prądu elektrycznego w przewodniku powstaje pod wpływem pola elektrycznego powoduje, że cząstki do luźne pobierana w kierunku jazdy.Tworzenie prąd cząstek - poważny problem.Aby zbudować takie urządzenie, które będzie utrzymywać różnicę potencjałów pola przez długi czas w tym samym stanie - zadanie, które okazały potęgę ludzkości aż do końca XVIII wieku.
najpierw próbuje
pierwszy próbuje "oszczędzać energię elektryczną" do dalszego jego badania i wykorzystanie zostały wykonane w Holandii.Niemiecki Ewald von Kleist i Jurgen Holender Pieter van Musschenbroek który prowadził swoje badania w mieście Leiden, stworzył pierwszy na świecie kondensator, później nazwany "Leyden jar".
akumulacji ładunku elektrycznego przeszła pod wpływem tarcia mechanicznego.Używać odpływ przez przewód może być na tyle krótki okres czasu.
zwycięstwo ludzkiej inteligencji na tak ulotnym substancji, takich jak energia elektryczna, okazało się rewolucyjne.
Niestety rozładować (prądu elektrycznego generowanego przez kondensator) trwało tak krótko, że stworzenie DC nie mógł.Ponadto, biorąc pod uwagę naprężenie przez kondensator zmniejsza się stopniowo, nie pozostawiając możliwość otrzymania stałego prądu.
Musieliśmy znaleźć inny sposób.
pierwszego źródła
Włoski Galvani eksperymenty na studia "elektryczności zwierzęcej" był oryginalny próba znalezienia naturalne źródło energii w przyrodzie.Przygotowane żaby nogi wiszące na haki metalowe pręty żelazne, zwrócił uwagę na typowej reakcji zakończeń nerwowych.
Jednak wnioski Galvani obalone inny włoski - Alessandro Volta.Zaintrygowany możliwości wytwarzania energii elektrycznej ze zwierzęcia, przeprowadził serię eksperymentów z żabami.Ale konkluzja była całkowitym przeciwieństwem poprzednich hipotez.
Volta zauważył, że żywy organizm jest tylko wskaźnik wyładowania elektrycznego.Kiedy prąd nogi mięśnie są mniejsze, wskazując na różnicę potencjałów.Źródłem pola elektrycznego, okazało się, że kontakt z metalami.Im dalej od siebie znajdują się w zakresie składników chemicznych, tym większy efekt.Płytki
różnych metali określone płyt papierowych impregnowana roztworem elektrolitu, tworząc długi czas potrzebny różnicy potencjałów.I pozwolić było niskie (1,1 V), a prąd elektryczny może być badane przez długi czas.Najważniejsze jest to, że napięcie pozostał bez zmian tak długo.
Co się dzieje
Dlaczego źródła, zwane "komórki", elektrochemiczne nazywa ten efekt?
Dwa metalowe elektrody umieszczone w izolatorze, odgrywać różne role.Jeden dostarcza elektrony, druga zajmuje im.Proces reakcji utleniania-redukcji prowadzi do nadmiaru elektronów w jednej elektrody, która jest nazywany biegunem ujemnym i brak drugiego, oznaczamy ją jako dodatniego bieguna źródła.
W najprostszych galwanicznych reakcjach utleniania komórek występują w jednej elektrody, przywrócenie - w drugiej.Elektrony się do elektrod z zewnętrznej części sieci.Elektrolit jest przewodnikiem jonów wewnątrz bieżącego źródła.Siła oporu prowadzonej przez dłuższy proces.
elementem miedź cynk
Zasada działania ogniw elektrochemicznych ciekawe rozważyć przykład miedzi i cynku ogniwo galwaniczne, którego efekt przechodzi do energii cynku i siarczanu miedzi.To źródło miedzianej płycie znajduje się w roztworze siarczanu miedzi, i cynku elektrody zanurzone w roztworze siarczanu cynku.Roztwór rozdzielono porowatej błony śluzowej w celu uniknięcia mieszania, ale zawsze stykały.
