În electrotehnică există termeni: secțiune și circuit complet.
Site-ul se numeste:
parte a unui circuit electric într-o sursă de curent sau tensiune;
întregul lanț extern sau intern de elemente electrice conectate la sursă sau un fragment al acesteia.
Termenul „circuit complet” este folosit pentru a se referi la un circuit cu toate circuitele asamblate, inclusiv:
surse;
consumatori;
conductoare de legătură.
Astfel de definiții ajută la navigarea mai bună în circuite, înțelegerea caracteristicilor acestora, analizarea funcționării lor și căutarea deteriorărilor și defecțiunilor. Ele sunt încorporate în legea lui Ohm, care ne permite să rezolvăm aceleași probleme pentru a optimiza procesele electrice pentru a se potrivi nevoilor umane.
Cercetarea fundamentală a lui Georg Simon Ohm este aplicată în practică oricărui circuit sau complet.
Cum funcționează legea lui Ohm pentru un circuit DC complet
De exemplu, să luăm o celulă galvanică, care se numește în mod popular o baterie, cu o diferență de potențial U între anod și catod. Să conectăm un bec incandescent la bornele sale, care are o rezistență rezistivă obișnuită R.
Un curent I=U/R va curge prin filament, creat de mișcarea electronilor în metal. Circuitul format din bornele bateriei, firele de legătură și becul aparține părții externe a circuitului.
Curentul va curge și în zona internă dintre electrozii bateriei. Purtătorii săi vor fi ioni încărcați pozitiv și negativ. Electronii vor fi atrași de catod și ionii pozitivi vor fi respinși de la acesta către anod.
În acest fel, sarcinile pozitive și negative se acumulează pe catod și anod, creând o diferență de potențial între ele.
Mișcarea completă a ionilor în electrolit este împiedicată de simbolul „r”. Limitează fluxul de curent în circuitul extern și își reduce puterea la o anumită valoare.
Într-un circuit complet al unui circuit electric, curentul trece prin circuitele interne și externe, depășind succesiv rezistența totală R+r a ambelor secțiuni. Mărimea sa este influențată de forța aplicată electrozilor, care se numește EMF electromotoare sau prescurtată și este desemnată de indicele „E”.
Valoarea acestuia poate fi măsurată cu un voltmetru la bornele bateriei la relanti (fără circuit extern). Când o sarcină este conectată în același loc, voltmetrul indică tensiunea U. Cu alte cuvinte: fără sarcină la bornele bateriei, U și E au aceeași valoare, iar când curentul trece prin circuitul extern, U
Forța E formează mișcarea sarcinilor electrice într-un circuit complet și determină valoarea acesteia I=E/(R+r).
Această expresie matematică definește legea lui Ohm pentru un circuit DC complet. Acțiunea sa este ilustrată mai detaliat în partea dreaptă a imaginii. Arată că întregul circuit complet este format din două circuite separate pentru curent.
De asemenea, se poate observa că în interiorul bateriei există întotdeauna, chiar și atunci când sarcina circuitului extern este oprită, mișcarea particulelor încărcate (curent de autodescărcare) și, în consecință, există un consum inutil de metal la catod. . Datorită rezistenței interne, energia bateriei este cheltuită pentru încălzire și disipare în mediu, iar în timp, pur și simplu dispare.
Practica a arătat că reducerea rezistenței interne r prin metode constructive nu este justificată din punct de vedere economic din cauza creșterii semnificative a costului produsului final și a autodescărcării sale destul de ridicate.
concluzii
Pentru a menține funcționalitatea bateriei, aceasta trebuie utilizată numai în scopul propus, conectând circuitul extern numai pentru perioada de funcționare.
Cu cât rezistența sarcinii conectate este mai mare, cu atât durata de viață a bateriei este mai lungă. Prin urmare, lămpile cu incandescență cu xenon cu un consum de curent mai mic decât cele umplute cu azot, cu același flux luminos, asigură o funcționare mai îndelungată a surselor de energie.
La depozitarea celulelor galvanice, trecerea curentului între contactele circuitului extern trebuie împiedicată printr-o izolație fiabilă.
În cazul în care rezistența circuitului extern R a bateriei depășește semnificativ valoarea internă r, aceasta este considerată sursă de tensiune, iar atunci când relația inversă este îndeplinită, este considerată sursă de curent.
Cum se utilizează legea lui Ohm pentru un circuit complet de curent alternativ
Sistemele electrice care funcționează pe curent alternativ sunt cele mai comune în industria energetică. În această industrie, ei ating lungimi enorme prin transportul de energie electrică prin liniile electrice.
Pe măsură ce lungimea unei linii electrice crește, rezistența sa electrică crește, ceea ce creează încălzirea firelor și crește pierderile de energie în timpul transmisiei.
Cunoașterea legii lui Ohm i-a ajutat pe inginerii energetici să reducă costurile inutile pentru transportul energiei electrice. Pentru a face acest lucru, au folosit calculul componentei pierderii de putere în fire.
Calculele s-au bazat pe cantitatea de putere activă generată P=E∙I, care trebuie să fie transferată eficient consumatorilor la distanță și să depășească rezistența totală:
r intern al generatorului;
R extern de la fire.
Mărimea EMF la bornele generatorului este determinată ca E=I∙(r+R).
Pierderea de putere Pп pentru a depăși rezistența întregului circuit va fi exprimată prin formula prezentată în imagine.
Arată că costurile cu puterea cresc proporțional cu lungimea/rezistența firelor și pot fi reduse la transportul energiei prin creșterea fem a generatorului sau a tensiunii pe linie. Această metodă este utilizată prin includerea transformatoarelor superioare în circuitul de la capătul generatorului al liniei de alimentare și a transformatoarelor descendente la punctul de recepție al substațiilor electrice.
Cu toate acestea, această metodă este limitată:
complexitatea dispozitivelor tehnice pentru a contracara apariția descărcărilor corona;
necesitatea de a distanța și de a izola firele liniei de transmisie a energiei electrice de suprafața pământului;
o creștere a radiației energiei liniilor aeriene în spațiu (apariția unui efect de antenă).
Consumatorii moderni de energie electrică industrială de înaltă tensiune și de uz casnic trifazat/monofazat creează nu numai sarcini active, ci și reactive cu caracteristici inductive sau capacitive pronunțate. Ele conduc la o defazare între vectorii tensiunilor aplicate și curenții care trec în circuit.
În acest caz, , este folosit pentru a înregistra matematic fluctuațiile temporale ale armonicilor, iar graficele vectoriale sunt folosite pentru reprezentarea spațială. Curentul transmis prin liniile electrice se scrie cu formula: I=U/Z.
Înregistrarea matematică a principalelor componente ale legii lui Ohm în numere complexe vă permite să programați algoritmi pentru dispozitivele electronice utilizate pentru controlul și operarea proceselor tehnologice complexe care apar constant în sistemul de alimentare.
