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 kulazimisha chembe za kushtakiwa bila malipo kuja kwenye mwendo wa mwelekeo. Uundaji wa sasa wa chembe - tatizo kubwa... Kuunda kifaa kama hicho ambacho kitadumisha tofauti inayowezekana ya uwanja kwa muda mrefu katika hali moja ni kazi, suluhisho ambalo lilikuwa ndani ya uwezo wa wanadamu tu. marehemu XVIII karne.

Majaribio ya kwanza

Majaribio ya kwanza ya "kukusanya umeme" kwa utafiti zaidi na matumizi yalifanywa nchini Uholanzi. Mjerumani Ewald Jurgen von Kleist na Mholanzi Peter van Muschenbruck, ambao walifanya utafiti wao katika mji wa Leiden, waliunda capacitor ya kwanza duniani, ambayo baadaye ikaitwa "Leiden bank".

Mkusanyiko wa malipo ya umeme tayari umefanyika chini ya hatua ya msuguano wa mitambo. Iliwezekana kutumia kutokwa kwa njia ya kondakta kwa muda fulani, badala ya muda mfupi.

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

Kwa bahati mbaya, kutokwa (sasa umeme iliyoundwa na capacitor) ilidumu kwa muda mfupi sana kwamba haikuweza kuunda. Kwa kuongeza, voltage inayotolewa na capacitor hupungua hatua kwa hatua, ambayo haina kuondoka uwezekano wa kupata sasa inayoendelea.

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 walioandaliwa kwenye ndoano za chuma za kimiani ya chuma, alielekeza umakini kwenye athari ya tabia ya miisho ya ujasiri.

Walakini, hitimisho la Galvani lilikataliwa 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 alielezea ukweli kwamba kiumbe hai ni kiashiria tu cha kutokwa kwa umeme. Wakati sasa inapita, misuli ya miguu inapunguza, ikionyesha tofauti inayowezekana. Chanzo cha uwanja wa umeme kilikuwa mawasiliano ya metali tofauti. Kadiri wanavyokuwa katika safu ya vitu vya kemikali, ndivyo athari kubwa zaidi.

Sahani za metali zisizo sawa, zilizowekwa na diski za karatasi zilizowekwa na suluhisho la elektroliti, ziliunda tofauti inayohitajika kwa muda mrefu. Na hata ikiwa haikuwa ya juu (1.1 V), mkondo wa umeme unaweza kuchunguzwa muda mrefu... Jambo kuu ni kwamba mvutano ulibaki bila kubadilika kwa muda mrefu sawa.

Nini kinaendelea

Kwa nini athari kama hiyo inasababishwa 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, tutaiweka kama nguzo nzuri ya chanzo.

Katika seli rahisi zaidi za galvanic, athari za oxidation hufanyika kwenye electrode moja, na athari za kupunguza hufanyika kwa upande mwingine. Elektroni hufika kwenye elektroni kutoka nje ya mzunguko. Electroliti ni kondakta wa sasa wa ioni ndani ya chanzo. Nguvu ya upinzani inadhibiti muda wa mchakato.

Kipengele cha shaba-zinki

Inashangaza kuzingatia kanuni ya uendeshaji wa seli za galvaniki kwa kutumia mfano wa seli ya galvanic ya shaba-zinki, hatua ambayo ni kutokana na 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 iwe katika kuwasiliana.

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

Wakati elektroni hupiga electrode ya shaba, hushiriki katika mmenyuko wa kupunguza. Ioni za shaba hutoka kwa suluhisho hadi safu ya uso; wakati wa mchakato wa kupunguza, hubadilika kuwa atomi za shaba, zikiwekwa kwenye sahani ya shaba.

Kwa 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. Maitikio yanaendelea kwenye elektroni zote mbili. Mkondo wa ioni hutiririka 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 - kesi ya betri. Vipengele vya kubuni vile hurahisisha muundo na kupunguza gharama ya betri.

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

Upinzani wa sasa hauruhusu ions zote kuwa kwenye electrodes wakati huo huo, hivyo kipengele kinafanya kazi kwa muda mrefu. Athari za kemikali za malezi ya ion mapema au baadaye kuacha, kipengele kinatolewa.

Chanzo cha sasa ni muhimu sana.

