in un conduttore si pone sotto l'influenza di un campo elettrico induce le particelle a staccarsi inclusi nel senso di marcia.Creazione di una corrente di particelle - un grave problema.Per costruire un tale dispositivo, che manterrà la differenza di potenziale del campo per lungo tempo nello stesso stato - un compito che ha dimostrato la potenza di umanità sino alla fine del XVIII secolo.
primo tentativo
prima cerca di "risparmiare energia elettrica" per proseguire la sua ricerca e l'utilizzo sono stati fatti nei Paesi Bassi.Tedesco Ewald Jurgen von Kleist e l'olandese Pieter van Musschenbroek che ha condotto la loro ricerca nella città di Leida, creato primo condensatore al mondo, in seguito chiamato "bottiglia di Leida".
accumulo di carica elettrica è passata sotto l'influenza di attriti meccanici.Utilizzare lo scarico attraverso il conduttore può essere per un periodo abbastanza breve di tempo.
vittoria dell'intelligenza umana su tale sostanza effimera, come l'elettricità, si è dimostrato rivoluzionario.
Purtroppo scarico (corrente elettrica generata da un condensatore), durata così breve che creare una corrente continua non poteva.Inoltre, lo stress proposta dal condensatore viene gradualmente ridotta, senza lasciare possibilità di ricevere corrente continua.
Abbiamo dovuto trovare un altro modo.
prima sorgente
italiano Galvani esperimenti per studiare "elettricità animale" è stato un tentativo originale di trovare una fonte naturale di energia in natura.Le rane preparate gambe appese su ganci in metallo sbarre di ferro, ha richiamato l'attenzione sulla reazione tipica delle terminazioni nervose.
Tuttavia, le conclusioni Galvani confutato un altro italiano - Alessandro Volta.Incuriosito dalla possibilità di produzione di elettricità da animali, ha condotto una serie di esperimenti con le rane.Ma la conclusione è stata l'esatto opposto delle sue ipotesi precedenti.
Volta notato che un organismo vivente è solo un indicatore della scarica elettrica.Quando le gambe attuali muscoli si riducono, indicando la differenza di potenziale.La sorgente del campo elettrico si è rivelato essere il contatto di metalli differenti.Il più lontani che sono nella gamma di elementi chimici, maggiore è l'effetto.Piastre
di metalli diversi posati dischi di carta impregnati con la soluzione elettrolitica, creando un lungo tempo necessario differenza di potenziale.E lasciare era bassa (1,1 V), ma una corrente elettrica può essere indagata per lungo tempo.L'importante è che la tensione è rimasta invariata a lungo.
Cosa succede
Perché fonti, chiamate "celle elettrochimiche", chiamato questo effetto?
elettrodo Due metallo inserito nel isolante, giocano ruoli diversi.Uno alimenta gli elettroni, l'altro li prende.Il processo di reazione di ossido-riduzione porta ad un eccesso di elettroni ad un elettrodo, che è chiamato il polo negativo, e la mancanza di un secondo, indichiamo come un polo positivo della sorgente.
Nelle reazioni più semplici galvaniche di ossidazione delle cellule si verificano a un elettrodo, il restauro - all'altra.Gli elettroni vengono a elettrodi dalla parte esterna della catena.L'elettrolita è un conduttore di ioni all'interno della sorgente di corrente.La forza della resistenza guidata da un processo lungo.
elemento rame-zinco
Il principio di funzionamento delle celle elettrochimiche è interessante considerare l'esempio di una cella galvanica rame-zinco, il cui effetto va all'energia di zinco e solfato di rame.Questa fonte di piastra di rame viene posto in una soluzione di solfato di rame e un elettrodo di zinco immersi nella soluzione di solfato di zinco.La soluzione è stata separata rivestimento poroso per evitare di miscelare, ma sempre toccante.
Se il circuito è chiuso, lo strato superficiale di zinco viene ossidato.Durante l'interazione con gli atomi di zinco liquido, diventando ioni appaiono nella soluzione.Sull'elettrodo, gli elettroni vengono rilasciati, che può partecipare alla formazione della corrente.
Ottenere sull'elettrodo di rame, gli elettroni che partecipano alle reazioni di riduzione.Dalla soluzione allo strato superficiale arriva ioni rame nel processo di recupero, vengono convertiti in atomi di rame depositate sul piatto di rame.
riassumere ciò che accade: il processo di lavoro della cella si accompagna il trasferimento di elettroni al ossidante di un agente riducente sulla parte esterna della catena.Le reazioni avvengono ai due elettrodi.All'interno fonte IONICO flussi di corrente.
complessità utilizzando
In linea di principio, qualsiasi delle possibili reazioni redox può essere utilizzato nelle pile.Ma le sostanze capaci di lavorare in titoli di elementi tecnici, non tanto.Inoltre, molte reazioni richiedono costi dei materiali costosi.
batterie moderni hanno una struttura semplice.Due elettrodi sono collocati in un elettrolita, la nave è piena - un alloggiamento della batteria.Tali caratteristiche progettuali semplificare la struttura e ridurre il prezzo delle batterie.
Qualsiasi cella elettrochimica è in grado di produrre una corrente costante.
resistenza attuale non consente di tutti gli ioni ruotano contemporaneamente sugli elettrodi, quindi l'apparecchio funziona per un lungo periodo.La reazione chimica per formare ioni eventualmente cessano, l'elemento viene scaricato.
resistenza interna della sorgente di alimentazione è di grande importanza.
po 'di resistenza
Utilizzando corrente elettrica, senza dubbio, ha portato il progresso scientifico e tecnologico per un nuovo livello, gli ha dato una spinta enorme.Ma la forza della resistenza al flusso di corrente si ottiene nel modo di questo sviluppo.