Jeżeli obwód jest zamknięty, przy czym warstwa powierzchniowa cynku utlenione.Podczas interakcji z cieczą atomów cynku, jony staje pojawiają się w roztworze.Na elektrodzie elektrony są zwolnione, który może uczestniczyć w tworzeniu prądu.
Pierwsze na elektrodzie miedzi elektrony uczestniczące w reakcjach redukcji.Z roztworu w warstwie powierzchniowej dotrzeć jonów miedzi w procesie odtwarzania, są przekształcane na atomy miedzi osadzonych na płycie miedzianej.
Podsumowując, co dzieje: proces pracy komórki związana jest z przeniesieniem elektronów do utleniającego środka redukującego, na zewnętrznej części sieci.Reakcje występują w dwóch elektrod.Wewnątrz źródła jonowego płynie prąd.
złożoność użyciu
W zasadzie, każdy z możliwych reakcji redoks może być stosowany w akumulatorach.Ale substancje zdolne do pracy w papiery wartościowe elementów technicznych, nie tak bardzo.Ponadto, wiele reakcji wymaga kosztów drogiego materiału.
nowoczesne akumulatory posiadają prostą strukturę.Dwie elektrody są umieszczone w jednej elektrolitu zbiornik jest wypełniony - obudowę akumulatora.Takie cechy konstrukcyjne uproszczenie struktury i obniżyć cenę baterii.
Każde ogniwo elektrochemiczne jest zdolny do wytwarzania prądu stałego.
odporność prądu nie dopuszcza wszystkie jony jednocześnie włącza się elektrod, dzięki czemu urządzenie pracuje przez dłuższy czas.Reakcja chemiczna, tworząc jony ostatecznie przestają element jest rozładowany.
opór wewnętrzny źródła energii ma ogromne znaczenie.
trochę oporu
Korzystanie z prądu elektrycznego, nie ma wątpliwości, przyniósł postęp naukowy i technologiczny na nowy poziom, dał mu ogromny impuls.A siła oporu przepływu prądu otrzymuje się w zasadzie tym procesie.
Z jednej strony, prąd elektryczny ma bezcenne właściwości, które są stosowane w życiu codziennym i techniki, z drugiej strony - istnieje znaczny opór.Fizyka jako nauka przyrody stara się zachować równowagę, aby zharmonizować te okoliczności.
odporność prądu wynika z interakcji elektrycznie naładowanych cząstek z materią, w którym się poruszają.Aby wykluczyć tego procesu w normalnych warunkach nie jest możliwe.
Odporność
opór wewnętrzny źródła prądu i odporności na zewnętrznej części łańcucha mają kilka inny charakter, ale równie w tych procesach jest prowizja dla ruchu ładunku.Praca sam
zależy tylko od właściwości źródła i jego zawartości: elektrodę i elektrolit, jak również na zewnętrznej części obwodu, której odporność zależy od geometrii i właściwości chemicznych materiału.Na przykład, wytrzymałość drutu metalowego zwiększa się jego długość i zmniejsza się wraz z rozszerzającym powierzchni przekroju poprzecznego.Po rozwiązaniu problemu, jak zmniejszyć opór, fizyka zaleca stosowanie specjalistycznych materiałów.
obecna praca
Zgodnie z prawem Joule w przewodach przydzielonych ilości ciepła proporcjonalny do oporu.. Jeżeli ilość ciepła do wyznaczenia Qvnut, aktualną siłę I, w czasie jego trwania t, otrzymujemy:
- Qvnut.= I2 · r · t,
gdzie r - opór wewnętrzny zasilacz.
w całym łańcuchu, w tym obu częściach wewnętrznych i zewnętrznych, wybierz całkowitą ilość ciepła, formuła ma postać:
- Qpolnoe = I2 · r · t + I2 · P · t = I2 · (B + R)· t,
znany jako wskazane przez opór w fizyce: obwodu zewnętrznego (wszystkie elementy z wyjątkiem źródła) ma rezystancję Law R.
