corrente eléctrica num condutor surge sob a influência de um campo eléctrico faz com que as partículas se soltem carregado na direcção da viagem.Criando uma corrente de partículas - um problema sério.Para construir um tal dispositivo, que irá manter a diferença de potencial do campo para um longo período de tempo no mesmo estado - uma tarefa que se mostrou o poder da humanidade até ao final do século XVIII.
primeiro tenta
primeiro tenta "salvar eletricidade" para continuar a sua pesquisa e uso foram feitos na Holanda.Alemão Ewald von Kleist e Jurgen o holandês Pieter van Musschenbroek que conduziu a sua investigação na cidade de Leiden, criado pela primeira vez capacitor do mundo, mais tarde chamado de "garrafa de Leyden".Acumulação
de carga elétrica passou sob a influência do atrito mecânico.Use descarga através do condutor pode ser por um curto período de tempo suficiente.Vitória
da inteligência humana em tal substância efêmera, como a electricidade, mostrou revolucionário.
Infelizmente descarga (corrente elétrica gerada por um capacitor) durou tão curto que criar um DC não podia.Além disso, a tensão dada pelo condensador é gradualmente reduzida, deixando nenhuma oportunidade de receber corrente contínua.
Tivemos que encontrar uma outra maneira.
primeira fonte experimentos
italiano Galvani para estudar "eletricidade animal" foi uma tentativa original para encontrar uma fonte natural de energia na natureza.As rãs preparados pernas penduradas em ganchos de metal barras de ferro, ele chamou a atenção para a reação típica das terminações nervosas.
No entanto, as conclusões Galvani refutada outro italiano - Alessandro Volta.Intrigado com a possibilidade de geração de eletricidade a partir do animal, ele conduziu uma série de experimentos com sapos.Mas a conclusão era o completo oposto de suas hipóteses anteriores.
Volta notou que um organismo vivo é apenas um indicador da descarga elétrica.Quando os músculos das pernas correntes sejam reduzidas, apontando para a diferença de potencial.A fonte do campo eléctrico acabou por ser o contacto entre metais diferentes.Quanto mais distantes estão na gama de elementos químicos, maior o efeito.Placas
de metais diferentes previsto discos de papel impregnados com a solução de electrólito, a criação de um longo período de tempo necessária diferença de potencial.E deixá-lo foi baixa (1,1 V), mas uma corrente eléctrica pode ser investigada por um longo tempo.A principal coisa é que a tensão manteve-se inalterada desde.
O que acontece
Por fontes, chamadas "células eletroquímicas", chamou esse efeito?
eletrodo dois metais colocados no isolador, desempenham papéis diferentes.Um fornece os elétrons, o outro leva-los.O processo da reacção de oxidação-redução leva a um excesso de electrões no um eléctrodo, que é chamado o pólo negativo, e a falta de um segundo, que denotam-lo como um pólo positivo da fonte.
Nas mais simples reações de oxidação de células galvânicas ocorrer em um eletrodo, a restauração - na outra.Os electrões vir aos eléctrodos de a parte exterior da cadeia.O eletrólito é um condutor de íons dentro da fonte de corrente.A força da resistência conduzido por um processo demorado.
elemento de cobre-zinco
O princípio de funcionamento de células electroquímicas é interessante considerar o exemplo de uma célula galvânica de cobre-zinco, o efeito dos quais passa para a energia de zinco e sulfato de cobre.Esta fonte de placa de cobre é colocado numa solução de sulfato de cobre e um eléctrodo de zinco imerso na solução de sulfato de zinco.A solução foi separada revestimento poroso para evitar a mistura, mas nunca tocar.
Se o circuito é fechado, a camada superficial de zinco é oxidado.Durante a interacção com os átomos de zinco líquido, tornando-se iões de aparecer na solução.No eléctrodo, os electrões são libertados, o que pode tomar parte na formação da corrente.
Noções sobre o eletrodo de cobre, os elétrons que participam nas reações de redução.A partir da solução para a camada de superfície chegar iões cobre no processo de recuperação, que são convertidos em átomos de cobre depositado sobre a placa de cobre.
resumir o que está a acontecer: o processo de trabalho da célula é acompanhada pela transferência de electrões para o oxidante de um agente redutor na parte exterior da cadeia.As reacções ocorrem nos dois eléctrodos.Dentro fonte iônica fluxos atuais.
de complexidade usando
Em princípio, qualquer uma das possíveis reacções redox pode ser utilizado em baterias.Mas as substâncias capazes de trabalhar em títulos de elementos técnicos, nem tanto.Além disso, muitas reações requerem custos de materiais caros.
baterias modernas têm uma estrutura simples.Dois eléctrodos são colocados em um electrólito, o recipiente é cheio - um alojamento da bateria.Tais características de design simplificar a estrutura e reduzir o preço das baterias.
Qualquer célula electroquímica é susceptível de produzir uma corrente constante.
resistência de corrente não permite que todos os iões de transformar simultaneamente sobre os eléctrodos, de modo que o aparelho funciona durante um longo período de tempo.A reacção química para formar iões eventualmente cessar, o elemento é descarregado.
resistência interna da fonte de alimentação é de grande importância.
pouco de resistência
Usando corrente elétrica, sem dúvida, trouxe progresso científico e tecnológico para um novo nível, lhe deu um enorme impulso.Mas a força da resistência ao fluxo de corrente fica no caminho do presente desenvolvimento.
