili wote wa kimwili ili kuunganishwa na mwali wa kiroho wa mwili wa monadic. Monad ni moto mkubwa wa roho, na mwili wa kimwili- moto mdogo wa kiini muhimu au nguvu ya maisha. Mioto hii miwili inapowashwa na kuunganishwa, mwali hulipuka kutoka moyoni, ambao hutuma moto kusaidia ukuaji wa kiini cha maisha kilichoundwa na figo. Kimsingi, figo husaidia kujenga mwili wa ndani wa mwanga unaohitajika kwa upachikaji wa mwili wa monadic.

, (4)

- malipo yaliyohamishwa.

EMF inaonyeshwa kwa vitengo sawa na voltage au tofauti inayowezekana, i.e. katika volts:

Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili.

Zoezi lolote la kuona ambalo linalenga kuunda nishati muhimu ya nishati katika dienes ya chini na kusababisha nishati kuzunguka chini ya miguu, huimarisha uwezo wa figo kuhifadhi kiini muhimu, husaidia kurekebisha utaratibu wa kutuliza na kufanya kazi za utakaso wa damu kimwili. Kuna baadhi ya mawakala wa kuimarisha figo na mimea ambayo ni ya kawaida katika dawa za Mashariki na ni muhimu kwa kazi ya figo ya toning, hasa ikiwa kuna tatizo la kutuliza au kuzingatia msingi.

Kushindwa kwa figo husababisha uzalishaji wa tezi za adrenal. Tezi za adrenal ni tezi zinazozalisha homoni nyingi, na inajulikana kuwa chini ya shinikizo husukuma cortisol ndani ya damu, ambayo husababisha mfumo wa neva wa binadamu kwenda katika hali ya kupigana au kukimbia. Adrenalini kwa kawaida huzalishwa na tezi za adrenali na kwa niuroni fulani ambazo zinaweza pia kuamilishwa na athari za kihisia. Kila mmenyuko wa kihisia una sehemu ya tabia, sehemu ya mfumo wa neva wa uhuru, usiri wa glandular, au sababu ya homoni.

Ikiwa, kama matokeo ya kifungu cha sasa cha moja kwa moja katika mzunguko wa umeme uliofungwa, inapokanzwa tu kwa waendeshaji hutokea, basi kulingana na sheria ya uhifadhi wa nishati. kazi ya wakati wote umeme wa sasa katika mzunguko uliofungwa, sawa na kazi ya nguvu za nje za chanzo cha sasa, ni sawa na kiasi cha joto iliyotolewa katika sehemu za nje na za ndani za mzunguko:

Sababu za homoni zinazohusiana na mkazo na maumivu ya kihisia ni pamoja na kutolewa kwa adrenaline na majibu ya adrenali - kwa kukabiliana na hisia za hofu zinazodhibitiwa na mfumo wa neva wenye huruma. Hisia kuu ambayo hutoa adrenaline ndani ya damu ni hofu.

Zaidi ya hayo, tezi za adrenal zina jukumu muhimu katika mapambano au majibu ya kukimbia kwa kuongeza mtiririko wa damu kwa misuli na moyo, ambayo hupanuka na viwango vya sukari ya damu huongezeka. Adrenaline inasukumwa ndani ya damu wakati mtu anachochewa na vitendo vya ugaidi au hofu ili kuzalisha nishati hasi ya kihisia iwezekanavyo, ambayo inaweza kuwa sababu kuu kwa nini tezi za adrenal zimechoka kabisa kwa watu wengi. Wakati mtu hajasahihisha hali hii na bado anasukuma adrenaline au homoni nyingine za mkazo ndani ya damu, mfumo wa neva huganda katika hali ya mshtuko na kufa ganzi.

. (5)

Kutoka kwa misemo (2), (4) na (5) tunapata:

. (6)

, Hiyo

, (7)

Kwa wakati fulani, unapopata maumivu ya mara kwa mara au hofu, kutokana na mzigo mkubwa wa adrenaline, mwili na mfumo wa neva huingia katika hali ya kufa ganzi ambayo hufunga majibu ya kihisia, kuzima moyo. Tezi za adrenal ziko juu ya kila figo, kwa hivyo zinahusika moja kwa moja na uchovu wa figo, ambayo kwa kawaida husababisha kushindwa kwa adrenal. Ikiwa tunafanya jambo ambalo kwa kweli ni mbaya kwa roho yetu na kazi yetu ya kila siku haiendani na sisi ni nani, pia hupunguza figo, adrenaline na uhai.

