elektrischen Strom in einem Leiter entsteht unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes bewirkt, dass die Partikel zu lösen in Fahrtrichtung aufgeladen.Erstellen eines Partikelstrom - ein ernstes Problem.Eine Aufgabe, die die Macht der Menschheit bis zum Ende des XVIII Jahrhundert bewiesen -, eine solche Vorrichtung, die die Potentialdifferenz des Feldes für eine lange Zeit im gleichen Zustand zu halten bauen.
versucht ersten
versucht zunächst, "Strom sparen", um weiter seine Forschung und Anwendung in den Niederlanden hergestellt.Deutsch Ewald Jürgen von Kleist und der Niederländer Pieter van Musschenbroek, die ihre Forschung in der Stadt Leiden durchgeführt wird, erstellt die weltweit erste Kondensator, später "Leidener Flasche".
Ansammlung elektrischer Ladung unter dem Einfluß von mechanischer Reibung geführt.Verwendung eine Entladung durch den Leiter kann für eine ausreichend kurze Zeitdauer sein.
Sieg der menschlichen Intelligenz auf solche ephemeren Substanz, wie Strom, erwies sich revolutionär.
Leider entladen (durch einen Kondensator erzeugten elektrischen Strom) dauerte so kurz, dass erstellen eine Gleich konnte nicht.Außerdem wird die Spannung durch den Kondensator gegeben allmählich reduziert, so dass keine Möglichkeit zur Dauerstrom zu empfangen.
Wir mussten einen anderen Weg finden.
erste Quelle
italienischen Galvani Versuche zur "tierischen Elektrizität" zu studieren war eine ursprüngliche Versuch, eine natürliche Quelle der Macht in der Natur zu finden.Die präparierten Froschschenkel hängen an Metallhaken Eisenstangen, zog er die Aufmerksamkeit auf die typische Reaktion der Nervenenden.
jedoch die Schlussfolgerungen Galvani widerlegt ein weiteres Italian - Alessandro Volta.Durch die Möglichkeit der Erzeugung von Strom aus dem Tier fasziniert, führte er eine Reihe von Experimenten mit Fröschen.Aber die Schlussfolgerung war das komplette Gegenteil von seinem früheren Hypothesen.
Volta aufgefallen, dass ein lebender Organismus ist nur ein Indikator für die elektrische Entladung.Wenn der Strom Beine Muskeln verringert werden, indem er auf der Potentialdifferenz.Die Quelle des elektrischen Feldes, erwies sich der Kontakt aus unterschiedlichen Metallen sein.Je weiter voneinander entfernt sind im Bereich der chemischen Elemente, die größer ist der Effekt.
Platten aus unterschiedlichen Metallen gelegten Papierscheiben mit der Elektrolytlösung imprägniert wird, wodurch eine lange Zeit benötigt Potentialdifferenz.Und lassen Sie es war niedrig (1,1 V), aber ein elektrischer Strom für eine lange Zeit untersucht werden.Die Hauptsache ist, dass die Spannung blieb unverändert, so lange.
Was passiert
Warum Quellen, genannt "elektrochemischen Zellen", rief dieser Effekt?
Zwei Metallelektrode in den Isolator gelegt, unterschiedliche Rollen spielen.One liefert die Elektronen, die andere nimmt sie.Der Prozess der Oxidation-Reduktion-Reaktion führt zu einem Überschuß von Elektronen an einer Elektrode, die als der negative Pol, und das Fehlen eines zweiten, bezeichnen wir sie als positiver Pol der Quelle.
Im einfachsten galvanische Zelle Oxidationsreaktionen auftreten, an einer Elektrode, die Wiederherstellung - am anderen Ende.Die Elektronen werden an die Elektroden von dem äußeren Teil der Kette.Der Elektrolyt ein Leiter von Ionen innerhalb der Stromquelle.Die Stärke des Widerstands durch einen langwierigen Prozeß geführt.
Kupfer-Zink-Element
Das Prinzip des Betriebs von elektrochemischen Zellen ist interessant, das Beispiel einer Kupfer-Zink galvanische Zelle, deren Wirkung geht auf die Energie von Zink und Kupfersulfat zu betrachten.Diese Quelle der Kupferplatte in einer Kupfersulfatlösung und einer Zinkelektrode in der Zinksulfat-Lösung eingetaucht angeordnet.Die Lösung wurde poröse Auskleidung getrennt, um zu vermeiden, Mischen, aber immer zu berühren.