Kidogo kuhusu upinzani

Matumizi mkondo wa umeme bila shaka imetolewa maendeleo ya kisayansi na kiufundi juu hatua mpya alimpa 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, kuleta hali hizi kulingana.

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 ni ya 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, ukinzani wa waya wa chuma huongezeka kadiri urefu wake unavyoongezeka na kupungua kadiri sehemu yake ya sehemu ya msalaba inavyopanuka. 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. , ya sasa I, wakati wa mtiririko wake t, basi tunapata:

Q int. = mimi 2 r t,

ambapo r ni upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Katika mzunguko mzima, pamoja na sehemu zake za ndani na nje, jumla ya joto litatolewa, fomula yake 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 iliyobebwa na shamba na nguvu ya umeme ya chanzo:

q E = I 2 (r + R) t.

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

E = mimi (r + R).

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

I = E: (r + R).

Katika mzunguko uliofungwa, ni sawia moja kwa moja Chanzo 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 ambacho kinaweza kupatikana wakati wa operesheni chini ya hali fulani inategemea nguvu ya sasa ya kutokwa.

Kwa hakika, wakati makadirio fulani yanatimizwa, uwezo wa kutokwa unaweza kuchukuliwa 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 100mA, itafanya kazi kwa masaa 5.

Njia za kuchaji betri

Kutumia betri kutawamaliza. seli za ukubwa mdogo zinashtakiwa kwa kutumia mkondo ambao nguvu zake hazizidi moja ya kumi ya uwezo wa chanzo.

Imetolewa njia zifuatazo kuchaji:

kutumia sasa ya mara kwa mara kwa muda fulani (karibu saa 16 na sasa ya uwezo wa betri 0.1);
kuchaji kwa mkondo unaopungua hadi thamani iliyoamuliwa mapema ya tofauti inayoweza kutokea;
matumizi ya mikondo isiyo na usawa;
matumizi ya mlolongo wa mapigo mafupi ya malipo na kutokwa, ambayo wakati wa kwanza unazidi wakati wa pili.

Kazi ya vitendo

Kazi iliyopendekezwa: kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa na EMF.

Ili kuikamilisha, unahitaji kuhifadhi kwenye chanzo cha sasa, ammeter, voltmeter, rheostat ya slide, ufunguo, seti ya waendeshaji.

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

Fomu iliyohesabiwa 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 sasa katika sehemu ya nje ya mzunguko, kipimo na ammeter; U ni voltage kwenye upinzani wa nje.

Ili kuboresha 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, tutatumia ukweli kwamba voltage kwenye vituo vyake wakati ufunguo umefunguliwa ni kivitendo sawa na EMF.

Hebu tukusanye mlolongo wa betri zilizounganishwa katika mfululizo, rheostat, ammeter, ufunguo. 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. Haina ubishi Usalama wa mazingira motors umeme ni zaidi ya shaka, lakini kujenga capacious, ergonomic betri ni tatizo katika fizikia ya kisasa. Suluhisho lake litasababisha duru mpya katika maendeleo ya teknolojia ya magari.

Betri ndogo, nyepesi na zenye uwezo wa juu pia ni muhimu katika simu ya mkononi vifaa vya elektroniki Oh. Ugavi wa nishati inayotumiwa ndani yao ni moja kwa moja kuhusiana na utendaji wa vifaa.

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

Nguvu za nje huitwa nguvu zozote zinazofanya kazi kwenye chembe zinazochajiwa na umeme kwenye sakiti, isipokuwa tu umemetuamo (yaani, nguvu za Coulomb).

Vikosi vya nje vilivyowekwa katika mwendo wa chembe za kushtakiwa ndani ya vyanzo vyote vya sasa: katika jenereta, katika mitambo ya nguvu, katika seli za galvanic, betri, nk.

Wakati mzunguko umefungwa, a uwanja wa umeme katika makondakta wote wa mnyororo. Ndani ya chanzo cha sasa, mashtaka husogea chini ya hatua ya nguvu za nje dhidi ya vikosi vya Coulomb (elektroni husogea kutoka kwa elektroni iliyo na chaji chanya hadi hasi), na katika mzunguko uliobaki huendeshwa na uwanja wa umeme (tazama mchoro hapo juu). )

Katika vyanzo vya sasa, katika mchakato wa kufanya kazi ili kutenganisha chembe za kushtakiwa, mabadiliko hutokea aina tofauti nishati ndani ya umeme. Kwa aina ya nishati iliyobadilishwa, aina zifuatazo za nguvu za umeme zinajulikana:

- umemetuamo- katika mashine ya electrophore, ambayo nishati ya mitambo inabadilishwa kuwa nishati ya umeme wakati wa 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 photocell. Hapa, mabadiliko ya nishati ya mwanga katika nishati ya umeme hutokea: wakati wa kuangaza vitu fulani, kwa mfano, seleniamu, shaba (I) oksidi, silicon, kupoteza kwa malipo hasi ya umeme huzingatiwa;

- kemikali- katika seli za galvanic, betri na vyanzo vingine ambavyo ubadilishaji wa nishati ya kemikali katika nishati ya umeme hutokea.

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 uhamishaji wa chaji moja ya umeme 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 electromotive inaonyeshwa kwa volts.

Unaweza kuzungumza juu ya nguvu ya umeme katika sehemu yoyote ya mzunguko. Hii ni kazi maalum ya nguvu za nje (kazi ya kuhamisha malipo ya kitengo) si katika mzunguko mzima, lakini tu katika eneo hili.

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 inaonyeshwa 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 upinzani wao wa ndani ni mkubwa (hadi Mohm mia). Kwa hiyo, siofaa kwa kupokea mikondo ya juu. Katika seli za galvanic, EMF ni kuhusu 1 V tu, lakini kwa upande mwingine, upinzani wa ndani pia ni wa chini (kuhusu 1 Ohm au chini). Hii inafanya iwezekanavyo kwa msaada wao kupata mikondo iliyopimwa katika amperes.

Tulifikia hitimisho kwamba ili kudumisha sasa ya mara kwa mara katika mzunguko uliofungwa, chanzo cha sasa kinapaswa kuingizwa ndani yake. Tunasisitiza kwamba kazi ya chanzo sio kusambaza malipo kwa mzunguko wa umeme (kuna kutosha kwa mashtaka haya katika waendeshaji), lakini kuwafanya kusonga, kufanya kazi ya kusonga mashtaka dhidi ya nguvu za uwanja wa umeme. Tabia kuu ya chanzo ni nguvu ya umeme 1 (EMF) - kazi inayofanywa 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 udhibiti wa 3D hauzingatii dalili za kupaa, matukio yanayohusiana na fahamu, au mabadiliko mengi makubwa ambayo watu kutoka dunia hii wanapitia. Kutuliza ni aina ya kutuliza Duniani na inarejelea mawasiliano ya moja kwa moja miili yenye vipengele vya Dunia. Hii inaweza kuwa ya manufaa kwa watu wengi ambao hawana msingi na usumbufu wa kimwili wakati wa mabadiliko ya sayari.

Kitengo cha SI cha EMF ni Volt. EMF ya chanzo ni sawa na volt 1 ikiwa inafanya kazi Joule 1 wakati wa kuhamisha chaji 1 Coulomb

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

mchele. 397
uwanja wa umemetuamo hufanya kazi chanya juu ya harakati ya malipo mazuri katika mwelekeo wa kupunguza uwezo wa shamba. Chanzo cha sasa hufanya mgawanyo wa malipo ya umeme - malipo mazuri hujilimbikiza kwenye pole moja, hasi kwa nyingine. Nguvu ya uwanja wa umeme katika chanzo huelekezwa kutoka kwa pole chanya hadi 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 mzunguko 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 nje za chanzo na nguvu za umeme katika mzunguko wa nje hufanya kazi nzuri.
Ikiwa, pamoja na nguvu za umeme, nguvu za nje hufanya kazi kwenye sehemu fulani ya mzunguko wa umeme, basi nguvu zote za umeme na za nje "zinafanya kazi" kwenye harakati za mashtaka. Kazi ya jumla ya nguvu za kielektroniki na za nje kusonga chaji moja chanya inaitwa voltage ya umeme katika sehemu ya mzunguko