. (8)

Nguvu ya sasa katika mzunguko wa umeme ni sawa sawa na nguvu ya electromotive chanzo cha sasa na ni kinyume chake sawia na jumla ya upinzani wa umeme wa sehemu za nje na za ndani za mzunguko. Usemi (8) unaitwa Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili.

Tunapolazimika kushughulika na mafadhaiko magumu kazini, katika uhusiano au katika hali zingine, mwili unaweza kukabiliwa na mkazo wa kihemko usio na fahamu. Tunahisi kutokuwa na msaada na kufadhaika kwamba lazima tufanye kazi ili kutimiza majukumu ya kifedha au kuishi. Mwili wetu unatupa ujumbe kutokana na uchovu mwingi kwamba hatuwezi tena kuishi kwa njia ile ile, lazima tufanye mabadiliko, na mabadiliko ya kwanza lazima yawe kutambua fahamu kupitia kifo cha ego.

Kwa hiyo, kutoka kwa mtazamo wa fizikia, Sheria ya Ohm inaelezea sheria ya uhifadhi wa nishati kwa mzunguko wa DC uliofungwa.

Utaratibu wa kazi.

Kujiandaa kufanya kazi hiyo.

Mbele yako juu ya meza ni mini-maabara juu ya electrodynamics. Muonekano wake umewasilishwa katika l. R. Nambari 9 katika Kielelezo 2.

Upande wa kushoto ni milliammeter, rectifier VU-4M, voltmeter, na ammeter. Kibao Nambari 1 kinawekwa kwa haki (tazama Mchoro 3 katika karatasi No. 9). Sehemu ya nyuma ya kesi ina waya za kuunganisha za rangi: waya nyekundu hutumiwa kuunganisha VU-4M kwenye tundu la "+" la kibao; waya nyeupe - kwa kuunganisha VU-4M kwenye tundu "-"; waya za njano - kwa kuunganisha vyombo vya kupimia kwa vipengele vya kibao; bluu - kwa kuunganisha vipengele vya kibao pamoja. Sehemu hiyo imefungwa na jukwaa la kukunja. Katika nafasi ya kufanya kazi, jukwaa liko kwa mlalo na hutumiwa kama sehemu ya kufanya kazi wakati wa kukusanya usanidi wa majaribio katika majaribio.

Udhibiti wa sayari juu ya figo za binadamu Chi. Lazima tujitahidi kurejesha kituo cha moyo na kufanya figo zaidi lengo la juu kuhusishwa na kupaa kwa mwili. Kuna viwekeleo vinavyosimbua miili ya binadamu kwa ajili ya utumwa, iliyoanzishwa wakati wa kuzaliwa, katika rekodi ya mfuatano wa uhamishaji katika chombo kikuu cha udhihirisho, au katika Mti wa Uzima. Kiolezo cha msingi cha udhihirisho wa gridi ya mti kina seti ya maagizo ya kudhibiti utendakazi wa viungo na tezi katika kiwango cha kila kipimo, kwani tezi hutoa dutu na homoni zinazoruhusu ufahamu wa mwanadamu kusonga kwa kasi kati ya vipimo.

2. Maendeleo ya kazi.

Unapofanya kazi, utajifunza njia ya kupima sifa za msingi za chanzo cha sasa kwa kutumia sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili, ambayo inahusiana na nguvu za sasa. I katika mzunguko, EMF ya chanzo cha sasa , upinzani wake wa ndani r na upinzani wa mzunguko wa nje R uwiano:

Katika nchi za Uingereza, funguo za kuamsha miundo ya Albion zimefichwa, na ni viumbe vikubwa vya kulala. Lebo hutumika kuwaongoza watu Duniani kwa ratiba za siku zijazo za kufanya kazi katika makoloni ya watumwa au katika maeneo mbalimbali ya biashara haramu ya binadamu ambayo yanadhibitiwa na makundi haya potovu ya nje ya nchi na makundi ya joka.

Vikundi vya Black Sun Orion vilihifadhi umiliki wa baadhi ya miili ya binadamu, nyenzo za kijeni na Mti wa Uhai wa binadamu, na ndiyo sababu wanaudhibiti. Hii huwarahisishia kufuatilia na kudhibiti taarifa zinazohusiana na muundo wa nafsi na anatomia ya pande nyingi. Hawa ni Draconians ambao huiba kutoka kwa sehemu za kiroho za mwili, na pia kutoka kwa viungo na tezi.

. (9)

1 njia.

