Внутрішній опір і його фізичний зміст

Відео: сергей ключників внутрішній опір

кожен джерело струму має власне внутрішнє опір. Електричне коло - це замкнутий контур з споживачами, до якого прикладається напруга. Кожен такий контур має зовнішнє опір і внутрішнє.

Зовнішнім називається опір всього ланцюга зі споживачами і провідниками, а внутрішній опір виходить від самого джерела.

Якщо в якості джерела струму використовується електрична машина, то її внутрішній опір ділиться на активну, індуктивне і ємнісне. Активне залежить від довжини провідника і його товщини, а також матеріалу, з якого виконаний провідник, і його стану. Індуктивне залежить від індуктивності котушки (Величини її протівоедс), а ємнісний виникає між витками обмотки. Воно є досить малим. Якщо в якості джерела використовується звичайна батарея, то в ній теж створюється опір за рахунок електроліту.

Струм - це спрямований рух частинок, а опір - це створюване перешкоду на шляху його руху. Такі перешкоди зустрічаються і в електроліті, і в свинцевих пластинах акумуляторних батарей, словом, скрізь, де виникає струм.

Через те, що існує внутрішній опір в джерелі, не можна вважати, що напруга в ланцюзі - це і є повна електрорушійна сила джерела. Звичайно, падінням напруги в самому джерелі можна знехтувати, однак тільки в тому випадку, якщо воно мізерно мало.

Якщо в ланцюзі джерела створюються великі струми, то напруга на затискачах не можна вважати справжньою електрорушійної силою. Струм в джерелі - це ознака падіння напруги в ньому. У цьому випадку діє закон Кірхгофа, який свідчить, що справжня ЕРС ланцюга - це сума падінь напруг на всіх ділянках, в тому числі і в самому джерелі. А записується формула так:

E = &sum-U + Ir r

де:

E - загальна електрорушійна сила ланцюги-
U - падіння напруги на ділянках ланцюги-
Ir - внутрішній струм, створюваний в істочніке-
r - внутрішній опір джерела.

Щоб зрозуміти фізичний зміст внутрішнього опору джерела, слід провести невеликий досвід. спочатку вимірюється електрорушійна сила джерела. Це робиться шляхом підключення вольтметра до батареї, яка не перебуває під навантаженням. Після цього необхідно підключити невеликий опір і послідовно встановити амперметр. Таким чином, буде відомий струм, при цьому треба виміряти також напруга під навантаженням.

Записавши всі значення величин, легко визначити внутрішній опір. Для цього в першу чергу визначається падіння напруги в батареї. За допомогою формули

Ur = E-U

Відео: 22.03 Компенсаційні методи вимірювання ЕРС і опору

виробляємо обчислення.

У цій формулі:

Ur - падіння напруги внутрішнього опору джерела-
E - напруга (ЕРС), виміряний на джерелі без споживача-
U - напруга, виміряна безпосередньо на опорі.

Таким чином, внутрішній опір обчислюється за такою формулою:

r = Ur / I

Деякі фахівці нехтують цією величиною, вважаючи, що її можна не враховувати зважаючи на малу значення. Однак практика показує, що при складних розрахунках внутрішній опір сильно впливає на кінцевий результат.