Решение задач на закон Ома для замкнутой цепи.
Задача 1 . Электродвижущая сила батареи 6 В. При замыкании её на внешнее сопротивление в 1 Ом она даёт ток силой в 3 А. Какова будет сила тока при коротком замыкании этой батареи?
Решение . Внутреннее сопротивление батареи найдём, применив закон Ома для полной цепи
Ток короткого замыкания
равен 6 А. Ответ: 6 А
Задача 2 . Гальванический элемент с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление 4 Ом. Найти силу тока в цепи, падение напряжения во внутренней части цепи и напряжение на зажимах элемента.
Решение . Силу тока в цепи найдём из закона Ома для замкнутой цепи:
Падение напряжения во внутренней части цепи
Напряжение на зажимах элемента меньше ЭДС на падение напряжения во внутренней части цепи, поэтому
Задача 3 . Батарея с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1,4 Ом питает внешнюю цепь, состоящую из двух параллельных сопротивлений 2 Ом и 8 Ом. Определить разность потенциалов на зажимах батареи и силу тока в цепи.
Решение . Сопротивление внешней цепи
Сила тока в цепи
Падение напряжения во внешней цепи
Задача 4 . К сети напряжением 120 В присоединяются два проводника. При их последовательном соединении ток в сети равен 3 А, а при параллельном — 16 А. Найти сопротивления проводников.
Решение . При последовательном соединении проводников их общее сопротивление равно
При параллельном соединении проводников их общее сопротивление равно
Согласно закону Ома запишем
Решив систему этих уравнений, получим
Ответ : сопротивление первого проводника 30 Ом, а сопротивление второго проводника равно 10 Ом.
Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Сообщите друзьям о существовании этого канала.
Предыдущая запись : В каком случае вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, даёт его ЭДС, а в каких — напряжение во внешней цепи?
Следу ющая запись : Что общего и гальванических элементов и аккумуляторов и какая разница между ними?
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1 .
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45 .
Источник
Внутреннее сопротивление батареек
Сразу быка за рога, а потом «лирику».
«Оборудование» представлено на рисунке.
Все элементы покупные.
Тестер стоит порядка 450 рэ.
Лампочка 20 рэ.
Ну а батарейки (аккумуляторы) каждый покупает «по средствам».
У меня такие как на рисунке.
Методика измерения.
——————-
1. Измеряете напряжение на батарейке. Запоминаете результат. Например это было 1,45 В
2. Подключаете лампочку и измеряете напряжение под нагрузкой. Например это будет 1,44 В
3. вычитаете из первой «цифры» вторую и умножаете разность на 10
1,45в — 1,44в = 0,01в
0,01в умножим на 10 это будет 0,1 ОМА (!).
==============
Ну а теперь «лирика». для особо дотошных.
Весь фокус состоит в том, что лампочка с указанными параметрами при подключении к источнику напряжения 1,5 вольта отбирает из него ток порядка 100 мА.
И разброс тока в малой степени зависит от напряжения на источнике.
Грубо говоря, если напряжение на батарейке находится в разбросе от одного до полутора вольт, то можно смело утверждать, что ток через лампу будет ПРИМЕРНО постоянен.
И для лампочки МН6,3-0,22 ток составит порядка 100мА.
Это такое свойство у лампочки.
Лампочка работает как гиратор, т.е. меняет свое сопротивление, «стремясь» удержать ток на заданном уровне.
В результате измерения мы получили падение напряжения 0,01 Вольта.
Делим это напряжение (в вольтах) на ток (в амперах) и получаем сопротивление 0,1 (в Омах)
Если взять лампочку другого номинала, например МН6,3-0,3 (на 300 миллиАмпер) то мы НЕ получим результат в Омах.
===> А параметры МН6,3-0,22 таковы, что результат получится прямо в Омах.
—————-
Если имеется потребность измерить внутреннее сопротивление Литий-ионного элемента типа 18650, выдающего напряжение 4 вольта, то в качестве тестовой лампочки надо взять обычную автомобильную лампочку 12V 21W
Такая лампочка будет «забирать» от четырехвольтового источника ток величиной порядка 1 Ампера.
Это означает что разность показаний тестера (под нагрузкой и в холостом режиме) будет означать сопротивление прямо в Омах.
==============
Для особо дотошных поясняю особо.
Зависимость напряжения и тока через лампу связаны соотношением
U = Const * квадрат(I)
Для лампочки МН6,3-0,22 Const = 130.
Значит ток через лампу (6,3) при няпряжении на ней 1,3 вольта, будет равен 100 мА
Для лампочки 12V 21W Const = 3,9
Значит ток через лампу при напряжении на ней 4 вольта будет равен 1 ампер.
==================
вот такая простая методика с применением СТАНДАРТНЫХ комплектующих.
Смею заметить, что проблема измерения внутреннего сопротивления батарейки достаточно сложна сама по себе.
И мне приятно предложить метод ПРЕДЕЛЬНО ПРОСТОЙ, но, тем не менее, позволяющий решить весьма сложную ПРАКТИЧЕСКУЮ задачу.
Дело в том что внутреннее сопротивление источника напрямую связано с емкостью источника питания и со степенью деградации активного элемента в батарейке.
То есть задача достаточно сложная.
Источник