Bir güç kaynağının iç direnci nasıl hesaplanır? İç direnç nedir

Tanımı gerçek devrelerdeki elektrik akımının değerini ifade eden tam devre için Ohm yasası, akım kaynağına ve yük direncine bağlıdır. Bu yasanın başka bir adı daha var: Ohm'un kapalı devreler yasası. Bu kanunun çalışma prensibi aşağıdaki gibidir.

En basit örnek olarak, elektrik akımı tüketen bir elektrik lambası, bir akım kaynağıyla birlikte kapalı bir lambadan başka bir şey değildir. Bu elektrik devresi şekilde açıkça gösterilmiştir.

Ampulden geçen elektrik akımı aynı zamanda akım kaynağının kendisinden de geçer. Böylece akım devreden geçerken sadece iletkenin direncini değil aynı zamanda doğrudan akım kaynağının direncini de deneyimleyecektir. Kaynakta direnç, plakalar ile plakaların sınır katmanları arasında bulunan elektrolit ve elektrolit tarafından oluşturulur. Kapalı bir devrede toplam direncinin, ampulün ve akım kaynağının dirençlerinin toplamından oluşacağı sonucu çıkar.

Dış ve iç direnç

Yükün direncine, bu durumda bir akım kaynağına bağlı bir ampule, dış direnç denir. Bir akım kaynağının doğrudan direncine iç direnç denir. Sürecin daha görsel bir temsili için tüm değerlerin koşullu olarak belirlenmesi gerekir. ben - , R - dış direnç, r - iç direnç. Bir elektrik devresinden bir akım aktığında, bunu sürdürmek için, dış devrenin uçları arasında IxR değerine sahip bir potansiyel fark olması gerekir. Ancak iç devrede de akım akışı gözlenmektedir. Bu, iç devrede elektrik akımını korumak için direnç r'nin uçlarında da bir potansiyel farkına ihtiyaç olduğu anlamına gelir. Bu potansiyel farkın değeri Iхr'a eşittir.

akü elektromotor kuvveti

Pil, devrede gerekli akımı koruyabilen aşağıdaki elektromotor kuvveti değerine sahip olmalıdır: E \u003d IxR + Ixr. Formülden pilin elektromotor kuvvetinin dış ve iç kuvvetlerin toplamı olduğu görülebilir. Mevcut değer parantezlerden çıkarılmalıdır: E \u003d I (r + R) . Aksi takdirde şunu hayal edebilirsiniz: I=E/(r+R) . Son iki formül, tanımı şu şekilde olan tam bir devre için Ohm yasasını ifade eder: Kapalı bir devrede, akımın gücü, elektromotor kuvvetle doğru orantılıdır ve bu devrenin dirençlerinin toplamı ile ters orantılıdır.

Bu sorunu belirli bir örnekle çözmeye çalışalım. Güç kaynağının elektromotor kuvveti 4,5 V'tur. Ona bir yük bağlandı ve içinden 0,26 A'ya eşit bir akım aktı, voltaj 3,7 V'a eşit oldu. Öncelikle ideal voltajda bir seri devre hayal edin. iç direnci sıfır olan 4,5 V'luk bir kaynağın yanı sıra değeri bulunacak bir direnç. Aslında durumun böyle olmadığı açıktır, ancak hesaplamalar için benzetme işe yarayacaktır.

2 adım

U harfinin yalnızca yük altındaki voltajı gösterdiğini unutmayın. Elektromotor kuvvetini belirtmek için başka bir harf ayrılmıştır - E. Sonsuz giriş direncine sahip bir voltmetre gerekli olduğundan kesinlikle doğru bir şekilde ölçmek imkansızdır. Elektrostatik bir voltmetre (elektrometre) ile bile çok büyüktür, ancak sonsuz değildir. Ancak bir şey kesinlikle doğrudur, diğeri ise pratikte kabul edilebilir bir doğrulukladır. İkincisi oldukça uygundur: Kaynağın iç direncinin, voltmetrenin iç direnciyle karşılaştırıldığında ihmal edilebilir olması yeterlidir. Bu arada, sonuç olarak, kaynağın EMF'si ile 260 mA akım tüketen bir yük altındaki voltajı arasındaki farkı hesaplayalım. E-U = 4,5-3,7 = 0,8. Bu, o “sanal direnç” üzerindeki voltaj düşüşü olacaktır.

