≡×ՄԵՆՈՒ

• Ինտերիեր
• Պատուհան
• Պատեր
• Նախագծեր
• Շենքերը

Ընթացիկ աղբյուրը նրա emf-ն է և ներքին դիմադրությունը: Ներքին դիմադրություն

8.5. Հոսանքի ջերմային ազդեցություն

8.5.1. Ընթացիկ աղբյուրի հզորությունը

Ընթացիկ աղբյուրի ընդհանուր հզորությունը.

P ընդհանուր = P օգտակար + P կորուստներ,

որտեղ P օգտակար - օգտակար հզորություն, P օգտակար = I 2 R; P կորուստներ - հզորության կորուստներ, P կորուստներ = I 2 r; I - ընթացիկ ուժը միացումում; R - բեռի դիմադրություն (արտաքին միացում); r-ը ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է:

Ընդհանուր հզորությունը կարելի է հաշվարկել երեք բանաձևերից մեկի միջոցով.

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

որտեղ ℰ-ն ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժն է (EMF):

Զուտ հզորություն- սա այն հզորությունն է, որն ազատվում է արտաքին միացումում, այսինքն. բեռի վրա (ռեզիստոր), և կարող է օգտագործվել որոշ նպատակների համար:

Զուտ հզորությունը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով երեք բանաձևերից մեկը.

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

որտեղ I-ն ընթացիկ ուժն է միացումում; U-ը ընթացիկ աղբյուրի տերմինալների (սեղմակների) լարումն է. R - բեռի դիմադրություն (արտաքին միացում):

Էլեկտրաէներգիայի կորուստը այն հզորությունն է, որը թողարկվում է ընթացիկ աղբյուրում, այսինքն. մեջ ներքին միացում, և ծախսվում է հենց աղբյուրում տեղի ունեցող գործընթացների վրա. Էլեկտրաէներգիայի կորուստը չի կարող օգտագործվել այլ նպատակների համար:

Էլեկտրաէներգիայի կորուստը սովորաբար հաշվարկվում է բանաձևով

P կորուստներ = I 2 r,

որտեղ I-ն ընթացիկ ուժն է միացումում; r-ը ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է:

Կարճ միացման ժամանակ օգտակար հզորությունը հասնում է զրոյի

P օգտակար = 0,

քանի որ բեռի դիմադրությունը դեպքում կարճ միացումբացակայում է՝ R = 0:

Աղբյուրի կարճ միացման ժամանակ ընդհանուր հզորությունը համընկնում է կորստի հզորության հետ և հաշվարկվում է բանաձևով

P լրիվ = ℰ 2 r,

որտեղ ℰ-ն ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժն է (EMF). r-ը ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է:

Օգտակար ուժ ունի առավելագույն արժեքըայն դեպքում, երբ բեռի դիմադրությունը R-ը հավասար է ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրության r-ին.

R = r.

Առավելագույն օգտակար հզորությունը.

P օգտակար max = 0.5 P լրիվ,

որտեղ P-ը լի է - լիակատար իշխանությունընթացիկ աղբյուր; P լրիվ = ℰ 2 / 2 ռ.

Հաշվարկի հստակ բանաձև առավելագույն օգտակար հզորությունԻնչպես նշված է հետեւյալում:

P օգտակար max = ℰ 2 4 r .

Հաշվարկները պարզեցնելու համար օգտակար է հիշել երկու կետ.

• եթե երկու բեռնվածության դիմադրություններով R 1 և R 2 նույն օգտակար հզորությունը թողարկվում է շղթայում, ապա ներքին դիմադրությունընթացիկ աղբյուրը r-ը կապված է նշված դիմադրությունների հետ բանաձևով

r = R 1 R 2;

• եթե շղթայում թողարկվում է առավելագույն օգտակար հզորությունը, ապա միացումում I * հոսանքի ուժը կարճ միացման հոսանքի i կեսն է.

I * = i 2.

Օրինակ 15. Երբ կարճացվում է մինչև 5,0 Օմ դիմադրության, բջիջների մարտկոցը արտադրում է 2,0 Ա հոսանք: Մարտկոցի կարճ միացման հոսանքը 12 Ա է: Հաշվեք մարտկոցի առավելագույն օգտակար հզորությունը:

Լուծում. Եկեք վերլուծենք խնդրի վիճակը։

1. Երբ մարտկոցը միացված է R 1 = 5.0 Ohm դիմադրությանը, շղթայում հոսում է I 1 = 2.0 A հզորության հոսանք, ինչպես ցույց է տրված Նկ. ա, որը որոշվում է Օհմի օրենքով ամբողջական միացման համար.