NA Mchoro wa usanidi wa majaribio umeonyeshwa kwenye Mchoro 1.

Jifunze kwa uangalifu. Wakati kubadili B kufunguliwa, chanzo kinafungwa kwa voltmeter, upinzani ambao ni mkubwa zaidi kuliko upinzani wa ndani wa chanzo. (r R ). Katika kesi hii, sasa katika mzunguko ni ndogo sana kwamba thamani ya kushuka kwa voltage kwenye upinzani wa ndani wa chanzo inaweza kupuuzwa.

, na emf ya chanzo na hitilafu isiyo na maana ni sawa na voltage kwenye vituo vyake , ambayo hupimwa na voltmeter, i.e.

. (10)

Kwa hivyo, emf ya chanzo imedhamiriwa na usomaji wa voltmeter na ufunguo B wazi.

Ikiwa kubadili B imefungwa, voltmeter itaonyesha kushuka kwa voltage kwenye kupinga R :

. (11)

Kisha, kwa kuzingatia usawa (9), (10) na (11), tunaweza kusema hivyo

(12)

Kutoka kwa formula (12) ni wazi kwamba kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa, ni muhimu, pamoja na EMF yake, kujua nguvu za sasa katika mzunguko na voltage kwenye kupinga R wakati kubadili imefungwa.

Ya sasa katika mzunguko inaweza kupimwa kwa kutumia ammeter. Kipinzani cha Wirewound imetengenezwa kutoka waya wa nichrome na ina upinzani wa 5 ohms.

Kusanya mzunguko kulingana na mchoro ulioonyeshwa kwenye Mchoro 3.

Baada ya mzunguko kukusanyika, unahitaji kuinua mkono wako na kumwita mwalimu ili aweze kuangalia mkusanyiko sahihi wa mzunguko wa umeme. Na ikiwa mlolongo umekusanyika kwa usahihi, kisha uanze kufanya kazi.

Ukifungua ufunguo B, chukua usomaji wa voltmeter na ingiza thamani ya voltage katika Jedwali 1. Kisha funga ufunguo B na tena uchukue masomo ya voltmeter, lakini wakati huu na usomaji wa ammeter. Ingiza thamani ya voltage na ya sasa katika Jedwali 1.

Sheria ya Jimbo la Ohm kwa mzunguko kamili.

Ikiwa hatukujua maadili ya upinzani ya vipinga vya waya, ingewezekana kutumia njia ya pili na ni nini kinachohitajika kufanywa kwa hili (labda, kwa mfano, tunahitaji kuunganisha kifaa fulani kwenye mzunguko)?

Jua jinsi ya kukusanya nyaya za umeme, kutumika katika kazi.

Fasihi

Kabardin O.F.. Rejea. Nyenzo: Kitabu cha maandishi. Mwongozo kwa wanafunzi.- toleo la 3.-M.: Elimu, 1991.-p.:150-151.

Mwongozo wa Mwanafunzi wa Shule. Fizikia / Comp. T. Feshchenko, V. Vozhegova - M.: Philological Society "SLOVO", LLC "Firm" "AST Publishing House", Kituo cha Humanities katika Kitivo cha Uandishi wa Habari wa Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. M. V. Lomonosova, 1998. - p.: 124,500-501.

Samoilenko P.I.. Fizikia (kwa utaalam usio wa kiufundi): Kitabu cha maandishi. kwa elimu ya jumla taasisi za mazingira Prof. Elimu / P. I. Samoilenko, A. V. Sergeev - 2nd ed., St.-M.: Kituo cha Uchapishaji "Academy", 2003, pp.: 181-182.

Chanzo ni kifaa kinachobadilisha mitambo, kemikali, mafuta na aina zingine za nishati kuwa nishati ya umeme. Kwa maneno mengine, chanzo ni kipengele cha mtandao kinachofanya kazi kilichoundwa kuzalisha umeme. Aina mbalimbali Vyanzo vinavyopatikana katika mtandao wa umeme ni vyanzo vya voltage na vyanzo vya sasa. Dhana hizi mbili katika umeme ni tofauti kutoka kwa kila mmoja.

Chanzo cha voltage ya mara kwa mara

Chanzo cha voltage ni kifaa kilicho na nguzo mbili; Chanzo kama hicho kitakuwa bora, kuwa na upinzani wa ndani wa sifuri. Katika hali ya vitendo haiwezi kupatikana.

Ziada ya elektroni hujilimbikiza kwenye nguzo hasi ya chanzo cha voltage, wakati upungufu hujilimbikiza kwenye nguzo chanya. Majimbo ya nguzo yanadumishwa na michakato ndani ya chanzo.

