elektrický prúd vo vodiči vzniká pod vplyvom elektrického poľa spôsobí, že sa častice, že sa uvoľní účtované v smere jazdy.Vytváranie častíc prúd - vážny problém.Ak chcete vytvoriť také zariadenie, ktoré bude udržiavať potenciálny rozdiel poľa na dlhú dobu v rovnakom stave - čo je úloha, ktorý sa ukázal silu ľudstva až do konca storočia XVIII.
najprv pokúsi
najprv pokúsi "ušetriť elektrinu" na ďalší jeho výskum a využitie boli vykonané v Holandsku.Nemecká Ewald von Kleist Jurgen a Holanďan Pieter van Musschenbroek ktorý vykonával svoj výskum v meste Leiden, vytvoril svetovo prvý kondenzátor, neskôr volal "Leyden poháre".Akumulácia
elektrického náboja prešiel pod vplyvom mechanického trenia.Použitie výboj cez vodič môže byť pre dostatočne krátky časový úsek.
víťazstvo ľudskej inteligencie na také pominuteľné látky, ako je elektrina, sa ukázala revolučný.
Bohužiaľ vybiť (elektrický prúd generovaný kondenzátorom) trvalo tak krátky, že vytvorenie DC nemohol.Okrem toho, vzhľadom k tomu, napätie v kondenzátore sa postupne znižuje, takže žiadna možnosť získať kontinuálny prúd.
Museli sme nájsť inú cestu.
prvý zdroj
taliansky Galvani experimenty na štúdium "elektriny zvieraťa" bol originálny pokus nájsť prírodný zdroj energie v prírode.Pripravené žaby visí na kovové háčiky, železnými tyčami, on upozornil na typické reakcie nervových zakončení.
však závery Galvani vyvrátil ďalší taliansky - Alessandro Volta.Zaujala možnosť vyrábať elektrinu zo zvieraťa, dirigoval rad experimentov s žaby.Ale záver bol úplný opak jeho predchádzajúcich hypotéz.
Volta si všimol, že živý organizmus je len indikátorom elektrického výboja.Keď sú aktuálne nohy svaly znížená, smerujúce k možnému rozdielu.Zdrojom elektrického poľa Ukázalo sa, že kontakt rôznych kovov.Čím ďalej od seba, ktoré sú v rozsahu chemických prvkov, tým väčší je účinok.
dosky z rôznych kovov, položený kotúče papiera impregnovaného roztoku elektrolytu, vytvára dlhú dobu potrebnú potenciálny rozdiel.A nechať ju bola nízka (1,1 V), ale elektrický prúd môže byť skúmaná na dlhú dobu.Hlavná vec je, že napätie zostala bezo zmeny tak dlho.
Čo sa stane,
Prečo zdroje, nazývané "elektrochemické bunky", volal tento jav?
dve kovové elektródy umiestnený do izolátora, hrať rôzne úlohy.Jeden dodáva elektróny, druhý je berie.Proces redoxný reakcia vedie k prebytku elektrónov na jednej elektródy, ktorá sa nazýva záporný pól, a nedostatok sekundy, označíme ako kladný pól zdroja.
V najjednoduchšom galvanický článok oxidačných reakcií sa vyskytujú na jednej elektróde reštaurovanie - na strane druhej.Elektróny prichádzajú k elektródam z vonkajšej časti reťaze.Elektrolyt je vodič iónov vnútri aktuálneho zdroja.Sila odporu vedenej zdĺhavý proces.
meď-zinok element
Princíp prevádzky elektrochemických článkov je zaujímavé zvážiť príklad medi a zinku galvanického článku, v dôsledku ktorých vedie k energii zinku a modrej skalice.Tento zdroj medeného plechu sa umiestni do roztoku síranu a elektródou zinku ponorenú do síranu zinočnatého roztoku.Roztok bol oddelený porézny obloženia, aby sa zabránilo zmiešaniu, ale vždy dotýkajú.