I 1 = ℰ R 1 + r,

որտեղ ℰ - ընթացիկ աղբյուրի EMF; r-ը ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է:

2. Երբ մարտկոցը կարճ միացված է, միացումում հոսում է կարճ միացման հոսանք, ինչպես ցույց է տրված Նկ. բ. Կարճ միացման հոսանքը որոշվում է բանաձևով

որտեղ i-ը կարճ միացման հոսանքն է, i = 12 Ա:

3. Երբ մարտկոցը միացված է դիմադրության R 2 = r, շղթայում հոսում է I 2 ուժի հոսանք, ինչպես ցույց է տրված Նկ. in , որոշված ​​Օհմի օրենքով ամբողջական միացման համար.

I 2 = ℰ R 2 + r = ℰ 2 r;

Այս դեպքում առավելագույն օգտակար հզորությունը թողարկվում է շղթայում.

P օգտակար max = I 2 2 R 2 = I 2 2 r.

Այսպիսով, առավելագույն օգտակար հզորությունը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է որոշել ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը r և ընթացիկ ուժը I 2:

Ընթացիկ ուժը I 2 գտնելու համար մենք գրում ենք հավասարումների համակարգը.

i = ℰ r, I 2 = ℰ 2 r)

և բաժանիր հավասարումները.

ես I 2 = 2.

Սա ենթադրում է.

I 2 = i 2 = 12 2 = 6.0 Ա.

R աղբյուրի ներքին դիմադրությունը գտնելու համար մենք գրում ենք հավասարումների համակարգը.

I 1 = ℰ R 1 + r, i = ℰ r)

և բաժանիր հավասարումները.

I 1 i = r R 1 + r.

Սա ենթադրում է.

r = I 1 R 1 i − I 1 = 2,0 ⋅ 5,0 12 − 2,0 = 1,0 Օմ։

Եկեք հաշվարկենք առավելագույն օգտակար հզորությունը.

P օգտակար max = I 2 2 r = 6.0 2 ⋅ 1.0 = 36 Վտ:

Այսպիսով, մարտկոցի առավելագույն օգտագործելի հզորությունը 36 Վտ է։

Հաղորդավարի ծայրերում և հետևաբար հոսանքի վրա անհրաժեշտ է ոչ էլեկտրական բնույթի արտաքին ուժերի առկայությունը, որոնց օգնությամբ տեղի է ունենում էլեկտրական լիցքերի տարանջատում։

Արտաքին ուժերի կողմիցՇղթայի էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների վրա գործող ցանկացած ուժ են, բացառությամբ էլեկտրաստատիկների (այսինքն՝ Կուլոնի):

Երրորդ կողմի ուժերը շարժման մեջ են դնում լիցքավորված մասնիկները բոլոր ընթացիկ աղբյուրների ներսում՝ գեներատորներում, էլեկտրակայաններում, գալվանական բջիջներում, մարտկոցներում և այլն:

Երբ շղթան փակ է, այն ստեղծում է էլեկտրական դաշտշղթայի բոլոր հաղորդիչներում: Ընթացիկ աղբյուրի ներսում լիցքերը շարժվում են արտաքին ուժերի ազդեցությամբ Կուլոնյան ուժերի դեմ (էլեկտրոնները դրական լիցքավորված էլեկտրոդից տեղափոխվում են բացասական), իսկ մնացած շղթայի ընթացքում դրանք շարժվում են էլեկտրական դաշտով (տե՛ս վերևի նկարը):

Ընթացիկ աղբյուրներում լիցքավորված մասնիկների տարանջատման գործընթացում տեղի է ունենում փոխակերպում տարբեր տեսակներէներգիան էլեկտրաէներգիայի մեջ: Ելնելով փոխակերպվող էներգիայի տեսակից՝ առանձնացնում են հետեւյալ տեսակներըէլեկտրաշարժիչ ուժ.