Alături de numerele complexe, se folosește forma diferențială de înregistrare a tuturor relațiilor. Este convenabil pentru analiza proprietăților electrice conductoare ale materialelor.
Funcționarea legii lui Ohm pentru un circuit complet poate fi încălcată de anumiți factori tehnici. Acestea includ:
frecvențe mari de oscilație, când inerția purtătorilor de sarcină începe să afecteze. Nu au timp să se miște cu viteza de schimbare a câmpului electromagnetic;
stări de supraconductivitate ale unei anumite clase de substanțe la temperaturi scăzute;
încălzirea crescută a conductoarelor de curent prin curent electric. când caracteristica curent-tensiune își pierde caracterul liniar;
defalcarea stratului izolator printr-o descărcare de înaltă tensiune;
mediul tuburilor cu vid umplute cu gaz sau cu vid;
dispozitive și elemente semiconductoare.
Dimensiune: px
Începeți să afișați de pe pagină:
Transcriere
1 3 Scopul lucrării: aprofundarea înțelegerii legii lui Ohm pentru lanțul complet și pentru o secțiune a lanțului. Sarcină: verificarea experimentală a validității legii lui Ohm pentru un circuit închis neramificat. Dispozitive și accesorii: instalație modernizată FPM-0. ÎNTREBĂRI GENERALE Curentul electric este mișcarea ordonată a sarcinilor electrice. Caracteristicile curentului sunt puterea curentului I și densitatea curentului j. Puterea curentului este o mărime scalară și este egală cu cantitatea de electricitate (sarcină) dq transferată printr-o secțiune transversală a unui conductor pe unitatea de timp: dq I. () dt Densitatea de curent este cantitatea de electricitate care traversează o unitate de secțiune transversală aria unui conductor pe unitatea de timp: di j. () ds Densitatea de curent este o mărime vectorială direcționată de-a lungul vectorului vitezei medii a mișcării ordonate a sarcinilor pozitive și poate fi scrisă ca j q 0 n v, (3) unde q 0 este sarcina unui purtător de curent unitar; n concentrația de purtători; v viteza de deplasare a purtătorului. Dacă elementul de suprafață ds este considerat ca un vector direcționat de-a lungul normalei pozitive, atunci relația dintre puterea curentului și densitatea sa are forma I (S) j ds, (4) unde S este aria prin care curgerea curentului încărcat particulele trec. Putem indica o serie de factori care pot determina mișcarea ordonată a taxelor. În primul rând, acestea pot fi forțe electrice (Coulomb), sub influența cărora vor începe să se miște sarcinile pozitive.
2 4 se deplasează de-a lungul liniilor câmpului, negativ împotriva. Câmpul acestor forțe se numește Coulomb, intensitatea acestui câmp este notată cu E coul. În plus, forțele neelectrice, cum ar fi cele magnetice, pot acționa și asupra sarcinilor electrice. Acțiunea acestor forțe este similară cu acțiunea unui câmp electric. Să numim aceste forțe externe, iar câmpul acestor forțe câmp extern cu intensitatea E partea. În fine, mișcarea ordonată a sarcinilor electrice se poate produce fără acțiunea forțelor exterioare, ci datorită fenomenului de difuzie sau datorită reacțiilor chimice în sursa de curent. Munca care are loc în timpul mișcării ordonate a sarcinilor electrice se realizează datorită energiei interne a sursei de curent. Și deși nu există nicio acțiune directă a vreunei forțe asupra încărcăturilor gratuite, fenomenul se desfășoară ca și cum un câmp extern ar acționa asupra încărcăturilor. Cea mai importantă lege a electrodinamicii este legea lui Ohm, stabilită experimental. Dar poate fi obținut teoretic, pe baza celor mai simple concepte ale teoriei electronice Drude-Lorentz a conductivității metalelor. Să considerăm un curent electric în conductori metalici, în interiorul căruia se află un câmp cu intensitatea E. Acesta acționează asupra electronilor liberi de conducere cu o forță F = ee, unde e este sarcina electronului. Această forță conferă accelerație electronilor cu masa m a = F/m = ee/m. Dacă mișcarea electronilor într-un metal ar avea loc fără pierderi de energie, atunci viteza lor și, prin urmare, puterea curentului în conductor, ar crește în timp. Cu toate acestea, atunci când se ciocnesc cu ionii rețelei care efectuează mișcări vibraționale termice aleatoare, electronii pierd o parte din energia lor cinetică. La un curent constant, când viteza medie a mișcării ordonate a electronilor rămâne neschimbată în timp, toată energia primită de electroni sub acțiunea unui câmp electric trebuie să fie transferată ionilor metalici, adică trebuie convertită în energie. a mișcării lor termice. Pentru simplitate, presupunem că în timpul fiecărei ciocniri electronul pierde complet energia pe care a primit-o sub influența forței F = ee în timpul drumului liber τ de la o coliziune la alta. Aceasta înseamnă că la începutul fiecărei căi libere electronul are doar viteza mișcării sale termice, iar la sfârșitul căii, înainte de ciocnire, viteza sa sub influența forței F = ee crește până la o anumită valoare v. . Neglijând viteza mișcării termice, putem presupune că mișcarea electronului în direcția forței din câmp este accelerată uniform cu o viteză inițială v 0 = 0. În timpul drumului liber, electronul capătă o viteză de mișcare ordonată a τ eeτ / m, iar viteza medie a acestei mișcări v
3 5 v v e 0 v E τ. m Timpul de drum liber este determinat de viteza medie a mișcării termice a electronului u și de calea liberă medie a electronului λ: τ = λ/u. Apoi densitatea de curent în conductor ne λ j nev E. m u ne λ Valoarea γ caracterizează proprietățile conductorului și se numește conductivitate electrică a acestuia. Ținând cont de această notație, densitatea de curent se va scrie j = γe. (5) Așa am obținut legea lui Ohm în formă diferențială. Să luăm acum în considerare faptul că un electron care participă la crearea unui curent continuu într-o secțiune a circuitului selectată în mod arbitrar trebuie, de asemenea, să fie supus unor forțe externe, pe lângă forțele Coulomb. Atunci (5) va lua forma j j γ(ecool Estor) sau E E coul stor. (6) γ Să înmulțim (6) cu elementul de lungime a conductorului dl și să integrăm expresia rezultată peste secțiunea conductorului din secțiune în secțiune: j E dl E dl latura rece dl. (7) γ I Ținând cont de faptul că pentru curentul continuu j și γ, unde ρ este rezistivitatea conductorului, expresia (7) va lua forma S ρ ρ Ekuldl Etordl I dl. (8) S Prima integrală din (8) reprezintă diferența de potențial (φ φ) dintre punctele secțiunii transversale și. A doua integrală depinde de sursa forțelor și se numește forță electromotoare. Integrala din dreapta (8) caracterizează proprietățile conductorului și se numește rezistența R a secțiunii conductorului. Dacă S și ρ sunt constante, atunci