Wenn der Stromkreis geschlossen wird, wird die Oberflächenschicht aus Zink oxidiert.Während der Interaktion mit den flüssigen Zinkatomen, erscheint immer Ionen in der Lösung.Auf der Elektrode, werden Elektronen freigesetzt, die an der Bildung des aktuellen erfolgen.
Erhalten auf der Kupferelektrode, die Elektronen in den Reduktionsreaktionen teilnimmt.Aus der Lösung auf die Oberflächenschicht ankommen Kupferionen in dem Wiederherstellungsprozess, werden sie in die Atome von Kupfer auf der Kupferplatte abgeschieden umgewandelt.
zusammenzufassen, was geschieht: der Arbeitsvorgang der Zelle wird durch die Übertragung von Elektronen an das Oxidationsmittel ein Reduktionsmittel auf dem äußeren Teil der Kette verbunden.Reaktionen treten an den beiden Elektroden.Innerhalb Quelle Ionenstrom fließt.
Komplexität von
Im Prinzip kann jede der möglichen Redoxreaktionen in Batterien verwendet werden.Aber die Substanzen in der Lage, in die Wertpapiere von technischen Elementen zu arbeiten, nicht so sehr.Darüber hinaus sind viele Reaktionen erfordern teure Materialkosten.
modernen Batterien haben eine einfache Struktur.Zwei Elektroden in einem Elektrolyten angeordnet ist, wird der Behälter gefüllt ist - ein Batteriegehäuse.Solche Konstruktionsmerkmale vereinfachen den Aufbau und den Preis der Batterien zu reduzieren.
Jede elektrochemische Zelle ist in der Lage, einen konstanten Strom.
Stromwiderstand erlaubt nicht alle Ionen gleichzeitig auf den Elektroden zu drehen, so arbeitet das Gerät für eine lange Zeit.Die chemische Reaktion zur Bildung von Ionen schließlich aufhören, das Element entladen wird.
Innenwiderstand der Stromquelle ist von großer Bedeutung.
wenig Widerstand
Mit elektrischen Strom, kein Zweifel, wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt auf eine neue Ebene gebracht hat, gab ihm einen enormen Schub.Aber die Stärke des Widerstands, um den Stromfluß in den Weg dieser Entwicklung.
Auf der einen Seite hat der elektrische Strom und das unschätzbare Eigenschaften, die im Alltag und Technik auf der anderen verwendet werden, - gibt es einen signifikanten Widerstand.Physik als Wissenschaft von der Natur versucht, eine Balance zu finden, um diese Umstände zu harmonisieren.
Stromwiderstand ergibt sich aus der Wechselwirkung elektrisch geladener Teilchen mit Materie, durch die sie sich bewegen.Um diesen Prozess unter normalen Temperaturverhältnissen auszuschließen ist unmöglich.
Resistance
Innenwiderstand der Stromquelle und der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem äußeren Teil der Kette haben verschiedene Art, aber ebenso in diesen Verfahren ist die Kommission für die Bewegung der Ladung.
Arbeit selbst hängt nur von den Eigenschaften der Quelle und deren Inhalt: einer Elektrode und Elektrolyt sowie für die externen Schaltungsteilen, deren Widerstand abhängig von der Geometrie und chemischen Eigenschaften des Materials.Beispielsweise der Widerstand des Metalldrahtes nimmt mit seiner Länge und nimmt mit der expandierenden Querschnittsfläche.Bei der Lösung des Problems, wie den Widerstand zu verringern, empfiehlt Physics den Einsatz spezieller Materialien.
aktuellen Job
In Übereinstimmung mit dem Gesetz von Joule in Leiter zugeordnet Wärmemenge proportional zum Widerstand.. Wenn die Wärmemenge, die Qvnut, die Stromstärke I, bei seinem Verlauf t bezeichnen, so erhalten wir:
- Qvnut.= I2 · r · t,
wobei r - der Innenwiderstand der Stromversorgung.
in der gesamten Kette, die sowohl internen und externen Komponenten, wählen Sie die Gesamtwärmemenge, die Formel die Form:
- Qpolnoe = I2 · r · t + I2 · R · T = I2 · (r + R)· t,
bekannt, wie durch den Widerstand in der Physik angedeutet: die externe Schaltung (alle Elemente mit Ausnahme der Quelle) einen Widerstand R.