- էլեկտրաստատիկ- էլեկտրոֆորի մեքենայի մեջ, որտեղ մեխանիկական էներգիան շփման միջոցով վերածվում է էլեկտրական էներգիայի.

- ջերմաէլեկտրական- ջերմային տարրում - տարբեր մետաղներից պատրաստված երկու լարերի ջեռուցվող միացման ներքին էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի.

- ֆոտոգալվանային- ֆոտոխցիկում: Այստեղ տեղի է ունենում լույսի էներգիայի փոխակերպումը էլեկտրական էներգիայի. երբ որոշ նյութեր լուսավորվում են, օրինակ՝ սելեն, պղնձի (I) օքսիդ, սիլիցիում, նկատվում է բացասական էլեկտրական լիցքի կորուստ;

- քիմիական- գալվանական բջիջներում, մարտկոցներում և այլ աղբյուրներում, որոնցում քիմիական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի:

Էլեկտրաշարժիչ ուժ (EMF)- ընթացիկ աղբյուրների բնութագրերը. EMF-ի հայեցակարգը ներկայացվել է Գ.Օհմի կողմից 1827 թվականին ուղղակի հոսանքի սխեմաների համար։ 1857 թվականին Կիրխհոֆը EMF-ն սահմանեց որպես արտաքին ուժերի աշխատանքը՝ փակ շղթայի երկայնքով միավոր էլեկտրական լիցքը փոխանցելիս.

ɛ = A st /q,

Որտեղ ɛ - ընթացիկ աղբյուրի EMF, Մի սբ- արտաքին ուժերի աշխատանքը, ք- փոխանցված վճարի չափը.

Էլեկտրաշարժիչ ուժն արտահայտվում է վոլտերով։

Մենք կարող ենք խոսել էլեկտրաշարժիչ ուժի մասին շղթայի ցանկացած մասում: Սա արտաքին ուժերի հատուկ աշխատանքն է (աշխատանք՝ մեկ լիցք տեղափոխելու համար) ոչ թե ամբողջ շղթայում, այլ միայն տվյալ տարածքում։

Ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրություն:

Թող լինի պարզ փակ միացում, որը բաղկացած է հոսանքի աղբյուրից (օրինակ՝ գալվանական բջիջից, մարտկոցից կամ գեներատորից) և դիմադրությամբ դիմադրողից։ Ռ. Փակ շղթայում հոսանքը ոչ մի տեղ չի ընդհատվում, հետևաբար այն գոյություն ունի նաև ընթացիկ աղբյուրի ներսում։ Ցանկացած աղբյուր ներկայացնում է որոշակի դիմադրություն հոսանքի նկատմամբ: Դա կոչվում է ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունև նշված է նամակով r.

Գեներատորում r- սա ոլորուն դիմադրությունն է, գալվանական խցում `էլեկտրոլիտի լուծույթի և էլեկտրոդների դիմադրությունը:

Այսպիսով, ընթացիկ աղբյուրը բնութագրվում է EMF-ի և ներքին դիմադրության արժեքներով, որոնք որոշում են դրա որակը: Օրինակ, էլեկտրաստատիկ մեքենաներն ունեն շատ բարձր EMF (մինչև տասնյակ հազար վոլտ), բայց միևնույն ժամանակ նրանց ներքին դիմադրությունը հսկայական է (մինչև հարյուրավոր մեգոհմ): Հետեւաբար, դրանք պիտանի չեն բարձր հոսանքների առաջացման համար: Գալվանական բջիջներն ունեն EMF ընդամենը մոտավորապես 1 Վ, բայց ներքին դիմադրությունը նույնպես ցածր է (մոտավորապես 1 Օմ կամ ավելի քիչ): Սա թույլ է տալիս նրանց ստանալ հոսանքներ, որոնք չափվում են ամպերով:

Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար, որի սահմանումը վերաբերում է արժեքին էլեկտրական հոսանքիրական սխեմաներում կախված է ընթացիկ աղբյուրից և բեռի դիմադրությունից: Այս օրենքը ունի նաև մեկ այլ անուն՝ Օհմի օրենք փակ շղթաների համար։ Սույն օրենքի գործողության սկզբունքը հետևյալն է.

