Vnútorný odpor a jeho fyzikálny význam

Vnútorný odpor a jeho fyzikálny význam
Vnútorný odpor a jeho fyzikálny význam
Anonim

Každý prúdový zdroj má svoj vlastný vnútorný odpor. Elektrický obvod je uzavretý obvod so spotrebičmi, na ktoré je privedené napätie. Každý takýto obvod má vonkajší a vnútorný odpor.

Vonkajší je odpor celého obvodu so spotrebičmi a vodičmi a vnútorný odpor pochádza zo samotného zdroja.

Ak sa ako zdroj prúdu používa elektrický stroj, potom sa jeho vnútorný odpor delí na aktívny, indukčný a kapacitný. Aktivita závisí od dĺžky vodiča a jeho hrúbky, ako aj od materiálu, z ktorého je vodič vyrobený, a od jeho stavu. Induktívna závisí od indukčnosti cievky (hodnota jej spätného EMF) a kapacitná sa vyskytuje medzi závitmi vinutia. Je dosť malý. Ak sa ako zdroj použije obyčajná batéria, tak aj v nej vzniká odpor vplyvom elektrolytu.

vnútorný odpor
vnútorný odpor

Prúd je smerový pohyb častíc a odpor je prekážka, ktorá bráni jeho pohybu. Takéto prekážky sa nachádzajú v elektrolyte aj v olovených doskách batérií, jedným slovom,kdekoľvek je to aktuálne.

Vzhľadom na to, že v zdroji je vnútorný odpor, nemožno predpokladať, že napätie v obvode je celková elektromotorická sila zdroja. Samozrejme, pokles napätia v samotnom zdroji je možné zanedbať, ale iba ak je zanedbateľný.

Ak sa v zdrojovom obvode vytvárajú veľké prúdy, potom napätie na svorkách nemožno považovať za skutočnú elektromotorickú silu. Prúd v zdroji je znakom poklesu napätia v ňom. V tomto prípade platí Kirchhoffov zákon, ktorý hovorí, že skutočné EMF obvodu je súčtom úbytkov napätia vo všetkých sekciách, vrátane samotného zdroja. A vzorec je napísaný takto:

E=∑U + Ir r

Kde:

E je celková elektromotorická sila obvodu;

U je pokles napätia v sekciách obvodu;

Ir je vnútorný prúd generovaný v zdroji; r je vnútorný odpor zdroja.

vnútorný odpor zdroja
vnútorný odpor zdroja

Aby ste pochopili fyzikálny význam vnútorného odporu zdroja, mali by ste vykonať malý experiment. Najprv sa meria elektromotorická sila zdroja. To sa vykonáva pripojením voltmetra k batérii, ktorá nie je zaťažená. Potom musíte pripojiť malý odpor a nainštalovať ampérmeter do série. Takto bude známy prúd, pričom sa musí merať aj napätie pri zaťažení.

Zapísaním všetkých hodnôt veličín je ľahké určiť vnútorný odpor. Na tento účel sa najprv určí pokles napätia v batérii. Pomocou vzorca

Ur=E-U

vypočítať.

V tomto vzorci:

Ur – úbytok napätia vnútorného odporu zdroja;

E – napätie (EMF) merané na zdroji bez spotrebiča;U – napätie merané priamo na odpore.

Vnútorný odpor sa teda vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:

r=Ur/I

vnútorný odpor je
vnútorný odpor je

Niektorí odborníci túto hodnotu zanedbávajú a veria, že ju možno ignorovať pre jej malú hodnotu. Prax však ukazuje, že pri zložitých výpočtoch vnútorný odpor výrazne ovplyvňuje konečný výsledok.

Odporúča: