Внутреннее сопротивление и внешнее сопротивление: Электрический ток, сила, плотность, напряжение, сопротивление. Закон Ома. Курсы по физике

Содержание

Физика — 11

Из выражения (5) можно определить падение напряжения на концах внешнего участка замкнутой цепи:

U = ε — Ir. (7)

Мощность тока внешнего участка цепи (её иногда называют полезной мощностью):

Pполез = IU = ε2R
(R+r)2. (8)

При R = r мощность тока, выделяемая на сопротивление R, будет максимальной. Полная же мощность цепи:

Pполн = IE = ε2R
(R+r)2. (9)

Отношение полезной мощности цепи к её полной мощности называется коэффициентом полезного действия (КПД):

η = Pполез
Pполн • 100% = IU
Iε • 100% = U
ε • 100%

или

η = R
R+r ⋅ 100% (10)

ПРИЕМЕНЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 2

Подтвердите математическое выражение закона Ома для полной цепи.

Задача 2. Докажите, что сила тока в полной цепи определяется выражением I = ε
R+r.

Подсказка. 1. Учтите, что при прохождении тока по полной цепи на внешнем и внутреннем участках цепи выделяется тепло Джоуля-Ленца. 2. Напишите формулу Джоуля-Ленца для обоих участков и закон сохранения энергии для полной цепи.

Обсуждение результата:

• Чем отличаются законы Ома для полной цепи и для участка цепи?


   

СВЯЖИТЕ С ЖИЗНЬЮ
  • Почему при соединении полюсов батарейки медной проволокой она сразу нагревается, а батарейка приходит в негодное состояние?

   

ОЦЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Вопросы Знаю
слабо средне хорошо

1

На рисунке изображен график зависимости U(I) для источника тока. Определите: а) ЭДС источника;

b) силу тока короткого замыкания;
c) внутреннее сопротивление источника; d) внешнее сопротивление цепи при значении силы тока I = 4A.

2

При равенстве внешнего сопротивления 3 Ом сила тока равна 2 А, при равенстве внешнего сопротивления 6 Ом сила тока равна 1,5 А. Определите: а) внутреннее сопротивление источника; b) ЭДС источника.

1Закон Ома для полной цепи Решение задач Задание

Решение задач

Тема: «Закон Ома для полной цепи»

Дескриптор:

•      записывает в дано физические величины в СИ

•      записывает закон Ома для полной цепи

•      записывает формулу ЭДС

•      выражает неизвестную величину

•      выполняет математические расчеты

•      записывает ответ

 

1. ЭДС батареи 6 В, внешнее сопротивление цепи 11,5 Ом, а внутреннее – 0,5 Ом. Найти силу тока в цепи I, напряжение на зажимах батареи U и падение напряжения внутри батареи

Ur.

2. К аккумулятору с ЭДС 12 В, подключена лампочка и два параллельно соединенных резистора сопротивлением каждый по 10 Ом. Известно, что ток в цепи 0,5 А, а сопротивление лампочки R/2. Найти внутреннее сопротивление аккумулятора.

3. В цепи, изображенной на схеме R1 = 2,9 Ом, R2 = 7 Ом, R3 = 3 Ом, внутреннее сопротивление источника равно 1 Ом. Амперметр показывает ток 1 А.  Определите ЭДС и напряжение на зажимах батареи.

4. ЭДС источника тока 3 В, его внутреннее сопротивление 1 Ом, сопротивления резисторов R1 = R2 = 1,75 Ом, R3 = 2 Ом, R4

 = 6 Ом. Какова сила тока в резисторе R4?

5. В цепи, состоящей из реостата и источника тока с э. д.с. e = 6 В и внутренним сопротивлением r = 2 Ом, идет ток I1 = 0,5 А. Какой ток I2 пойдет при уменьшении сопротивления реостата в три раза?

Дополнительно:

6. Определить ЭДС батареи, если известно, что при увеличении сопротивления нагрузки в 2,5 раза напряжение на нагрузке возрастает от 3,5 В до 8 В.


Задачи с решением

1. ЭДС батареи 6 В, внешнее сопротивление цепи 11,5 Ом, а внутреннее – 0,5 Ом. Найти силу тока в цепи

I, напряжение на зажимах батареи U и падение напряжения внутри батареи Ur.

Решение

Ответ: 0,5 А; 5,75 В; 0,25 В.

2. К аккумулятору с ЭДС 12 В, подключена лампочка и два параллельно соединенных резистора сопротивлением каждый по 10 Ом. Известно, что ток в цепи 0,5 А, а сопротивление лампочки R/2. Найти внутреннее сопротивление аккумулятора.

3. В цепи, изображенной на схеме R1 = 2,9 Ом, R2 = 7 Ом, R3 = 3 Ом, внутреннее сопротивление источника равно 1 Ом.

Амперметр показывает ток 1 А.  Определите ЭДС и напряжение на зажимах батареи.

Решение:

Найдем общее сопротивление цепи. Резисторы R2 и R3 соединены параллельно, а к ним последовательно присоединен резистор R1.

Ответ: 6 В; 5 В.

4. ЭДС источника тока 3 В, его внутреннее сопротивление 1 Ом, сопротивления резисторов R1 = R2 = 1,75 Ом, R3 = 2 Ом, R4 = 6 Ом. Какова сила тока в резисторе R4?

Решение:

Ответ: 0,125 А.

5. В цепи, состоящей из реостата и источника тока с э.д.с. e = 6 В и внутренним сопротивлением r = 2 Ом, идет ток I1 = 0,5 А. Какой ток I2 пойдет при уменьшении сопротивления реостата в три раза?

Решение:

По закону Ома для цепи I1=e/(R+r) и I2=e/(R/3+r), где R—сопротивление реостата. Исключив из этих уравнений R, найдем

Ответ: 1,125 А.

Дополнительно:

6. Определить ЭДС батареи, если известно, что при увеличении сопротивления  нагрузки в 2,5 раза напряжение на нагрузке возрастает от 3,5 В до 8 В.

Решение:

Запишем закон Ома для полной цепи для каждого случая.

Ответ: 56 В.


 

Задачи на тему Электрический ток из Волькенштейна

10.1 Ток I в проводнике меняется со временем t по уравнению I = 4 + 2t. Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника за время от t1 = 2 с до t2 = 6 с? При каком постоянном токе через поперечное сечение проводника за то же время проходит такое же количество электричества
РЕШЕНИЕ

10.2 Ламповый реостат состоит из пяти электрических лампочек сопротивлением r = 3500 м, включенных параллельно. Найти сопротивление реостата, когда горят все лампочки; вывинчиваются одна, две, три, четыре лампочки

РЕШЕНИЕ

10. 3 Сколько витков нихромовой проволоки диаметром d=1мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом a=2,5 см, чтобы получить печь сопротивлением R = 40 Ом
РЕШЕНИЕ

10.4 Катушка из медной проволоки имеет сопротивление R = 10,8 Ом. Масса медной проволоки m = 3,41 кг. Какой длины и какого диаметра проволока намотана на катушке
РЕШЕНИЕ

10.5 Найти сопротивление R железного стержня диаметром d = 1 см, если его масса m = 1 кг
РЕШЕНИЕ

10.6 Медная и алюминиевая проволоки имеют одинаковую длину l и одинаковое сопротивление R. Во сколько раз медная проволока тяжелее алюминиевой
РЕШЕНИЕ

10.7 Вольфрамовая нить электрической лампочки при t1 = 20 °C имеет сопротивление R1 = 35,8 Ом. Какова будет температура нити лампочки, если при включении в сеть напряжением U = 120 В по нити идет ток I = 0,33 А? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,6·10-5 Κ-1
РЕШЕНИЕ

10.8 Реостат из железной проволоки, амперметр и генератор включены последовательно. При t0 = 0 сопротивление реостата R0 = 120 Ом, сопротивление амперметра RA0 = 20 Ом. Амперметр показывает ток I0 = 22 мА. Какой ток будет показывать амперметр, если реостат нагреется на T = 50 К? Температурный коэффициент сопротивления железа 6·10-3 К-1
РЕШЕНИЕ

10.9 Обмотка катушки из медной проволоки при t1 = 14 имеет сопротивление R1 = 10 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равным R2 = 12,2 Ом. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди 4,15·10-3 К-1
РЕШЕНИЕ

10.10 Найти падение потенциала на медном проводе длиной l = 500 м и диаметром d = 2 мм, если ток в нем I = 2 A
РЕШЕНИЕ

10.11 Найти падения потенциала в сопротивлениях R1 = 4, R2 = 2 и R3 = 4 Ом, если амперметр показывает ток I1 = 3 А. Найти токи и в сопротивлениях R2 и R3
РЕШЕНИЕ

10.12 Элемент, имеющий эдс 1,1 В и внутреннее сопротивление r = 1 Ом, замкнут на внешнее сопротивление R = 9 Ом. Найти ток в цепи, падение потенциала во внешней цепи и падение потенциала внутри элемента. С каким кпд работает элемент
РЕШЕНИЕ

10. 13 Построить график зависимости падения потенциала U во внешней цепи от внешнего сопротивления R для цепи предыдущей задачи. Сопротивление взять в пределах 0 < R < 10 Ом через каждые 2 Ом
РЕШЕНИЕ

10.14 Элемент с эдс 2 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти падение потенциала внутри элемента при токе в цепи I = 0,25 A. Каково внешнее сопротивление цепи при этих условиях
РЕШЕНИЕ

10.15 Элемент с э.д.с. 1,6 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом. Найти к.п.д элемента при токе в цепи I = 2,4 А
РЕШЕНИЕ

10.16 Эдс элемента 6 B. При внешнем сопротивлении R = 1,1 Ом ток в цепи I = 3 A. Найти падение потенциала внутри элемента и его сопротивление
РЕШЕНИЕ

10.17 Какую долю эдс элемента e составляет разность потенциалов на его зажимах, если сопротивление элемента в n раз меньше внешнего сопротивления R? Задачу решить для n = 0,1; 1; 10
РЕШЕНИЕ

10.18 Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет эдс e = 2 В и внутреннее сопротивление r = 0,4 Ом. Амперметр показывает ток I = 1 A. С каким кпд работает элемент
РЕШЕНИЕ

10.19 Имеются два одинаковых элемента с эдс 2 В и внутренним сопротивлением r = 0,3 Ом. Как надо соединить эти элементы последовательно или параллельно, чтобы получить больший ток, если внешнее сопротивление R = 0,2; 16 Ом. Найти ток в каждом из этих случаев
РЕШЕНИЕ

10.20 Считая сопротивление вольтметра RV бесконечно большим, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность, если в действительности сопротивление вольтметра равно RV. Задачу решить для RV = 1000 Ом и сопротивления R = 10; 100; 1000 Ом
РЕШЕНИЕ

10.21 Считая сопротивление амперметра RA бесконечно малым, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность , если в действительности сопротивление амперметра равно RA. Решить задачу для RA = 0,2 Ом и R = 1; 10; 100 Ом
РЕШЕНИЕ

10.22 Два параллельно соединенных элемента с одинаковыми эдс e1 = e2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 Ом и r2 = 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R = 1,4 Ом. Найти ток в каждом из элементов и во всей цепи.
РЕШЕНИЕ

10.23 Два последовательно соединенных элемента с одинаковыми эдс 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 и r2 = 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R = 0,5 Ом. Найти разность потенциалов на зажимах каждого элемента
РЕШЕНИЕ

10.24 Батарея с эдс 20 B, амперметр и реостаты с сопротивлениями R1 и R2 соединены последовательно. При выведенном реостате R1 амперметр показывает ток I = 8 A, при введенном I = 5 A. Найти сопротивления реостатов и падения потенциала на них, когда реостат R1 полностью включен
РЕШЕНИЕ

10.25 Элемент, амперметр и некоторое сопротивление соединены последовательно. Если взять сопротивление из медной проволоки диной l = 100 м и поперечным сечением S = 2 мм2, то амперметр показывает ток I1 = 1,43 A. Если же из алюминиевой проволоки длиной l = 57,3 м и поперечным сечением S = 1 мм2, то ток I2 = 1 A. Сопротивление амперметра RA = 0,05 Ом. Найти эдс элемента и его внутреннее сопротивление
РЕШЕНИЕ