Որպես առավելագույնը պարզ օրինակ, էլեկտրական լամպը, որը էլեկտրական հոսանքի սպառող է, հոսանքի աղբյուրի հետ միասին ոչ այլ ինչ է, քան փակ։ Այս էլեկտրական միացումը հստակ ցույց է տրված նկարում:

Լամպի միջով անցնող էլեկտրական հոսանքը նույնպես անցնում է հենց հոսանքի աղբյուրի միջով: Այսպիսով, սխեմայի միջով անցնելիս հոսանքը կզգա ոչ միայն հաղորդիչի դիմադրությունը, այլև ուղղակիորեն հոսանքի աղբյուրի դիմադրությունը: Աղբյուրում դիմադրություն է ստեղծում էլեկտրոլիտը, որը գտնվում է թիթեղների և թիթեղների և էլեկտրոլիտի սահմանային շերտերի միջև: Դրանից բխում է, որ փակ միացումում նրա ընդհանուր դիմադրությունը բաղկացած կլինի լույսի լամպի և ընթացիկ աղբյուրի դիմադրությունների գումարից:

Արտաքին և ներքին դիմադրություն

Բեռի, այս դեպքում էլեկտրական լամպի դիմադրությունը, որը կապված է ընթացիկ աղբյուրին, կոչվում է արտաքին դիմադրություն: Ընթացիկ աղբյուրի ուղղակի դիմադրությունը կոչվում է ներքին դիմադրություն: Ավելին տեսողական պատկերգործընթացը, բոլոր արժեքները պետք է նշանակվեն պայմանականորեն: I - , R - արտաքին դիմադրություն, r - ներքին դիմադրություն: Երբ հոսանքը հոսում է էլեկտրական միացումով, այն պահպանելու համար արտաքին շղթայի ծայրերի միջև պետք է լինի պոտենցիալ տարբերություն, որն ունի IxR արժեք։ Այնուամենայնիվ, ընթացիկ հոսքը նկատվում է նաև ներքին շղթայում: Սա նշանակում է, որ ներքին շղթայում էլեկտրական հոսանքը պահպանելու համար անհրաժեշտ է նաև պոտենցիալ տարբերություն r դիմադրության ծայրերում։ Այս պոտենցիալ տարբերության արժեքը հավասար է Iхr-ին:

Մարտկոցի էլեկտրաշարժիչ ուժ

Մարտկոցը պետք է ունենա էլեկտրաշարժիչ ուժի հետևյալ արժեքը, որը կարող է պահպանել անհրաժեշտ հոսանքը շղթայում՝ E=IxR+Ixr: Բանաձևից պարզ է դառնում, որ մարտկոցի էլեկտրաշարժիչ ուժը արտաքին և ներքինի գումարն է։ Ընթացիկ արժեքը պետք է հանել փակագծերից՝ E=I(r+R): Հակառակ դեպքում կարող եք պատկերացնել՝ I=E/(r+R) . Վերջին երկու բանաձևերը արտահայտում են Օհմի օրենքը ամբողջական շղթայի համար, որի սահմանումը հետևյալն է. փակ միացումում ընթացիկ ուժն ուղիղ համեմատական ​​է էլեկտրաշարժիչ ուժին և հակադարձ համեմատական ​​այս շղթայի դիմադրությունների գումարին։

Աղբյուրը սարք է, որը փոխակերպում է էներգիայի մեխանիկական, քիմիական, ջերմային և որոշ այլ ձևեր էլեկտրական էներգիայի: Այլ կերպ ասած, աղբյուրը ցանցի ակտիվ տարր է, որը նախատեսված է էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Տարբեր տեսակներԷլեկտրական ցանցում առկա աղբյուրներն են լարման աղբյուրները և հոսանքի աղբյուրները: Էլեկտրոնիկայի այս երկու հասկացությունները տարբերվում են միմյանցից:

Մշտական ​​լարման աղբյուր

Լարման աղբյուրը երկու բևեռ ունեցող սարք է, որի լարումը ցանկացած պահի մշտական ​​է, և դրա միջով անցնող հոսանքը ոչ մի ազդեցություն չունի: Նման աղբյուրը կլինի իդեալական, ունենալով զրոյական ներքին դիմադրություն: Գործնական պայմաններում դա հնարավոր չէ ձեռք բերել։

Լարման աղբյուրի բացասական բևեռում կուտակվում է էլեկտրոնների ավելցուկ, իսկ դրական բևեռում՝ էլեկտրոնների պակաս։ Բևեռների վիճակները պահպանվում են աղբյուրի ներսում տեղի ունեցող գործընթացներով։

