Ano ang panloob na pagtutol

Ipagpalagay na mayroong isang simpleng electrical closed circuit na may kasamang kasalukuyang pinagmumulan, halimbawa isang generator, galvanic cell o baterya, at isang resistor ng resistance R. Dahil ang kasalukuyang nasa circuit ay hindi naaantala kahit saan, ito ay dumadaloy din sa loob ng pinagmulan.

Sa ganoong sitwasyon, masasabi nating ang bawat pinagmulan ay may ilang panloob na pagtutol na pumipigil sa pag-agos ng agos. Ang panloob na pagtutol na ito ay nagpapakilala sa kasalukuyang pinagmulan at tinutukoy ng letrang r. Para sa galvanic cell o baterya, ang panloob na pagtutol ay ang paglaban ng electrolyte solution at ang mga electrodes, para sa isang generator - ang paglaban ng mga windings ng stator, atbp.

Kaya, ang isang kasalukuyang mapagkukunan ay nailalarawan sa pamamagitan ng parehong magnitude ng EMF at ang halaga ng sarili nitong panloob na pagtutol r - parehong mga katangian ay nagpapahiwatig ng kalidad ng pinagmulan.

Ang mga high-voltage electrostatic generators (gaya ng Van de Graaf generator o Wimshurst generator) halimbawa, ay nagtatampok ng malaking EMF na sinusukat sa milyun-milyong volts, habang ang kanilang panloob na resistensya ay sinusukat sa daan-daang megohms, kaya hindi ito angkop para sa pagkuha. mataas na agos.

Sa kabaligtaran, ang mga galvanic cell (tulad ng isang baterya) ay may EMF sa pagkakasunud-sunod ng 1 volt, bagaman ang kanilang panloob na pagtutol ay nasa pagkakasunud-sunod ng mga fraction o hindi hihigit sa sampung ohms, at samakatuwid ay maaaring makuha ang mga alon ng mga yunit at sampu-sampung amperes. mula sa galvanic cells.

Ang diagram na ito ay nagpapakita ng isang tunay na pinagmulan na may konektadong pagkarga. Ang mga ito ay tinukoy dito Pinagmulan ng EMF, ang panloob na paglaban nito pati na rin ang paglaban sa pagkarga. Ayon kay Batas ng Ohm para sa isang closed circuit, ang kasalukuyang sa circuit na ito ay magiging katumbas ng:

Dahil ang panlabas na seksyon ng circuit ay homogenous, kung gayon mula sa batas ng Ohm ang boltahe sa buong pagkarga ay matatagpuan:

Ang pagpapahayag ng paglaban ng pagkarga mula sa unang equation at pagpapalit ng halaga nito sa pangalawang equation, nakuha namin ang pagtitiwala ng boltahe sa pagkarga sa kasalukuyang sa isang closed circuit:

Sa isang saradong loop, ang EMF ay katumbas ng kabuuan ng pagbaba ng boltahe sa mga elemento ng panlabas na circuit at sa panloob na pagtutol ng pinagmulan mismo. Ang pag-asa ng boltahe ng pagkarga sa kasalukuyang pagkarga ay perpektong linear.

Ang graph ay nagpapakita nito, ngunit ang pang-eksperimentong data para sa isang tunay na risistor (mga tumatawid malapit sa graph) ay palaging naiiba mula sa ideal:

Ipinapakita ng mga eksperimento at lohika na sa zero load current ang external circuit voltage ay katumbas ng source emf at sa zero load voltage ang circuit current ay kasalukuyang short circuit… Ang pag-aari na ito ng mga tunay na circuit ay nakakatulong sa eksperimento na mahanap ang EMF at panloob na pagtutol ng mga tunay na pinagmumulan.

Eksperimental na pagtuklas ng panloob na pagtutol

Upang eksperimento na matukoy ang mga katangiang ito, ang isang graph ng pagtitiwala ng boltahe sa pag-load sa magnitude ng kasalukuyang ay binuo, pagkatapos nito ay extrapolated sa punto ng intersection sa mga axes.

Sa punto ng intersection ng graph na may boltahe spine ay ang halaga ng source emf, at sa punto ng intersection sa kasalukuyang axis ay ang halaga ng short-circuit current. Bilang resulta, ang panloob na pagtutol ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

Ang kapaki-pakinabang na kapangyarihan na binuo ng pinagmulan ay ipinamamahagi sa buong load. Ang graph ng pag-asa ng kapangyarihang ito sa paglaban ng pagkarga ay ipinapakita sa figure. Ang curve na ito ay nagsisimula mula sa intersection ng mga coordinate axes sa zero point, pagkatapos ay tumataas sa pinakamataas na halaga ng kapangyarihan, pagkatapos ay bumaba sa zero na may load resistance na katumbas ng infinity.

Upang mahanap ang maximum load resistance kung saan ang teoretikal na maximum na kapangyarihan ay bubuo sa isang ibinigay na pinagmulan, ang derivative ng power formula na may paggalang sa R ​​ay kinuha at nakatakda sa zero. Mabubuo ang maximum na kapangyarihan kapag ang resistensya ng panlabas na circuit ay katumbas ng resistensya ng panloob na pinagmulan:

Ang probisyon na ito para sa maximum na kapangyarihan sa R ​​= r ay nagbibigay-daan sa iyo upang eksperimento na mahanap ang panloob na paglaban ng pinagmulan sa pamamagitan ng pag-plot ng kapangyarihan na inilabas sa load kumpara sa halaga ng paglaban ng pagkarga.Ang paghahanap ng aktwal sa halip na theoretical load resistance na nagbibigay ng maximum na kapangyarihan ay tumutukoy sa aktwal na panloob na resistensya ng power supply.

Ang kahusayan ng kasalukuyang pinagmumulan ay nagpapahiwatig ng ratio ng pinakamataas na kapangyarihan na ibinahagi sa load sa kabuuang kapangyarihan na kasalukuyang binuo.

Malinaw na kung ang pinagmulan ay bubuo ng gayong kapangyarihan na ang pinakamataas na posibleng kapangyarihan para sa isang naibigay na mapagkukunan ay nakuha sa pagkarga, kung gayon ang kahusayan ng pinagmulan ay magiging katumbas ng 50%.