Ohma dla całego łańcucha
uważamy, że podstawowa praca jest wykonywana sił poza wewnątrz zasilacza.Jego wartość jest iloczynem ładunku przewożonego przez pola i elektromotorycznej źródła siły:
- q · E = I2 · (R + R) · t.
zdając sobie sprawę, że ładunek jest równy iloczynowi prądu w momencie ich wystąpienia, mamy:
- E = I · (R + R).
Zgodnie ze związków przyczynowo-skutkowych, prawo Ohma jest dana przez:
- I = E: (R + R).
Prąd w zamkniętym EMF obwód jest bezpośrednio proporcjonalna do źródła energii, a odwrotnie proporcjonalna do ogólnego (całkowitego) rezystancji obwodu.
Na podstawie tego wzoru możliwe jest, w celu określenia rezystancji wewnętrznej zasilacza.
źródło pojemność rozładowania
Główne cechy źródeł mogą być przypisane do pojemności rozładowania.Maksymalna ilość energii elektrycznej uzyskuje się podczas pracy w określonych warunkach, w zależności od prądu rozładowania.
Najlepiej, gdy pewne przybliżenie, pojemność rozładowania można uznać za stałą.
Na przykład, potencjał Standardowa bateria różnica 1,5 V o pojemności 0,5 Ah rozładowania.Jeśli prąd rozładowania 100 mA, a następnie działa się przez 5 godzin.
Metody ładowania baterii
życia prowadzi do ich zrzutu.Odzyskiwanie małe elementy ładowania baterii odbywa się przy użyciu bieżącej wartości siły nie przekracza jednej dziesiątej pojemności źródła.
następujących metod ładowania:
- korzystanie z prądu stałego na określony czas (około 16 godzin bieżącego akumulatora 0,1 pojemności);
- obniżając prąd ładowania do określonej wartości różnicy potencjałów;
- Zastosowanie asymetrycznych prądów;
- zgodne zastosowanie krótkich impulsów ładowania i rozładowania, w których pierwsza jest większa od drugiej.
Lab
proponowane zadanie: aby określić opór wewnętrzny źródła prądu i EMF.
do jego realizacji muszą być zarezerwowane przez źródło prądu, amperomierz, woltomierz, reostatu slajdów, kluczowy zestaw przewodów.
użyciu prawa Ohma do obiegu zamkniętym określi opór wewnętrzny zasilacz.Aby to zrobić, trzeba wiedzieć, EMF, wartość rezystancji potencjometru.
wzór obliczeniowy oporności w części zewnętrznego obwodu, może być określona z prawem Ohma do subcircuit:
- I = U: R,
gdzie I - prąd w obwodzie zewnętrznym, jest mierzone przez amperomierz;U - napięcie na rezystancji zewnętrznej.
Aby poprawić dokładność pomiarów są co najmniej 5 razy.Co to jest?Zmierzona w tym doświadczeniu, napięcia, opór prądu (lub raczej obecny) są używane.
Aby ustalić źródło prądu EMF, należy fakt, że napięcie na jego zaciskach przy otwartym kluczem jest niemal równa EMF.
Umieszczenie łańcuch połączonych szeregowo akumulatorów, potencjometrem, amperomierz, klucza.Zaciski źródła prądu podłączyć woltomierz.Otwarcie klucz, usunąć jego świadectwo.
opór wewnętrzny, którego wzór jest z przepisów prawa Ohma kompletnego łańcucha definiuje obliczeń matematycznych:
- I = e (r + R).
- r = E: I - U: pomiary I.
pokazują, że opór wewnętrzny jest znacznie mniejsza, niż zewnętrzna.
praktyczna funkcja baterii i akumulatorów jest szeroko stosowany.Niekwestionowanym bezpieczeństwo ekologiczne silniki elektryczne może być żadnych wątpliwości, ale stworzyć pojemny akumulator, ergonomiczny - problem współczesnej fizyki.Jego decyzja doprowadzi do nowej rundy rozwoju techniki motoryzacyjnej.
Kompaktowe, lekkie, akumulatory o dużej pojemności są pilnie potrzebne w mobilnych urządzeniach elektronicznych.Zapas energii stosowane w nich są bezpośrednio związane z eksploatacją urządzenia.