10. 26 Напряжение на зажимах элемента в замкнутой цепи U = 2,1 B, сопротивления R1 = 5, R2 = 6 и R3 = 3 Ом. Какой ток показывает амперметр
РЕШЕНИЕ

10.27 Сопротивления R2= 20 и R3 = 15 Ом. Через R2 течет ток I2 = 0,3 A. Амперметр показывает ток I = 0,8 A. Найти сопротивление R1
РЕШЕНИЕ

10.28 Эдс батареи 100 B, сопротивления R1 = R3 = 40, R2 = 80 и R4 = 34 Ом. Найти ток текущий через сопротивление R2, и падение потенциала на нем
РЕШЕНИЕ

10.29 ЭДС батареи e = 120 B, сопротивления R3 = 20 и R4 = 25 Ом. Падение потенциала на сопротивлении R1 равно U1 = 40 B. Амперметр показывает ток I = 2 A. Найти сопротивление R2
РЕШЕНИЕ

10.30 Батарея с эдс 10 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом имеет кпд 0,8. Падения потенциала на сопротивлениях R1 и R4 равны U1 = 4 и U4 = 2 B. Какой ток показывает амперметр? Найти падение потенциала на сопротивлении R2
РЕШЕНИЕ

10.31 Эдс батареи 100 B, сопротивления R1 = 100, R2 = 200 и R3 = 300 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 2 кОм. Какую разность потенциалов показывает амперметр
РЕШЕНИЕ

10.32 Сопротивления R1 = R2 = R3 = 200 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 1 кОм. Вольтметр показывает разность потенциалов U = 100 B. Найти эдс батареи
РЕШЕНИЕ

10.33 Найти показания амперметра и вольтметра в схемах, изображенных на рисунках. Эдс батареи 110 B, сопротивления R1 = 400 и R2 = 600 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 1 кОм
РЕШЕНИЕ

10.34 Амперметр с сопротивлением RA = 0,16 Ом зашунтован сопротивлением R = 0,04 Ом. Показывает ток I0 = 8 A. Найти ток в цепи
РЕШЕНИЕ

10.35 Имеется предназначенный для измерения токов до I = 10 А амперметр с сопротивлением RА = 0,18 Ом, шкала которого разделена на 100 делений. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы можно было измерять ток до I0 = 100 А? Как изменится при этом цена деления амперметра
РЕШЕНИЕ

10.36 Имеется предназначенный для измерения разности потенциалов до U = 30 В вольтметр с сопротивлением R1 = 2 кОм, шкала которого разделена на 150 делений. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы можно было измерять разности потенциалов до 75 В? Как изменится при этом цена деления вольтметра
РЕШЕНИЕ

10.37 Имеется предназначенный для измерения токов до I = 15 мА амперметр с сопротивлением RA = 5 Ом. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим прибором можно было измерять ток до I0 = 150 мА; разность потенциалов до U0 = 150 В
РЕШЕНИЕ

10.38 Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью P = 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети U0 = 220 В? Какую длину нихромовой проволоки диаметром d = 0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление
РЕШЕНИЕ

10.39 Имеется три 110-вольтовых электрических лампочки, мощности которых P1 =P2 = 40 и P3 = 80 Вт. Как надо включить эти лампочки, чтобы они давали нормальный накал при напряжении в сети U0 = 220 В? Начертить схему. Найти токи, текущие через лампочки при нормальном накале
РЕШЕНИЕ

10. 40 В лаборатории, удаленной от генератора на расстояние l = 100 м, включили электрический нагревательный прибор, потребляющий ток I = 10 A. На сколько понизилось напряжение на зажимах электрической лампочки, горящей в этой лаборатории, если сечение медных подводящих проводов S = 5 мм2
РЕШЕНИЕ

10.41 От батареи с эдс 500 В требуется передать энергию на расстояние l = 2,5 км. Потребляемая мощность P = 10 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов d = 1,5 см
РЕШЕНИЕ

10.42 От генератора с эдс 110 В требуется передать энергию на расстояние l = 250 м. Потребляемая мощность P = 1 кВт. Найти минимальное сечение медных подводящих проводов, если потери мощности в сети не должны превышать 1%
РЕШЕНИЕ

10.43 В цепь включены последовательно медная и стальная проволоки одинаковых длины и диаметра. Найти отношение количеств теплоты, выделяющихся в этих проволоках; отношение падений напряжения
РЕШЕНИЕ

10.44 Решить предыдущую задачу для случая, когда проволоки включены параллельно
РЕШЕНИЕ

10. 45 Элемент с эдс e = 6 В дает максимальный ток I = 3 A. Найти наибольшее количество теплоты, которое может быть выделено во внешнем сопротивлении в единицу времени
РЕШЕНИЕ

10.46 Батарея с эдс 240 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом замкнута на внешнее сопротивление R = 23 Ом. Найти полную, полезную мощность и кпд батареи
РЕШЕНИЕ

10.47 Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях R1 = 5 и R2 = 0,2 Ом. Найти кпд генератора в каждом из этих случаев
РЕШЕНИЕ

10.48 На графике дана зависимость полезной мощности P от тока I в цепи. По данным этой кривой найти внутреннее сопротивление и эдс элемента. Построить график зависимости от тока I в цепи кпд элемента и падения потенциала U во внешней цепи
РЕШЕНИЕ

10.49 По данным кривой, изображенной на рисунке, построить график зависимости от внешнего сопротивления цепи кпд элемента, полной и полезной мощности. Кривые построить для значений внешнего сопротивления R, равных 0, r, 2r , 3r , 4r и 5r, где r внутреннее сопротивление элемента
РЕШЕНИЕ

10. 50 Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R1 = 2 Ом, а затем на R2 = 0,5 Ом. Найти эдс элемента и его внутреннее сопротивление, если в каждом из этих случаев мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна P = 2,54 Вт
РЕШЕНИЕ

10.51 Элемент с эдс 2 B и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление. Построить график зависимости от сопротивления R тока I в цепи, падения потенциала U во внешней цепи, полезной и полной мощности. Сопротивление взять в пределах 0 < R < 4 через каждые 0,5 Ом
РЕШЕНИЕ

10.52 Элемент с эдс e и внутренним сопротивлением r замкнут на внешнее сопротивление R. Наибольшая мощность, выделяющаяся во внешней цепи P = 9 Вт. При этом течет ток I = 3 A. Найти эдс и внутреннее сопротивление элемента
РЕШЕНИЕ

10.53 Эдс батареи e = 120 B, сопротивления R3 = 30, R2 = 60 Ом. Амперметр показывает ток I = 2 A. Найти мощность, выделяющуюся в сопротивлении R1.
РЕШЕНИЕ

10.54 Эдс батареи 100 B, ее внутреннее сопротивление r = 2 ом, сопротивления R1 = 25 и R2 = 78 Ом. На R1 выделяется мощность P1 = 16 Вт. Какой ток показывает амперметр
РЕШЕНИЕ

10.55 Эдс батареи 120 B, сопротивления R1 = 25, R2 = R3 = 100 Ом. Найти мощность, выделяющуюся на сопротивлении R1
РЕШЕНИЕ

10.56 Кпд батареи 80 %, сопротивление R1 = 100 Ом. На сопротивлении R1 выделяется мощность P1 = 16 Вт. Найти эдс батареи, если падение потенциала на сопротивлении R3 равно U3 = 40 B
РЕШЕНИЕ

10.57 Эдс батареи 120 B, полное сопротивление потенциометра R0 = 120 Oм. Сопротивление R лампочки меняется при нагревании от 30 до 300 Ом. На сколько меняется при этом разность потенциалов, если подвижный контакт стоит на середине потенциометра? На сколько меняется при этом мощность, потребляемая лампочкой
РЕШЕНИЕ

10.58 Разность потенциалов между точками A и B равна U = 9 B. Имеются два проводника с сопротивлениями R1 = 5 и R2 = 3 Ом. Найти количество теплоты, выделяющееся в каждом проводнике в единицу времени, если проводники между точками соединены последовательно; параллельно
РЕШЕНИЕ

10. 59 Две электрические лампочки с сопротивлениями R1 = 360 и R2 = 240 Ом включены в сеть параллельно. Какая из лампочек потребляет большую мощность? Во сколько раз
РЕШЕНИЕ

10.60 Калориметр имеет спираль сопротивлением R1 = 60 Ом, которая включена в цепь, как на рисунке. Сопротивление R2 = 30 Ом. Амперметр показывает ток I = 6 A. На сколько нагревается масса m = 480 г воды, налитой в калориметр, за время t = 5 мин пропускания тока
РЕШЕНИЕ

10.61 Какой объем воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 3 гВт*ч? Начальная температура воды t0 = 10
РЕШЕНИЕ

10.62 Какую мощность потребляет нагреватель электрического чайника, если объем V = 1 л воды закипает через время t = 5 мин? Каково сопротивление нагревателя, если напряжение в сети U = 120 В? Начальная температура воды t0 = 13,5
РЕШЕНИЕ

10.63 На плитке мощностью P = 0,5 кВт стоит чайник, в который налит объем V = 1 л воды при t0 = 16. Вода в чайнике закипела через время 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение
РЕШЕНИЕ

10.64 Нагреватель электрической кастрюли имеет две одинаковые секции с сопротивлением R = 20 Ом каждая. Через какое время закипит объем V = 2,2 л воды, если включена одна секция; обе секции включены последовательно; параллельно? Начальная температура воды t0 = 16, напряжение в сети U = 110 B, кпд нагревателя 85
РЕШЕНИЕ

10.65 Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода закипит через время 15 мин, при включении другой через 30 мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить обе секции последовательно; параллельно
РЕШЕНИЕ

10.66 Нагреватель электрического чайника сопротивлением R1 включен в цепь, как показано на рисунке. Эдс батареи 120 B, сопротивление R2 = 10 Ом. Амперметр показывает ток I = 2 A. Через какое время закипит объем V = 0,5 л воды? Начальная температура t0 = 4. Кпд нагревателя 76%
РЕШЕНИЕ

10. 67 Калориметр имеет спираль сопротивлением R1, которая включена в цепь. Эдс батареи 110 B, кпд спирали 80%. В калориметр налита масса m = 500 г керосина. Амперметр показывает ток I = 2 A, вольтметр напряжение U = 10,8 B. Каково сопротивление спирали? Найти удельную теплоемкость керосина, если за время 5 мин пропускания тока керосин нагрелся на t = 5. Каково сопротивление R2
РЕШЕНИЕ

10.68 Объем V = 4,5 л воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 0,5 кВт*ч. Начальная температура воды t0 = 23. Найти кпд нагревателя
РЕШЕНИЕ

10.69 Для отопления комнаты пользуются электрической печью, включенной в сеть напряжением U = 120 B. Комната теряет в единицу времени количество теплоты Q=87,08 МДж/сут. Требуется поддерживать температуру комнаты постоянной. Найти сопротивление печи; длину нихромовой проволоки диаметром d = 1 мм, необходимой для обмотки; мощность печи
РЕШЕНИЕ

10.70 Температура водяного термостата объемом V = 1 л поддерживается постоянной при помощи нагревателя мощностью P = 26 Вт. На нагревание воды тратится 80% этой мощности. На сколько понизится температура воды в термостате за время 10 мин, если нагреватель выключить
РЕШЕНИЕ

10.71 Сколько надо заплатить за пользование электрической энергией в месяц, если ежедневно в течение времени 6 ч горят две 120-вольтовых лампочки, потребляющие ток I = 0,5 А? ежедневно кипятится объем V = 3 л воды. Начальная температура t0 = 10. Стоимость 1кВт*ч энергии принять равной 4 коп. Кпд нагревателя 80
РЕШЕНИЕ

10.72 Электрический чайник, содержащий объем V = 600 см3 воды при t0 = 9, забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника R = 16 0м. Через какое время после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети U = 120 B, кпд нагревателя 60
РЕШЕНИЕ

10.73 В ртутном диффузионном насосе в единицу времени испаряется масса m= 100 г/мин ртути. Каково должно быть сопротивление нагревателя насоса, если он включается в сеть напряжением U = 127 В? Удельная теплота парообразования ртути q = 296 кДж/кг
РЕШЕНИЕ