4 6 l R ρ. (9) S Astfel, formula (8) are forma φ φ ξ IR U. (0) Aceasta este o lege generalizată a lui Ohm în formă integrală pentru o secțiune neomogenă a lanțului. (Căderea de tensiune U în secțiunea -). În cazul unei secțiuni omogene a conductorului, adică în absența forțelor exterioare în această secțiune, din (0) avem φ φ IR. () Dacă circuitul este închis (φ φ), atunci din (0) se obține ξ IRс I(R extern -intern), () unde R este rezistența întregului circuit, inclusiv R externă și rezistența internă a circuitului. sursa de curent r internă. DESCRIEREA INSTALĂRII ȘI METODEI DE MĂSURARE Fig.. Vedere generală a instalației 6 Instalația este formată (Fig.) dintr-o piesă de măsurare și o coloană cu scară metrică. Pe coloană sunt montate două console fixe, între care se întinde un fir de crom-nichel 3 Un suport mobil 4 se deplasează de-a lungul coloanei, asigurând contactul cu firul. Pe panoul frontal se află un voltmetru 5, un miliampermetru 6, un întrerupător de rețea, un regulator de curent și un comutator cu buton pentru intervalul de voltmetru 7, care comută simultan voltmetrul de la măsurarea căderii de tensiune la măsurarea EMF. În fig. este dată o diagramă pentru măsurarea căderii de tensiune U și a fem-ului sursei de curent. O rezistență variabilă r este conectată în serie la circuitul sursei de curent, acționând ca rezistență internă a sursei, al cărei buton de control, „regulatorul de curent”, este situat pe panoul frontal al dispozitivului. Rezistența variabilă r vă permite să reglați curentul în circuitul sursă. Acest circuit vă permite să simulați funcționarea unei surse de curent cu reglare
5 7 rezistență internă controlabilă. Sarcina externă R este rezistența unui conductor omogen, a cărui lungime și, prin urmare, R, poate fi reglată prin deplasarea suportului mobil. Când cheia K-V este închisă, în circuitul r rr apare un curent electric. Circuitul este format dintr-o secțiune neuniformă r și o secțiune omogenă R. În funcție de direcția indicată a curentului, scriem legile lui Ohm pentru secțiunile omogene și neuniforme ale circuitului. Pentru secțiunea R: φ φ IR. Fig.. Schema de măsurare pentru U și ε Pentru secțiunea εr: φ φ ξ Ir. Pentru un circuit închis care conține secțiuni omogene și neomogene, putem scrie prin adăugarea acestor ecuații (φ φ) (φ φ) ξ I(R r). Am obținut legea lui Ohm pentru un circuit închis: ξ I(R r). (3) Diferența de potențial φ φ ținând cont de () și (3) poate fi exprimată prin formula ξr φ φ. R r Când cheia K este deschisă (R = și I = 0) φ φ =. Folosind legea lui Ohm pentru un circuit închis, puteți calcula rezistența r pentru o secțiune neuniformă folosind formula ξ U r, U = φ φ. (4) I Ideea lucrării este de a testa legea lui Ohm pentru un circuit închis. În acest scop, căderea de tensiune U pe rezistența R a unui conductor cilindric omogen este măsurată la diferite valori ale curentului I care circulă printr-o secțiune a circuitului. Pe baza măsurătorilor U și I, se construiește caracteristica curent-tensiune a conductorului. Mărimea rezistenței conductorului este determinată ca tangente a unghiului de înclinare a caracteristicii la axa I. Figura 3 prezintă caracteristica curent-tensiune a conductorului: ΔU R tgα. (5) ΔI
6 8 Relația grafică stabilită între mărimile U, I, R exprimă legea lui Ohm pentru o secțiune U omogenă a lanțului: α ΔI ΔU I Fig. 3. Caracteristica curent-tensiune a conductorului Δφ = U = IR. (6) În cazul unui conductor omogen cilindric cu diametrul d, lungime l şi rezistivitate electrică ρ, valoarea lui R poate fi determinată prin formula l 4l R ρ ρ. (7) S πd PROCEDURA DE PERFORMANȚĂ Sarcina I. Studiul caracteristicilor curent-tensiune ale unui conductor.. Realizați un tabel de măsurători (tabel). Tabelul I, ma U, V. Apăsați butonul buton (măsura U). 3. Mutați suportul mobil 4 în poziția de mijloc (l = 5 cm). 4. Conectați instalația la rețea. 5. Utilizați regulatorul de curent pentru a seta valoarea minimă a curentului. 6. Înregistrați citirile voltmetrului și ampermetrului în tabelul 7. Prin creșterea curentului cu regulatorul, eliminați dependența lui U de I (valori 5 0). 8. Construiți o caracteristică curent-tensiune. 9. Folosind un grafic, calculați rezistența conductorului folosind formula (5). 0. Cunoscând rezistența conductorului R, folosiți formula (7) pentru a determina rezistivitatea electrică ρ. Diametrul conductorului d = 0,36 mm Trageți o concluzie.
7 9 Sarcina II. Studiul influenței rezistenței unei secțiuni de circuit asupra mărimii căderii de tensiune în secțiune. Alcătuiește un tabel. măsurători. Tabelul l, cm U, V. Apăsați butonul buton (măsura U). 3. Setaţi suportul mobil în poziţia l = 0 cm 4. Conectaţi unitatea la reţea. 5. Utilizați regulatorul de curent pentru a seta curentul la 50 mA. 6. Scrieți în tabel. citirile voltmetrului U și l. 7. Prin creșterea lungimii conductorului l, se îndepărtează dependența lui U de l, în timp ce se folosește regulatorul de curent pentru a menține valoarea I = 50 mA. 8. Trasează un grafic al lui U față de l. 9. Trageți o concluzie. Sarcina III. Studiul legii lui Ohm pentru un circuit închis.. Faceți un tabel. 3 dimensiuni. Tabelul 3 I, mа U, B R, Ohm r, Ohm, V I(R + r), B 50. Apăsați butonul buton (măsura U). 3. Setaţi suportul mobil în poziţia l = 5 cm 4. Conectaţi unitatea la reţea. 5. Utilizați regulatorul de curent pentru a seta curentul la 50 mA. 6. Înregistrați citirile voltmetrului U în tabel. Apăsați butonul buton (măsurare EMF). Aceasta extinde domeniul de măsurare al voltmetrului. Valoarea diviziunii voltmetrului în circuitul de măsurare EMF este de 0,5 V. Măsurați valoarea EMF () și scrieți-o în tabel. Luați valoarea rezistenței R din rezultatele măsurătorii din sarcina I. Scrieți rezultatul în tabel r pentru o secțiune neuniformă a circuitului folosind formula (4). Scrieți rezultatul în tabel. 3.