3 adım

O zaman her şey basit çünkü klasik Ohm yasası devreye giriyor. Yükten geçen akımın ve "sanal direncin" aynı olduğunu unutmayın çünkü bunlar seri olarak bağlıdır. İkincisindeki voltaj düşüşü (0,8 V) akım gücüne (0,26 A) bölünür ve 3,08 Ohm elde ederiz. İşte cevap! Ayrıca yükte ne kadar gücün dağıldığını ve kaynakta ne kadarının işe yaramaz olduğunu da hesaplayabilirsiniz. Yükte dağılan: 3,7 * 0,26 \u003d 0,962 W. Kaynakta: 0,8 * 0,26 \u003d 0,208 W. Aralarındaki yüzdeyi kendiniz hesaplayın. Ancak kaynağın iç direncini bulmaya yönelik tek sorun türü bu değildir. Akım gücü yerine yük direncinin belirtildiğiler de vardır ve ilk verilerin geri kalanı aynıdır. O zaman önce bir hesaplama daha yapmamız gerekiyor. Durumda verilen yük altındaki voltajı (EMF değil!) yük direncine bölün. Ve devredeki akımı alın. Bundan sonra fizikçilerin dediği gibi “sorun bir öncekine indirgenir”! Böyle bir problem yapıp çözmeye çalışın.

İletkenin ve dolayısıyla akımın uçlarında, elektrik yüklerinin ayrılmasının meydana geldiği, elektriksel olmayan nitelikte dış kuvvetlere sahip olmak gerekir.

Üçüncü taraf güçleri Elektrostatik (yani Coulomb) hariç, bir devrede elektrik yüklü parçacıklara etki eden tüm kuvvetlere kuvvet denir.

Üçüncü taraf kuvvetleri, tüm mevcut kaynakların içindeki yüklü parçacıkları harekete geçirir: jeneratörlerde, enerji santrallerinde, galvanik hücrelerde, pillerde vb.

Devre kapatıldığında devrenin tüm iletkenlerinde bir elektrik alanı oluşturulur. Akım kaynağının içinde yükler, Coulomb kuvvetlerine karşı dış kuvvetlerin etkisi altında hareket eder (elektronlar pozitif yüklü elektrottan negatif yüklü elektrota hareket eder) ve devrenin geri kalanında bir elektrik alanı tarafından yönlendirilirler (yukarıdaki şekle bakın) ).

Akım kaynaklarında yüklü parçacıkları ayırmaya yönelik çalışma sürecinde farklı enerji türleri elektrik enerjisine dönüştürülür. Dönüştürülen enerjinin türüne göre, aşağıdaki elektromotor kuvvet türleri ayırt edilir:

- elektrostatik- sürtünme sırasında mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir elektrofor makinesinde;

- termoelektrik- bir termoelementte, farklı metallerden yapılmış iki telin ısıtılmış bağlantısının iç enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür;

- fotovoltaik— bir fotoselde. Burada ışık enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür: selenyum, bakır oksit (I), silikon gibi bazı maddeler aydınlatıldığında negatif elektrik yükü kaybı gözlenir;

- kimyasal- galvanik hücrelerde, pillerde ve kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü diğer kaynaklarda.

Elektromotor Kuvvet (EMF)- mevcut kaynakların karakteristiği. EMF kavramı, 1827'de G. Ohm tarafından DC devreleri için tanıtıldı. 1857'de Kirchhoff, EMF'yi, bir birim elektrik yükünün kapalı bir devre boyunca aktarılması sırasında dış kuvvetlerin işi olarak tanımladı:

ɛ \u003d A st / q,

Nerede ɛ - Mevcut kaynağın EMF'si, bir st- dış güçlerin çalışması, Q aktarılan ücret miktarıdır.

Elektromotor kuvvet volt cinsinden ifade edilir.

Devrenin herhangi bir yerindeki elektromotor kuvvetten bahsedebiliriz. Bu, devrenin tamamında değil, yalnızca bu alanda dış kuvvetlerin (bir birim yükü hareket ettirme işi) özel işidir.

Akım kaynağının iç direnci.