Մարտկոցներ

Մարտկոցները ներքին քիմիական էներգիա են պահում և կարող են այն վերածել էլեկտրական էներգիայի: Մարտկոցները չեն կարող վերալիցքավորվել, ինչը նրանց թերությունն է։

Մարտկոցներ

Վերալիցքավորվող մարտկոցները վերալիցքավորվող մարտկոցներ են: Լիցքավորման ժամանակ էլեկտրական էներգիան պահվում է ներսում՝ որպես քիմիական էներգիա։ Բեռնաթափման ժամանակ քիմիական պրոցեսը տեղի է ունենում հակառակ ուղղությամբ և ազատվում է էլեկտրական էներգիա։

Օրինակներ.

1. Կապար-թթվային մարտկոցի բջիջ: Այն պատրաստված է կապարի էլեկտրոդներից և էլեկտրոլիտիկ հեղուկից՝ թորած ջրով նոսրացված ծծմբաթթվի տեսքով։ Մեկ բջջի լարումը մոտ 2 Վ է: Մեքենաների մարտկոցներում վեց բջիջ սովորաբար միացված են մի շարք միացումով, և արդյունքում լարումը ելքային տերմինալներում 12 Վ է;

1. Նիկել-կադմիումային մարտկոցներ, բջջային լարման – 1,2 Վ.

Կարևոր.Փոքր հոսանքների համար մարտկոցները և կուտակիչները կարելի է համարել որպես իդեալական լարման աղբյուրների լավ մոտարկում:

AC լարման աղբյուր

Էլեկտրաէներգիան արտադրվում է էլեկտրակայաններում՝ օգտագործելով գեներատորներ և լարման կարգավորումից հետո փոխանցվում է սպառողին։ Տնային ցանցի AC լարումը 220 Վ տարբեր սնուցման սարքերում էլեկտրոնային սարքերՏրանսֆորմատորներ օգտագործելիս հեշտությամբ վերածվում է ավելի ցածր արժեքի:

Ընթացիկ աղբյուր

Ըստ անալոգիայի, ինչպես իդեալական լարման աղբյուրը ստեղծում է մշտական ​​լարում ելքի վրա, այնպես էլ ընթացիկ աղբյուրի խնդիրն է արտադրել մշտական ​​հոսանքի արժեք՝ ավտոմատ կերպով վերահսկելով պահանջվող լարումը: Օրինակներ են հոսանքի տրանսֆորմատորները (երկրորդային ոլորուն), ֆոտոբջիջները, տրանզիստորների կոլեկտորային հոսանքները:

Լարման աղբյուրի ներքին դիմադրության հաշվարկը

Իրական լարման աղբյուրներն ունեն իրենց էլեկտրական դիմադրությունը, որը կոչվում է «ներքին դիմադրություն»: Աղբյուրի տերմինալներին միացված բեռը նշանակված է որպես «արտաքին դիմադրություն» - Ռ.

Մարտկոցների մարտկոցը առաջացնում է EMF.

ε = E/Q, որտեղ:

• E – էներգիա (J);
• Q – լիցքավորում (C):

Մարտկոցի խցիկի ընդհանուր էմֆ-ը նրա բաց շղթայի լարումն է, երբ բեռ չկա: Այն կարելի է ստուգել լավ ճշգրտությամբ՝ օգտագործելով թվային մուլտիմետր: Մարտկոցի ելքային տերմինալներում չափված պոտենցիալ տարբերությունը, երբ այն միացված է բեռի դիմադրությանը, ավելի փոքր կլինի, քան դրա լարումը, երբ շղթան բաց է, արտաքին բեռի միջով հոսանքի և աղբյուրի ներքին դիմադրության միջոցով հոսանքի պատճառով, դա հանգեցնում է նրանում էներգիայի ցրմանը որպես ջերմային ճառագայթման:

Քիմիական մարտկոցի ներքին դիմադրությունը օհմի մասնաբաժնի և մի քանի ohms-ի միջև է և հիմնականում պայմանավորված է մարտկոցի արտադրության մեջ օգտագործվող էլեկտրոլիտիկ նյութերի դիմադրությամբ:

Եթե ​​R դիմադրություն ունեցող ռեզիստորը միացված է մարտկոցին, ապա շղթայի հոսանքը I = ε/(R + r):

Ներքին դիմադրությունը հաստատուն արժեք չէ: Դրա վրա ազդում է մարտկոցի տեսակը (ալկալային, կապարաթթու և այլն), և փոփոխվում է կախված մարտկոցի բեռնվածքի արժեքից, ջերմաստիճանից և օգտագործման ժամկետից: Օրինակ, միանգամյա օգտագործման մարտկոցների դեպքում ներքին դիմադրությունը մեծանում է օգտագործման ժամանակ, և լարումը, հետևաբար, նվազում է մինչև այն դառնա հետագա օգտագործման համար ոչ պիտանի վիճակի:

Եթե ​​աղբյուրի էմֆ-ը կանխորոշված ​​մեծություն է, ապա աղբյուրի ներքին դիմադրությունը որոշվում է բեռի դիմադրության միջով հոսող հոսանքը չափելով:

1. Քանի որ մոտավոր շղթայում ներքին և արտաքին դիմադրությունները միացված են հաջորդաբար, կարող եք օգտագործել Օհմի և Կիրխհոֆի օրենքները բանաձևը կիրառելու համար.

1. Այս արտահայտությունից r = ε/I - Ռ.

Օրինակ։Հայտնի emf ε = 1,5 Վ մարտկոցը սերիական միացված է էլեկտրական լամպով: Լամպի վրա լարման անկումը 1,2 Վ է: Հետևաբար, տարրի ներքին դիմադրությունը ստեղծում է լարման անկում. հայտնի. Շղթայով անցնող չափված հոսանքը՝ I = 0,3 Ա. Անհրաժեշտ է որոշել մարտկոցի ներքին դիմադրությունը:

1. Համաձայն Օհմի օրենքի, լամպի դիմադրությունը R = U/I = 1.2/0.3 = 4 Ohms;
2. Այժմ, ըստ ներքին դիմադրության հաշվարկման բանաձեւի, r = ε/I - R = 1.5/0.3 - 4 = 1 Ohm:

Կարճ միացման դեպքում արտաքին դիմադրությունը իջնում ​​է գրեթե զրոյի: Հոսանքը կարող է սահմանափակվել միայն աղբյուրի փոքր դիմադրությամբ: Նման իրավիճակում առաջացող հոսանքն այնքան ուժեղ է, որ հոսանքի ջերմային ազդեցությունից կարող է վնասվել լարման աղբյուրը և կա հրդեհի վտանգ: Հրդեհի վտանգը կանխվում է ապահովիչներ տեղադրելով, օրինակ՝ մեքենայի մարտկոցների սխեմաներում:

Լարման աղբյուրի ներքին դիմադրություն – կարևոր գործոն, երբ որոշում եք, թե ինչպես փոխանցել ամենաարդյունավետ հզորությունը միացված էլեկտրական սարքին:

Կարևոր.Առավելագույն հզորության փոխանցումը տեղի է ունենում, երբ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը հավասար է բեռի դիմադրությանը:

Այնուամենայնիվ, այս պայմանով, հիշելով P = I² x R բանաձևը, էներգիայի նույն քանակությունը փոխանցվում է բեռին և ցրվում հենց աղբյուրում, և դրա արդյունավետությունը կազմում է ընդամենը 50%:

Որոշելու համար բեռի պահանջները պետք է ուշադիր դիտարկվեն լավագույն օգտագործումըաղբյուր։ Օրինակ, կապարաթթվային մեքենայի մարտկոցը պետք է բարձր հոսանքներ հաղորդի 12 Վ համեմատաբար ցածր լարման դեպքում: Դրա ցածր ներքին դիմադրությունը թույլ է տալիս դա անել:

Որոշ դեպքերում էլեկտրամատակարարում բարձր լարմանպետք է ունենա չափազանց բարձր ներքին դիմադրություն կարճ միացման հոսանքը սահմանափակելու համար:

Ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրության առանձնահատկությունները

Իդեալական հոսանքի աղբյուրն ունի անսահման դիմադրություն, բայց իրական աղբյուրների համար կարելի է պատկերացնել մոտավոր տարբերակ: Համարժեք էլեկտրական միացումն աղբյուրին զուգահեռ միացված դիմադրություն է և արտաքին դիմադրություն:

Ընթացիկ աղբյուրից ընթացիկ ելքը բաշխվում է հետևյալ կերպ՝ հոսանքի մի մասը հոսում է ամենաբարձր ներքին դիմադրության և ցածր բեռի դիմադրության միջով:

Ելքային հոսանքը կլինի ներքին դիմադրության հոսանքների գումարը և Io = In + Iin բեռը:

Պարզվում է:

In = Iо - Iin = Iо - Un/r.