Betri

Betri huhifadhi nishati ya kemikali ndani na zina uwezo wa kuibadilisha kuwa nishati ya umeme. Betri haziwezi kuchajiwa tena, ambayo ni hasara yao.

Betri

Betri zinazoweza kuchajiwa ni betri zinazoweza kuchajiwa tena. Wakati wa kuchaji, nishati ya umeme huhifadhiwa ndani kama nishati ya kemikali. Wakati wa kupakua, mchakato wa kemikali hutokea mwelekeo kinyume, na nishati ya umeme hutolewa.

Mifano:

Seli ya betri ya asidi ya risasi. Imetengenezwa kutoka kwa elektroni za risasi na kioevu cha elektroliti kwa namna ya asidi ya sulfuriki iliyopunguzwa na maji yaliyotengenezwa. Voltage kwa kila seli ni karibu 2 V. Katika betri za gari, seli sita kawaida huunganishwa katika mzunguko wa mfululizo, na voltage inayotokana na vituo vya pato ni 12 V;

Betri za nickel-cadmium, voltage ya seli - 1.2 V.

Muhimu! Kwa mikondo ndogo, betri na vikusanyiko vinaweza kuzingatiwa kama makadirio mazuri ya vyanzo bora vya voltage.

Chanzo cha voltage ya AC

Umeme huzalishwa kwenye vituo vya umeme kwa kutumia jenereta na, baada ya udhibiti wa voltage, hupitishwa kwa watumiaji. Voltage mbadala ya mtandao wa nyumbani wa 220 V katika vifaa vya nguvu vya vifaa mbalimbali vya elektroniki hubadilishwa kwa urahisi kuwa thamani ya chini wakati wa kutumia transfoma.

Chanzo cha sasa

Kwa mlinganisho, kama vile chanzo bora cha voltage hutengeneza voltage ya mara kwa mara kwenye pato, kazi ya chanzo cha sasa ni kutoa thamani ya sasa ya mara kwa mara, kudhibiti kiotomatiki voltage inayohitajika. Mifano ni transfoma ya sasa (vilima vya sekondari), photocells, mikondo ya mtoza wa transistors.

Uhesabuji wa upinzani wa ndani wa chanzo cha voltage

Vyanzo vya voltage halisi vina upinzani wao wa umeme, unaoitwa "upinzani wa ndani". Mzigo uliounganishwa kwenye vituo vya chanzo umeteuliwa kama "upinzani wa nje" - R.

Betri ya betri hutoa EMF:

ε = E/Q, wapi:

E - nishati (J);
Q - malipo (C).

Jumla ya emf ya seli ya betri ni voltage yake ya mzunguko wazi wakati hakuna mzigo. Inaweza kuchunguzwa kwa usahihi mzuri kwa kutumia multimeter ya digital. Tofauti inayoweza kupimwa kwenye vituo vya pato vya betri wakati imeunganishwa na kupinga mzigo itakuwa chini ya voltage yake wakati mzunguko umefunguliwa, kutokana na mtiririko wa sasa kupitia mzigo wa nje na kupitia upinzani wa ndani wa chanzo; hii inasababisha utawanyiko wa nishati ndani yake kama mionzi ya joto.

Upinzani wa ndani wa betri ya kemikali ni kati ya sehemu ya ohm na ohm chache na ni hasa kutokana na upinzani wa vifaa vya electrolytic kutumika katika utengenezaji wa betri.

Ikiwa kupinga kwa upinzani R huunganishwa na betri, sasa katika mzunguko ni I = ε / (R + r).

Upinzani wa ndani sio thamani ya mara kwa mara. Inaathiriwa na aina ya betri (alkali, risasi-asidi, nk), na mabadiliko kulingana na thamani ya mzigo, joto na muda wa matumizi ya betri. Kwa mfano, kwa betri zinazoweza kutumika, upinzani wa ndani huongezeka wakati wa matumizi, na kwa hiyo voltage hupungua hadi kufikia hali ambayo haifai kwa matumizi zaidi.

Ikiwa emf ya chanzo ni kiasi kilichotanguliwa, upinzani wa ndani wa chanzo umeamua kwa kupima sasa inapita kupitia upinzani wa mzigo.

Kwa kuwa upinzani wa ndani na nje katika mzunguko wa takriban umeunganishwa katika mfululizo, unaweza kutumia sheria za Ohm na Kirchhoff kutumia formula:

Kutoka kwa usemi huu r = ε/I - R.