Ak je uzavretý obvod, povrchová vrstva zinku je oxidovaný.Pri interakcii s kvapalinou atómami zinku, stávajú ióny sa objaví v roztoku.Na elektróde, sa uvoľňujú elektróny, ktoré sa môžu podieľať na vytvorenie prúdu.
Získanie na medené elektródy, elektróny sa zúčastňuje v redukčných reakcií.Z riešením povrchovej vrstve dorazí ióny medi v procese obnovy, sú prevedené na atómy medi nanesených na medenú dosku.
zhrnúť, čo sa deje: pracovný proces bunky je spojený prevod elektrónov do okysličovadla redukčného činidla, na vonkajšej strane reťaze.Reakciám dochádza na oboch elektródach.Vnútri zdroje iónového prúdu toky.
zložitosť použitie
V zásade každej z možných redoxných reakcií môžu byť použité v batériách.Ale látky, schopné pracovať s cennými papiermi technických prvkov, nie toľko.Navyše, mnoho reakcie vyžadujú drahých materiálov náklady.
moderné batérie majú jednoduchú štruktúru.Dve elektródy sú umiestnené v jednom elektrolytu, nádoba je naplnená - kryt batérie.Také konštrukčné prvky zjednodušiť štruktúru a znížiť cenu batérií.
Každý elektrochemický článok je schopný produkovať konštantný prúd.
prúd odpor neumožňuje všetky ióny súčasne otáčať na elektródach, takže jednotka pracuje na dlhú dobu.Chemická reakcia za vzniku iónov nakoniec skončí, prvok je vybitý.
vnútorný odpor zdroja energie má veľký význam.
trochu odporu
pomocou elektrického prúdu, nie je pochýb, prináša vedecký a technologický pokrok na novú úroveň, dal mu obrovskú podporu.Ale sila odolnosti proti prúdu dostane do cesty tohto vývoja.
Na jednej strane, elektrický prúd má cenné vlastnosti, ktoré sú použité v každodennom živote a technológiu, na druhej strane - existuje značný odpor.Fyzika ako veda prírody sa snažia nastoliť rovnováhu, harmonizovať tieto okolnosti.
súčasný odpor vzniká z interakcie elektricky nabitých častíc s látkou, o ktorej sa pohybujú.Ak chcete vylúčiť tento proces za normálnych teplotných podmienok je nemožné.
Odpor
vnútorný odpor zdroja prúdu a odolnosť voči vonkajšej časti reťazca mať niekoľko rôznych prírodu, ale rovnako v týchto procesoch je provízia pre pohyb poplatku.
práce samo závisí iba na vlastnostiach zdroje a jeho obsahu: elektródy a elektrolytu, rovnako ako pre externé poistné diely, ktorých odpor závisí na geometriu a chemických vlastností tohto materiálu.Napríklad, je odpor kovového drôtu sa zvyšuje s jeho dĺžky a klesá s rozširujúcim sa prierezu priestoru.Pri riešení problému, ako znížiť odpor, fyzika odporúča použitie špeciálnych materiálov.
súčasné zamestnanie
V súlade s právnymi predpismi Joule vo vodičoch pridelené množstvo tepla úmerná odporu.. Ak je množstvo tepla na označenie Qvnut, aktuálny silu Aj počas jeho priebehu t, dostaneme:
- Qvnut.= I2 · r · t,
kde r - vnútorný odpor zdroja.
v celom reťazci, vrátane vnútornej i vonkajšej časti, Vyberte celkové množstvo tepla, vzorec má tvar:
- Qpolnoe = I2 · r · t + I2 · R · t = I2 · (R + R)· t,
známy, ako je uvedené odporom vo fyzike: vonkajšom okruhu (všetky prvky okrem zdroja) má odpor R.
Ohmov zákon pre celého reťazca
Domnievame sa, že základná práca bola vykonaná vonkajším silám vnútri napájania.Jeho hodnota je súčinom poplatku neseného na poli, a elektromotorickým zdroj sily:
- q · E = I2 · (R + R) · t.
uvedomujú, že poplatok je rovnaký s produktom prúdu v okamihu jeho vzniku, máme:
- E = I · (R + R).