10. 74 В цепь, состоящую из медного провода площадью поперечного сечения S1 = 3 мм2, включен свинцовый предохранитель площадью сечения S2 = 1 мм2. На какое повышение температуры медного провода при коротком замыкании цепи рассчитан предохранитель? Считать, что при коротком замыкании вследствие кратковременности процесса все выделившееся тепло идет на нагревание. Начальная температура предохранителя t0 = 17
РЕШЕНИЕ

10.75 Найти количество теплоты, выделившееся в единицу времени в единице объема медного провода при плотности тока j = 300 кА/м2
РЕШЕНИЕ

10.76 Найти токи в отдельных ветвях мостика Уитстона при условии, что через гальванометр идет ток Iг = 0. Эдс элемента 2 B, сопротивления R1 = 30, R2 = 45 и R3 = 200 Ом
РЕШЕНИЕ

10.77 Эдс элементов e1 = 2,1 и e2 = 1,9 B, сопротивления R1 = 45, R2 = 10 и R3 = 10 Ом. Найти токи во всех участках цепи
РЕШЕНИЕ

10.78 Какая разность потенциалов получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их эдс 1,4 и 1,2 В и внутреннее сопротивление r1 = 0,6 и r2 = 0,4 Ом
РЕШЕНИЕ

10. 79 Два элемента с одинаковыми эдс E1 = E2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 и r2 = 2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление. Через элемент с эдс E1 течет ток I1 = 1 A. Найти сопротивление и ток через элемент с эдс E2 и сопротивление R
РЕШЕНИЕ

10.80 Решить предыдущую задачу, если E1 = E2 = 4 B, r1 = r2 = 0,5 Ом и I1 = 2 A
РЕШЕНИЕ

10.81 Батареи имеют эдс 110 и 220 B, сопротивления R1 = R2 = 100, R3 = 500 Ом. Найти показание амперметра
РЕШЕНИЕ

10.82 Батареи имеют эдс 2 и 4 B, сопротивление R1 = 0,5 Ом. Падение потенциала на сопротивлении R2 равно U2 = 1 В, ток через R2 направлен справа налево. Найти показание амперметра
РЕШЕНИЕ

10.83 Батареи имеют эдс 30 и 5 B, сопротивления R2 = 10, R3 = 20 Ом. Через амперметр течет ток I = 1 A, направленный от R3 к R1. Найти сопротивление R1
РЕШЕНИЕ

10.84 Батареи имеют эдс e1 = 2 и e2 = 3 B, сопротивления R1 = 1, R2 = 0,5 и R3 = 0,2 кОм, сопротивление амперметра RA = 0,2 кОм. Найти его показание
РЕШЕНИЕ

10. 85 Батареи имеют эдс 2 В и 3 B, сопротивление R3 = 1,5 кОм, сопротивление амперметра R4 = 0,5 кОм Падение потенциала на R2 равно U2 = 1 В, ток через R2 направлен сверху вниз. Найти показание амперметра
РЕШЕНИЕ

10.86 Батареи имеют эдс e1 = 2, e2 = 4 и e3 = 6 B, сопротивления R1 = 4, R2 = 6 и R3 = 8 Ом. Найти токи во всех участках цепи.
РЕШЕНИЕ

10.87 Батареи имеют эдс e1 =e2 = e3 = 6 B, сопротивления R1 = 20, R2 = 12 Ом. При коротком замыкании верхнего узла схемы с отрицательным зажимом батарей через замыкающий провод течет ток I = 1,6 A. Найти токи во всех участках цепи и сопротивление R3
РЕШЕНИЕ

10.88 В схеме, изображенной на рис, токи I1 и I3 направлены справа налево, I2 сверху вниз. Падения потенциала на сопротивлениях R1, R2 и R3 равны U1 = U3 = 2U2 = 10 B. Найти эдс E2 и E3, если эдс E1 = 25 В
РЕШЕНИЕ

10.89 Батареи имеют эдс e1 = e2 = 100 B, сопротивления R1 = 20, R2 = 10, R3 = 40 и R4 = 30 Ом. Найти показание амперметра
РЕШЕНИЕ

10.90 Батареи имеют эдс e1 = 2e2, сопротивления R1 = R3 = 20, R2 = 15 и R4 = 30 Ом. Через амперметр течет ток I = 1,5 A, направленный снизу вверх. Найти эдс и токи, текущие через сопротивления R2 и R3
РЕШЕНИЕ

10.91 Два одинаковых элемента имеют эдс E1 = E2 = 2 В и внутренние сопротивления r1 = r2 = 0,5 Ом. Найти токи текущие через сопротивления R1 = 0,5 Ом и R2 = 1,5 Ом, а также ток через элемент с эдс E1
РЕШЕНИЕ

10.92 Батареи имеют эдс E1 = E2, сопротивления R2 = 2R1. Во сколько раз ток, текущий через вольтметр, больше тока, текущего через сопротивление R2
РЕШЕНИЕ

10.93 Батареи имеют эдс E1= E2 = 110 B, сопротивления R1 = R2 = 0,2 кОм, сопротивление вольтметра RV = 1 кОм. Найти его показание
РЕШЕНИЕ

10.94 Батареи имеют эдс E1 = E2, сопротивления R1 = R2 = 100 Oм, сопротивление вольтметра RV = 150 Oм. Показание U = 150 B. Найти эдс батарей
РЕШЕНИЕ

10.95 Элементы имеют эдс E1 = E2 = 1,5 B и внутренние сопротивления r1 = r2 = 0,5 Ом, R1 = R2 = 2 и R3 = 1 Ом, сопротивление амперметра RA = 3 Ом. Найти показание
РЕШЕНИЕ

10. 96 Элемент имеет эдс 200 B, сопротивления R1 = 2 и R2 = 3 кОм, сопротивления вольтметров RV1 = 3 и RV2 = 2 кОм. Найти их показания если ключ К разомкнут, замкнут. Задачу решить, применяя законы Кирхгофа
РЕШЕНИЕ

10.97 За какое время при электролизе водного раствора хлорной меди CuCl­2 на катоде выделится масса m = 4,74 г меди, если ток I = 2 А
РЕШЕНИЕ

10.98 За какое время при электролизе медного купороса масса медной пластинки катода увеличится на m = 99 мг? Площадь пластинки S = 25 см2, плотность тока j = 200 А/м2. Найти толщину слоя меди, образовавшегося на пластинке
РЕШЕНИЕ

10.99 При электролизе медного купороса за время 1 ч выделилась масса m = 0,5 г меди. Площадь каждого электрода S = 75 см2. Найти плотность тока
РЕШЕНИЕ

10.100 Найти электрохимический эквивалент водорода
РЕШЕНИЕ

10.101 Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной с раствором AgNO3, показывает ток I = 0,90 A. Верен ли амперметр, если за время 5 мин прохождения тока выделилась масса m = 316 мг серебра
РЕШЕНИЕ

10. 5 Дж. Найти наименьшую разность потенциалов, при которой будет происходить разложение воды электролизом
РЕШЕНИЕ

10.106 Найти эквивалентную проводимость для очень слабого раствора азотной кислоты
РЕШЕНИЕ

10.107 Через раствор азотной кислоты пропускается ток I = 2 A. Какое количество электричества переносится за время 1 мин ионами каждого знака
РЕШЕНИЕ

10.108 Эквивалентная проводимость раствора KCl при некоторой концентрации ? = 12,2·10-3 м2 / (Ом·моль), удельная проводимость при той же концентрации 0,122 См/м, эквивалентная проводимость при бесконечном разведении 13·10-3 м2 / (Ом·моль). Найти степень диссоциации раствора КСl при данной концентрации; эквивалентную концентрацию раствора; сумму подвижностей ионов К и Сl
РЕШЕНИЕ

10.109 Найти сопротивление раствора AgNO3, заполняющего трубку длиной l = 84 см и площадью поперечного сечения S = 5 мм2. Эквивалентная концентрация раствора 0,1 моль/л, степень диссоциации 81%
РЕШЕНИЕ

10.110 Найти сопротивление раствора КNO3, заполняющего трубку длиной l = 2 см и площадью поперечного сечения S = 7 см2. 13 м-3 однозарядных ионов каждого знака. Подвижности 1,3·10-4 и 1,8·10-4 м2/В·с
РЕШЕНИЕ

10.119 Какой ток пойдет между электродами ионизационной камеры задачи 10.116, если к электродам приложена разность потенциалов U = 20 В? Подвижности ионов 10-4 м2/В·с, коэффициент рекомбинации 10-12 м3/c. Какую долю тока насыщения составляет найденный
РЕШЕНИЕ

10.120 Какой наименьшей скоростью должен обладать электрон, чтобы ионизовать атом водорода? Потенциал ионизации U = 13,5 В
РЕШЕНИЕ

10.121 При какой температуре атомы ртути имеют кинетическую энергию поступательного движения, достаточную для ионизации? Потенциал ионизации U = 10,4 B
РЕШЕНИЕ

10.122 Потенциал ионизации атома гелия U = 24,5 B. Найти работу ионизации
РЕШЕНИЕ

10.123 Какой наименьшей скоростью должны обладать свободные электроны в цезии и платине для того, чтобы они смогли покинуть металл
РЕШЕНИЕ

10.124 Во сколько раз изменится удельная термоэлектронная эмиссия вольфрама, находящегося при температуре T1 = 2400 К, если повысить температуру вольфрама на 100 К
РЕШЕНИЕ

10. 6, для торированного B2 = 0,3·107 A/м2·К2
РЕШЕНИЕ

10.126 При какой температуре торированный вольфрам будет давать такую же удельную эмиссию, какую дает чистый вольфрам при T1 = 2500 К? Необходимые данные взять из предыдущей задачи.
РЕШЕНИЕ

Внутреннее сопротивление формула эдс. Краткие теоретические сведения. Закон Ома для полной цепи

Мы пришли к выводу, что для поддержания постоянного тока в замкнутой цепи, в нее необходимо включить источник тока. Подчеркнем, что задача источника заключается не в том, чтобы поставлять заряды в электрическую цепь (в проводниках этих зарядов достаточно), а в том, чтобы заставлять их двигаться, совершать работу по перемещению зарядов против сил электрического поля. Основной характеристики источника является электродвижущая сила 1 (ЭДС) − работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда

Единицей измерения ЭДС в системе единиц СИ является Вольт. ЭДС источника равна 1 вольт, если он совершает работу 1 Джоуль при перемещении заряда 1 Кулон

 Для обозначения источников тока на электрических схемах используется специальное обозначение (рис. 397).

рис. 397
 Электростатическое поле совершает положительную работу по перемещению положительного заряда в направлении уменьшения потенциала поля. Источник тока проводит разделение электрических зарядов − на одном полюсе накапливаются положительные заряды, на другом отрицательный. Напряженность электрического поля в источнике направлена от положительного полюса к отрицательному, поэтому работа электрического поля по перемещению положительного заряда будет положительной при его движения от «плюса» к «минусу». Работа сторонних сил, наоборот, положительна в том случае, если положительные заряды перемещаются от отрицательного полюса к положительному, то есть от «минуса» к «плюсу».
В этом принципиальное отличие понятий разности потенциалов и ЭДС, о котором всегда необходимо помнить.
Таким образом, электродвижущую силу источника можно считать алгебраической величиной, знак которой («плюс» или «минус») зависит от направления тока. В схеме, показанной на рис. 398,

рис. 398
вне источника (во внешней цепи) ток течет 2 от «плюса» источника к «минусу», в внутри источника от «минуса» к «плюсу». В этом случае, как сторонние силы источника, так и электростатические силы во внешней цепи совершают положительную работу.
 Если на некотором участке электрической цепи помимо электростатических действуют и сторонние силы, то над перемещением зарядов «работают» как электростатические, так и сторонние силы. Суммарная работа электростатических и сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда называется электрическим напряжением на участке цепи

 В том случае, когда сторонние силы отсутствуют, электрическое напряжение совпадает с разностью потенциалов электрического поля.
 Поясним определение напряжения и знака ЭДС на простом примере. Пусть на участке цепи, по которому протекает электрический ток, имеются источник сторонних сил и резистор (рис. 399).