Da un lato, la corrente elettrica ha le proprietà inestimabili che vengono utilizzati nella vita quotidiana e tecnologia, dall'altro - c'è una resistenza significativa.Fisica come scienza della natura sta cercando di trovare un equilibrio, per armonizzare queste circostanze.
resistenza corrente nasce dall'interazione di particelle cariche elettricamente con la materia, con la quale si muovono.Per escludere questo processo a temperature normali è impossibile.
Resistenza
resistenza interna della sorgente di corrente e la resistenza alla parte esterna della catena ha parecchio diversa natura, ma ugualmente in questi processi è la commissione per il movimento della carica.Lavoro
stessa dipende solo dalle proprietà della sorgente e il suo contenuto: un elettrodo e l'elettrolita, nonché per le parti esterne del circuito la cui resistenza dipende dalla geometria e caratteristiche chimiche del materiale.Ad esempio, la resistenza del filo metallico con la sua lunghezza aumenta e diminuisce con l'area della sezione trasversale espansione.Quando risolvere il problema di come ridurre la resistenza, Fisica raccomanda l'utilizzo di materiali speciali.
lavoro corrente
In conformità con la legge di Joule nei conduttori assegnati quantità di proporzionale calore alla resistenza.. Se la quantità di calore di designare Qvnut, La forza corrente I, durante il suo percorso di t, otteniamo:
- Qvnut.= I2 · r · t,
dove r - la resistenza interna dell'alimentatore.
in tutta la catena tra cui entrambe le parti interne ed esterne, selezionare la quantità totale di calore, la formula ha la forma:
- Qpolnoe = I2 · r · t + I2 · R · t = I2 · (r + R)· t,
noto come indicato dalla resistenza fisica: il circuito esterno (tutti gli elementi eccetto la sorgente) ha una resistenza legge di R.
Ohm per la catena completa
Riteniamo che il lavoro di base è fatto forze esterne all'interno dell'alimentatore.Il suo valore è il prodotto della carica trasportata dal campo, e la fonte forza elettromotrice:
- q · E = I2 · (r + R) · t.
realizzando che carica è uguale al prodotto della corrente al momento del suo verificarsi, abbiamo:
- E = I · (r + R).
In accordo con le relazioni di causa-effetto, la legge di Ohm è data da:
- I = E: (r + R).
La corrente nel circuito chiuso EMF è direttamente proporzionale alla fonte di alimentazione e inversamente proporzionale al generale (totale) resistenza del circuito.
Sulla base di questo modello, è possibile determinare la resistenza interna dell'alimentatore.
fonte capacità di scarica
Le principali caratteristiche delle sorgenti può essere attribuita alla capacità di scarico.La quantità massima di energia elettrica ottenuta quando operano in determinate condizioni, a seconda della corrente di scarica.
Idealmente, quando certa approssimazione, la capacità di scarico può essere considerato costante.
Ad esempio, la differenza di potenziale batteria standard di 1,5 V ha una capacità di scarica di 0,5 Ah.Se la corrente di scarica di 100 mA, successivamente acceso per 5 ore.
Metodiricarica della batteria
conduce alla loro scarico.Recovery batteria carica piccoli elementi viene eseguita utilizzando un valore di corrente della forza non superi un decimo della capacità della fonte.
i seguenti metodi di ricarica:
- uso di corrente costante per un tempo predeterminato (circa 16 ore della batteria di 0,1 capacità di corrente);
- abbassamento corrente di carica ad un valore predeterminato della differenza di potenziale;Uso
- di correnti asimmetriche;
- applicazione coerente di brevi impulsi di carico e scarico, in cui il primo è maggiore del secondo.
Lab
proposto compito: per determinare la resistenza interna della sorgente di corrente e della FEM.
per la sua attuazione deve essere riservato dal generatore di corrente, un amperometro, voltmetro, un reostato scivolo, un set di chiavi di conduttori.
utilizzare la legge di Ohm per circuito chiuso determinerà la resistenza interna dell'alimentatore.Per fare questo, è necessario conoscere la FEM, il valore di resistenza del reostato.
attuale formula di calcolo della resistenza nella parte esterna del circuito può essere determinata dalla legge di Ohm per subcircuit:
- I = U: R,
dove - corrente nel circuito esterno, viene misurata da un amperometro;U - la tensione al resistenza esterna.
Per migliorare la precisione delle misurazioni sono effettuate almeno 5 volte.Di cosa si tratta?Misurato nell'esperimento, tensione, resistenza, corrente (o meglio, la corrente) sono usati su.
Per determinare la sorgente di corrente fem, utilizzare il fatto che la tensione ai suoi capi a chiave aperta è quasi uguale alla EMF.
Mettere una catena di batterie collegate in serie, reostato, amperometro, chiave.I terminali del generatore di corrente collegare un voltmetro.Aprendo la chiave, togliere la sua testimonianza.
resistenza interna, la cui formula è derivata dalla legge di Ohm per la catena completa, definire calcoli matematici:
- I = E: (R + R).
- r = E: I - U: Misure I.
mostrano che la resistenza interna è significativamente inferiore a quello esterno.
funzione pratica di batterie e la batteria è ampiamente utilizzato.L'indiscussa sicurezza ecologica dei motori elettrici può essere alcun dubbio, ma per creare una batteria capiente, ergonomico - il problema della fisica moderna.La sua decisione porterà ad un nuovo ciclo di sviluppo della tecnologia automobilistica.
compatto,null, batterie ad alta capacità leggeri sono anche urgente bisogno nei dispositivi elettronici portatili.Lo stock di energia utilizzata in essi sono direttamente collegate con il funzionamento del dispositivo.