Por um lado, a corrente eléctrica tem as propriedades de valor inestimável que são usados na vida quotidiana e tecnologia, na outra - existe uma resistência significativa.Física como uma ciência da natureza está tentando encontrar um equilíbrio, harmonizar estas circunstâncias.
atual resistência surge da interação de partículas eletricamente carregadas com a matéria, pelo qual eles se movem.Para excluir deste processo, em condições normais de temperatura é impossível.
Resistência
resistência interna da fonte de corrente ea resistência para a parte externa da cadeia tem vários natureza diferente, mas igualmente nestes processos é a comissão para o movimento da carga.
trabalho em si depende apenas das propriedades da fonte e do seu conteúdo: um eléctrodo e de electrólito, bem como para as partes circuito externo cuja resistência depende da geometria e as características químicas do material.Por exemplo, a resistência do fio de metal aumenta com o seu comprimento e diminui com a área da secção transversal da expansão.Ao resolver o problema de como reduzir a resistência, Física recomenda o uso de materiais especializados.
trabalho atual
De acordo com a lei de Joule nos condutores quantidade de calor proporcional alocados para a resistência.. Se a quantidade de calor para designar Qvnut, A força atual I, durante o seu curso de t, obtemos:
- Qvnut.= I2 · r · t,
onde r - a resistência interna da fonte de alimentação.
em toda a cadeia, incluindo ambas as partes internas e externas, selecione a quantidade total de calor, a fórmula tem a forma:
- Qpolnoe = I2 · r · t + I2 · R · t = I2 · (r + R)· t,
conhecido como indicado pela resistência na física: o circuito externo (todos os elementos, exceto o de origem) tem uma resistência a Lei de R.
Ohm para a cadeia completa
Consideramos que o trabalho de base é feita forças externas dentro da fonte.O seu valor é o produto da carga transportada pelo campo, e fonte de força eletromotriz:
- q · E = I2 · (r + R) · t.
perceber que a carga é igual ao produto da corrente no momento da sua ocorrência, temos:
- E = I · (r + R).
De acordo com as relações de causa e efeito, a lei de Ohm é dada por:
- I = E: (r + R).
A corrente no circuito fechado EMF é directamente proporcional à fonte de alimentação e inversamente proporcional à resistência geral (total) do circuito.
Com base neste padrão, é possível determinar a resistência interna da fonte de alimentação.Fonte de capacidade de descarga
As principais características das fontes pode ser atribuído à capacidade de descarga.A quantidade máxima de electricidade obtida quando se opera em certas condições, dependendo da corrente de descarga.
Idealmente, quando certa aproximação, a capacidade de descarga pode ser considerada constante.
Por exemplo, a diferença de potencial da bateria padrão de 1.5 V tem uma capacidade de descarga de 0,5 Ah.Se a corrente de descarga de 100 mA, em seguida, operado durante 5 horas.
Métodoscarregamento
vida útil da bateria leva a sua quitação.Recuperação de carregamento da bateria pequenos elementos é realizada utilizando um valor actual da força de não exceda um décimo da capacidade da fonte.
Os métodos de carregamento seguintes:
- utilização de corrente constante durante um tempo predeterminado (cerca de 16 horas a bateria de 0,1-capacidade de corrente);
- abaixamento corrente de carga a um valor pré-determinado da diferença de potencial;
- uso de correntes assimétricos;Aplicação consistente
- de impulsos curtos de carga e descarga, em que o primeiro é maior do que o segundo.
Lab
proposta tarefa: para determinar a resistência interna da fonte de corrente e do EMF.
para a sua implementação precisa ser reservado pela fonte de corrente, um amperímetro, voltímetro, um reostato slide, um conjunto de chaves de condutores.
usar a lei de Ohm para circuito fechado irá determinar a resistência interna da fonte de alimentação.Para fazer isso, você deve saber o EMF, o valor da resistência do reostato.
actual fórmula de cálculo da resistência na parte externa do circuito pode ser determinada a partir da lei de Ohm para subcircuito:
- I = L: R,
onde I - corrente no circuito exterior, é medido por um amperímetro;L - a tensão na resistência externa.
Para melhorar a precisão das medições são feitas pelo menos 5 vezes.O que é isso?Medido na experiência, a tensão, a resistência, a corrente (ou em vez disso, a corrente) são usados em.
Para determinar a fonte de corrente EMF, utilizar o facto de que a tensão através de seus terminais para a chave aberta é quase igual ao da EMF.
Colocar uma cadeia de baterias conectados em série, rheostat, amperímetro, chave.Os terminais da fonte de corrente conectar um voltímetro.A abertura da chave, retire o seu testemunho.
resistência interna, cuja fórmula é derivado a lei de Ohm para a cadeia completa, definir cálculos matemáticos:
- I = E: (R + R).
- R = E: I - L: medições I.
mostram que a resistência interna é significativamente mais pequena do que a externa.
função prática de pilhas e baterias é amplamente utilizado.A segurança ecológica indiscutível de motores elétricos pode haver dúvida, mas para criar uma bateria espaçoso e ergonómico - o problema da física moderna.A sua decisão levará a uma nova rodada de desenvolvimento de tecnologia automotiva.
Compact, baterias leves, de alta capacidade também são necessários com urgência em dispositivos electrónicos móveis.O estoque de energia usado nelas estão directamente relacionados com o funcionamento do dispositivo.