V súlade so vzťahy príčin a následkov, Ohmov zákon je daný:
- I = E: (r + R).
Prúd v uzavretom okruhu EMF je priamo úmerná k zdroju energie a nepriamo úmerná k všeobecnému (celkový) odpor obvodu.
na tomto základe vzoru, je možné určiť, vnútorný odpor napájacieho zdroja.
zdroj vybíjací kapacita
Hlavné charakteristiky zdrojov možno pripísať na kapacitu vybíjanie.Maximálne množstvo elektrickej energie získanej pri prevádzke za určitých podmienok, v závislosti na vybíjacieho prúdu.
V ideálnom prípade, že určité zblíženie, kapacita výboj možno považovať za konštantný.
napríklad potenciálny rozdiel štandardné batérie 1,5 V má výtlačnú kapacitu 0,5 Ah.Ak vybíjacieho prúdu 100 mA, potom v činnosti po dobu 5 hodín.
Metódy nabíjania
životnosť batérií vedie k ich vypúšťanie.Recovery nabíjanie batérie malé prvky sa vykonáva pomocou aktuálnu hodnotu sily nepresahuje jednu desatinu kapacitu zdroja.
nasledujúcich spôsobov nabíjania:
- použitie konštantného prúdu po vopred stanovenú dobu (asi 16 hodín aktuálne batérií 0,1-kapacít);
- zníženie nabíjacieho prúdu na vopred stanovenú hodnotu rozdielu potenciálu;
- použitie asymetrických prúdov;
- konzistentné aplikácie krátkych impulzov nabíjania a vybíjania, v ktorej je prvá je väčší ako druhý.Navrhovaná
Lab
úloha: zistiť, vnútorný odpor aktuálneho zdroja a EMF.
pre jeho vykonávanie musí byť vyhradené zdroj prúdu, ampérmetrom, voltmeter, prezentácie odporom, kľúčové sady vodičov.
použiť Ohmov zákon pre uzavretý okruh bude určovať vnútorný odpor napájania.Ak chcete urobiť, musíte vedieť, EMF, hodnotu odporu reostatu.
výpočet odporu vzorec prúd vo vonkajšej časti obvodu môže byť určená z Ohmovho zákona pre čiastkovým obvodu:
- I = U: R,
kde I - prúdu vo vonkajšom okruhu, sa meria pomocou ampérmetra;U - napätie na vonkajších odporu.
Pre zlepšenie presnosti merania sa vykonávajú minimálne na 5 krát.Čo je to?Merané v experimente, napätia, odporu, prúdu (alebo skôr, aktuálny), sú používané na.
Ak chcete zistiť aktuálny zdroj EMF, použite na to, že napätie na svorkách na otvorené kľúče je takmer zhodná s EMF.
Uvedenie reťaz sériovo zapojených akumulátorov, odporom, ampérmetrom, kľúč.Svorky zdroja prúdu pripojiť voltmeter.Otvorenie kľúča, odstráňte jeho svedectvo.
vnútorný odpor, vzorec, ktorý je odvodený z Ohmovho zákona celého reťazca, definovať matematické výpočty:
- I = E: (r + R).
- r = E: I - U: meranie I.
ukazujú, že vnútorný odpor je podstatne menšia než vonkajšie.
praktická funkcia batérií a batéria je široko používaný.Nesporným ekologickú bezpečnosť elektrických motorov nemôže byť žiadnych pochýb, ale aj na vytvorenie objemnú batérie, ergonomické - problém modernej fyziky.Jej rozhodnutie povedie k novému kolu rozvoja automobilovej techniky.
kompaktný, ľahký, vysokokapacitné batérie sú tiež naliehavo potrebné v mobilných elektronických zariadení.Zásoba energie použitý v nich sú priamo spojené s prevádzkou zariadení.