8 0 0. Verificați legea lui Ohm pentru un circuit închis. Pentru a face acest lucru, găsiți valoarea lui I(R + r); Comparați rezultatul obținut cu valoarea măsurată Trageți o concluzie. ÎNTREBĂRI DE CONTROL. Formulați legile lui Ohm pentru un circuit închis și o secțiune a circuitului Care este semnificația fizică a emf sursă? 3. Cum se măsoară EMF-ul unei surse conectate la un circuit? 4. De ce ampermetrele au rezistență scăzută, iar voltmetrele au rezistență foarte mare? 5. Ce condiții trebuie să îndeplinească dispozitivul de împământare? Explica. 6. Ce mărimi caracterizează câmpul electric? 7. Ce este intensitatea câmpului electric? 8. Ce se numește potențial? 9. Desenați o diagramă de conectare în paralel și în serie pentru două surse de curent continuu. 0. În ce scop sunt conectate sursele de curent în serie? În ce scop sunt conectate sursele de curent în paralel? În ce unități se măsoară puterea curentului, densitatea curentului, diferența de potențial, tensiunea, fem, rezistența la curent electric, conductivitatea? 3. Ce este rezistivitatea? 4. De ce depinde rezistivitatea unui conductor metalic? 5. Cum, cunoscând potențialele corespunzătoare a două linii echipotențiale adiacente și distanța dintre ele, găsim intensitatea câmpului? 6. Stabiliți o conexiune între potențial și intensitatea câmpului. 7. Deduceți legea lui Ohm generalizată în formă integrală din legea lui Ohm în formă diferențială. LISTA BIBLIOGRAFICĂ. Detlaf A. A, Curs de fizică: manual. indemnizatie pentru universități / A. A. Detlaf, B. M. Yavorsky M.: Superior. şcoală, str. Trofimova T. I. Curs de fizică: manual. indemnizatie pentru universităţi / T. I. Trofimova M.: Superior. scoala, s. 3. Terentiev N. L. Electricitate. Electromagnetism: manual. indemnizatie / N. L. Terentyev Khabarovsk: Editura Khabar. stat tehnologie. universitate, p.
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE STAT MOSCVA „MAMI” Departamentul de Fizică LUCRĂRI DE LABORATOR.04 STUDIAREA LEGILE CURENTULUI DC Moscova 00 Lucrări de laborator.04 STUDIAREA LEGILE CURENTULUI DC Scop
Ghid pentru efectuarea lucrărilor de laborator 1.7 REZISTENTA ELECTRICĂ A METALURILOR Anikin A.I., Frolova L.N. Rezistența electrică a metalelor: Ghid pentru efectuarea testelor de laborator
Determinarea rezistivității conductorului. Introducere. Curentul electric este mișcarea ordonată a particulelor încărcate. Aceste particule în sine sunt numite purtători de curent. În metale și semiconductori
4. Lucrări de laborator 22 VERIFICAREA ECECȚITĂȚII LEGII LUI OHM. DETERMINAREA REZISTENTEI CONDUCTORULUI Obiective: 1) verificarea validitatii legii lui Ohm; 2) determinați rezistivitatea conductorului.
3 Scopul lucrării: 1. Cunoașterea unor instrumente electrice de măsură. 2. Introducere în una dintre metodele de măsurare a rezistenței electrice. Sarcină: determinarea rezistivității electrice a crom-nichel
Lucrari de laborator Determinarea rezistentei interne si fem a sursei. Scop: familiarizarea cu metodele de determinare a caracteristicilor unei surse de curent. Dispozitive și accesorii: sursă curentă în studiu,
Lucrări de laborator 3.4 LEGEA OHM PENTRU O SECȚIUNE NEOMOGENĂ A UNUI LANȚ 3.4.1. Scopul lucrării Scopul lucrării este familiarizarea cu modelarea computerizată a circuitelor DC și confirmarea experimentală
Ministerul Educației al Federației Ruse Institutul Silvic Syktyvkar (filiala) a Academiei de Stat de Silvicultură din Sankt Petersburg numit după. S. M. Kirova Catedra de Fizică VERIFICAREA LEGII OMA Metodologică
HARTĂ SCHEMA DE LUCRU LEGILE TEMATICĂ CURENTULUI DC ECUAȚIA DE CONTINUITATE ȘI CONDIȚIA DE STATIONARITATE A CURENȚILOR Caracteristicile curentului Puterea curentului J Vectorul densității curentului j Legatura J și j Legea lui Ohm pentru neomogene
LUCRĂRI DE LABORATOR 3 Studiul conductivității electrice a metalelor Introducere teoretică Conductivitatea electrică a metalelor Dacă la capetele conductorului se menține o diferență de potențial constantă, atunci în interiorul conductorului
Curentul electric direct Definiții de bază Curentul electric este mișcarea ordonată a sarcinilor electrice (purtători de curent) sub influența forțelor câmpului electric. În metale, purtătorii de curent sunt
OBIECTIVELE LUCRĂRII Lucrări de laborator 3 Studiul legii lui Ohm generalizate și măsurarea forței electromotoare prin metoda de compensare 1. Studiul dependenței diferenței de potențial din secțiunea circuitului care conține CEM de forță
SECȚIUNEA II CURENTUL ELECTRIC CONTINU Curent 0 Curent electric continuu Întrebări. Mișcarea sarcinilor într-un câmp electric. Electricitate. Condiții de apariție a curentului electric. legea lui Ohm pentru
CURENTUL ELECTRIC CONSTANT Cauzele curentului electric Obiectele încărcate produc nu numai un câmp electrostatic, ci și un curent electric. În aceste două fenomene există
LUCRARE DE LABORATOR STUDIAREA LEGII LUI OHM. DETERMINAREA REZISTENȚEI CONDUCTORULUI Scopul lucrării: studierea dependenței tensiunii de la capetele conductorului de lungimea acestuia la un curent constant care trece prin
Safronov V.P. 0 CURENT DC - - Capitolul CURENT ELECTRIC DC.. Concepte de bază și definiții Curentul electric este mișcarea ordonată a sarcinilor. Se crede că curentul curge de la pozitiv la
Capitolul 9 Curentul electric direct 75 Curentul electric, puterea și densitatea curentului Electrodinamica este o ramură a electricității care se ocupă cu procesele și fenomenele cauzate de mișcarea electricității.
Curent electric constant Curentul 1 Conținutul lecției: Curent electric Ecuația de continuitate Forța electromotoare 2 Curentul electric Curentul electric Mișcarea ordonată a sarcinilor electrice
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERĂȚIA RUSĂ UNIVERSITATEA DE STAT DE ARHITECTURA ȘI DE INGINERIE KAZAN Departamentul de Fizică CIRCUITE DC Lucrări de laborator 78 Orientări
Lucrări de laborator 3 STUDIUL LEGII GENERALIZATE A OHMULUI ȘI MĂSURAREA FORȚEI ELECTROMOTOTRICE UTILIZAREA METODEI DE COMPENSARE Scopul lucrării: studierea dependenței diferenței de potențial din secțiunea circuitului care conține EMF de forță.