рис. 399
 Для определенности будем считать, что φ o > φ 1 , то есть электрический ток направлен от точки 0 к точке 1 . При подключении источника, как показано на рис. 399 а, Сторонние силы источника совершают положительную работу, поэтому соотношение (2) в этом случае может быть записано в виде

 При обратном включении источника (рис. 399 б) внутри него заряды движутся против сторонних сил, поэтому работа последних отрицательна. Фактически силы внешнего электрического поля преодолевают сторонние силы. Следовательно, в этом случае рассматриваемое соотношение (2) имеет вид

 Для протекания электрического тока по участку цепи, обладающему электрическим сопротивлением, необходимо совершать работу, по преодолению сил сопротивления. Для единичного положительного заряда эта работа, согласно закону Ома, равна произведению IR = U которое, естественно совпадает с напряжением на данном участке.
 Заряженные частицы (как электроны, так и ионы) внутри источника движутся в некоторой окружающей среде, поэтому со стороны среду на них также действуют тормозящие силы, которые также необходимо преодолевать. Заряженные частицы преодолевают силы сопротивления благодаря действию сторонних сил (если ток в источнике направлен от «плюса» к «минусу») либо благодаря электростатическим силам (если ток направлен от «минуса» к «плюсу»). Очевидно, что работа по преодолению этих сил не зависит от направления движения, так как силы сопротивления всегда направлены в сторону, противоположную скорости движения частиц. Так как силы сопротивления пропорциональны средней скорости движения частиц, то работа по их преодолению пропорциональна скорости движения, следовательно, силе тока силе. Таким образом, мы можем ввести еще характеристику источника − его внутренне сопротивление r , аналогично обычному электрическому сопротивлению. Работа по преодолению сил сопротивления при перемещении единичного положительного заряда между полюсами источника равна A/q = Ir . Еще раз подчеркнем, эта работа не зависит от направления тока в источнике.

1 Название этой физической величины неудачно − так электродвижущая сила является работой, а не силой в обычном механическом понимании. Но этот термин настолько устоялся, что изменять его не «в наших силах». К слову, сила тока то же не является механической силой! Не говоря уж о таких понятиях «сила духа», «сила воли», «божественная сила» и т.д.
2 Напомним, за направление движения электрического тока принято направление движения положительных зарядов.

Закон Ома для полной цепи, определение которого касается значения электрического тока в реальных цепях, находится в зависимости от источника тока и от сопротивления нагрузки. Этот закон носит и другое название — закон Ома для замкнутых цепей. Принцип действия данного закона заключается в следующем.

В качестве самого простого примера, электрическая лампа, являющаяся потребителем электрического тока, совместно с источником тока есть не что иное, как замкнутая . Данная электрическая цепь наглядно показана на рисунке.

Электроток, проходя через лампочку, также проходит и через сам источник тока. Таким образом, во время прохождения по цепи, ток испытает сопротивление не только проводника, но и сопротивление, непосредственно, самого источника тока. В источнике сопротивление создается электролитом, находящимся между пластинами и пограничными слоями пластин и электролита. Отсюда следует, что в замкнутой цепи, ее общее сопротивление будет состоять из суммы сопротивлений лампочки и источника тока.

Внешнее и внутреннее сопротивление

Сопротивление нагрузки, в данном случае лампочки, соединенной с источником тока, носит название внешнего сопротивления. Непосредственное сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. Для более наглядного изображения процесса, все значения необходимо условно обозначить. I — , R — внешнее сопротивление, r — внутреннее сопротивление. Когда по электрической цепи протекает ток, то для того, чтобы поддерживать его, между концами внешней цепи должна присутствовать разность потенциалов, которая имеет значение IхR. Однако, протекание тока наблюдается и во внутренней цепи. Значит, для того, чтобы поддержать электроток во внутренней цепи, также необходима разность потенциалов на концах сопротивления r. Значение этой разности потенциалов равно Iхr.

Электродвижущая сила аккумулятора

Аккумулятор должен иметь следующее значение электродвижущей силы, способной поддерживать необходимый ток в цепи: Е=IхR+Iхr . Из формулы видно, что электродвижущая сила аккумулятора составляет сумму внешнего и внутреннего . Значение тока нужно вынести за скобки: Е=I(r+R) . Иначе можно представить: I=Е/(r+R) . Двумя последними формулами выражается закон Ома для полной цепи, определение которого звучит следующим образом: в замкнутой цепи сила тока прямо пропорциональна электродвижущей силе и обратно пропорциональна сумме сопротивлений этой цепи.

На концах проводника, а значит, и тока необходимо наличие сторонних сил неэлектрической природы, с помощью которых происходит разделение электрических зарядов .

Сторонними силами называются любые силы, действующие на электрически заряженные частицы в цепи, за исключением электростатических (т. е. кулоновских).

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внут-ри всех источников тока: в генераторах, на электростанциях, в гальванических элементах, аккумуляторах и т. д.

При замыкании цепи создается электрическое поле во всех про-водниках цепи. Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны движут-ся от положительно заряженного электрода к отрицательному), а во всей остальной цепи их приводит а движение электрическое поле (см. рис. выше).

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение разных видов энергии в электричес-кую. По типу преобразованной энергии различают следующие виды электродвижущей силы:

— электростатическая — в электрофорной машине, в которой происходит превращение механической энергии при трении в электрическую;

— термоэлектрическая — в термоэлементе — внутренняя энергия нагретого спая двух проволок, изготовленных из разных металлов, превращается в электрическую;

— фотоэлектрическая — в фотоэлементе. Здесь происходит превращение энергии света в элек-трическую: при освещении некоторых веществ, например, селена, оксида меди (I) , кремния наблюдается потеря отрицательного электрического заряда;

— химическая — в гальванических элементах, аккумуляторах и др. источниках, в которых происходит превращение химической энергии в электрическую.

Электродвижущая сила (ЭДС) — характеристика источников тока. Понятие ЭДС было введено Г. Омом в 1827 г. для цепей постоянного тока. В 1857 г. Кирхгофф определил ЭДС как работу сторонних сил при переносе единичного электрического заряда вдоль замкнутого контура:

ɛ = A ст /q ,

где ɛ — ЭДС источника тока, А ст — работа сторонних сил , q — количество перемещенного заряда.

Электродвижущую силу выражают в вольтах.

Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил (работа по перемещению единичного заряда) не во всем контуре, а только на данном участке.

Внутреннее сопротивление источника тока.

Пусть имеется простая замкнутая цепь, состоящая из источника тока (например, гальванического элемента, аккумулятора или генератора) и резистора с сопротивлением R . Ток в замкну-той цепи не прерывается нигде, следовательно, oн существует и внутри источника тока. Любой источник представляет собой некоторое сопротивление дли тока. Оно называется внутренним сопротивлением источника тока и обозначается буквой r .

В генераторе r — это сопротивление обмотки, в гальваническом элементе — сопротивление раствора электролита и электродов.

Таким образом, источник тока характеризуется величинами ЭДС и внутреннего сопротивлении, которые определяют его качество. Например, электростатические машины имеют очень большую ЭДС (до десятков тысяч вольт), но при этом их внутреннее сопротивление огромно (до со-тни Мом). Поэтому они непригодны для получения сильных токов. У гальванических элементов ЭДС всего лишь приблизительно 1 В, но зато и внутреннее сопротивление мало (приблизительно 1 Ом и меньше). Это позволяет с их помощью получать токи, измеряемые амперами.

Цель работы: изучить метод измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока с помощью амперметра и вольтметра.

Оборудование: металлический планшет, источник тока, амперметр, вольтметр, резистор, ключ, зажимы, соединительные провода.

Для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока собирают электрическую цепь, схема которой показана на рисунке 1.

К источнику тока подключают амперметр, сопротивление и ключ, соединенные последовательно. Кроме того, непосредствен­но к выходным гнездам источника подключают еще и вольтметр.

ЭДС измеряют по показанию вольтметра при разомкнутом ключе. Этот прием определения ЭДС основан на следствии из за­кона Ома для полной цепи, согласно которому при бесконечно большом сопротивлении внешней цепи напряжение на зажимах источника равно его ЭДС. (См. параграф «Закон Ома для полной цепи» учебника «Физика 10»).

Для определения внутреннего сопротивления источника за­мыкают ключ К. При этом в цепи можно условно выделить два участка: внешний (тот, который подключен к источнику) и внутренний (тот, который находится внутри источника тока). Поскольку ЭДС источника равна сумме падения напряжений на внутрен­нем и внешнем участках цепи:

ε = U r +U R , то U r = ε -U R (1)

По закону Ома для участка цепи U r = I· r (2). Подставив равенство (2) в (1) получают:

I · r = ε U r , откуда r = (ε U R )/ J

Следовательно, чтобы узнать внутреннее сопротивление источника тока, необходимо пред­варительно определить его ЭДС, затем замкнуть ключ и измерить падение напряжения на внеш­нем сопротивлении, а также силу тока в нем.

Ход работы

1. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

ε

U r , B

i,a

r , Ом

    Начертите в тетради схему для измерения ЭДС и внутреннего сопротивления источника.

    После проверки схемы соберите электрическую цепь. Ключ разомкните.

    Измерьте величину ЭДС источника.

    Замкните ключ и определите показания амперметра и вольтметра.

    Вычислите внутреннее сопротивление источника.

  1. Определение эдс и внутреннего сопротивления источника тока графическим методом

Цель работы: изучить измерения ЭДС, внутреннего сопротивления и тока короткого замы­кания источника тока, основанный на анализе графика зависимости напряже­ния на выходе источника от силы тока в цепи.

Оборудование: гальванический элемент, амперметр, вольтметр, резистор R 1 , переменный резистор, ключ, зажимы, металлический планшет, соединительные провода.

Из закона Ома для полной цепи следует, что напряжение на выходе источника тока зависит прямо пропорционально от силы тока в цепи:

так как I =E/(R+r), то IR + Ir = Е, но IR = U, откуда U + Ir = Е или U = Е – Ir (1).

Если построить график зависимости U от I, то по его точкам пересечения с осями координат можно определить Е, I К.З. — силу тока короткого замыкания (ток, который потечет в цепи источни­ка, когда внешнее сопротивление R станет равным нулю).

ЭДС определяют по точке пересечения графика с осью напряжений. Эта точка графика со­ответствует состоянию цепи, при котором ток в ней отсутствует и, следовательно, U = Е.

Силу тока короткого замыкания определяют по точке пересечения графика с осью токов. В этом случае внешнее сопротивление R = 0 и, следовательно, напряжение на выходе источника U = 0.

Внутреннее сопротивление источника находят по тангенсу угла наклона графика относи­тельно оси токов. (Сравните формулу (1) с математической функцией вида У = АХ +В и вспомни­те смысл коэффициента при X).

Ход работы

    Для записи результатов измерений подготовьте таблицу:

  1. После проверки схемы преподавателем соберите электрическую цепь. Ползунок переменного резистора установите в положение, при котором сопротивление цепи, подключенной к источ­нику тока, будет максимальным.
  2. Определите значение силы тока в цепи и напряжение на зажимах источника при максимальной величине сопротивления переменного резистора. Данные измерений занесите в таблицу.

    Повторите несколько раз измерения силы тока и напряжения, уменьшая всякий раз величину переменного сопротивления так, чтобы напряжение на зажимах источника уменьшалось на 0,1В. Измерения прекратите, когда сила тока в цепи достигнет значения в 1А.

    Нанесите полученные в эксперименте точки на график. Напряжение откладывайте по верти­кальной оси, а силу тока — по горизонтальной. Проведите по точкам прямую линию.

    Продолжите график до пересечения с осями координат и определите величины Е и, I К.З.

    Измерьте ЭДС источника, подключив вольтметр к его выводам при разомкнутой внешней це­пи. Сопоставьте значения ЭДС, полученные двумя способами, и укажите причину возможного расхождения результатов.

    Определите внутреннее сопротивление источника тока. Для этого вычислите тангенс угла на­клона построенного графика к оси токов. Так как тангенс угла в прямоугольном треугольнике равен отношению противолежащего катета к прилежащему, то практически это можно сделать, найдя отношение Е / I К.З

Лабораторная работа № 8

Тема: « Определение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока ».

Цель: научиться определять электродвижущую силу и внутреннее сопротивление источника электрической энергии.

Оборудование: 1. Амперметр лабораторный;

2. Источник электрической энергии;

3. Соединительные провода,

4. Набор сопротивлений 2 Ом и 4 Ом;

5. Переключатель однополюсный; ключ.

Теория.