Mfano. Betri yenye emf inayojulikana ε = 1.5 V imeunganishwa kwa mfululizo na balbu ya mwanga. Kupungua kwa voltage kwenye balbu ya mwanga ni 1.2 V. Kwa hiyo, upinzani wa ndani wa kipengele huunda kushuka kwa voltage: 1.5 - 1.2 = 0.3 V. Upinzani wa waya katika mzunguko unachukuliwa kuwa haujali, upinzani wa taa sio. inayojulikana. Kipimo cha sasa kinachopita kupitia mzunguko: I = 0.3 A. Ni muhimu kuamua upinzani wa ndani wa betri.

Kwa mujibu wa sheria ya Ohm, upinzani wa balbu ya mwanga ni R = U / I = 1.2 / 0.3 = 4 Ohms;
Sasa, kwa mujibu wa formula ya kuhesabu upinzani wa ndani, r = ε / I - R = 1.5 / 0.3 - 4 = 1 Ohm.

Katika tukio la mzunguko mfupi, upinzani wa nje hupungua hadi karibu sifuri. Ya sasa inaweza kupunguzwa tu na upinzani mdogo wa chanzo. Ya sasa inayozalishwa katika hali hiyo ni yenye nguvu sana kwamba chanzo cha voltage kinaweza kuharibiwa na athari za joto za sasa na kuna hatari ya moto. Hatari ya moto inazuiwa kwa kufunga fuses, kwa mfano katika nyaya za betri za gari.

Upinzani wa ndani wa chanzo cha voltage - jambo muhimu, wakati wa kuamua jinsi ya kuhamisha nguvu yenye ufanisi zaidi kwa kifaa cha umeme kilichounganishwa.

Muhimu! Upeo wa uhamisho wa nguvu hutokea wakati upinzani wa ndani wa chanzo ni sawa na upinzani wa mzigo.

Hata hivyo, chini ya hali hii, kukumbuka formula P = I² x R, kiasi sawa cha nishati huhamishiwa kwenye mzigo na kufutwa katika chanzo yenyewe, na ufanisi wake ni 50% tu.

Mahitaji ya mzigo lazima izingatiwe kwa uangalifu ili kuamua matumizi bora chanzo. Kwa mfano, betri ya gari yenye asidi ya risasi lazima itoe mikondo ya juu kwa voltage ya chini ya 12 V. Upinzani wake wa chini wa ndani inaruhusu kufanya hivyo.

Katika baadhi ya matukio, usambazaji wa nguvu za juu lazima uwe na upinzani wa juu sana wa ndani ili kupunguza mzunguko wa mzunguko wa sasa.

Vipengele vya upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa

Chanzo bora cha sasa kina upinzani usio na kipimo, lakini kwa vyanzo vya kweli mtu anaweza kufikiria toleo la takriban. Mzunguko wa umeme sawa ni upinzani unaounganishwa na chanzo kwa sambamba na upinzani wa nje.

Pato la sasa kutoka kwa chanzo cha sasa linasambazwa kama ifuatavyo: sehemu ya sasa inapita kupitia upinzani wa juu wa ndani na kupitia upinzani wa chini wa mzigo.

Pato la sasa litakuwa jumla ya mikondo katika upinzani wa ndani na mzigo Io = Katika + Iin.

Inageuka:

Katika = Iо - Iin = Iо - Un/r.

Uhusiano huu unaonyesha kwamba wakati upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa unapoongezeka, zaidi ya sasa hupungua, na upinzani wa mzigo hupokea. wengi sasa Inashangaza, voltage haitaathiri thamani ya sasa.

Chanzo halisi cha voltage ya pato:

Uout = I x (R x r)/(R +r) = I x R/(1 + R/r). Kadiria makala haya:

8.5. Athari ya joto sasa

8.5.1. Chanzo cha nguvu cha sasa

Jumla ya nguvu ya chanzo cha sasa:

P jumla = P muhimu + P hasara,

ambapo P muhimu - nguvu muhimu, P muhimu = I 2 R; P hasara - hasara za nguvu, P hasara = I 2 r; I - nguvu ya sasa katika mzunguko; R - upinzani wa mzigo (mzunguko wa nje); r ni upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Jumla ya nguvu inaweza kuhesabiwa kwa kutumia moja ya fomula tatu:

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

ambapo ℰ ni nguvu ya kielektroniki (EMF) ya chanzo cha sasa.

