courant électrique dans un conducteur se pose sous l'influence d'un champ électrique provoque les particules de se détacher facturés dans la direction du Voyage.La création d'un courant de particules - un problème grave.Pour construire un tel dispositif, qui permettra de maintenir la différence de potentiel du champ pendant une longue période dans le même état - une tâche qui a prouvé le pouvoir de l'humanité jusqu'à la fin du XVIIIe siècle.
tente d'abord
tente d'abord de "économiser de l'électricité" pour poursuivre ses recherches et l'utilisation ont été faites dans le Pays-Bas.Allemand Ewald von Kleist Jurgen et le Néerlandais Pieter van Musschenbroek qui ont mené leurs recherches dans la ville de Leiden, créés premier condensateur du monde, appelé plus tard "bouteille de Leyde".
accumulation de charge électrique est passée sous l'influence des frottements mécaniques.Utilisez décharge à travers le conducteur peut être pour une période assez courte de temps.Victoire
de l'intelligence humaine à cette substance éphémère, comme l'électricité, a prouvé révolutionnaire.
décharge Malheureusement (courant électrique généré par un condensateur) duré tellement court que créer un DC ne pouvait pas.En outre, compte tenu de la contrainte par le condensateur est progressivement réduite, ne laissant aucune possibilité de recevoir un courant continu.
nous avons dû trouver une autre façon.
première source expériences
Italien Galvani d'étudier "l'électricité animale" était une tentative originale pour trouver une source naturelle d'énergie dans la nature.Les grenouilles préparées jambes pendantes sur des crochets en métal des barres de fer, il a attiré l'attention sur la réaction typique des terminaisons nerveuses.
Cependant, les conclusions Galvani a réfuté un autre Italien - Alessandro Volta.Intrigué par la possibilité de produire de l'électricité à partir de l'animal, il a mené une série d'expériences avec des grenouilles.Mais la conclusion était tout le contraire de ses hypothèses précédentes.
Volta a remarqué qu'un organisme vivant est seulement un indicateur de la décharge électrique.Quand les jambes actuelles muscles sont réduits, montrant la différence de potentiel.La source du champ électrique avéré être au contact de métaux différents.Le plus éloignés qu'ils sont dans la gamme d'éléments chimiques, plus l'effet.
plaques de métaux différents disposés des disques de papier imprégnés avec la solution d'électrolyte, ce qui crée un long temps nécessaire différence de potentiel.Et qu'on était faible (1,1 V), mais un courant électrique peut être étudié depuis longtemps.La chose principale est que la tension est restée inchangée tant.
Qu'arrive-t-
Pourquoi sources, appelées "cellules électrochimiques», appelé cet effet?
électrode Deux métallique placée dans l'isolant, jouent des rôles différents.On fournit les électrons, l'autre qui les prend.Le procédé de la réaction d'oxydoréduction conduit à un excès d'électrons à une électrode, qui est appelé le pôle négatif, et l'absence d'une seconde, on note en tant que pôle positif de la source.
Dans les réactions les plus simples de l'oxydation des cellules galvaniques se produire à une électrode, la restauration - à l'autre.Les électrons viennent les électrodes de la partie extérieure de la chaîne.L'électrolyte est un conducteur d'ions à l'intérieur de la source de courant.La force de la résistance menée par un long processus.
élément cuivre-zinc
Le principe de fonctionnement des cellules électrochimiques est intéressant de considérer l'exemple d'une cellule galvanique de cuivre-zinc, l'effet de ce qui va à l'énergie de zinc et sulfate de cuivre.Cette source de plaque de cuivre est placée dans une solution de sulfate de cuivre et une électrode de zinc immergé dans la solution de sulfate de zinc.La solution a été séparée revêtement poreux pour éviter de mélanger, mais toujours touchante.
Si le circuit est fermé, la couche superficielle de zinc est oxydé.Au cours de l'interaction avec les atomes de zinc liquide, les ions deviennent apparaissent dans la solution.Sur l'électrode, les électrons sont libérés, ce qui peut prendre part à la formation du courant.
Obtention de l'électrode de cuivre, les électrons participant aux réactions de réduction.De la solution de la couche de surface arrivent ions cuivre dans le processus de récupération, ils sont convertis en atomes de cuivre déposées sur la plaque de cuivre.
résumer ce qui se produit: le processus de travail de la cellule est accompagnée par le transfert d'électrons à l'oxydant d'un agent réducteur sur la partie extérieure de la chaîne.Les réactions se produisent au niveau des deux électrodes.A l'intérieur ioniques source de courant.
complexité de l'utilisation de
En principe, une des réactions d'oxydo-réduction possibles peut être utilisé dans les batteries.Mais les substances capables de travailler dans les titres d'éléments techniques, pas tellement.En outre, de nombreuses réactions nécessitent des coûts des matériaux coûteux.Batteries modernes
ont une structure simple.Deux électrodes sont placées dans un électrolyte, la cuve est remplie - un boîtier de batterie.Ces caractéristiques de conception simplifient la structure et de réduire le prix des batteries.
Toute cellule électrochimique est capable de produire un courant constant.Résistance actuelle
ne permet pas toutes les ions tournent simultanément sur les électrodes, de sorte que l'appareil fonctionne pendant une longue période.La réaction chimique pour former des ions finalement cesse, l'élément est déchargée.
résistance interne de la source d'alimentation est d'une grande importance.
peu de résistance
utilisant un courant électrique, sans aucun doute, a apporté le progrès scientifique et technologique à un nouveau niveau, lui a donné un énorme coup de pouce.Mais la force de la résistance au passage du courant est dans la manière de ce développement.