Այս հարաբերությունը ցույց է տալիս, որ երբ ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրությունը մեծանում է, այնքան ավելի է նվազում դրա միջով հոսանքը, և բեռի դիմադրությունը ստանում է մեծ մասըընթացիկ Հետաքրքիր է, որ լարումը չի ազդի ընթացիկ արժեքի վրա:

Իրական աղբյուրի ելքային լարումը.

Uout = I x (R x r)/(R +r) = I x R/(1 + R/r): Գնահատեք այս հոդվածը.

Նպատակը. փորձարարական հաշվարկել ընթացիկ աղբյուրի emf-ը և ներքին դիմադրությունը:

Սարքավորումներ՝ էլեկտրական էներգիայի աղբյուր, ամպաչափ, վոլտմետր, ռեոստատ (6 - 8 Օմ), բանալի, միացնող լարեր։

Այն մեծությունը, որը թվայինորեն հավասար է արտաքին ուժերի աշխատանքին, երբ միավոր լիցքը շարժվում է ընթացիկ աղբյուրի ներսում, կոչվում է ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժ։ ε, Օհմի օրենքից.

որտեղ ես հոսանք է, U-ը լարումն է:

ՍԻ-ում ε արտահայտված վոլտերով (V):

Ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը և ներքին դիմադրությունը կարող են որոշվել փորձարարական եղանակով:

Աշխատանքային կարգը

1. Որոշեք սանդղակի բաժանման գինը չափիչ գործիքներ.

2. Կատարեք էլեկտրական շղթա ըստ Նկ. 1

3. Ուսուցչի կողմից շղթան ստուգելուց հետո փակեք ստեղնը և ռեոստատի միջոցով սահմանեք ամպաչափի սանդղակի մի քանի բաժիններին համապատասխանող ընթացիկ ուժը, վերցրեք վոլտմետրի և ամպաչափի ընթերցումները:

4. Փորձը կրկնել 2 անգամ՝ ռեոստատի միջոցով փոխելով շղթայի ընթացիկ ուժը:

5.Ստացված տվյալները գրի՛ր աղյուսակ 1-ում։

Նկար 4.10 – Փորձարարական սխեման

№	Լարումը շղթայի արտաքին մասում U, V	Ընթացիկ ուժը շղթայում I, A	Ներքին դիմադրություն r, Ohm	Ներքին դիմադրության միջին արժեքը r avg, Ohm	EMF e, Վ	Միջին emf e c p, V

Աղյուսակ 1 – Փորձարարական տվյալներ

1. Չափման արդյունքները փոխարինել 1-ին հավասարմամբ և լուծելով հավասարումների համակարգը.

որոշեք աղբյուրի ներքին դիմադրությունը՝ օգտագործելով բանաձևերը.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Գրեք տվյալները աղյուսակ 1-ում:

5.Եզրակացություն արեք.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Վերահսկիչ հարցեր

1. Ո՞րն է ֆիզիկական էությունը էլեկտրական դիմադրություն?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Ի՞նչ դեր ունի հոսանքի աղբյուրը էլեկտրական շղթայում:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Ո՞րն է EMF-ի ֆիզիկական նշանակությունը: Սահմանեք վոլտը:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Ինչի՞ց է կախված հոսանքի աղբյուրի տերմինալների լարումը:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Օգտագործելով կատարված չափումների արդյունքները, որոշեք արտաքին շղթայի դիմադրությունը:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Զեկուցել լաբորատոր աշխատանք №__________

խմբի ուսանող _________________

Լրիվ անուն _________________________________________________

ԹԵՄԱ՝ ԼԱՐՄԱՆԻՑ ԻՆՖԼԵՔՍ ԼԱՄՊԻ ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ հոսանքի հոսանքի Կախվածության ուսումնասիրություն.