Возникновение разности потенциалов на полюсах любого источника является результатом разделения в нем положительных и отрицательных зарядов. Это разделение происходит благодаря работе, совершаемой сторонними силами.

Силы неэлектрического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами .

При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.

Физическая величина, равная отношению работы A ст сторонних сил при перемещении заряда q внутри источника тока к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда.

Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах [В].

Чтобы измерить ЭДС источника, надо присоединить к нему вольтметр при разомкнутой цепи .

Источник тока является проводником и всегда имеет некоторое сопротивление, поэтому ток выделяет в нем тепло. Это сопротивление называют внутренним сопротивлением источника и обозначают r .

Если цепь разомкнута, то работа сторонних сил превращается в потенциальную энергию источника тока. При замкнутой цепи эта потенциальная энергия расходуется на работу по перемещению зарядов во внешней цепи с сопротивлением R и во внутренней части цепи с сопротивлением r , т.е. ε = IR + Ir .

Если цепь состоит из внешней части сопротивлением R и внутренней сопротивлением r, то, согласно закону сохранения энергии, ЭДС источника будет равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи, т.к. при перемещении по замкнутой цепи заряд возвращается в исходное положение , где IR – напряжение на внешнем участке цепи, а Ir — напряжение на внутреннем участке цепи.

Таким образом, для участка цепи, содержащего ЭДС:

Эта формула выражает закон Ома для полной цепи : сила тока в полной цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи.

ε и r можно определить опытным путем.

Часто источники электрической энергии соединяют между собой для питания цепи. Соединение источников в батарею может быть последовательным и параллельным.

При последовательном соединении два соседних источника соединяются разноименными полюсами.

Т.е., для последовательного соединения аккумуляторов, к ″плюсу″ электрической схемы подключают положительную клемму первого аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к ″минусу″ электрической схемы.

Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой аккумуляторной батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Т.е. если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

1. ЭДС батареи равна сумме ЭДС отдельных источников ε= ε 1 + ε 2 + ε 3

2 . Общее сопротивление батареи источников равно сумме внутренних сопротивлений отдельных источников r батареи = r 1 + r 2 + r 3

Если в батарею соединены n одинаковых источников, то ЭДС батареи ε= nε 1, а сопротивление r батареи = nr 1

3.

При параллельном соединении соединяют между собой все положительные и все отрицательные полюсы двух или n источников.

Т.е., при параллельном соединении, аккумуляторы соединяют так, чтобы положительные клеммы всех аккумуляторов были подключены к одной точке электрической схемы (″плюсу″), а отрицательные клеммы всех аккумуляторов были подключены к другой точке схемы (″минусу″).

Параллельно соединяют только источники с одинаковой ЭДС . Получившаяся при параллельном соединении аккумуляторная батарея имеет то же напряжение, что и у одиночного аккумулятора, а емкость такой аккумуляторной батареи равна сумме емкостей входящих в нее аккумуляторов. Т.е. если аккумуляторы имеют одинаковые емкости, то емкость аккумуляторной батареи равна емкости одного аккумулятора, умноженной на количество аккумуляторов в батарее.



1. ЭДС батареи одинаковых источников равна ЭДС одного источника. ε= ε 1 = ε 2 = ε 3

2. Сопротивление батареи меньше, чем сопротивление одного источника r батареи = r 1 /n
3. Сила тока в такой цепи по закону Ома

Электрическая энергия, накопленная в аккумуляторной батарее равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

Внутреннее сопротивление аккумуляторов, изготовленных по одной технологии, примерно обратно пропорционально емкости аккумулятора. Поэтому т.к.при параллельном соединении емкость аккумуляторной батареи равна сумме емкостей входящих в нее аккумуляторов, т.е увеличивается, то внутреннее сопротивление уменьшается.

Ход работы.

1. Начертите таблицу:

2. Рассмотрите шкалу амперметра и определите цену одного деления.
3. Составьте электрическую цепь по схеме, изображенной на рисунке 1. Переключатель поставить в среднее положение.


Рисунок 1.

4. Замкнуть цепь, введя меньшее сопротивление R 1 1 . Разомкнуть цепь.

5. Замкнуть цепь, введя большее сопротивление R 2 . Записать величину силы тока I 2 . Разомкнуть цепь.

6. Вычислить значение ЭДС и внутреннего сопротивления источника электрической энергии.

Закон Ома для полной цепи для каждого случая: и

Отсюда получим формулы для вычисления ε и r:

7. Результаты всех измерений и вычислений запишите в таблицу.

8. Сделайте вывод.

9. Ответьте на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Раскройте физический смысл понятия «электродвижущая сила источника тока».

2. Определить сопротивление внешнего участка цепи, пользуясь результатами полученных измерений и законом Ома для полной цепи.

3. Объяснить, почему внутреннее сопротивление возрастает при последовательном соединении аккумуляторов и уменьшается при параллельном в сравнении с сопротивлением r 0 одного аккумулятора.

4. В каком случае вольтметр, включенный на зажимы генератора, показывает ЭДС генератора и в каком случае напряжение на концах внешнего участка цепи? Можно ли это напряжение считать также и напряжением на концах внутреннего участка цепи?

Вариант выполнения измерений.

Опыт 1. Сопротивление R 1 =2 Ом, сила тока I 1 =1,3 А.

Сопротивление R 2 =4 Ом, сила тока I 2 =0,7 А.

Внешнее сопротивление – обзор

III.C.3 Статический преобразователь

Были разработаны полупроводниковые блоки управления, соответствующие каждому из вышеперечисленных методов управления.

1.

Эффективное значение внешнего сопротивления, включенного в цепь ротора, можно изменять, вводя высокочастотный прерыватель на сопротивление и изменяя время, в течение которого прерыватель включен в течение цикла.

2.

Изменение напряжения статора осуществляется с помощью статических выключателей переменного тока (регуляторов), которые изменяют среднеквадратичное значение переменного напряжения, подаваемого на двигатель.

3.

Мощность переменной частоты получается либо с помощью циклопреобразователя, который напрямую преобразует переменный ток фиксированной частоты в переменный ток переменной частоты, либо с помощью инвертора, который преобразует электроэнергию из постоянного тока в переменный.

Импульсное управление сопротивлением ротора можно осуществить по схеме на рис. 32. Мощность скольжения ротора выпрямляется в диодном мостовом выпрямителе и подается через фильтрующий дроссель на внешнее сопротивление. Прерыватель Ch2, включенный через резистор, включается и выключается с относительно высокой частотой (цикл переключения должен быть намного меньше механической постоянной времени двигателя).Действующее значение R eff внешнего резистора R ext определяется отношением времени включения t на к времени цикла T или

Pulsed сопротивления . контроль.

(46)Reff=Rextton/T.

Статические регуляторы переменного тока регулируют среднеквадратичное значение переменного напряжения, подаваемого на двигатель. Статические переключатели отсекают заданную часть каждого цикла питающего напряжения (рис. 33). Ячейки SCR используются, потому что они естественным образом выключаются при переходе тока через нуль.Два устройства SCR или один симистор составляют один переключатель, обеспечивающий возможность двунаправленного управления. Каждый из них срабатывает один раз в каждом цикле, чтобы получить требуемое среднеквадратичное напряжение на двигателе. Операцию можно объяснить следующим образом. Если обозначить фазовый угол между напряжением источника В с и противо-ЭДС двигателя E м через ψ и пренебречь сопротивлением цепи, то максимальный ток I max доступный при полном приводе (когда два SCR все время находятся во включенном состоянии)

РИСУНОК 33.Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя статическим регулятором переменного тока: (а) основная схема, (б) векторная диаграмма при полном приводе, (в) волны напряжения и тока.

(47)Imax=1ωLVs2+Em2−2VsEmcosψ

, а его фазовый угол равен

(48)cosϕ′=(Em/ωLImax)sinψ.

Среднеквадратичное значение основной составляющей I 1 тока как функции угла открытия α

(49)I1=Imax(π−απ+sin2απ)

и мощность источника

(50)P=VsI1cosϕ′.

Трехфазный регулятор переменного тока показан на рис. 34

РИСУНОК 34. Трехфазный регулятор переменного тока.

Циклопреобразователь представляет собой устройство прямого изменения частоты, которое преобразует мощность переменного тока одной частоты в мощность переменного тока другой частоты. На практике, чтобы поддерживать содержание гармоник формы волны выходного напряжения в допустимых пределах, циклопреобразователи работают в диапазоне выходных частот ниже одной трети частоты питания.

Поскольку возможна коммутация линии при переходе тока через ноль, лучшим доступным статическим выключателем является SCR (тиристор).На рис. 35 показана принципиальная схема и принцип работы однофазного циклопреобразователя. Схема аналогична схеме однофазного выпрямителя с отводом от середины, за исключением того, что предусмотрены две группы управляемых выпрямителей, позволяющие реверсировать ток через нагрузку. Тиристоры С 1 и С 2 обеспечивают положительный ток в нагрузку, а С 3 и С 4 — отрицательный. Запускающие импульсы подаются одновременно на пару S 1 и S 3 и на пару S 2 и S 4 .В результате, когда угол включения положительной группы (S 1 и S 2 ) увеличивается для получения более положительного напряжения, угол открытия отрицательной группы (S 3 и S 4 ) замедляется для создания меньше отрицательное напряжение.

РИСУНОК 35. Однофазный циклопреобразователь: (а) основная схема, (б) напряжение и ток нагрузки, (в) последовательность включения тиристора.

Относительно N , соединение средней точки трансформатора, напряжение e AN находится в направлении, противоположном e BN .Как показано на рис. 35b в момент времени t 0 ток нагрузки отрицательный и протекает через S 4 . Этот тиристор, S 4 , остается проводящим, пока есть ток. AT T 2 , тиристоры S 1 и S 3 и S 3 Piction Gating Pulse, S 4 отключается, потому что V BA > 0, а S 3 принимает на себя ток нагрузки . При t 3 ток нагрузки становится положительным и S 3 выключается, а S 1 начинает проводить, и так далее.

Угол открытия изменяется относительно синусоиды с требуемой выходной частотой. Амплитуда В d α среднего выходного напряжения в каждом цикле будет изменяться в соответствии с

(51)Vdα=Vd0cosα,

, где В d0 – идеальное напряжение холостого хода выпрямителя. [см. уравнение (30)]. Базовая схема может быть расширена до многофазного режима путем простого добавления дополнительных управляемых элементов. Принципиальная трехфазная силовая схема показана на рис.36.

РИСУНОК 36. Трехимпульсный трехфазный циклопреобразователь: (а) схема, (б) основная схема.

Способность циклопреобразователя управлять потоком мощности в любом направлении вместе с возможностью обратной полярности (обратное направление скорости двигателя) обеспечивает привод асинхронного двигателя, способный работать в четырех квадрантах.

Инверторы используются для преобразования постоянного тока в переменный. Питание постоянного тока может обеспечиваться либо источником постоянного тока (батареи или генераторы постоянного тока), либо через линию связи постоянного тока.Обычно управляемый выпрямитель генерирует напряжение в звене постоянного тока. Управление напряжением для получения постоянного соотношения вольт/герц может быть достигнуто либо путем управления фазой выпрямителя, либо путем внутреннего управления напряжением инвертора. Три наиболее часто используемые силовые цепи инвертора для приводов двигателей переменного тока:

1.

Инвертор управления напряжением (VCI)

2.

Инвертор управления током (CCI)

9007 8

12

12

7 2.

Инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

На рис. 37 показан принцип работы однофазного инвертора.Переключающие элементы S 1 и S 3 срабатывают одновременно, а два других выключены. Через полпериода t  =  T /2 переключающие элементы S 2 и S 4 включаются, а два других выключаются. Напряжение на нагрузке представляет собой переменную прямоугольную волну с пиковой амплитудой В d . При индуктивной нагрузке (например, двигателе) ток нагрузки отстает от выходного напряжения инвертора. Поэтому обратные диоды D 1 , D 2 , D 3 и D 4 необходимы для возврата реактивной энергии от нагрузки обратно к источнику постоянного тока.

РИСУНОК 37. Однофазный мостовой инвертор: (а) основная схема, (б) напряжение нагрузки.

На рис. 38а показана простейшая конфигурация трехфазного инвертора. Коммутационные устройства пронумерованы в той последовательности, в которой они срабатывают для получения напряжения последовательности ABC. Осциллограммы выходного напряжения приведены на рис. 38б.