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 kwenye mfano rahisi... Hebu katika sehemu ya mzunguko ambayo sasa ya umeme inapita, kuna chanzo cha nguvu za nje na kupinga (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 kimewashwa tena (Mchoro 399 b), mashtaka ndani yake huenda 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 hiyo, 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 moja chanya, kazi hii, kwa mujibu wa sheria ya Ohm, ni sawa na bidhaa IR = U ambayo kwa asili inafanana na voltage katika sehemu hii.
Chembe za kushtakiwa (elektroni na ions) ndani ya chanzo huhamia kwa namna fulani, kwa hiyo, kutoka upande wa kati, pia huathiriwa na nguvu za kuvunja, ambazo lazima pia zishindwe. Chembe za kushtakiwa 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"). . Kwa wazi, 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 na nguvu. Kwa hivyo, tunaweza kuanzisha tabia nyingine ya chanzo - yake upinzani wa ndani r, sawa na upinzani wa kawaida wa umeme. Kazi ya kushinda nguvu za upinzani wakati wa kusonga malipo moja chanya kati ya miti ya chanzo ni 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 inahusishwa na mwili wa mwanadamu. Uwezo wa umeme mzunguko wa ardhi hutegemea eneo, hali ya anga, wakati wa mchana na usiku, na unyevu juu ya uso wa dunia. Uelewa wa angavu na miche ya nyota ambao wanataka kurejesha usawa wa nguvu na mwili wa sayari wanapaswa kuzingatia hisia zao za asili, kwa sababu wanahitaji kujua ikiwa wanapaswa kuwekwa msingi au la.

1 Jina la wingi huu wa kimwili ni bahati mbaya - hivyo nguvu ya electromotive ni kazi, na si nguvu kwa maana ya kawaida ya mitambo. Lakini neno hili limeimarishwa sana kwamba haliko "katika uwezo wetu kulibadilisha." Kwa njia, nguvu ya sasa sio nguvu ya mitambo pia! Bila kutaja dhana kama vile "nguvu ya akili", "nguvu", "nguvu ya kimungu", nk.
2 Kumbuka kwamba mwelekeo wa harakati ya chaji chanya huchukuliwa kama mwelekeo wa harakati ya mkondo wa umeme.

Katika baadhi ya matukio, kutokana na mikondo ya isokaboni au ya nje katika maeneo fulani, mazoezi haya yanaweza kuwa yasiyofaa. Kwa watu wengi walio na mbegu za ardhini, kuhesabiwa haki kutahisi vyema wakati wa awamu ya ushirikiano wa kiroho na itakuwa na manufaa sana kwa mwili kwa sababu itafanya 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

Mhadhiri Vinogradov A.B.

Nizhny Novgorod

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

Dunia hutuma mawimbi ya sumakuumeme kusaidia miili ya binadamu kukabiliana na kupaa kwake, na ishara hii 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 kuzunguka 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 kushindwa kwa chombo kukabiliana haraka na hali mpya, utambuzi mbaya wa matukio ya kubadilisha maisha, ugonjwa wa moyo, kemikali ya sumu na hisia hasi. Madhumuni ya figo ni kuondoa bidhaa hatari za kimetaboliki zinazozalishwa na kibofu cha mkojo na kudumisha kemia sahihi ya damu na shinikizo kama wao kudhibiti kila kitu vitu vya kemikali kufutwa katika mtiririko wa damu.

Vifaa: kirekebishaji VU-4M, ammita, voltmeter, nyaya za kuunganisha, vipengele vya 1 vya kompyuta kibao: ufunguo, kipinga R1.

Kinadharia Maudhui ya kazi.

Upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

Wakati wa sasa unapita mzunguko uliofungwa, chembe za kushtakiwa kwa umeme hazihamia 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 nje ya mnyororo inajumuisha seti nzima ya makondakta ambayo imeunganishwa kwenye nguzo za chanzo cha sasa. Sehemu ya ndani ya mnyororo ndio chanzo chenyewe cha sasa. Chanzo cha sasa, kama kondakta mwingine yeyote, kina upinzani. 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 coil ya taa na waya za kuongoza zinapokanzwa na sasa ya umeme, lakini pia betri yenyewe. 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. Kwenye sehemu ya ndani ya mzunguko wa umeme, kiasi cha joto hutolewa sawa na

Wakati figo zinapokuwa dhaifu na kuzidiwa, bidhaa za taka zenye sumu hujilimbikiza kwenye damu na tishu, pamoja na kemikali ambazo haziwezi kuchujwa vizuri. Kushindwa kwa figo kunaongezeka kwa 5% kwa mwaka nchini Marekani, huku usafishaji wa figo au upandikizaji ukitumika kama tiba. 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 mahusiano, hivyo wanakabiliwa na matatizo ya mahusiano ya kibinafsi na ya ngono, ambayo yanaweza kutokana na ukosefu wa msaada kutoka kwa wengine au hisia za kutopendwa, au hata kutokana na ukosefu wa unyeti wa kimwili. Hisia huzunguka katika eneo lako la nishati ya kibinafsi, na inapotolewa, unaweza kuwa na hisia ya mtiririko ambao unahisi hisia.

wapi r- upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa.