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI Instituția de învățământ de la bugetul de stat federal de învățământ profesional superior „Universitatea de Stat din Irkutsk” (FSBEI HPE „ISU”) 4-5 Calculul parametrilor
Legile curentului continuu Cursul 2.4. CURENTUL ELECTRIC CONSTANT 1. Cauzele curentului electric. 2. Densitatea curentului. 3. Ecuația de continuitate. 4. Forțe terțe și e.m.f. 5. Legea lui Ohm pentru neomogene
Curent electric direct Conceptul de curent electric Curentul electric este mișcarea ordonată (dirijată) a sarcinilor electrice. Distingeți: Mișcarea curentului de conducere (curent în conductori).
MĂSURAREA REZISTENTEI SPECIFICE A UNUI CONDUCTOR METAL Scopul lucrării: 1. Verificați legea lui Ohm pentru un conductor omogen. 2. Verificați liniaritatea dependenței rezistenței de lungimea unui omogen
3 Scopul lucrării: familiarizarea cu metodele de măsurare și calcul a câmpului magnetic. Sarcina: determinarea constantei senzorului Hall; măsurarea câmpului magnetic pe axa solenoidului. Dispozitive si accesorii: caseta FPE-04,
II. Curentul electric continuu 2.1 Caracteristicile curentului electric: puterea si densitatea curentului Curentul electric este miscarea ordonata a sarcinilor electrice. Conductoarele de curent pot fi
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE Instituție de învățământ bugetar de stat federal de învățământ profesional superior „STATUL ARHITECTURAL ȘI CONSTRUCȚILOR TYUMEN
LUCRĂRI DE LABORATOR 4 STUDIAREA LEGII LUI OHM PENTRU O SECȚIUNE DE CIRCUIT CARE CONȚINE EMF Scopul lucrării este de a studia dependența diferenței de potențial dintr-o secțiune de circuit care conține EMF de puterea curentului; definiția electromotorului
Ministerul Educației și Științei din Federația Rusă Universitatea Federală Ural numită după primul președinte al Rusiei B. N. Elțin MĂSURAREA REZISTENTEI ELECTRICE A UNUI CONDUCTOR DE METAL Metodologic
10 CURENT ELECTRIC CONSTANT. LEGEA OMA Curentul electric este mișcarea ordonată (dirijată) a particulelor încărcate în spațiu. În acest sens, sunt numite și taxe gratuite
„LEGILE CURENTULUI DC”. Curentul electric este mișcarea direcțională ordonată a particulelor încărcate. Pentru existența curentului sunt necesare două condiții: Prezența taxelor gratuite; Disponibilitate externă
Curent 4. CURENTUL ELECTRIC CONSTANT Caracteristicile curentului. Forța și densitatea curentului. Cădere de potențial de-a lungul unui conductor care poartă curent. Orice mișcare ordonată a sarcinilor se numește curent electric. Transportatorii
Legile curentului continuu Conductoare într-un câmp electrostatic E = 0 E = grad φ φ = const S DdS = i q i = 0 Conductori într-un câmp electrostatic Un conductor neutru introdus într-un câmp electrostatic
CURENTUL ELECTRIC Lucrări de laborator 1 MĂSURAREA REZISTENTĂ ELECTRICĂ A UNUI CONDUCTOR Scopul lucrării: studierea metodei de măsurare a rezistenței cu ajutorul ampermetrului și voltmetrului; măsurare
Lucrări de laborator 0 DC. LEGEA LUI OHM. Scopul și conținutul lucrării Scopul lucrării este de a analiza legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit care conține un conductor și o sursă de curent. Treaba este de a măsura
Ministerul Educației al Federației Ruse Universitatea Politehnică din Tomsk Departamentul de fizică teoretică și experimentală STUDIAREA LEGII OMA Ghid pentru realizarea unui laborator virtual
FIZICA GENERALA. Electricitate. Prelegeri 8 9. CURENTUL ELECTRIC CONSTANT Conceptul de curent electric Condiții de apariție și existență a curentului de conducere Puterea curentului. Vector densitate curent Ecuația de continuitate
Cursul 1 Curent de conducere. Legea lui Ohm pentru o secțiune omogenă a unui lanț. Conectarea în paralel și în serie a conductoarelor Curentul de conducere. Densitatea curentă. Definiția puterii curente. Se numește curent de conducere
Lucrări de laborator 4 Studiul caracteristicilor unei surse de curent continuu Manual metodologic Moscova 04. Scopul lucrării de laborator este de a studia caracteristicile unei surse de curent continuu, definiții
Lucrări de laborator 2 STUDIUL CÂMPURILOR ELECTROSTATICE Scopul lucrării este de a găsi și construi suprafețe echipotențiale și linii de câmp electric între doi electrozi de formă arbitrară; defini
Ministerul Educației al Republicii Belarus Instituția de învățământ „UNIVERSITATEA DE STAT DE ALIMENTE MOGILEV” Departamentul de Fizică STUDIAREA LEGILE DIN DC. MĂSURAREA REZISTENTĂ CU UN POD
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE UNIVERSITATEA DE STAT DE ARHITECTURA ȘI INGINERIE KAZAN Departamentul de Fizică, Inginerie Electrică și Automatizare Lucrări de laborator 31 „METODA PODULUI”
Legea lui Ohm pentru o secțiune neuniformă a unui circuit. Dependența densității curentului de viteza de deplasare a sarcinilor libere. S k I Densitatea de curent este vectorul determinat de relația Fig. 1 j I S k, (1) unde I este forța
Agenția Federală pentru Educație Instituție de învățământ de stat de învățământ profesional superior „Universitatea de Stat din Pacific” DETERMINAREA INDUCTANȚEI COIL Metodologic
LUCRĂRI DE LABORATOR 73 DETERMINAREA REZISTENTĂ A UNUI CONDUCTOR DE METAL 1. Scopul și conținutul lucrării. Scopul lucrării este de a vă familiariza cu metoda de măsurare a rezistivității metalului
LUCRĂRI DE LABORATOR 3-7: MĂSURAREA FORȚELOR ELECTROmotoare ALE ELEMENTELOR GALVANICE UTILIZAREA METODEI DE COMPENSARE Grupa de studenți Admitere Execuție Protecție Scopul lucrării: familiarizarea cu metodele de compensare și aplicare
Scopul lucrării: să se familiarizeze cu una dintre metodele de măsurare a rezistenței electrice a rezistențelor. Verificați regulile de adăugare a rezistențelor pentru diferite metode de conectare a rezistențelor. Sarcină: asamblarea unui circuit
1 LUCRĂRI DE LABORATOR 1 MĂSURAREA FORȚEI ELECTROMATORII CU UTILIZAREA METODEI DE COMPENSARE SCOPUL LUCRĂRII: studierea metodei de compensare pentru măsurarea emf sursă. Măsurați fem-ul celulei galvanice. DISPOZITIVE ȘI ACCESORII:
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI Bugetul Federal de Stat Instituția de Învățământ de Învățământ Profesional Superior „Universitatea Tehnică de Stat Ukhta” (USTU) 8 Determinarea conductivității electrice
Lucrări de laborator 2.4. Aplicarea legii lui Ohm pentru circuitele de curent continuu (vezi și p. 106 din „Atelier”) 1 Sarcini experimentale stabilite în lucrare: - determinați valorile a două rezistențe necunoscute
AGENȚIA FEDERALĂ DE ÎNVĂȚĂMÂNT INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT DE STAT DE ÎNVĂȚĂMÂNT SUPERIOR „UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE STAT SAMARA” Departamentul de „Fizică generală și fizică a producției de petrol și gaze”
1 4 Inducția electromagnetică 41 Legea inducției electromagnetice Regula lui Lenz În 1831, Faraday a descoperit unul dintre cele mai fundamentale fenomene din electrodinamică, fenomenul inducției electromagnetice: într-un mod închis.