РИСУНОК 38. Базовый трехфазный инвертор: (а) схема, (б) осциллограммы напряжения с двумя переключателями, работающими одновременно.

Первые два метода управления, VCI и CCI, реализуются путем регулирования напряжения или тока на стороне звена постоянного тока (входное напряжение или ток).Блок-схема на рис. 39 иллюстрирует способ управления. Сигнал задания скорости подается на управляемый выпрямитель, а также на инвертор для поддержания постоянного соотношения вольт/герц. Система работает как VCI до тех пор, пока ток не достигнет предельного эталонного значения и блок управления напряжением не отключится. Выходное напряжение регулируется в зависимости от скорости двигателя. Когда достигается предел тока, ток остается постоянным независимо от скорости, так что система работает как CCI.

РИСУНОК 39. Схема инвертора управления напряжением и инвертора управления током.

Система ШИМ регулирует выходное напряжение переменного тока, а также частоту в инверторном блоке. Следовательно, можно использовать источник постоянного напряжения. Это либо батарея, либо выпрямительный блок на простых диодах. Каждое силовое коммутационное устройство инверторного блока представляет собой прерыватель постоянного тока (ГТО, силовые транзисторы и т.п.). Путем коммутации одной стороны моста (рис. 37) несколько раз в течение полупериода получается последовательность импульсов постоянной амплитуды, как показано на рис.40.

РИСУНОК 40. Широтно-импульсная модуляция путем сравнения треугольной несущей с синусоидой.

Амплитуда отдельных импульсов в преобразователе равна постоянному входному напряжению В d . Величина основной волны выходного напряжения регулируется путем изменения отношения общего времени импульсов во включенном состоянии к общему времени в выключенном состоянии. Это соотношение регулируется изменением ширины импульса для постоянного числа импульсов за полупериод. Частота повторения импульсов известна как несущая частота.Изменение длительности импульса осуществляется циклическим образом путем сравнения синусоидальной волны требуемой выходной частоты с несущей синхронизирующего треугольника. Отношение несущей частоты к основной частоте должно поддерживаться как можно выше, чтобы уменьшить общее содержание гармоник.

Влияние внутреннего и внешнего сопротивления на опреснение в микробной опреснительной камере | Водные науки и технологии

Анодная смешанная культура была взята из MDC, который уже работал в течение трех месяцев с муниципальными сточными водами (MWW), собранными из Haya Water (Маскат, Оман).Сначала APMDC работали с R ext = 1000 Ом для акклиматизации экзоэлектрогенной биопленки для генерации достаточного напряжения (Jafary et al. 2020b). После создания повторяющегося напряжения в диапазоне 200–300 мВ началась реальная работа с АПДК. Анод работал в анаэробных условиях с синтетическими сточными водами (анолит), состоящими из NH 4 Cl: 0,5 г/л, MgSO 4 .7H 2 O: 0,1 г/л, KCl: 0,13 г/л, CaCl 2 .2H 2 О: 0.1 г/л, ацетат натрия: 2 г/л и 10 мл/л раствора минералов и витаминов Вульфа. В качестве католита использовали фосфатно-буферный раствор (100 мМ, рН 7,0). Обновление анолита производилось в цикле, когда напряжение падало до 10% от максимального напряжения из-за потребления субстрата биопленкой (так называемый цикл обновления анолита), а обновление католита производилось в начале каждого нового цикла. Во время операции анолит и католит рециркулировали в 1-литровых бутылях для среды с помощью перистальтического насоса (BT100-1 L, Boading Longer Precision Pump Co.Ltd, Китай) в режиме периодической рециркуляции (Jafary et al. 2017b). В APMDC для продувки католита воздухом для поддержки реакции восстановления кислорода использовался аквариумный насос, в то время как в ACMDC не было необходимости пропускать воздух в катод. Соль NaCl в концентрации 35 г/л в деионизированной воде использовалась в качестве притока в камерах обессоливания в начале всех операций и обновлялась перед каждой операцией. Для каждой операции полное удаление (∼100%) NaCl рассматривалось как время полной операции/цикла.Полные циклы повторялись дважды для повторяющейся схемы операции. В исследованиях APMDC APMDC работали с R ext с сопротивлением 1 Ом (очень низкий R ext ) и 1000 Ом (очень высокий R ext ), которые были обозначены как APMDC-1 и APMDC-1000 соответственно. В исследованиях ACMDC ACMDC также работали с R ext с сопротивлением 1 Ом и 1000 Ом и назывались ACMDC-1 и ACMDC-1000 соответственно, с последующим применением других внешних сопротивлений; 5, 10, 20, 69, 100, 150, 200, 400, 500 Ом.Соответствующее опреснение и генерация рабочего тока были измерены и соответствующим образом зарегистрированы.

Зависит ли внутреннее сопротивление от внешнего сопротивления?

Внутреннее сопротивление r источника напряжения влияет на выходное напряжение при протекании тока. Напряжение выхода устройства называется его выводом напряжением В и определяется как V = ЭДС \u2212 Ir, где I — электрический ток, положительный при оттекании от положительного вывода источника напряжения .

Нажмите, чтобы увидеть полный ответ.

Проще говоря, что такое внутреннее сопротивление и внешнее сопротивление?

Внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри батареи или другого источника напряжения, которое вызывает падение напряжения источника при наличии тока. Внешнее сопротивление или просто Сопротивление обычно называют сопротивлением току, обеспечиваемому любой нагрузкой.

Кроме того, влияет ли температура на внутреннее сопротивление? Температура также влияет на сопротивление ; тепло понижает его, а холод повышает.Нагрев батареи на мгновение снизит внутреннее сопротивление , чтобы обеспечить дополнительное время работы. Это, однако, не восстанавливает батарею и добавит кратковременную нагрузку. Со всеми батареями SoC влияет на внутреннее сопротивление .

от чего зависит внутреннее сопротивление?

Факторы, влияющие на Внутреннее сопротивление элемента: То, что есть , внутреннее сопротивление зависит от природы электролита.Внутреннее сопротивление элемента равно обратно пропорционально общей площади электродов, погруженных в электролит. Внутреннее сопротивление ячейки зависит от природы электродов.

Постоянно ли внутреннее сопротивление?

По мере уменьшения тока d напряжение на внутреннем сопротивлении элемента, Ir, уменьшалось (при использовании V=IR), потому что внутреннее сопротивление должно оставаться постоянным .Следовательно, напряжение на клеммах увеличилось (поскольку меньше потерь на внутреннем резисторе ). не осталось постоянным .

Электродвижущая Сила — BrainDuniya

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА

Электродвижущая сила источника подачи электрического тока определяется как разность потенциалов между выводами элемента в разомкнутой цепи, т. е. когда ток не поступает из элемента.

  • В краткой форме электродвижущая сила записывается как ЭДС.
  • Электродвижущая сила — это не сила , а работа, совершаемая клеткой для переноса единичного положительного заряда от одного вывода клетки к другому.

ЭДС ячейки не зависит от –

  1. Размер электродов ячейки.
  2. Расстояние между электродами ячейки.
  3. Количество электролита, используемого в ячейке.

Разность потенциалов на клеммах

Разность потенциалов на клеммах ячейки определяется как разность потенциалов между клеммами ячейки, когда она подключена к замкнутой цепи, т. е. когда ток отбирается от ячейки по цепи.

  • Единица СИ для ЭДС или разности потенциалов равна вольт.

СОТОВЫЙ

Ячейка определяется как устройство, которое обеспечивает источник электропитания и использует химическую энергию для преобразования ее в электрическую энергию.Его также называют источником электродвижущей силы.

  • Ячейка имеет две клеммы, с помощью которых подключается внешняя цепь.
  • Положительная клемма называется анодом , а отрицательная клемма называется катодом .
  • Когда проводник подключен между этими терминалами, ячейка пропускает через него электрический ток .

Чтобы получить более высокую электродвижущую силу или ток в цепи, многие элементы используются совместно последовательно или параллельно или в смешанной комбинации.Комбинация таких элементов называется батареей .


Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление элемента определяется как сопротивление, оказываемое электролитом и электродами элемента протекающему через него электрическому току.

Рассмотрим ячейку с ЭДС ( E ) и внутренним сопротивлением ( r ), подключенную к цепи, имеющей внешнее сопротивление ( R ), как показано на рисунке.

080601 ВНУТРЕННЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЯЧЕЙКИ
  • Когда ключ ( K ) разомкнут, ток из ячейки не поступает.Таким образом, вольтметр считывает значение ЭДС ячейки.
  • Когда ключ ( K ) замкнут, ток поступает из ячейки в цепи. Таким образом, вольтметр покажет разность потенциалов ячейки.

Поскольку ( R ) и ( r ) соединены последовательно, ток в цепи будет равен –

I = \left ( \frac {E}{R + r} \right )

Или, \quad E = (IR + Ir) ………. (1)

Поскольку внешний резистор ( R ) также подключен параллельно электродам ячейки, разность потенциалов на клеммах представляет собой разность потенциалов на резисторе ( R ).

Следовательно, \quad V = IR …….. (2)

Следовательно, уравнение (1) принимает вид –

Е = В + Ir

Или, \quad V = E — Ir ……… (3)

Это показывает, что конечная разность потенциалов меньше, чем ЭДС ячейки.

Следовательно, теперь вольтметр считывает значение клеммной разности потенциалов (V) элемента, которое меньше начального показания ЭДС (E).


Электродвижущая сила и разность потенциалов
Сл.№ Электродвижущая сила. Разница потенциалов.
1 Это измеримая величина, когда цепь разомкнута. Это измеримая величина, когда цепь замкнута.
2 Электродвижущая сила не зависит от какого-либо внешнего сопротивления в цепи. Разность потенциалов между двумя точками цепи пропорциональна сопротивлению между этими точками.
3 Электродвижущая сила больше, чем разность потенциалов между двумя клеммами ячейки. Разность потенциалов между двумя выводами ячейки меньше электродвижущей силы.
4 Электродвижущая сила – термин, относящийся к источнику подачи электрического тока. Разность потенциалов — это общий термин, обозначающий влияние электрического тока в цепи.
5 Изменение электродвижущей силы (E) в зависимости от внешнего сопротивления (R) показано на рисунке (A).Из графика можно сделать вывод, что (E) не зависит от внешнего сопротивления (R). Изменение разности потенциалов (V) в зависимости от внешнего сопротивления (R) показано на рисунке (B). Из графика можно сделать вывод, что (V) прямо пропорциональна внешнему сопротивлению (R).
080602 ВЛИЯНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОДВИГАЮЩУЮ СИЛУ И РАЗНИЦУ ПОТЕНЦИАЛОВ

На рисунке (A) показано влияние внешнего сопротивления на ЭДС ячейки, а на рисунке (B) показано влияние внешнего сопротивления на терминальную разность потенциалов.


ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА ИЛИ АККУМУЛЯТОРА

Предположим, что элемент или батарея с ЭДС ( E ) и внутренним сопротивлением ( r ) заряжается зарядным устройством.

080603 ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА

Зарядное напряжение (V) поддерживается равным или выше ЭДС (E) заряжаемого аккумулятора.

Таким образом, чистая разность потенциалов на ячейке будет (V — E)

.

Эта результирующая разность потенциалов равна падению напряжения внутри элемента.

Следовательно, \quad ( V — E ) = Ir

Или, \quad V = (E + Ir)

Следовательно, зарядное напряжение должно поддерживаться выше ЭДС заряжаемого элемента, по крайней мере, на величину (Ir), где (I) — зарядный ток, а (r) — внутреннее сопротивление элемента.


Нравится:

Нравится Загрузка…

Родственные

Объяснение урока: Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление

В этом объяснении мы узнаем, как связать электродвижущую силу (ЭДС) батареи с ее напряжением на клеммах и ее внутренним сопротивлением.

Обычно считается, что батареи обеспечивают разность потенциалов для других компонентов цепи, чтобы производить ток в этих компонентах. Это верно. Однако также верно и то, что батарея создает разность потенциалов между собой, чтобы производить через себя ток.

Рассмотрим аккумулятор, который создает разность потенциалов 𝑉 на своих клеммах. Когда проводящий провод соединяет положительный и отрицательный клеммы аккумулятора, цепь замкнута.В цепи возникает постоянный ток 𝐼. Сила тока в проводе определяется выражением 𝐼=𝑉𝑅, где 𝑅 — сопротивление цепи.