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

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

... Tangu saa uunganisho wa serial nguvu ya sasa katika sehemu zote za mzunguko ni sawa, basi sasa sawa inapita kupitia sehemu za nje na za ndani za mzunguko. Kisha, kwa mujibu wa sheria ya Ohm kwa sehemu ya mzunguko, kushuka kwa voltage katika sehemu zake za nje na za ndani itakuwa sawa sawa:

Inakuruhusu kutoa maumivu ya kihisia na hofu na kukuondolea matatizo sugu ya figo kwa kufungua upanuzi mkubwa wa nishati ya kihisia na kiroho. Wakati ni kinyume chake, wakati moyo umefungwa kutokana na maumivu na hofu ambayo huzuia hisia, huingilia kazi ya udhibiti wa maji kupitia figo na kuharibu usambazaji wa nishati muhimu inayohitajika kwa akili na mwili uliowekwa msingi, wenye afya na usawa. .

Zaidi ya hayo, moyo wetu unapoponywa, moto huwaka ndani, ambao pia unalisha nishati muhimu kuhifadhiwa kwenye figo. Kiunganishi cha pembetatu huunganisha moyo na kila figo, ambayo hufanya kazi kama mzunguko wa umeme katika mwili unaong'aa. Chini ya pembetatu hii ni figo upande wa kushoto na kulia, na hatua ya juu inahusishwa na moyo. Moyo unapoponywa, miali ya moto ndani ya moyo na figo wakati huo huo huamsha usanidi wa moyo kwenye mwali wa ndani mara mbili. 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.

Kazi ya jumla ya nguvu za uwanja wa umeme wakati wa harakati za malipo katika mzunguko wa DC uliofungwa ni sawa na sifuri. Kwa hiyo, kazi yote ya sasa ya umeme katika mzunguko wa umeme uliofungwa inageuka kuwa kamili kutokana na hatua ya nguvu za nje zinazosababisha mgawanyiko wa malipo ndani ya chanzo na kudumisha voltage mara kwa mara kwenye pato la chanzo cha sasa. Mtazamo wa kazi

inayofanywa na vikosi vya watu wengine ili kuhamisha malipo q kando ya mnyororo, kwa thamani ya malipo haya inaitwa chanzo cha nguvu ya umeme(EMF) :

Kwa hivyo, 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 cha maisha au nguvu ya maisha. Mioto hii miwili inapowasha na kuchanganya, mwali hulipuka kutoka moyoni, ambao hutuma moto ili kusaidia ukuaji wa kiini cha maisha kilichoundwa na figo. Kimsingi, figo husaidia kujenga mwili wa ndani wa mwanga, ambao ni muhimu kwa kuingizwa kwa mwili wa monadic.

, (4)

- malipo ya usafiri.

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

Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili.

Zoezi lolote la kuona linaloundwa ili kuunda nishati ya maisha katika dienes ya chini na kushawishi nishati kuzunguka chini ya miguu, kuimarisha uwezo wa figo kuhifadhi kiini muhimu, kusaidia kurekebisha utaratibu wa kutuliza na kufanya kazi za utakaso wa damu wa kimwili. Kuna baadhi ya potentiator ya figo na mitishamba 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 adrenal. Tezi za adrenal ni tezi zinazozalisha homoni nyingi, na inajulikana kuwa chini ya shinikizo husukuma cortisol ndani ya damu, na kusababisha mfumo wa neva wa binadamu kwenda katika hali ya kupigana au kukimbia. Adrenaline kawaida huzalishwa na tezi za adrenali na baadhi ya niuroni, ambazo zinaweza pia kuamilishwa na majibu ya kihisia. Kila jibu la kihisia lina 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 kamili 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.

