rezystancja wewnętrzna źródła
Na podstawie wyjaśnień do pytań egzaminacyjnych UKE
Każde rzeczywiste źródło napięcia ma rezystancję wewnętrzną, która powoduje spadek napięcia proporcjonalny do pobieranego prądu. Napięcie na zaciskach źródła pod obciążeniem wynosi U = EMF - I·r, gdzie EMF to siła elektromotoryczna, I to prąd obciążenia, a r to rezystancja wewnętrzna.
Rzeczywiste źródło napięcia modelujemy jako idealną EMF z rezystancją wewnętrzną r. Napięcie na zaciskach pod obciążeniem wynosi U = EMF - I·r. Przy zwarciu (R=0) cały prąd ogranicza rezystancja wewnętrzna: I_zwarcia = EMF/r. Rezystancja wewnętrzna rośnie ze zużyciem ogniwa.
Napięcie na zaciskach źródła pod obciążeniem: U = EMF - I·r. Przy zwarciu: Izw = EMF/r. Napięcie bez obciążenia = EMF. Rezystancja wewnętrzna rośnie ze zużyciem ogniwa i spadkiem temperatury. Przy równoległym łączeniu ogniw rezystancja wewnętrzna maleje.
Pytania egzaminacyjne (3)
d1-5 O ile spadnie napięcie 12 V akumulatora o rezystancji wewnętrznej 0,1 Ω przy poborze 10 A prądu?
O ile spadnie napięcie 12 V akumulatora o rezystancji wewnętrznej 0,1 Ω przy poborze 10 A prądu?
Spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej akumulatora obliczamy z prawa Ohma: U = I × r = 10 A × 0,1 Ω = 1 V. Napięcie na zaciskach akumulatora pod obciążeniem wyniesie 12 V - 1 V = 11 V. Rezystancja wewnętrzna to parametr każdego źródła napięcia, który powoduje spadek napięcia przy pobieraniu prądu.
Tip: Proste prawo Ohma: U = I × r. Tutaj 10 × 0,1 = 1 V. Szukamy spadku napięcia, nie napięcia końcowego.
d1-30 Siła elektromotoryczna ogniwa wynosi 1,5 V. Rezystancja wewnętrzna ogniwa wynosi 0,1 Ω. Z ogniwa pob...
Siła elektromotoryczna ogniwa wynosi 1,5 V. Rezystancja wewnętrzna ogniwa wynosi 0,1 Ω. Z ogniwa pobieramy prąd 1 A. Jakie będzie napięcie na zaciskach ogniwa?
Napięcie na zaciskach ogniwa pod obciążeniem: U = EMF - I·r = 1,5 V - 1 A × 0,1 Ω = 1,5 V - 0,1 V = 1,4 V. Rezystancja wewnętrzna powoduje spadek napięcia proporcjonalny do pobieranego prądu. Im większy prąd, tym większy spadek i mniejsze napięcie na zaciskach.
Tip: U = EMF - I·r. Odejmij spadek na rezystancji wewnętrznej od EMF. 1,5 - (1 × 0,1) = 1,4 V.
d1-136 Siła elektromotoryczna ogniwa wynosi 1,5 V. Oporność wewnętrzna ogniwa wynosi 0,1Ω. Z ogniwa pobiera...
Siła elektromotoryczna ogniwa wynosi 1,5 V. Oporność wewnętrzna ogniwa wynosi 0,1Ω. Z ogniwa pobieramy prąd 1 A. Jakie będzie napięcie na zaciskach ogniwa?
U = EMF - I·r = 1,5 V - 1 A × 0,1 Ω = 1,4 V. To powtórzenie pytania d1-30 — identyczne wartości. Napięcie na zaciskach ogniwa pod obciążeniem jest zawsze niższe niż EMF o spadek na rezystancji wewnętrznej.
Tip: U = EMF - I·r = 1,5 - 0,1 = 1,4 V. Identyczne z d1-30.