Направление тока от положительной клеммы к отрицательной клемме. В последовательной цепи ток во всех точках цепи одинаков. Это означает, что должны быть равные токи от положительной клеммы и к отрицательной клемме. Это показано на следующем рисунке.

Отсюда мы видим, что в аккумуляторе тоже должен быть ток, равный току на его клеммах.Это показано на следующем рисунке.

Мы это видели 𝐼=𝑉𝑅.

Для двух последовательно соединенных сопротивлений 𝑅 и 𝑅 их суммарное сопротивление 𝑅сумма определяется выражением 𝑅=𝑅+𝑅.total

Тогда мы видим, что 𝑅total для цепи, состоящей из провода и батареи, должно быть суммой сопротивления провода и аккумулятора. Мы можем назвать сопротивление провода 𝑅 и сопротивление батареи 𝑟.

Уравнение 𝐼=𝑉𝑅, всего можно переставить так, чтобы 𝑉 было предметом, что дает нам 𝑉=𝐼𝑅.всего

Таким образом, ток в цепи можно выразить как 𝑉=𝐼(𝑅+𝑟).

𝑅 называется внешним сопротивлением (и также называется нагрузкой), а 𝑟 называется внутренним сопротивлением.

Разность потенциалов 𝑉 можно выразить как 𝑉=𝑊𝑄, где 𝑊 — работа, совершаемая разностью потенциалов над зарядом 𝑄 через разность потенциалов.

Разность потенциалов на концах провода — это уменьшение потенциала на проводе.Это показано на следующем рисунке.

Разность потенциалов, создаваемая батареей на проводе, равна работе, совершаемой на кулон заряда зарядов, перемещающихся по проводу от одну клемму аккумулятора к другой. Потенциал уменьшается по длине провода.

Так же, как и при перемещении по проводу, необходимо совершить работу по перемещению зарядов по батарее. При этом потенциальная энергия зарядов увеличивается, а не уменьшается. Тогда потенциал должен увеличиваться по длине батареи.Это показано на следующем рисунке.

Во многих случаях цепь, содержащая батарею, моделируется как имеющая чисто внешнее сопротивление. Разность потенциалов на таком внешнем Цепь можно измерить с помощью вольтметра, подключенного параллельно сопротивлению цепи, как показано на следующем рисунке.

Важно отметить, что провода, соединяющие батарею, резистор и вольтметр, на этой схеме смоделированы с пренебрежимо малым сопротивлением.

Можно было бы ожидать, что вольтметр может также измерять разность потенциалов на аккумуляторе, подключив вольтметр к аккумулятору, как показано на следующем рисунке.

Однако эта схема не измеряла разность потенциалов на аккумуляторе. Оба вольтметра в цепи будут измерять одно и то же значение, что является разностью потенциалов во внешней цепи.

Если мы хотим измерить разность потенциалов на клеммах батареи для зарядов, движущихся внутри батареи, вольтметр должен измерять работа, совершаемая зарядами, проходящими через батарею, а не через внешнюю цепь.

Итак, мы видим, что вольтметр в цепи не может измерить разность потенциалов на аккумуляторе.Это показывает, что нет никакого способа узнать значение внутреннего сопротивления батареи или разность потенциалов на ней. На самом деле можно определить эти значения, используя несколько измерений.

Рассматривая аккумулятор как элемент цепи, имеющий внешнее сопротивление 𝑅, мы видим, что должно происходить уменьшение потенциала, 𝑉аккумулятор, через аккумулятор. Это дается 𝑉=𝐼𝑟,батарея где 𝐼 — ток в цепи.

Теперь рассмотрим уравнение 𝑉=𝐼(𝑅+𝑟), где 𝑉 — разность потенциалов на внешнем сопротивлении, которую можно измерить с помощью вольтметра.

Это можно записать как 𝑉=𝐼𝑅+𝐼𝑟𝑉=𝐼𝑅+𝑉.battery

Чтобы использовать вольтметр для измерения полной разности потенциалов, которую может производить батарея, 𝑉батарея должна быть равна нулю.

𝑉батарея должна быть равна нулю, если значение 𝐼 равно нулю. Это дало бы нам уравнение 𝑉=𝐼𝑅+0𝑉=𝐼𝑅.

Это значение 𝑉 соответствует всей разности потенциалов батареи, совершающей работу во внешней цепи.

К сожалению, если значение 𝐼 равно нулю, то уравнение 𝑉=𝐼𝑅 должны иметь значения 𝑉=0×𝑅.

Кажется, это говорит нам о том, что вольтметр может измерить полную разность потенциалов батареи только в том случае, если эта разность потенциалов равна нулю. Это кажется неизбежным, поскольку батарея с ненулевой разностью потенциалов будет производить ненулевой ток и, следовательно, ненулевое значение 𝑉батареи.

Однако этот вывод неверен. Причина, по которой вывод неверен, выводится позже в этом объяснении. Однако, понимая, почему вывод неверно, сначала требует, чтобы мы снова рассмотрели уравнение 𝑉=𝐼𝑅+𝐼𝑟.

Мы видели, что показания вольтметра равны 𝐼𝑅. Как известно, разность потенциалов во внешней цепи плюс разность потенциалов на аккумуляторе, чтобы получить общую разность потенциалов, мы можем составить следующее уравнение: 𝑉=𝑉+𝑉.totalvoltmeterbattery

Для величин в этом уравнении есть специальные названия. 𝑉аккумулятор называют потерянным вольт, 𝑉вольтметр называется терминальным напряжением, а 𝑉total называется электродвижущей силой или ЭДС.

Все эти величины имеют единицу измерения вольт. ЭДС обозначается символом 𝜀. ЭДС, несмотря на свое название, не сила, а разность потенциалов.

Формула: Электродвижущая сила батареи

Электродвижущая сила 𝜀 батареи с напряжением на клеммах 𝑉 определяется выражением 𝜀=𝑉+𝐼𝑟, где 𝐼 — ток в аккумуляторе, а 𝑟 — внутреннее сопротивление аккумулятора.

Теперь рассмотрим пример, в котором определяется ЭДС батареи.

Пример 1: Определение ЭДС батареи

Цепь питается от батареи с напряжением на клеммах 2,5 В. Цепь имеет сопротивление 3,5 Ом, а внутреннее сопротивление батареи равно 0,65 Ом. Чему равна электродвижущая сила батареи? Дайте ответ с точностью до одного десятичного знака.

Ответ

ЭДС 𝜀 батареи определяется уравнением 𝜀=𝑉+𝐼𝑟, где 𝑉 — напряжение на клеммах аккумулятора, 𝑟 — внутреннее сопротивление аккумулятора, 𝐼 — ток в цепи.

Подставляя известные значения в это уравнение, мы видим, что 𝜀=2,5+0,65𝐼.

Мы видим, что поскольку 𝐼 не задано, мы еще не можем определить 𝜀.

Напомним, однако, что напряжение на клеммах определяется формулой 𝑉=𝐼𝑅.

Это уравнение можно изменить, чтобы сделать 𝐼 предметом, что дает 𝐼=𝑉𝑅.

Подставляя известные значения в это уравнение, мы видим, что 𝐼=2.53.5=2.53.5.VΩA

Значение 𝐼 можно подставить в 𝜀=2.5+0,65𝐼 давать 𝜀=2,5+0,65×2,53,5.

Округлив значение 𝜀 до одного десятичного знака, получим 𝜀=3,0 В.

Давайте теперь рассмотрим пример, в котором определяется внутреннее сопротивление батареи.

Пример 2: Определение внутреннего сопротивления батареи

Батарея с электродвижущей силой 4,50 В подключена к цепи с сопротивлением 2,75 Ом. Сила тока в цепи 1,36 А. Чему равно внутреннее сопротивление батареи? Дайте ответ с точностью до двух знаков после запятой.

Ответ

ЭДС 𝜀 батареи определяется уравнением 𝜀=𝑉+𝐼𝑟, где 𝑉 — напряжение на клеммах аккумулятора, 𝑟 — внутреннее сопротивление аккумулятора, 𝐼 — ток в цепи.

Это уравнение можно изменить следующим образом, чтобы сделать 𝑟 субъектом. 𝜀=𝑉+𝐼𝑟𝜀−𝑉=𝐼𝑟𝜀−𝑉𝐼=𝑟𝑟=𝜀−𝑉𝐼.

Подставляя известные значения в это уравнение, мы видим, что 𝑟=4,50−𝑉1,36.

Мы видим, что поскольку 𝑉 не задано, мы еще не можем определить 𝑟.

Напомним, однако, что напряжение на клеммах определяется формулой 𝑉=𝐼𝑅.

Подставляя известные значения в это уравнение, мы видим, что 𝑉=1,36×2,75=3,74.AΩV

Подставляя это значение 𝑉 в 𝑟=4,50−3,741,36, затем округляем значение 𝑟 до двух знаков после запятой, имеем 𝑟=0,56 Ом.

Схема, подобная показанной на следующем рисунке, может использоваться для определения ЭДС и внутреннего сопротивления батареи.

Вольтметр в цепи измеряет напряжение на клеммах аккумулятора.Переменный резистор в цепи допускает сопротивление цепи быть измененным. Изменение сопротивления цепи изменяет силу тока в цепи. Значение напряжения на клеммах для разных значений тока поэтому можно измерить.

Измеренные значения можно нанести на график.

По мере уменьшения значения 𝐼 значение 𝑉 увеличивается. Значение 𝐼 для 𝑉=0 не может быть определяется по показаниям вольтметра, но может быть оценен по показаниям вольтметра, где 𝐼>0.Это показано на следующем рисунке.

Этот график представляет собой график прямой линии, пересекающей ось 𝑦 с 𝜀. График имеет отрицательный наклон.

График прямой линии можно записать как 𝑦=𝑚𝑥+𝑐, где 𝑚 — наклон графика, а 𝑐 — пересечение оси 𝑦.

График, используемый для оценки 𝜀, имеет значения 𝐼 на оси 𝑥 и значения 𝑉 на его оси 𝑦. Это показывает нам, что уравнение линии этого графика имеет вид 𝑉=𝑚𝐼+𝜀𝑉=𝜀+𝑚𝐼𝑉=𝜀+𝐼𝑚.

Мы можем изменить уравнение 𝜀=𝑉+𝐼𝑟 так как 𝜀−𝐼𝑟=𝑉𝑉=𝜀−𝐼𝑟.

Сравнение 𝑉=𝜀−𝐼𝑟 к уравнению для линии графика, используемой для оценки 𝜀, 𝑉=𝜀+𝐼𝑚, Мы видим, что −𝑚=𝑟.

Таким образом, график можно использовать для определения 𝑟, а также 𝜀. ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора можно определить.

Давайте теперь рассмотрим пример, в котором ЭДС и внутреннее сопротивление батареи определяются из измерений.

Пример 3. Определение ЭДС и внутреннего сопротивления батареи с использованием нескольких измерений

На графике показано изменение тока в цепи с напряжением на клеммах батареи, которая производит ток.

  1. Какова электродвижущая сила батареи?
  2. Каково внутреннее сопротивление батареи?

Ответ

Часть 1

ЭДС 𝜀 батареи определяется уравнением 𝜀=𝑉+𝐼𝑟, где 𝑉 — напряжение на клеммах аккумулятора, 𝑟 — внутреннее сопротивление аккумулятора, 𝐼 — ток в цепи.

Величина ЭДС 𝜀 батареи равна точке пересечения оси 𝑦 линии наилучшего соответствия точек нанесен на график. Это показано на следующем рисунке.

ЭДС батареи 6 В.

Часть 2

Внутреннее сопротивление 𝑟 батареи определяется по уравнению 𝜀=𝑉+𝐼𝑟.

Это уравнение можно переформулировать как 𝑉=𝜀−𝐼𝑟 и выражается как 𝑉=𝜀+(−𝑟)𝐼.

Это уравнение можно сравнить с уравнением для линии наилучшего соответствия 𝑦=𝑐+𝑚𝑥, где 𝑦 — напряжение на клеммах, 𝑥 — ток, 𝑐 — ЭДС, а 𝑚 — наклон линии.