Kwa kuongezea, tezi za adrenal zina jukumu muhimu katika kukabiliana na mapigano au kukimbia kwa kuongeza mtiririko wa damu kwa misuli na moyo, na kisha wanafunzi hupanuka na viwango vya sukari ya damu hupanda. Adrenaline hutupwa ndani ya damu wakati mtu anakasirishwa na mashambulizi ya kigaidi au hofu ili kuzalisha nishati hasi ya kihisia iwezekanavyo, ambayo inaweza kuwa sababu kuu ya tezi za adrenal zimepungua kabisa kwa watu wengi. Wakati mtu hajarekebisha hali hii na bado anasukuma adrenaline au homoni nyingine za mkazo ndani ya damu, mfumo wa neva huganda, hali ya mshtuko na kufa ganzi.

. (5)

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

. (6)

, basi

, (7)

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 huzima athari za kihisia kwa kufunga moyo. Tezi za adrenal ziko juu ya kila figo, kwa hivyo zinakabiliwa moja kwa moja na kupungua kwa figo, ambayo kwa kawaida husababisha tezi za adrenal kukimbia. Ikiwa tunafanya kitu kisichofaa kwa roho yetu na kazi yetu ya kila siku hailingani na sisi ni nani, pia hupunguza figo, adrenaline na uhai.

. (8)

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 tunapaswa kufanya 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.

Maandalizi ya kazi.

Kuna maabara ndogo ya umeme kwenye meza zilizo mbele yako. Muonekano wake umewasilishwa katika l. R. Nambari 9 katika Kielelezo 2.

Kwa upande wa kushoto ni milliammeter, rectifier VU-4M, voltmeter, ammeter. Kwa upande wa kulia, sahani No. 1 ni fasta (angalia Mchoro 3 katika faili ya karatasi No. 9). Katika sehemu ya nyuma ya kesi kuna 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 vifaa vya kupimia kwa vipengele vya kibao; bluu - kuunganisha vipengele vya kibao. Sehemu hiyo imefungwa na jukwaa la kukunja. Katika nafasi ya kufanya kazi, jukwaa liko kwa mlalo na hutumika kama sehemu ya kufanya kazi wakati wa kukusanya usakinishaji wa majaribio katika majaribio.

Udhibiti wa Sayari wa Figo za Binadamu za Chi. Lazima tujitahidi kurejesha kituo cha moyo na kugeuza figo kuwa zaidi kusudi la juu kuhusishwa na kupaa kwa mwili. Kuna viwekeleo vya usimbaji miili ya binadamu kwa ajili ya utumwa, vilivyoanzishwa wakati wa kuzaliwa, katika kurekodi mlolongo wa uhamishaji katika mwili wa udhihirisho wa kiini au katika Mti wa Uzima. Template kuu ya udhihirisho wa gridi ya mti ina seti ya maagizo ya kudhibiti kazi za viungo na tezi kwa kiwango cha kila mwelekeo, kwani tezi hutoa vitu na homoni zinazoruhusu ufahamu wa mwanadamu kusonga kwa kasi kati ya vipimo.

2. Maendeleo ya kazi.

Unapofanya kazi, utajua njia ya kupima sifa za msingi za chanzo cha sasa kwa kutumia sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili, ambao unahusiana na amperage. 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 wanadamu Duniani kwa kalenda za siku zijazo za kufanya kazi katika makoloni ya watumwa au tovuti mbalimbali za usafirishaji haramu wa binadamu ambazo zinadhibitiwa na makundi haya potovu ya nje ya nchi na makundi ya joka.

Vikundi vya Orion Black Sun vilihifadhi haki ya miili fulani ya binadamu, nyenzo za kijeni, na Mti wa Uzima wa binadamu, na ndiyo sababu wanaidhibiti. Hii huwarahisishia kudhibiti na kufuatilia 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 Mpango wa usanidi wa majaribio umeonyeshwa kwenye Mchoro 1.

Jifunze kwa uangalifu. Kwa kubadili wazi B, 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 kosa lisilo 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 wazi V.

Ikiwa ufunguo B umefungwa, voltmeter itaonyesha kushuka kwa voltage kwenye kupinga R :

. (11)

Kisha, kwa kuzingatia usawa (9), (10), na (11), tunaweza kusisitiza hilo

(12)

Inaweza kuonekana kutoka kwa formula (12) kwamba ili kuamua upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa, ni muhimu, pamoja na EMF yake, kujua sasa katika mzunguko na voltage kwenye resistor R wakati ufunguo ni. imefungwa.