Bir akım kaynağı (örneğin galvanik hücre, pil veya jeneratör) ve dirençli bir dirençten oluşan basit bir kapalı devre olsun. R. Kapalı devrede akım hiçbir yerde kesilmez, dolayısıyla akım kaynağının içinde de bulunur. Herhangi bir kaynak, akıma karşı bir miktar direnci temsil eder. Buna denir akım kaynağı iç direnci ve harfle işaretlenmiştir R.

Jeneratörde R- bu, galvanik hücredeki sargının direncidir - elektrolit çözeltisinin ve elektrotların direncidir.

Böylece mevcut kaynak, kalitesini belirleyen EMF ve iç direnç değerleri ile karakterize edilir. Örneğin, elektrostatik makineler çok yüksek bir EMF'ye (onbinlerce volta kadar) sahiptir, ancak aynı zamanda iç dirençleri de çok büyüktür (yüzlerce Mohm'a kadar). Bu nedenle yüksek akım almaya uygun değildirler. Galvanik hücrelerde EMF yalnızca yaklaşık 1 V'tur ancak iç direnç de küçüktür (yaklaşık 1 ohm veya daha az). Bu onların amper cinsinden ölçülen akımları almalarını sağlar.

Terimi tanıtma ihtiyacı aşağıdaki örnekle açıklanabilir. Aynı voltaja sahip iki kimyasal doğru akım kaynağını karşılaştıralım:

12 volt gerilim ve 55 Ah kapasiteli otomotiv kurşun-asit aküsü
Seri olarak bağlanmış sekiz adet AA pil. Böyle bir pilin toplam voltajı da 12 volttur, kapasitesi çok daha azdır - yaklaşık 1 Ah

Aynı voltaja rağmen, bu kaynaklar aynı yükte çalışırken önemli ölçüde farklılık gösterir. Bu nedenle, bir araba aküsü yüke büyük bir akım verme yeteneğine sahiptir (araba motoru aküden çalışır, marş motoru 250 amperlik bir akım tüketirken) ve marş motoru akü zincirinden hiç dönmez. Bunun nedeni pillerin nispeten küçük kapasitesi değil: pillerdeki bir ampersaat, marş motorunu 14 saniye döndürmek için yeterli olacaktır (250 amperlik bir akımda).

Bu nedenle, kaynakları (yani voltaj jeneratörleri ve akım jeneratörleri) içeren iki terminalli ağlar için, şunlardan bahsetmek gerekir: yerel direnç (veya empedans). İki terminalli ağ kaynak içermiyorsa, o zaman " dahili Böyle iki terminalli bir ağ için "direnç" aynı anlama gelir Sadece"rezistans".

İlgili terimler

Herhangi bir sistemde bir girdi ve/veya çıktı ayırt edilebiliyorsa, genellikle aşağıdaki terimler kullanılır:

Fiziksel prensipler

Eşdeğer devrede iç direncin tek bir pasif eleman olarak sunulmasına rağmen (dahası aktif direnç, yani direnç mutlaka içinde bulunur), iç direnç herhangi bir elemanda yoğunlaşmamıştır. Yalnızca harici olarak iki terminal davranır sanki konsantre bir iç empedansı ve bir voltaj jeneratörü varmış gibi. Gerçekte iç direnç, fiziksel etkilerin birleşiminin dışsal bir tezahürüdür:

İki terminalli bir ağda yalnızca enerji kaynağı herhangi bir elektrik devresi olmadan (örneğin galvanik hücre), o zaman iç direnç neredeyse tamamen aktiftir (çok yüksek frekanslardan bahsetmediğimiz sürece), bu, bu kaynak tarafından verilen gücün güç kaynağına verilmesine izin vermeyen fiziksel etkilerden kaynaklanmaktadır. Belirli bir sınırı aşmak için yük. Böyle bir etkinin en basit örneği, bir elektrik devresinin iletkenlerinin sıfır olmayan direncidir. Ancak kural olarak etkileri elektriksiz doğa. Bu nedenle, örneğin güç, reaksiyona katılan maddelerin temas alanıyla, bir hidroelektrik santralin jeneratöründe - sınırlı su basıncıyla vb. sınırlanabilir.
İçinde iki terminal bulunan bir ağ durumunda bağlantı şeması iç direnç devre elemanlarına "dağılmıştır" (yukarıda kaynakta listelenen mekanizmalara ek olarak).