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE Instituție de învățământ superior bugetar de stat federal „Universitatea de Stat Kurgan” Departamentul „Fizică generală”
Tema 12. Curentul electric direct 1. Curentul electric și puterea curentului Purtătorii de sarcină liberi (electroni și/sau ioni) prezenți într-o substanță în stare normală se mișcă haotic. Dacă creați un extern
Agenția Federală pentru Educație Instituția de Învățământ de Stat de Învățământ Profesional Superior Universitatea Tehnică de Stat Ural - UPI DC CURRENT Întrebări pentru controlul programat în fizică pentru studenții de toate formele de învățământ de toate
LUCRARE 0 MODELARE CÂMPUL ELECTROSTATIC PLAN-PAREL ÎN FIȘI DE DIRECȚIE Scopul lucrării. Obțineți experimental o imagine a potențialului electric egal și trasați linii de tensiune pe ea
LUCRĂRI DE LABORATOR N 5 STUDIAREA LEGII CURENTULUI DC OBIECTIV 1. Obținerea deprinderilor practice atunci când se lucrează cu cele mai simple instrumente electrice de măsură. 2. Studiul legilor fluxului electric
Universitatea de Stat din Moscova poartă numele. M.V. Lomonosov Facultatea de Fizică Departamentul de Fizică Generală Practică de laborator în fizică generală (electricitate și magnetism) Laborator
Cursul 25 Curent electric continuu. Forța și densitatea curentului. Legea lui Ohm pentru o secțiune omogenă a unui lanț. Muncă și putere curentă. Legea lui Joule Lenz. Legea lui Ohm pentru o secțiune neuniformă a unui circuit. regulile lui Kirchhoff.
Curent electric constant Puterea curentului Densitatea curentului Curentul electric este mișcarea ordonată a sarcinilor electrice Aceste sarcini se numesc purtători de curent În metale și semiconductori, purtători de curent
3. Lucrări de laborator 21 CERCETAREA CÂMPULUI ELECTROSTATIC Obiectivele lucrării: 1) studierea experimentală a câmpului electric cvasi-staţionar, realizarea unei imagini a suprafeţelor şi liniilor echipotenţiale.
Examen Ecuația de continuitate sau ecuația de continuitate (continuare) Inserare opțională După cum sa menționat mai sus, dacă luăm în considerare în loc de sarcina care curge din volumul V, sarcina care rămâne
Lucrări de laborator Determinarea rezistivităţii unui conductor. Introducere. Curentul electric este mișcarea ordonată a particulelor încărcate. Aceste particule în sine sunt numite purtători de curent. În metale
Instituția de învățământ superior de stat „UNIVERSITATEA NAȚIONALĂ TEHNICĂ DONETSK” Departamentul de Fizică Raport de laborator 7 STUDIUL DESCARCĂRII APERIODICE A UNUI CONDENSATOR ȘI DETERMINAREA ESTE
Lucrări de laborator.3 CERCETAREA CARACTERISTICILOR SURSEI DE CURENT Scopul lucrării: studierea dependenţelor curentului, puterii totale şi nete, randamentul sursei de rezistenţa la sarcină;
CURENT DC 2008 Circuitul este format dintr-o sursă de curent cu EMF de 4,5 V și rezistență internă r = 5 ohm și conductoare cu rezistență = 4,5 ohm și 2 = ohm Lucrul efectuat de curentul în conductor în 20 de minute este egal cu r ε
LUCRĂRI DE LABORATOR 5 MĂSURAREA REZISTENTĂ A CONDUCTORULUI Scopul lucrării: studierea metodelor de măsurare a rezistenței, studierea legilor curentului electric în circuitele cu conexiuni seriale și paralele.
Legea lui Ohm pentru o secțiune neuniformă a unui circuit. Dependența densității curentului de viteza de deplasare a sarcinilor libere. Densitatea de curent este vectorul determinat de relația Fig. 1 unde este puterea curentă în zonă, zonă
ELECTROSTATICĂ Lucrări de laborator 1.1 STUDIUL CÂMPULUI ELECTROSTATIC PRIN METODĂ DE SIMULARE Scopul lucrării: studiul experimental al câmpului electrostatic prin metoda modelării. Echipamente.
Lucrări de laborator.
Studiul legii lui Ohm pentru un circuit complet.
Scopul lucrării:
Măsurați emf și rezistența internă a sursei de curent.
Echipament:
Alimentare (redresoare). Reostat (30 Ohm, 2 A). Ampermetru. Voltmetru. Cheie. Fire de conectare.
Configurația experimentală este prezentată în fotografia 1.
Conectam reostatul 2, ampermetrul 3, cheia 4 la sursa de curent 1.
Conectam voltmetrul 5 direct la sursa de curent.
Schema electrică a acestui circuit este prezentată în figura 1.
Conform legii lui Ohm, puterea curentului într-un circuit închis cu o singură sursă de curent este determinată de expresie
Avem IR=U - căderea de tensiune pe secțiunea externă a circuitului, care este măsurată cu un voltmetru atunci când circuitul este pornit.
Să scriem formula (1) astfel:
Puteți găsi EMF și rezistența internă a sursei de curent folosind valorile curentului și tensiunii a două experimente (de exemplu, 2 și 5).
Să notăm formula (2) pentru două experimente.
Din ecuația (4) găsim
Și pentru orice experiment, folosind formula (2) găsim E.M.S.