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

Kusanya mzunguko kulingana na mchoro ulioonyeshwa kwenye Mchoro 3.

Baada ya kukusanyika mzunguko, unahitaji kuinua mkono wako, piga simu mwalimu ili kuangalia mkusanyiko sahihi wa mzunguko wa umeme. Na ikiwa mnyororo umekusanyika kwa usahihi, basi shuka chini kufanya kazi.

Kwa kubadili wazi B, chukua usomaji wa voltmeter na ingiza thamani ya voltage katika meza 1. Kisha funga ufunguo B na tena uchukue masomo ya voltmeter, lakini tayari na usomaji wa ammeter. Rekodi maadili ya voltage na ya sasa kwenye jedwali 1.

Tengeneza sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili.

Ikiwa hatukujua maadili ya upinzani wa vipinga vya waya, ingewezekana kutumia njia ya pili na kile kinachohitajika kufanywa kwa hili (labda ni muhimu, kwa mfano, kujumuisha kifaa fulani kwenye mzunguko. )?

Kuwa na uwezo wa kukusanya nyaya za umeme kutumika katika kazi.

Fasihi

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

Kitabu cha kumbukumbu cha mwanafunzi. Fizikia / Comp. T. Feshchenko, V. Vozhegova. –M .: Jumuiya ya Falsafa "SLOVO", LLC "Firma" "Nyumba ya uchapishaji AST", Kituo cha Wanabinadamu katika Kitivo cha Uandishi wa Habari, Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. M.V. Lomonosov, 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., Ster.-M .: Kituo cha Uchapishaji "Academy", 2003-p.: 181-182.

Chanzo ni kifaa kinachobadilisha mitambo, kemikali, joto 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 kwenye gridi ya umeme ni vyanzo vya voltage na vyanzo vya sasa. Dhana hizi mbili katika umeme hutofautiana kutoka kwa kila mmoja.

Chanzo cha voltage ya mara kwa mara

Chanzo cha voltage ni kifaa kilicho na miti miwili, voltage yake wakati wowote ni mara kwa mara, na sasa inayopita ndani yake haina athari. Chanzo kama hicho kitakuwa bora na upinzani wa ndani wa sifuri. Kwa maneno ya vitendo, haiwezi kupatikana.

Ziada ya elektroni hujilimbikiza kwenye pole hasi ya chanzo cha voltage, na upungufu wao kwenye pole 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.

Betri

Betri ni betri zinazoweza kuchajiwa tena. Wakati wa kushtakiwa, nishati ya umeme huhifadhiwa ndani kwa namna ya nishati ya kemikali. Wakati wa kupakua, mchakato wa kemikali hufanyika ndani 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, kwenye vituo vya pato voltage inayotokana ni 12 V;

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

Muhimu! Kwa mikondo ya chini, betri na vikusanyiko vinaweza kuchukuliwa kuwa makadirio mazuri ya vyanzo bora vya voltage.

Chanzo cha voltage ya AC

Umeme huzalishwa kwenye mitambo ya 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 kiashiria cha chini wakati wa kutumia transfoma.

Chanzo cha nguvu

Kwa mlinganisho, kama chanzo bora cha voltage huunda 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 vikusanyiko hutoa EMF:

ε = E / Q, wapi:

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

Jumla ya EMF ya seli ya betri ni voltage ya mzunguko wake wazi kwa kutokuwepo kwa mzigo. Inaweza kuchunguzwa kwa usahihi mzuri na multimeter ya digital. Tofauti inayoweza kupimwa katika mawasiliano ya pato la betri, inapounganishwa na kontena ya mzigo, itakuwa chini ya voltage yake na mzunguko wazi, kwa sababu ya 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 yenye kanuni ya kemikali ya operesheni ni kati ya sehemu ya ohm na ohm chache na inahusiana hasa na upinzani wa vifaa vya electrolytic kutumika katika utengenezaji wa betri.

Ikiwa upinzani wa upinzani R umeunganishwa na betri, sasa katika mzunguko ni I = ε / (R + r).

Upinzani wa ndani sio mara kwa mara. Inaathiriwa na aina ya betri (alkali, asidi ya risasi, nk) na inatofautiana na thamani ya mzigo, joto na maisha ya betri. Kwa mfano, katika 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 thamani iliyotolewa mapema, upinzani wa ndani wa chanzo umeamua kwa kupima sasa inapita kupitia upinzani wa mzigo.