Նպատակը. տիրապետել էլեկտրական սարքի կողմից սպառված էներգիայի չափման մեթոդին, որը հիմնված է հոսանքի և լարման չափման վրա. ուսումնասիրել լույսի լամպի կողմից սպառված էներգիայի կախվածությունը դրա տերմինալների լարման վրա. ուսումնասիրել հաղորդիչի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից:

Սարքավորումներ՝ էլեկտրական լամպ, մշտական ​​և փոփոխական լարման աղբյուր, սահող ռեոստատ, ամպաչափ; վոլտմետր, բանալի, միացնող լարեր, գրաֆիկական թուղթ։

Համառոտ տեսական տեղեկատվություն

Այն արժեքը, որը հավասար է ընթացիկ A-ի կատարած աշխատանքի հարաբերությանը այն ժամանակին, որի ընթացքում այն ​​կատարվում է, կոչվում է P հզորություն.

Հետևաբար, (1)

Աշխատանքային կարգը

Փորձ թիվ 1

1. Կազմեք էլեկտրական միացում՝ ըստ Նկար 1-ում ներկայացված գծապատկերի, զրոյական փորձի համար՝ դիտարկելով սարքերի բևեռականությունը։

Նկար 1 – Միացման դիագրամ

2. Որոշել չափիչ գործիքների սանդղակի բաժանման գինը

_____________________________________________________________________________

3. Ուսուցչի կողմից շղթան ստուգելուց հետո վերցրեք U լարման և հոսանքի I ցուցանիշները:

4. Սարքի տվյալները գրեք Աղյուսակ 1-ում:

Աղյուսակ 1 – Փորձարարական տվյալներ թիվ 1

Փորձ թիվ 2.

1. Հավաքեք շղթան ըստ Նկար 2-ի, որտեղ լամպը ռեոստատի միջոցով միացված է փոփոխական հոսանքի:

Նկար 4.12 – Միացման դիագրամ

2. Ուսուցչի կողմից շղթան ստուգելուց հետո վերցրեք ամպաչափի և վոլտմետրի ընթերցումները՝ փոխելով սահիկի դիրքը ռեոստատի վրա 10 - 11 անգամ:

3. Սարքի տվյալները գրեք Աղյուսակ 2-ում:

Աղյուսակ 2 – Թիվ 2 փորձարարական տվյալներ

Չափումների արդյունքների մշակում

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Գտեք դիմադրություն R0, զրոյական փորձի համար.

(5)

որտեղ ΔT 0 K-ը բացարձակ ջերմաստիճանի փոփոխությունն է (այս դեպքում այն ​​հավասար է սենյակային ջերմաստիճանՑելսիուսի սանդղակով); α-ն վոլֆրամի ջերմաստիճանի դիմադրության գործակիցն է (Հավելված B):

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Ստացված տվյալները մուտքագրեք աղյուսակ 1:

Փորձ թիվ 2

1. Յուրաքանչյուր փորձի համար որոշեք լամպի սպառած P հզորությունը՝ օգտագործելով բանաձևը.

Р= U առավելագույնը · I առավելագույնը (6)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Գտե՛ք լամպի թելի ջերմաստիճանը յուրաքանչյուր փորձի համար՝ օգտագործելով բանաձևը.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Չափումների և հաշվարկների արդյունքները մուտքագրեք աղյուսակ 2-ում:

5. Գրաֆիկական թղթի վրա գծեք գրաֆիկներ. բ) R դիմադրության կախվածությունը T ջերմաստիճանից.

6.Երկու փորձերի արդյունքների հիման վրա եզրակացություն արեք.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Վերահսկիչ հարցեր

1. Ի՞նչ ֆիզիկական նշանակություն ունի էլեկտրական շղթայի մի հատվածում լարումը:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Ինչպե՞ս որոշել ընթացիկ հզորությունը՝ օգտագործելով ամպաչափ և վոլտմետր:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Ի՞նչ նպատակների համար է օգտագործվում վաթմետրը: Ինչպե՞ս է այն ներառված շղթայում:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Ինչպե՞ս է փոխվում մետաղական հաղորդիչի դիմադրությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Ինչպե՞ս է 100 Վտ հզորությամբ շիկացած լամպի պարույրը տարբերվում 25 Վտ հզորությամբ լամպի պարույրից:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________