Итак, мы видим, что 𝑚=−𝑟, и так 𝑟=−𝑚.

Наклон линии наилучшего соответствия определяется выражением 𝑚=Δ𝑦Δ𝑥=Δ𝑉Δ𝐼.

Мы можем взять два очень четких значения 𝑉 и 𝐼 из графика: 𝑉=5,90 В и 𝐼=0,80 А, и 𝑉=5,85 В и 𝐼=1,20 А.

Это дает нам значение Δ𝑉 следующим образом: Δ𝑉=5,90−5,85=0,05.VVV

Это дает нам значение Δ𝐼 следующим образом: Δ𝐼=0,80−1,20=−0,40.AAA

Это дает значение 𝑚 следующим образом: 𝑚=0.05−0,40=−0,125 ВАОм

Мы знаем, что 𝑟=−𝑚, и поэтому 𝑟 равно 0,125 Ом.

Давайте теперь обобщим то, что было изучено в этом объяснителе.

Ключевые моменты

  • Батарея имеет сопротивление, называемое внутренним сопротивлением.
  • Часть разности потенциалов, создаваемая батареей, способствует перемещению зарядов через батарею. Эта разность потенциалов недоступна для перемещения зарядов по цепи, к которой подключен аккумулятор.
  • Полная разность потенциалов, создаваемая батареей, называется ЭДС батареи.
  • Разность потенциалов, которую батарея обеспечивает для цепи, подключенной к батарее, называется напряжением на клеммах батареи.
  • ЭДС 𝜀, напряжение на клеммах 𝑉 и внутреннее сопротивление 𝑟 батареи подключены к цепи с током 𝐼 связаны уравнением 𝜀=𝑉+𝐼𝑟.
  • ЭДС и внутреннее сопротивление батареи нельзя измерить напрямую, но можно косвенно оценить.

Что делать, если не было внутреннего сопротивления? – М.В.Организинг

Что делать, если не было внутреннего сопротивления?

При незначительном внутреннем сопротивлении p.d. через Y будет равна ЭДС ячейки. Поскольку p.d. теперь постоянна, а соотношение между мощностью и сопротивлением, поскольку постоянное напряжение является обратным, мощность будет уменьшаться по мере увеличения значения Y.

Какова формула внутреннего сопротивления?

Внутреннее сопротивление измеряется в Омах.Зависимость между внутренним сопротивлением (r) и ЭДС (e) ячейки определяется формулой. e = I (r + R), где e = ЭДС, т. е. электродвижущая сила (Вольты), I = ток (А), R = сопротивление нагрузки, а r — внутреннее сопротивление ячейки, измеренное в омах.

Что такое внутреннее и внешнее сопротивление?

Внутреннее сопротивление

— это сопротивление электролита потоку электронов. внешнее сопротивление — это сопротивление, оказываемое потоку электричества во внешней цепи. laminiaduo7 и еще 21 пользователь считают этот ответ полезным.

В чем разница между ЭДС и внутренним сопротивлением?

Определение. Разность потенциалов между полюсами ячейки, когда от нее не отводится ток, называется электродвижущей силой (ЭДС) ячейки. Если внешнее сопротивление равно R, а внутреннее сопротивление равно r, общее сопротивление цепи равно R+r, так что протекающий ток равен E/(R+r).

Что вызывает внутреннее сопротивление батареи?

Сульфатация и коррозия сетки являются основными причинами повышения внутреннего сопротивления при использовании свинцово-кислотных аккумуляторов.Температура также влияет на сопротивление; тепло понижает его, а холод повышает. Нагрев батареи на мгновение снизит внутреннее сопротивление, чтобы обеспечить дополнительное время работы.

Имеет ли батарея внутреннее сопротивление?

Батареи всегда будут иметь некоторое сопротивление. Хотя внутреннее сопротивление может быть низким или казаться низким, около 0,1 Ом для щелочной батареи типа АА и от 1 до 2 Ом для 9-вольтовой щелочной батареи, оно может вызвать заметное падение выходного напряжения, если к нему подключена нагрузка с низким сопротивлением. Это.

Что означает батарея 1,5 В?

Что такое батарея 1,5 В? Классическое номинальное напряжение, большинство элементов AA, AAA, C и D составляет 1,5 вольта, и многие бытовые и портативные устройства были созданы для использования этого напряжения. Первые угольно-цинковые сухие элементы естественным образом производили 1,5 вольта энергии и с тех пор остаются стандартом.

Можно ли полностью разряжать литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионные аккумуляторы не следует часто полностью разряжать и перезаряжать («глубокий цикл»).Вам может потребоваться время от времени полностью разряжать его для повторной калибровки электроники измерения емкости в аккумуляторе. Каждых 30 циклов или около того должно быть достаточно.

Как быстрее всего разрядить ионно-литиевый аккумулятор?

Самый быстрый способ — это закоротить аккумулятор, лучший способ — не закорачивать аккумулятор, а иметь контролируемый разряд, как вы делаете с лампой. В то время как я предложу это, с предисловием, проявляя осторожность, вы можете соединить пару ламп параллельно, чтобы уменьшить сопротивление цепи.

Как продлить срок службы литий-ионного аккумулятора?

Увеличение срока службы батареи

  1. Используйте циклы частичного разряда.
  2. Избегайте зарядки до 100% емкости.
  3. Выберите правильный метод завершения зарядки.
  4. Ограничение температуры батареи.
  5. Избегайте высоких зарядных и разрядных токов.
  6. Избегайте очень глубоких разрядов (ниже 2 В или 2,5 В)

5 советов по питанию, которые помогут вам хорошо стареть

Мы наблюдаем старение населения, явление, при котором число взрослых в возрасте 65 лет и старше продолжает расти.По оценкам, к 2050 году каждый шестой человек будет старше 65 лет, что почти на 50% больше, чем в 2019 году.

Поэтому важно, чтобы мы знали, как заботиться о своем теле в процессе старения. максимизировать продолжительность здоровья или качество жизни. С годами мы все замечаем, что все меняется — например, наш метаболизм. Давайте поговорим о том, почему это происходит и что мы можем с этим поделать.

Процесс старения очень сложен и зависит от многих внутренних и внешних факторов, включая гены, окружающую среду, состояние здоровья и факторы образа жизни, которые варьируются между всеми различными молекулами в клетках одного человека, а также между людьми.Процесс прогрессирует постепенно и вызывает структурные и функциональные изменения в организме человека, которые влияют на гормоны в нашей эндокринной системе, здоровье нашего сердца, пищеварительной системы, нервной системы и опорно-двигательного аппарата. Существует сильная связь между старением и молекулами, которые способствуют воспалению в организме. Это стойкое слабовыраженное воспаление определяется как «воспаление».

Одним из признаков процесса старения является саркопения, которая представляет собой возрастное снижение мышечной массы и силы, которое мы начинаем наблюдать у женщин в возрасте 40 лет и у мужчин в возрасте 50 лет.Ученые считают, что это связано с целым рядом условий, характеризующих процесс старения. Некоторые из них включают более низкие уровни физической активности, клеточные изменения, воспаление, изменения в молекулах, из которых состоят мышечные волокна, и более низкие уровни гормонов, которые строят и поддерживают мышцы.

Мышцы помогают управлять метаболизмом, поэтому неудивительно, что по мере того, как мышечная масса со временем уменьшается, снижается и скорость метаболизма, или общее количество калорий, которые кто-то сжигает за день.Подсчитано, что скорость метаболизма снижается на 3-7% каждое десятилетие, начиная примерно с 40-х или 50-х годов. Хотя мы не можем физически увидеть все эти изменения, мы можем видеть и чувствовать увеличение жировых отложений, которое происходит в возрасте около 50 лет.

Медицинские работники больше заботятся о том, как жировые отложения перераспределяются в организме с возрастом, а не о том, что они увеличиваются. Жировая ткань с возрастом имеет тенденцию больше собираться вокруг средней части тела. Это централизованное перераспределение жира в организме изменяет эндокринную и метаболическую функции таким образом, что это связано с повышенным риском развития таких заболеваний, как диабет 2 типа или сердечно-сосудистые заболевания.

Наш желудочно-кишечный тракт также со временем меняется таким образом, что снижается аппетит и жажда. Гормоны, действующие в желудке и кишечнике, изменяются, чтобы мы быстрее чувствовали себя сытыми.

Из-за всех этих сдвигов пожилые люди подвергаются большему риску заболеть и плохо питаться, что изнурительно и мешает людям делать то, что делает их счастливыми, когда они стареют. Хорошая новость заключается в том, что мы можем использовать образ жизни и питание для эффективной оптимизации питания и ослабления возрастных метаболических изменений, которые помогут нам стареть изящно.

Участвуйте в упражнениях с отягощениями: Регулярная физическая активность положительно влияет на процесс старения, стимулируя рост и силу мышц. Упражнения на протяжении всей жизни помогают защитить от саркопении и приводят к лучшим результатам в отношении функции и подвижности у пожилых людей по сравнению с теми, кто ведет малоподвижный образ жизни. Поскольку пожилые люди не могут поддерживать и наращивать мышечную массу так же легко, как молодые люди, упражнения с отягощениями, в которых вы толкаете силу — веса, эспандеры или даже вес собственного тела — являются важной стратегией, запускающей мышечный синтез.Для взрослых особенно важно участвовать в упражнениях с отягощениями два-три раза в неделю, когда им за 50.

Белок в приоритете: Потребление белка стимулирует синтез мышц. Чтобы максимизировать эту реакцию, пожилым людям рекомендуется потреблять белок в последовательных дозах в течение дня, стремясь к 25-35 граммам или 3-4 унциям белка за один прием пищи. Лучше выбирать высококачественные источники белка, такие как морепродукты, молочные продукты или растительные белки, такие как рыба, яйца, нежирный греческий йогурт, бобы и киноа, а не менее постные и питательные белки, такие как красное мясо.

Добавьте жирные кислоты омега-3 к своей тарелке: Жирные кислоты омега-3 — это тип ненасыщенных жиров, которые, как было доказано, защищают от последствий воспалений, улучшая здоровье мозга, сердца и обмен веществ. DHA, тип омега-3, содержится в больших количествах в головном мозге, а также в мембранах клеток. Некоторые исследования также показали, что эти жирные кислоты могут улучшить перенос питательных веществ в мышцы, что является ключевым фактором в борьбе с саркопенией.Добавьте защитные омега-3 к еде или закуске, готовя на оливковом масле, съедая дополнительную горсть орехов или отдавая предпочтение авокадо/гуакамоле, когда у вас есть возможность.

Сосредоточьтесь на темно-зеленых, желтых и оранжевых овощах: Хотя все овощи являются отличным выбором питательных веществ, овощи с оттенками зеленого, желтого и оранжевого содержат соединения, называемые каротиноидами, которые связаны с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых видов рака и нейродегенерация.Примером этого может быть салат из зеленых листьев с лососем или, возможно, фахитас из болгарского перца с гуакамоле сверху.

Ешьте и пейте пробиотики: Ежедневное употребление пищи и/или напитков, богатых пробиотиками, потенциально может помочь компенсировать воспаление кишечника, возникающее с возрастом. Пробиотики обеспечивают ваш организм живыми видами полезных бактерий, которые помогают контролировать здоровье вашего кишечника и эффективно выполнять все связанные с ним процессы.Их можно найти в некоторых более экзотических блюдах, таких как кимчи, квашеная капуста, темпе или ферментированные соленые огурцы. Пробиотики также можно найти во многих молочных продуктах, включая греческий йогурт, кефир и некоторые сыры, такие как моцарелла, гауда, творог и чеддер. Одним из преимуществ получения пробиотиков через молочные продукты является то, что молочные продукты содержат кальций, снижающий плотность костей, а также высококачественный белок.

Питание для старения зависит от образа жизни и режима питания, а не от какого-то одного продукта или нутриента в отдельности.Начните включать упражнения с отягощениями и экспериментируйте с этими рекомендациями по питанию, чтобы дать своему телу питательные вещества, которые будут поддерживать хорошее состояние питания и смягчать метаболические изменения, происходящие с возрастом.

Эмма Уиллингем — зарегистрированный диетолог, практикующий в поликлинике амбулаторной больницы и через свою частную практику «Fuel with Emma». Вы можете найти ее в социальных сетях по адресу @fuelwithemma.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.