Ohmsche Gesetz für die gesamte Kette
Wir meinen, dass die grundlegende Arbeit außerhalb Kräfte innerhalb der Stromversorgung durchgeführt.Sein Wert ist das Produkt aus der Ladung, die von dem Gebiet durchgeführt und elektromotorische Kraft Quelle:
- q · E = I2 · (r + R) · t.
erkennen, dass Ladung ist gleich dem Produkt aus dem Strom zum Zeitpunkt ihres Auftretens haben wir:
- E = I · (r + R).
- I = E:: (r + R)
In Übereinstimmung mit den Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge wird das Ohmsche Gesetz gegeben.
Der Strom in dem geschlossenen Kreislauf EMF direkt proportional zu der Stromquelle und umgekehrt proportional zu den Gesamt (Gesamt-) Widerstand der Schaltung.
Basierend auf diesem Muster ist es möglich, den Innenwiderstand der Stromversorgung zu bestimmen.
Entladungskapazität Quelle
Die Hauptmerkmale der Quellen kann zu der Entladungskapazität zurückzuführen.Die Höchstmenge an Strom, wenn sie unter bestimmten Bedingungen, abhängig von der Entladungsstrom erhalten.
Idealfall, wenn bestimmte Näherung die Entladekapazität als konstant betrachtet werden.
Beispielsweise kann die Standard-Batteriespannungsdifferenz von 1,5 V hat eine Entladungskapazität von 0,5 Ah.Wenn der Entladungsstrom von 100 mA, dann 5 Stunden betrieben.
Methoden Lade
Akkulaufzeit führt zu ihrer Entlastung.Rückgewinnungslade kleine Elemente wird unter Verwendung eines aktuellen Werts der Kraft nicht die Kapazität der Quelle ein Zehntel übersteigt.
Die folgenden Lademethoden:
- Verwendung von konstanten Strom für eine vorbestimmte Zeit (etwa 16 Stunden des aktuellen 0,1-Akku);
- Absenken Ladestrom auf einen vorbestimmten Wert der Potentialdifferenz;
- Verwendung von asymmetrischen Ströme;
- konsequente Anwendung von kurzen Impulsen von Ladung und Entladung, in der die erste größer als die zweite.
Lab
vorgeschlagene Aufgabe: um den Innenwiderstand der Stromquelle und der EMF zu bestimmen.
für ihre Umsetzung muss von der Stromquelle, ein Amperemeter, Voltmeter, ein Schiebewiderstand, einem Schlüssel Satz von Leitern reserviert werden.
verwenden Ohm'schen Gesetz für geschlossene Schaltung wird der Innenwiderstand der Stromversorgung zu bestimmen.Um dies zu tun, müssen Sie die EMF, den Widerstandswert des Rheostaten kennen.
Widerstandsberechnungsformel Strom in dem externen Teil des Stromkreises kann von Ohm'schen Gesetz für Teilschaltung zu bestimmen:
- I = U R,
wo I - Strom in dem äußeren Stromkreis wird durch ein Amperemeter gemessen wird;U - die Spannung an dem externen Widerstand.
Zur Verbesserung der Genauigkeit der Messungen bei mindestens 5 Mal hergestellt.Was ist das?Bei dem Experiment, Spannung, Widerstand gemessen Strom (oder besser gesagt, der Strom) verwendet, auf.
Zur Bestimmung der EMK-Stromquelle, verwenden Sie die Tatsache, dass die Spannung an seinen Anschlüssen an dem offenen Schlüssel ist fast gleich der EMF.
Putting eine Kette von in Reihe geschalteten Batterien, Rheostat, Amperemeter, Taste.Die Anschlüsse der Stromquelle ein Voltmeter.Öffnen Sie den Schlüssel, zu entfernen sein Zeugnis.
Innenwiderstand, dessen Formel aus dem Ohmschen Gesetz für die vollständige Kette abgeleitet ist, zu definieren mathematische Berechnungen:
- I = E: (r + R).
- r = E: I - U: I.
Messungen zeigen, dass der Innenwiderstand ist erheblich kleiner als der äußere.
praktische Funktion von Batterien und Batterie ist weit verbreitet.Der unbestrittene ökologische Sicherheit von Elektromotoren kann kein Zweifel sein, aber einen geräumigen Batterie, ergonomischer zu erstellen - das Problem der modernen Physik.Ihre Entscheidung zu einer neuen Runde der Entwicklung der Automobiltechnik führen.
Kompakt, leicht, Hochleistungsbatterien sind auch dringend in mobilen elektronischen Geräten benötigt wird.Der Vorrat an Energie in ihnen verwendet werden, direkt mit dem Betrieb der Vorrichtung verbunden ist.