Dacă în loc de reostat luăm un rezistor cu o rezistență de aproximativ 4 ohmi, atunci rezistența internă a sursei poate fi găsită folosind formula (1)
Ordinea de lucru.
Asamblați un circuit electric. Măsurați EMF-ul sursei de curent cu un voltmetru când comutatorul K este deschis tasta Închidere K. Folosind un reostat, setați puterea curentului în circuit: 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,5; 1,8 A. Înregistrați citirea voltmetrului pentru fiecare valoare a curentului. Calculați rezistența internă a sursei de curent folosind formula (3).
Aflați valoarea medie a ravg.
Valorile lui ε, I, U, r, ravg. notează-l în tabel.
Clasa de precizie a instrumentelor școlare este de 4%, (adică k = 0,04.) Astfel, eroarea absolută în măsurarea tensiunii și EMF este egală
eroare în măsurarea curentului
Notați rezultatul final al măsurării ε
Găsiți eroarea relativă în măsurarea rezistenței interne a sursei de curent,
Găsiți eroarea absolută în măsurarea rezistenței interne
Înregistrați rezultatul final al măsurării r
rav ±Δr=…..
Găsiți rezistența internă a sursei folosind formula (5) Înlocuind reostatul din circuit cu o rezistență și folosind formula (6), găsiți rezistența internă a sursei de curent.
Cerințe de raportare:
Titlul și scopul lucrării. Desenați o schemă a unui circuit electric. Scrieți formule de calcul și calcule de bază. Completați tabelul. Desenați un grafic al lui U=f(I) (ținând cont că la I=0 U=ε)
Răspunsuri la întrebări:
1. Formulați legea lui Ohm pentru un circuit complet.
2. Ce este EMF?
3. De ce depinde eficiența circuitului?
4. Cum se determină curentul de scurtcircuit?
5. În ce caz CPL-ul lanțului are valoarea maximă?
6. În ce caz este puterea maximă pe sarcina externă?
7. Un conductor cu o rezistență de 2 Ohmi conectat la un element cu o fem de 2,2 V transportă un curent de 1 A. Aflați curentul de scurtcircuit al elementului.
8. Rezistenta sursa interna 2 ohmi. Curentul din circuit este de 0,5 A. Tensiunea pe secțiunea externă a circuitului este de 50 V. Determinați curentul de scurtcircuit.
Lucrare de laborator nr 10. „Studiarea legii lui Ohm pentru un circuit complet - a treia metodă”. Scopul lucrării: studierea legii lui Ohm pentru un circuit complet. Obiectivele lucrării: determinarea EMF și rezistența internă a unei surse de curent continuu în funcție de caracteristica curent-tensiune a acesteia; studiul dependenţei grafice a puterii degajate în circuitul exterior de mărimea curentului electric P f I . Echipament: sursa DC, ampermetru, voltmetru, fire de conectare, cheie, reostat. Teoria și metoda de lucru: legea lui Ohm I Rr pentru un circuit complet I Rr. Să ne transformăm i r r i r i r u i r u i r u i r. expresie În consecință, dependența tensiunii la ieșirea unei surse de curent continuu de mărimea curentului (caracteristică volt-amper) are forma (vezi Fig. 1): fig. 1 Analiza caracteristicii curent-tensiune a unei surse de curent continuu: 1) pentru punctul C: I=0, apoi U 0 r 2) pentru punctul D: U=0, apoi 0 I r I r I 3) tg U r I I scurtcircuit I scurtcircuit r Expresia pentru puterea degajată în circuitul electric extern are forma U P I I r I I 2 r . Prin urmare, dependența grafică P f I este o parabolă, ale cărei ramuri sunt îndreptate în jos (vezi Fig. 2). orez. 2 Analiza dependenţei grafice P f I (vezi Fig. 3): fig. 3 1) pentru t.B: P=0, atunci 0 I I 2 r 0 I r I r I scurt. , adică Abscisa t.B corespunde curentului de scurtcircuit; 2) pentru că parabola este simetrică, atunci abscisa t.A este jumătate din curentul de scurtcircuit I 3) deoarece în punctul A I I k.z. , iar ordonata corespunde valorii puterii maxime; 2 2r Rr şi I 2r , apoi după transformări se obţine R=r – condiţia în care puterea degajată în circuitul extern cu sursă de curent continuu capătă valoarea maximă; 2 r 4) valoarea puterii maxime P I 2 R . 4r 2r 2 Procedură: 1. Conectați un voltmetru la bornele sursei de curent continuu (vezi Fig. 4). Tensiunea indicată de voltmetru este luată ca valoare a EMF a sursei de curent continuu și considerată ca referință pentru această lucrare de laborator. Scrieți rezultatul sub forma: (U±U) V. Luați eroarea absolută egală cu valoarea diviziunii voltmetrului. orez. 4 2. Asamblați configurația experimentală conform diagramei prezentate în Figura 5: fig. 5 3. Efectuați o serie de 5-10 experimente, cu mișcare lină a cursorului reostatului, înregistrând rezultatele măsurătorilor în tabelul: Puterea curentului Tensiune I U A V 4. Pe baza datelor experimentale obținute, construiți caracteristica curent-tensiune a sursei de curent continuu. 5. Determinați valoarea posibilă a EMF a sursei de curent continuu și a curentului de scurtcircuit. 6. Aplicați tehnica prelucrării grafice a datelor experimentale și a calculelor pentru a calcula rezistența internă a unei surse de curent continuu. 7. Prezentaţi rezultatele calculului sub forma: EMF unei surse de curent continuu: (av±av) V; rezistenţa internă a sursei de curent continuu: r=(rср±рср) Ohm. 8. Construiți o relație grafică U f I în Microsoft Excel, utilizând expertul diagramă, adăugând o linie de tendință și specificând ecuația dreptei. Folosind principalii parametri ai ecuației, determinați valoarea posibilă a EMF a sursei de curent continuu, curentul de scurtcircuit și rezistența internă. 9. Pe axele numerice, indicați intervalul de valori ale fem, rezistența internă a sursei de curent continuu și curentul de scurtcircuit, obținute prin diferite metode de determinare. 10. Investigați puterea eliberată în circuitul extern din magnitudinea curentului electric. Pentru a face acest lucru, completați tabelul și construiți o dependență grafică P f I : Puterea curentă I P A W 11. Folosind graficul construit, determinați valoarea puterii maxime, curentul de scurtcircuit, rezistența internă a sursei de curent și EMF. 12. Este posibil să construiți o relație grafică P f I în Microsoft Excel folosind expertul diagramă prin adăugarea unei linii de tendință polinomială cu gradul 2, intersectând curba cu axa OY (P) la origine și indicând ecuația pe diagramă. Folosind principalii parametri ai ecuației, determinați valoarea maximă a puterii, curentul de scurtcircuit, rezistența internă a sursei de curent și EMF. 13. Formulați o concluzie generală despre lucrare.