Kwa kuwa upinzani wa ndani na nje katika mpango 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 na 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. Sasa kipimo 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 Ohm;
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 kupunguza thamani yake tu kwa upinzani mdogo wa chanzo. Nguvu ya sasa ambayo hutokea katika hali hiyo ni kubwa sana kwamba chanzo cha voltage kinaweza kuharibiwa na athari ya joto ya sasa, kuna hatari ya moto. Hatari ya moto huzuiwa 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 hutolewa kwa mzigo na kufutwa katika chanzo yenyewe, na ufanisi wake ni 50% tu.

Mahitaji ya mzigo lazima yazingatiwe kwa uangalifu ili kuamua ikiwa 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, vifaa vya umeme vya juu lazima viwe na upinzani wa juu sana wa ndani ili kupunguza mkondo wa mzunguko mfupi.

Vipengele vya upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa

Chanzo bora cha sasa kina upinzani usio na kikomo, na kwa vyanzo halisi, toleo la takriban linaweza kuwasilishwa. Mzunguko 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 kutoka kwa jumla ya mikondo kwenye upinzani wa ndani na mzigo Iо = Katika + Ivn.

Inageuka:

Katika = Iо - Ivn = Iо - Un / r.

Utegemezi huu unaonyesha kwamba wakati upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa unapoongezeka, zaidi ya sasa juu yake hupungua, na kupinga 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:

8.5. Hatua ya joto sasa

8.5.1. Chanzo cha nguvu cha sasa

Nguvu inayoonekana ya chanzo cha sasa:

P kamili = P muhimu + P hasara,

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

Nguvu inayoonekana 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 ni nguvu ambayo hutolewa katika mzunguko wa nje, i.e. juu ya 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 sasa katika mzunguko; U ni voltage kwenye vituo (clamps) ya chanzo cha sasa; R - upinzani wa mzigo (mzunguko wa nje).

Uharibifu wa nguvu ni nguvu ambayo hutolewa katika chanzo cha sasa, i.e. katika mlolongo wa ndani, na hutumiwa kwenye michakato inayofanyika katika chanzo yenyewe; kwa madhumuni mengine yoyote, hasara ya nguvu haiwezi kutumika.

Upotezaji wa nguvu kawaida huhesabiwa kwa kutumia fomula

P hasara = I 2 r,

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

Katika tukio la mzunguko mfupi, nguvu ya wavu huenda kwa sifuri

P muhimu = 0,

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

Nguvu inayoonekana kwenye mzunguko mfupi wa chanzo inafanana na upotevu wa nguvu na huhesabiwa kwa fomula

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 ya manufaa 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 juu wa nishati:

P muhimu max = 0.5 P kamili,

ambapo P kamili ni jumla ya nguvu ya chanzo cha sasa; P kamili = ℰ 2/2 r.

Fomula wazi ya kuhesabu upeo wa nguvu wavu kama ifuatavyo:

P muhimu max = ℰ 2 4 r.

Ili kurahisisha mahesabu, ni muhimu kukumbuka mambo mawili:

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

r = R 1 R 2;

ikiwa nguvu ya juu muhimu inatolewa katika mzunguko, basi I * ya sasa katika mzunguko ni mara mbili chini ya sasa ya mzunguko mfupi i:

Mimi * = i 2.

Mfano 15. Kwa mzunguko mfupi kwa upinzani wa 5.0 Ohm, betri ya seli hutoa sasa ya 2.0 A. Mzunguko wa mzunguko mfupi wa betri ni 12 A. Kuhesabu nguvu ya juu muhimu ya betri.

Suluhisho . Hebu tuchambue hali ya tatizo.

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

I 1 = ℰ R 1 + r,

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

2. Wakati betri ina mzunguko mfupi wa mzunguko, mkondo wa mzunguko mfupi unapita kwenye saketi kama inavyoonyeshwa kwenye tini. b. Mzunguko wa sasa wa mzunguko mfupi unatambuliwa na formula

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

3. Wakati betri imeunganishwa na upinzani R 2 = r, sasa ya I 2 inapita kwenye mzunguko, kama inavyoonekana kwenye mtini. ndani, 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 cha sasa I 2.

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

i = ℰ r, I 2 = ℰ 2 r)

na fanya mgawanyiko wa equations:

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)