Nguvu halisi- hii ni nguvu ambayo hutolewa katika mzunguko wa nje, i.e. kwenye mzigo (kinga), na inaweza kutumika kwa madhumuni fulani.

Nguvu halisi inaweza kuhesabiwa kwa kutumia moja ya fomula tatu:

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

ambapo mimi ni nguvu ya sasa katika mzunguko; U ni voltage kwenye vituo (clamps) ya chanzo cha sasa; R - upinzani wa mzigo (mzunguko wa nje).

Kupoteza nguvu ni nguvu ambayo hutolewa katika chanzo cha sasa, i.e. katika mzunguko wa ndani, na hutumiwa kwenye michakato inayofanyika katika chanzo yenyewe; Upotezaji wa nguvu hauwezi kutumika kwa madhumuni mengine yoyote.

Upotezaji wa nguvu kawaida huhesabiwa kwa kutumia fomula

P hasara = I 2 r,

ambapo mimi ni nguvu ya sasa katika mzunguko; r ni upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Wakati wa mzunguko mfupi, nguvu muhimu huenda kwa sifuri

P muhimu = 0,

kwa kuwa hakuna upinzani wa mzigo katika tukio la mzunguko mfupi: R = 0.

Nguvu ya jumla wakati wa mzunguko mfupi wa chanzo inafanana na nguvu ya kupoteza na inahesabiwa kwa formula

P kamili = ℰ 2 r,

ambapo ℰ ni nguvu ya umeme (EMF) ya chanzo cha sasa; r ni upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Nguvu muhimu ina thamani ya juu katika kesi wakati upinzani wa mzigo R ni sawa na upinzani wa ndani r wa chanzo cha sasa:

R = r.

Upeo wa nguvu muhimu:

P muhimu max = 0.5 P kamili,

ambapo Ptot ndio nguvu kamili ya chanzo cha sasa; P kamili = ℰ 2 / 2 r.

Fomula wazi ya kuhesabu upeo muhimu nguvu kama ifuatavyo:

P muhimu max = ℰ 2 4 r .

Ili kurahisisha mahesabu, ni muhimu kukumbuka mambo mawili:

ikiwa na upinzani wa mzigo mbili R 1 na R 2 nguvu sawa muhimu hutolewa katika mzunguko, basi upinzani wa ndani chanzo cha sasa r kinahusiana na ukinzani ulioonyeshwa na fomula

r = R 1 R 2;

ikiwa nguvu ya juu muhimu inatolewa kwenye mzunguko, basi nguvu ya sasa I * katika mzunguko ni nusu ya nguvu ya sasa ya mzunguko mfupi i:

Mimi * = i 2 .

Mfano 15. Inapofupishwa kwa upinzani wa 5.0 Ohms, betri ya seli hutoa sasa ya 2.0 A. Mzunguko mfupi wa sasa wa betri ni 12 A. Kuhesabu upeo wa nguvu muhimu ya betri.

Suluhisho . Wacha tuchambue hali ya shida.

1. Wakati betri imeunganishwa na upinzani R 1 = 5.0 Ohm, sasa ya nguvu I 1 = 2.0 A inapita katika mzunguko, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. a, iliyoamuliwa na sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili:

I 1 = ℰ R 1 + r,

ambapo ℰ - EMF ya chanzo cha sasa; r ni upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

2. Betri inapozungushwa kwa muda mfupi, mkondo wa mzunguko mfupi wa umeme hutiririka kwenye saketi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. b. Mzunguko wa sasa wa mzunguko mfupi unatambuliwa na formula

ambapo mimi ni mzunguko mfupi wa sasa, i = 12 A.

3. Wakati betri imeunganishwa na upinzani R 2 = r, sasa ya nguvu I 2 inapita katika mzunguko, kama inavyoonekana katika Mtini. in , iliyoamuliwa na sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili:

I 2 = ℰ R 2 + r = ℰ 2 r;

katika kesi hii, nguvu ya juu muhimu hutolewa katika mzunguko:

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

Kwa hivyo, ili kuhesabu kiwango cha juu cha nguvu muhimu, inahitajika kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa r na nguvu ya sasa I 2.

Ili kupata nguvu ya sasa I 2, tunaandika mfumo wa equations:

i = ℰ r , I 2 = ℰ 2 r )

na ugawanye milinganyo:

mimi 2 = 2 .

Hii ina maana:

I 2 = i 2 = 12 2 = 6.0 A.

Ili kupata upinzani wa ndani wa chanzo r, tunaandika mfumo wa equations:

I 1 = ℰ R 1 + r, i = ℰ r)