La proiectarea și repararea circuitelor în diverse scopuri, trebuie luată în considerare legea lui Ohm pentru un circuit complet. Prin urmare, cei care urmează să facă acest lucru trebuie să cunoască această lege pentru a înțelege mai bine procesele. Legile lui Ohm sunt împărțite în două categorii:
- pentru o secțiune separată a circuitului electric;
- pentru un circuit închis complet.
În ambele cazuri, se ia în considerare rezistența internă în structura sursei de alimentare. În calculele de calcul, se utilizează legea lui Ohm pentru un circuit închis și alte definiții.
Cel mai simplu circuit cu o sursă EMF
Pentru a înțelege legea lui Ohm pentru un circuit complet, pentru claritatea studiului, se ia în considerare cel mai simplu circuit cu un număr minim de elemente, EMF și sarcină rezistivă activă. Puteți adăuga fire de conectare la kit. O baterie auto de 12V este ideala pentru alimentarea cu energie electrica este considerata o sursa de EMF cu rezistenta proprie in elementele structurale.
Rolul sarcinii este jucat de o lampă incandescentă obișnuită cu un filament de wolfram, care are o rezistență de câteva zeci de ohmi. Această sarcină transformă energia electrică în energie termică. Doar câteva procente sunt cheltuite pentru emiterea unui flux de lumină. Când se calculează astfel de circuite, se utilizează legea lui Ohm pentru un circuit închis.
Principiul proporționalității
Studii experimentale în procesul de măsurare a cantităților la diferite valori ale parametrilor circuitului complet:
- Puterea curentului – I A;
- Sumele rezistențelor bateriei și de sarcină – R+r se măsoară în ohmi;
- EMF este o sursă de curent, notată cu E. măsurată în volți
s-a observat că puterea curentului are o relație direct proporțională față de fem și o relație invers proporțională față de suma rezistențelor care sunt închise în serie în circuitul circuitului. Formulăm acest lucru algebric după cum urmează:
Exemplul considerat de circuit cu un circuit în buclă închisă este cu o sursă de alimentare și un element extern de rezistență la sarcină sub forma unei lămpi cu incandescență. Când se calculează circuite complexe cu mai multe circuite și multe elemente de sarcină, pentru întregul circuit se aplică legea lui Ohm și alte reguli. În special, trebuie să cunoașteți legile lui Kirgoff, să înțelegeți ce sunt rețelele cu două terminale, rețelele cu patru terminale, nodurile de ramificație și ramurile individuale. Acest lucru necesită o analiză detaliată într-un articol separat anterior, acest curs de TERC (teoria circuitelor de inginerie electrică și radio) a fost predat în institute timp de cel puțin doi ani. Prin urmare, ne limităm la o definiție simplă doar pentru circuitul electric complet.
Caracteristici de rezistență în surse de alimentare
Important! Dacă vedem rezistența spiralei pe lampă în diagramă și în designul propriu-zis, atunci rezistența internă în proiectarea bateriei galvanice sau a acumulatorului nu este vizibilă. În viața reală, chiar dacă dezasamblați bateria, este imposibil să găsiți rezistența, aceasta nu există ca o parte separată, uneori este afișată pe diagrame;
Rezistența internă este creată la nivel molecular. Materialele conductoare ale unei baterii sau altei surse de energie generatoare cu un redresor de curent nu sunt 100% conductoare. Există întotdeauna elemente cu particule de dielectric sau metale de altă conductivitate, acest lucru creează pierderi de curent și tensiune în baterie. Acumulatoarele și bateriile arată cel mai clar influența rezistenței elementelor structurale asupra valorii tensiunii și curentului la ieșire. Capacitatea sursei de a produce curent maxim este determinată de puritatea compoziției elementelor conductoare și a electrolitului. Cu cât materialele sunt mai pure, cu atât valoarea lui r este mai mică, sursa EMF produce mai mult curent. Și, invers, în prezența impurităților, curentul este mai mic, r crește.
În exemplul nostru, bateria are un EMF de 12V, la ea este conectat un bec capabil să consume 21 W de putere, în acest mod spirala lămpii se încălzește până la căldura maximă admisă. Formularea curentului care trece prin el se scrie astfel:
I = P\U = 21 W / 12V = 1,75 A.
În acest caz, filamentul lămpii arde la jumătate de incandescență, să aflăm motivul acestui fenomen. Pentru calculele rezistenței totale la sarcină (R + r) aplică legile lui Ohm pentru secțiuni individuale ale circuitelor și principiile proporționalității:
(R + r) = 12\ 1,75 = 6,85 Ohm.
Se pune întrebarea cum se extrage valoarea r din suma rezistențelor. O opțiune acceptabilă este măsurarea rezistenței spiralei lămpii cu un multimetru, scăderea acesteia din total și obținerea valorii r - EMF. Această metodă nu va fi precisă - atunci când bobina se încălzește, rezistența își schimbă semnificativ valoarea. Evident, lampa nu consumă puterea menționată în caracteristicile sale. Este clar că tensiunea și curentul pentru filamentul bobinei sunt mici. Pentru a afla motivul, să măsurăm căderea de tensiune pe baterie cu o sarcină conectată, de exemplu, aceasta va fi de 8 volți. Să presupunem că rezistența helixului este calculată folosind principiile proporționalității:
U/I = 12V/1.75A = 6.85 Ohm.
Când tensiunea scade, rezistența lămpii rămâne constantă, în acest caz:
- I = U/R = 8V/6,85 Ohm = 1,16 A cu 1,75A necesar;
- Pierdere de curent = (1,75 -1,16) = 0,59A;
- Prin tensiune = 12V – 8V = 4V.
Consumul de energie va fi P = UxI = 8V x 1,16A = 9,28 W în loc de cei 21 W necesari. Să aflăm unde se duce energia. Nu poate trece dincolo de bucla închisă rămân doar firele și designul sursei EMF.
Rezistenta EMF -rpoate fi calculat folosind valorile de tensiune și curent pierdute:
r = 4V/0,59A = 6,7 Ohm.
Se pare că rezistența internă a sursei de alimentare „mâncă” jumătate din energia eliberată, iar acest lucru, desigur, nu este normal.
Acest lucru se întâmplă în cazul bateriilor vechi, expirate sau defecte. Acum, producătorii încearcă să monitorizeze calitatea și puritatea materialelor purtătoare de curent utilizate pentru a reduce pierderile. Pentru ca puterea maximă să fie livrată la sarcină, tehnologiile de producție a surselor EMF controlează ca valoarea să nu depășească 0,25 Ohm.
Cunoscând legea lui Ohm pentru un circuit închis, folosind postulatele proporționalității, puteți calcula cu ușurință parametrii necesari circuitelor electrice pentru a identifica elementele defecte sau pentru a proiecta noi circuite în diverse scopuri.
Video