D'une part, le courant électrique a les propriétés précieuses qui sont utilisés dans la vie quotidienne et de la technologie, de l'autre - il y a une résistance importante.Physique en tant que science de la nature est d'essayer de trouver un équilibre, d'harmoniser ces circonstances.Résistance
courant provient de l'interaction des particules chargées électriquement avec la matière, par laquelle elles se déplacent.Pour exclure ce processus dans des conditions normales de température est impossible.
Résistancerésistance interne de la source de courant et la résistance à la partie extérieure de la chaîne ont plusieurs nature différente, mais tout aussi dans ces processus est la commission pour le mouvement de la charge.
travail lui-même ne dépend que des propriétés de la source et son contenu: une électrode et l'électrolyte, ainsi que pour les parties de circuit externe dont la résistance dépend de la géométrie et des caractéristiques chimiques de la matière.Par exemple, la résistance du fil métallique augmente avec sa longueur et diminue avec la surface de section transversale pleine expansion.Lorsque la résolution du problème de la façon de réduire la résistance, Physique recommande l'utilisation de matériaux spécialisés.
emploi actuel
Conformément à la loi de Joule dans les conducteurs quantité de chaleur proportionnelle alloués à la résistance.. Si la quantité de chaleur pour désigner Qvnut, La force actuelle I, lors de son cours de t, nous obtenons:
- Qvnut.I2 = · R · t,
où r - la résistance interne de l'alimentation.
dans l'ensemble de la chaîne, y compris les deux parties internes et externes, sélectionnez le montant total de la chaleur, la formule a la forme:
- Qpolnoe = I2 · R · t + I2 · R · t = I2 · (r + R)· t,
connu comme indiqué par la résistance de la physique: le circuit externe (tous les éléments à l'exception de la source) a une résistance loi de R.
Ohm pour la chaîne complète
Nous considérons que le travail de base se fait des forces extérieures à l'intérieur de l'alimentation.Sa valeur est le produit de la charge portée par le champ, et la source de force électromotrice:
- q · E = I2 · (r + R) · t.
se rendre compte que la charge est égal au produit du courant au moment de son apparition, nous avons:
- E = I · (r + R).
En conformité avec les relations et de cause à effet, la loi d'Ohm est donné par:
- I = E: (r + R).
Le courant dans le circuit fermé de la FEM est directement proportionnelle à la source d'alimentation et inversement proportionnel à la résistance générale (total) du circuit.
Sur la base de ce modèle, il est possible de déterminer la résistance interne de l'alimentation électrique.
source de capacité de décharge
Les principales caractéristiques des sources peut être attribuée à la capacité de décharge.La quantité maximale de l'électricité obtenue lors de l'utilisation dans certaines conditions, en fonction du courant de décharge.
Idéalement, quand certaine approximation, la capacité de décharge peut être considérée comme constante.
Par exemple, la batterie standard différence de potentiel de 1,5 V a une capacité de refoulement de 0,5 Ah.Si le courant de décharge de 100 mA, puis exploité pendant 5 heures.
Méthodescharge vie de la batterie
conduit à leur rejet.La batterie de récupération de charge de petits éléments est effectuée en utilisant une valeur actuelle de la force ne dépasse pas un dixième de la capacité de la source.
Les méthodes de charge suivantes:
- utilisation
- de courant constant pendant une durée prédéterminée (environ 16 heures de la batterie actuelle 0,1-capacité);
- abaisser courant de charge à une valeur prédéterminée de la différence de potentiel;Utilisation
- des courants asymétriques;
- application cohérente de courtes impulsions de charge et de décharge, dans lequel le premier est supérieur au second.
Lab
tâche proposée: pour déterminer la résistance interne de la source de courant et la FEM.
pour sa mise en œuvre doivent être réservées par la source de courant, un ampèremètre, voltmètre, un rhéostat de diapositives, un ensemble clé de conducteurs.
utiliser la loi d'Ohm pour circuit fermé permettra de déterminer la résistance interne de l'alimentation.Pour ce faire, vous devez connaître le FEM, la valeur de résistance du rhéostat.
courant de la formule de calcul de la résistance dans la partie extérieure du circuit peut être déterminé à partir de la loi d'Ohm pour sous-circuit:
- I = U: R,
où je - courant dans le circuit externe, est mesurée par un ampèremètre;U - la tension à la résistance externe.
Pour améliorer la précision des mesures sont effectuées au moins 5 fois.Quel est-il?Mesuré dans l'essai, la tension, la résistance, le courant (ou plutôt, le courant) sont utilisés sur.
Pour déterminer la source de courant de EMF, utilisez le fait que la tension à ses bornes à la clé ouverte est presque égale à la FEM.
Mettre une chaîne de batteries connectées en série, un rhéostat, ampèremètre, clé.Les bornes de la source de courant connecter un voltmètre.Ouverture de la clé, retirer son témoignage.
résistance interne, dont la formule est dérivée de la loi d'Ohm pour la chaîne complète, de définir des calculs mathématiques:
- I = E: (r + R).
- r = E: I - U: I. mesures
montrent que la résistance interne est sensiblement plus petite que la externe.
fonction pratique des piles et des batteries est largement utilisé.La sécurité écologique incontesté des moteurs électriques ne fait aucun doute, mais de créer une batterie grande capacité, ergonomique - le problème de la physique moderne.Sa décision va conduire à un nouveau cycle de développement de la technologie automobile.
Compact,null, batteries haute capacité légers sont également nécessaires de toute urgence dans les appareils électroniques mobiles.Le stock d'énergie utilisée dans les sont directement connectés avec le fonctionnement du dispositif.