Bundan, iç direncin bazı özellikleri de şu şekildedir:

İç direncin iki terminalli bir ağın özelliklerine etkisi

İç direncin etkisi, herhangi bir aktif iki terminalli ağın doğal bir özelliğidir. İç direncin varlığının temel sonucu, bu iki terminalli ağdan beslenen yükte elde edilebilecek elektrik gücünün sınırlandırılmasıdır.

Yukarıdaki eşdeğer devre ile tanımlanabilecek iki terminalli bir ağ olsun. İki terminalli bir ağda bulunması gereken iki bilinmeyen parametre vardır:

EMF voltaj üreteci sen
İç direnç R

Genel durumda, iki bilinmeyeni belirlemek için iki ölçüm yapmak gerekir: iki terminalli ağın çıkışındaki voltajı ölçün (yani potansiyel fark) U çıkışı \u003d φ 2 - φ 1) iki farklı yük akımında. Daha sonra bilinmeyen parametreler denklem sisteminden bulunabilir:

(Gerilim)

Nerede U çıkışı1 ben 1, U çıkışı2- akımdaki çıkış voltajı ben 2. Denklem sistemini çözerek gerekli bilinmeyenleri buluruz:

Genellikle iç direnci hesaplamak için daha basit bir teknik kullanılır: voltaj, iki terminalli ağın açık devre modunda ve akım kısa devre modunda bulunur. Bu durumda sistem () şu şekilde yazılır:

Nerede Uoc- boş modda çıkış voltajı Açık devre), yani sıfır yük akımında; ben sc- kısa devre modunda yük akımı (eng. kısa devre), yani sıfır dirençli bir yükte. Burada boş modda çıkış akımının ve kısa devre modunda çıkış voltajının sıfıra eşit olduğu dikkate alınır. Son denklemlerden hemen şunu elde ederiz:

(IntRes)

Ölçüm

kavram ölçüm gerçek bir cihaza uygulanabilir (ancak bir devreye uygulanamaz). Cihazın probları iç direncin terminallerine bağlanamadığından ohmmetre ile doğrudan ölçüm mümkün değildir. Bu nedenle, hesaplamadan temelde farklı olmayan dolaylı bir ölçüm gereklidir - iki farklı akım değerinde yükteki voltajlar da gereklidir. Ancak basitleştirilmiş formülü (2) kullanmak her zaman mümkün değildir, çünkü her gerçek iki terminalli ağ kısa devre modunda çalışmaya izin vermez.

Bazen hesaplama gerektirmeyen aşağıdaki basit ölçüm yöntemi kullanılır:

Açık devre voltajı ölçülür
Yük olarak değişken bir direnç bağlanır ve direnci, üzerindeki voltaj açık devre voltajının yarısı olacak şekilde seçilir.

Açıklanan prosedürlerden sonra yük direncinin direnci bir ohmmetre ile ölçülmelidir - iki kutbun iç direncine eşit olacaktır.

Hangi ölçüm yöntemi kullanılırsa kullanılsın, iki terminalin aşırı akımla aşırı yüklenmesine karşı dikkatli olunmalı, yani akım bu iki terminal için izin verilen maksimum değerleri aşmamalıdır.

Reaktif iç direnç

İki terminalli eşdeğer devre reaktif elemanlar içeriyorsa - kapasitörler ve / veya indüktörler, o zaman hesaplama reaktif iç direnç aktif ile aynı şekilde gerçekleştirilir, ancak dirençlerin dirençleri yerine devrede bulunan elemanların karmaşık empedansları alınır ve gerilimler ve akımlar yerine karmaşık genlikleri yani hesaplama yapılır. karmaşık genlikler yöntemi ile gerçekleştirilir.

Ölçüm reaktif iç direncin bazı özellikleri vardır çünkü skaler bir değer değil, karmaşık değerli bir fonksiyondur:

Karmaşık bir değerin çeşitli parametrelerini arayabilirsiniz: modül, bağımsız değişken, yalnızca gerçek veya sanal kısım ve karmaşık sayının tamamı. Buna göre ölçüm tekniği ne elde etmek istediğimize bağlı olacaktır.
Listelenen parametrelerden herhangi biri frekansa bağlıdır. Teorik olarak, ölçüm yoluyla reaktif iç direnç hakkında tam bilgi elde etmek için, bağımlılık frekansta, yani ölçümlerde Tümü Bu iki terminalli ağın kaynağının üretebileceği frekanslar.

Başvuru

Çoğu durumda, hakkında konuşmamalıyız başvuru iç direnç ve yaklaşık muhasebe olumsuz etkisi, çünkü iç direnç oldukça olumsuz bir etkidir. Bununla birlikte, bazı sistemlerde nominal değere sahip bir iç direncin varlığı basitçe gereklidir.

Eşdeğer devrelerin basitleştirilmesi

İki terminalli bir ağın, bir voltaj üreteci ve iç direncin birleşimi olarak temsil edilmesi, iki terminalli bir ağın en basit ve en yaygın kullanılan eşdeğer devresidir.

Kaynak ve yük eşleştirme

Kaynak ve yük uyumu, ortaya çıkan sistemin istenen özelliklerini elde etmek için yük direncinin kaynağın iç direncine oranının seçimidir (kural olarak, belirli bir parametre için herhangi bir parametrenin maksimum değerini elde etmeye çalışırlar) kaynak). En sık kullanılan eşleştirme türleri şunlardır:

Kaynağın aşırı yüklenmesi tehlikesi olduğundan akım ve güç uyumu dikkatli kullanılmalıdır.

Yüksek voltajın azaltılması

Bazen, kendisinden alınan voltajı önemli ölçüde azaltmak için kaynağa yapay olarak büyük bir direnç eklenir (kaynağın iç direncine eklenir). Bununla birlikte, ek direnç olarak bir direnç eklemek (söndürme direnci olarak adlandırılır), üzerinde gereksiz bir güç salınımına yol açar. Enerji israfını önlemek için AC sistemleri, çoğunlukla kapasitörler olmak üzere reaktif sönümleme empedansları kullanır. Kapasitör güç kaynakları bu şekilde üretilir. Benzer şekilde, yüksek voltajlı bir güç hattından gelen kapasitif bir musluk yardımıyla, herhangi bir otonom cihaza güç sağlamak için küçük voltajlar elde edilebilir.

Gürültü minimizasyonu

Zayıf sinyalleri güçlendirirken, genellikle amplifikatörün sinyale getirdiği gürültünün en aza indirilmesi sorunu ortaya çıkar. Bunun için özel düşük gürültülü amplifikatörler ancak bunlar, en düşük gürültü rakamına yalnızca sinyal kaynağının çıkış empedansının belirli bir aralığında ulaşılacak şekilde tasarlanmıştır. Örneğin, düşük gürültülü bir amplifikatör yalnızca 1 kΩ ila 10 kΩ arasındaki kaynak çıkış empedansları aralığında minimum gürültü sağlar; sinyal kaynağının çıkış empedansı daha düşükse (örneğin, 30 ohm çıkış empedansına sahip bir mikrofon), o zaman kaynak ile amplifikatör arasında çıkış empedansını artıracak bir yükseltici transformatör kullanılmalıdır (aynı zamanda sinyal voltajı) gerekli değere getirin.

Kısıtlamalar

İç direnç kavramı eşdeğer bir devre aracılığıyla tanıtılır, dolayısıyla eşdeğer devrelerin uygulanabilirliği ile aynı sınırlamalar geçerlidir.

Örnekler

İç direncin değerleri görecelidir: örneğin galvanik bir hücre için küçük kabul edilen şey, güçlü bir pil için çok büyüktür. Aşağıda iki terminalli ağ örnekleri ve bunların iç direnç değerleri verilmiştir. R. İki kutuplu ağların önemsiz vakaları kaynak olmadanözellikle belirtilmiştir.

Düşük iç direnç

Büyük iç direnç

Negatif iç direnç

İç direnci olan iki terminalli ağlar vardır. olumsuz Anlam. Normalde aktif direnç, enerji dağılır, reaktif Enerji dirençte depolanır ve daha sonra kaynağa geri verilir. Negatif direncin özelliği, kendisinin bir enerji kaynağı olmasıdır. Bu nedenle saf haliyle negatif direnç oluşmaz, yalnızca mutlaka bir enerji kaynağı içeren bir elektronik devre tarafından taklit edilebilir. Devrelerde negatif iç direnç aşağıdakiler kullanılarak elde edilebilir:

tünel diyotları gibi negatif diferansiyel dirençli elemanlar

Negatif direnç sistemleri potansiyel olarak kararsızdır ve bu nedenle kendi kendine osilatörler oluşturmak için kullanılabilir.

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

Edebiyat

Zernov N.V., Karpov V.G. Radyo devrelerinin teorisi. - M. - L.: Enerji, 1965. - 892 s.
Jones M.H. Elektronik - pratik kurs. - M .: Technosfera, 2006. - 512 s. ISBN 5-94836-086-5

Notlar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Politeknik terminolojik açıklayıcı sözlük

Elektrik çağında elektrik akımının varlığından haberi olmayan bir insan muhtemelen yoktur. Ancak çok az kişi bir okul fizik dersinden büyüklüklerin adından daha fazlasını hatırlar: akım gücü, voltaj, direnç, Ohm kanunu. Ve sadece çok az kişi bu kelimelerin anlamının ne olduğunu hatırlıyor.

Bu yazımızda elektrik akımının nasıl oluştuğunu, bir devre üzerinden nasıl iletildiğini ve bu miktarın hesaplamalarda nasıl kullanılacağını ele alacağız. Ancak ana kısma geçmeden önce, elektrik akımının ve kaynaklarının keşfinin tarihine ve ayrıca elektromotor kuvvetin ne olduğunun tanımına dönelim.

Hikaye

Bir enerji kaynağı olarak elektrik, eski çağlardan beri bilinmektedir, çünkü doğanın kendisi onu büyük miktarlarda üretmektedir. Çarpıcı bir örnek yıldırım veya elektrikli rampadır. İnsana bu kadar yakın olmasına rağmen, bu enerji ancak on yedinci yüzyılın ortalarında kontrol altına alınabildi: Magdeburg'lu belediye başkanı Otto von Guericke, elektrostatik yük üretmeye izin veren bir makine yarattı. On sekizinci yüzyılın ortalarında Hollandalı bir bilim adamı olan Peter von Muschenbruck, çalıştığı üniversitenin onuruna Leiden kavanozu adını taşıyan dünyanın ilk elektrik kapasitörünü yaratır.

Belki de elektriğe adanmış gerçek keşifler çağının geri sayımını, sırasıyla kaslardaki elektrik akımlarını ve galvanik hücreler olarak adlandırılan hücrelerde akımın oluşumunu inceleyen Luigi Galvani ve Alessandro Volta'nın çalışmalarıyla başlatmak gelenekseldir. Daha ileri araştırmalar, elektrik ve manyetizma arasındaki bağlantının yanı sıra, bugün hayatımızı hayal etmenin imkansız olduğu çok yararlı bazı fenomenlere (elektromanyetik indüksiyon gibi) gözlerimizi açtı.

Ancak manyetik olaylara dalmayacağız ve yalnızca elektriksel olanlara odaklanmayacağız. Şimdi galvanik hücrelerde elektriğin nasıl oluştuğuna ve bunun neyle ilgili olduğuna bakalım.

Galvanik hücre nedir?

Bileşenleri arasında meydana gelen kimyasal reaksiyonlar nedeniyle elektrik ürettiğini söyleyebiliriz. En basit galvanik hücre Alessandro Volta tarafından icat edildi ve onun adına voltaik sütun adı verildi. Kendi aralarında değişen birkaç katmandan oluşur: bir bakır plaka, iletken bir conta (ev versiyonunda tuzlu suya batırılmış pamuk yünü kullanılır) ve bir çinko plaka.

İçinde hangi reaksiyonlar meydana geliyor?

Galvanik hücre kullanarak elektrik elde etmemizi sağlayan süreçleri daha ayrıntılı olarak ele alalım. Bu tür yalnızca iki dönüşüm vardır: oksidasyon ve indirgeme. Bir element, yani indirgeyici ajan oksitlendiğinde, elektronlarını başka bir elemente, yani oksitleyici ajana verir. Oksitleyici madde ise elektronları kabul ederek indirgenir. Böylece yüklü parçacıkların bir plakadan diğerine hareketi vardır ve buna bildiğiniz gibi elektrik akımı denir.

Şimdi bu makalenin ana konusuna geçelim - mevcut kaynağın EMF'si. Başlangıç olarak bu elektromotor kuvvetin (EMF) ne olduğunu düşünelim.

EDS nedir?

Bu değer, bir yük kapalı bir elektrik devresi boyunca hareket ettiğinde gerçekleştirilen kuvvetlerin işi (yani "iş") olarak temsil edilebilir. Çoğu zaman, suçlamanın mutlaka pozitif ve birlik olması gerektiğine dair açıklamalar da yaparlar. Ve bu önemli bir eklemedir, çünkü elektromotor kuvvet ancak bu koşullar altında doğru ölçülebilir bir miktar olarak kabul edilebilir. Bu arada, voltajla aynı birimlerde ölçülür: volt (V).

EMF akım kaynağı

Bildiğiniz gibi her pilin veya pilin kendi sunabileceği direnç değeri vardır. Akım kaynağının EMF'si olan bu değer, pilin veya akümülatörün dahil olduğu devre boyunca yükü hareket ettirmek için dış kuvvetlerin ne kadar iş yaptığını gösterir.

Kaynağın ne tür bir akım ürettiğini de açıklığa kavuşturmak gerekir: doğrudan, alternatif veya darbeli. Akümülatörler ve piller de dahil olmak üzere galvanik hücreler her zaman yalnızca doğru elektrik akımı üretir. Bu durumda mevcut kaynağın EMF'si mutlak değerde kaynak kontaklarındaki çıkış voltajına eşit olacaktır.

Şimdi EMF gibi bir miktarın neden gerekli olduğunu, bunun bir elektrik devresinin diğer miktarlarını hesaplamada nasıl kullanılacağını anlamanın zamanı geldi.

EMF formülü

Mevcut kaynağın EMF'sinin, yükü hareket ettiren dış kuvvetlerin çalışmasına eşit olduğunu zaten öğrendik. Daha fazla açıklık sağlamak için, bu miktarın formülünü yazmaya karar verdik: E=A dış kuvvetler /q, burada A iş ve q da işin yapıldığı yüktür. Birim ücretin değil, toplam ücretin alındığını unutmayın. Bunun nedeni, iletkendeki tüm yükleri hareket ettirecek kuvvetlerin çalışmasını dikkate almamızdır. Ve bu işin yüke oranı belirli bir kaynak için her zaman sabit olacaktır, çünkü ne kadar yüklü parçacık alırsanız alın, bunların her biri için belirli iş miktarı aynı olacaktır.

Gördüğünüz gibi elektromotor kuvvet formülü o kadar da karmaşık değil ve yalnızca iki miktardan oluşuyor. Bu makalenin ortaya çıkardığı ana sorulardan birine geçmenin zamanı geldi.

EDS'ye neden ihtiyaç duyulur?

EMF ve voltajın aslında aynı miktarlar olduğu zaten söylendi. EMF'nin değerlerini ve mevcut kaynağın iç direncini bilirsek, bunları tam bir devre için Ohm yasasına koymak zor olmayacaktır, bu şuna benzer: I \u003d e / (R + r), burada I akım gücüdür, e EMF, R - devre direnci, r - akım kaynağının iç direncidir. Buradan devrenin iki karakteristiğini bulabiliriz: I ve R. Tüm bu argümanların ve formüllerin yalnızca bir DC devresi için geçerli olduğunu belirtmek gerekir. Bir değişken durumunda, kendi salınım yasalarına uyduğu için formüller tamamen farklı olacaktır.

Ancak mevcut bir kaynağın EMF'sinin hangi uygulamaya sahip olduğu hala belirsizliğini koruyor. Bir devrede, kural olarak, işlevlerini yerine getiren birçok eleman vardır. Herhangi bir telefonun bir elektrik devresinden başka bir şey olmayan bir kartı vardır. Ve bu tür devrelerin her birinin çalışması için bir akım kaynağı gerekir. Ve EMF'sinin devrenin tüm elemanları için parametreler açısından uygun olması çok önemlidir. Aksi halde içindeki yüksek gerilimden dolayı devre ya çalışmayı durduracak ya da yanacaktır.

Çözüm

Bu makalenin birçok kişi için faydalı olduğunu düşünüyoruz. Aslında modern dünyada bizi çevreleyen şeyler hakkında mümkün olduğunca çok şey bilmek çok önemlidir. Elektrik akımının doğası ve devreler içindeki davranışı hakkında temel bilgileri içerir. Ve eğer elektrik devresi diye bir şeyin sadece laboratuvarlarda kullanıldığını sanıyorsanız ve bundan çok uzaktaysanız, çok yanılıyorsunuz: Elektrik tüketen tüm cihazlar aslında devrelerden oluşuyor. Ve her birinin bir EMF yaratan kendi akım kaynağı var.