በኮንዳክተሩ ውስጥ ያለው የኤሌትሪክ ጅረት በኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ስር ስለሚነሳ ነፃ ቻርጅ የተደረገባቸው ቅንጣቶች ወደ ቀጥታ እንቅስቃሴ እንዲመጡ ያስገድዳቸዋል። የንጥል ፍሰት መፍጠር ከባድ ችግር ነው። በአንድ ግዛት ውስጥ የሜዳውን እምቅ ልዩነት ለረጅም ጊዜ የሚቆይ እንዲህ አይነት መሳሪያ መገንባት የሰው ልጅ ሊፈታ የሚችለው በ18ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ ብቻ ነው።
የመጀመሪያ ሙከራዎች
የመጀመሪያው ሙከራ ለቀጣይ ጥናትና አጠቃቀሙ "ኤሌክትሪክን ለመሰብሰብ" የተደረገው በሆላንድ ነው። ጀርመናዊው ኢዋልድ ዩርገን ቮን ክሌስት እና ሆላንዳዊው ፒተር ቫን ሙስቸንብሩክ በሌይድ ከተማ ጥናታቸውን ያካሄዱት የአለማችን የመጀመሪያ capacitor ፈጥረው በኋላም "ላይደን ጃር" ተባሉ።
የኤሌክትሪክ ሃይል ክምችት በሜካኒካል ፍጥጫ እርምጃ ቀድሞ ተከስቷል። ለተወሰነ፣ ይልቁንም ለአጭር ጊዜ፣ በኮንዳክተር በኩል ፈሳሽን መጠቀም ተችሏል።
የሰው አእምሮ እንደ ኤሌትሪክ ባሉ ኢፌመር ንጥረ ነገሮች ላይ ያሸነፈው ድል አብዮታዊ ሆነ።
እንደ አለመታደል ሆኖ ማስወጣት (በመያዣ የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ ፍሰት)በጣም አጭር በመሆኑ ቀጥተኛ ፍሰት መፍጠር አልቻለም። በተጨማሪም, በ capacitor የሚቀርበው ቮልቴጅ ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል, ይህም የማያቋርጥ ጅረት ለመቀበል የማይቻል ያደርገዋል.
ሌላ መንገድ መፈለግ ነበረብኝ።
የመጀመሪያው ምንጭ
የጣሊያን ጋልቫኒ "የእንስሳት ኤሌክትሪክ" ሙከራዎች በተፈጥሮ ውስጥ የተፈጥሮ የተፈጥሮ ምንጭ ለማግኘት የመጀመሪያ ሙከራ ነበሩ። የተበታተኑ እንቁራሪቶችን እግር በብረት ማሰሪያዎች ላይ በብረት ጥልፍልፍ መንጠቆ ላይ ሰቅሎ፣ የነርቭ መጋጠሚያዎች ባህሪያዊ ምላሽ ትኩረትን ይስባል።
ነገር ግን ሌላው ጣሊያናዊ አሌሳንድሮ ቮልታ የጋልቫኒ መደምደሚያ ውድቅ አድርጓል። ከእንስሳት ፍጥረታት ኤሌክትሪክ የማግኘት እድል ለማግኘት ፍላጎት ነበረው, በእንቁራሪቶች ላይ ተከታታይ ሙከራዎችን አድርጓል. ነገር ግን መደምደሚያው ከቀደሙት መላምቶች ፍጹም ተቃራኒ ሆኖ ተገኝቷል።
ቮልታ ትኩረትን ስቧል ህይወት ያለው ፍጡር የኤሌትሪክ ፍሳሽ አመላካች ብቻ ነው። የአሁኑ ጊዜ ሲያልፍ, የእግሮቹ ጡንቻዎች ይቀንሳሉ, ይህም ልዩነት ሊኖር ይችላል. የኤሌትሪክ መስኩ ምንጭ የማይመሳሰሉ ብረቶች ግንኙነት ነበር። በተከታታይ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ውስጥ በሩቅ ሲለያዩ ውጤቱ የበለጠ ይሆናል።
ተመሳሳይ የሆኑ ብረቶች ሳህኖች በኤሌክትሮላይት መፍትሄ ውስጥ በተቀቡ የወረቀት ዲስኮች ተዘርግተው ለረጅም ጊዜ አስፈላጊውን ልዩነት ፈጥረዋል ። እና ዝቅተኛ (1.1 ቪ) ይሁን, ነገር ግን የኤሌክትሪክ ጅረት ለረጅም ጊዜ ሊመረመር ይችላል. ዋናው ነገር ቮልቴጁ እስካልተለወጠ ድረስ መቆየቱ ነው።
ምን እየሆነ ነው
ለምንድነው "ጋላቫኒክ ህዋሶች" የሚባሉት ምንጮች እንዲህ አይነት ውጤት ያስከትላሉ?
በዳይኤሌክትሪክ ውስጥ የተቀመጡ ሁለት የብረት ኤሌክትሮዶች የተለያዩ ሚናዎችን ይጫወታሉ። አንዱ ኤሌክትሮኖችን ያቀርባል, ሌላኛው ይቀበላቸዋል. የድጋሚ ምላሽ ሂደት በአንድ ኤሌክትሮዶች ላይ ከመጠን በላይ ኤሌክትሮኖች እንዲታዩ ያደርጋቸዋል, እሱም አሉታዊ ምሰሶ ይባላል, እና በሁለተኛው ላይ ጉድለት, የምንጭውን አወንታዊ ምሰሶ እንጠቁማለን.
በጣም ቀላል በሆኑት የጋልቫኒክ ህዋሶች ውስጥ ኦክሲዲቲቭ ምላሾች በአንድ ኤሌክትሮድ ላይ ይከሰታሉ፣ በሌላኛው ደግሞ የመቀነስ ምላሾች ይከሰታሉ። ኤሌክትሮኖች ከወረዳው ውጭ ወደ ኤሌክትሮዶች ይመጣሉ. ኤሌክትሮላይት በምንጩ ውስጥ ያሉት ionዎች የአሁኑ መሪ ነው. የመቋቋም ጥንካሬ የሂደቱን ቆይታ ይቆጣጠራል።
የመዳብ-ዚንክ አባል
የጋላቫኒክ ሴሎች አሠራር መርህ የመዳብ-ዚንክ ጋልቫኒክ ሴል ምሳሌን መጠቀም አስደሳች ነው ፣ ተግባሩም በዚንክ እና በመዳብ ሰልፌት ኃይል ምክንያት ነው። በዚህ ምንጭ ውስጥ የመዳብ ሳህን በመዳብ ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ ይቀመጣል, እና የዚንክ ኤሌክትሮድ በዚንክ ሰልፌት መፍትሄ ውስጥ ይጠመዳል. መቀላቀልን ለመከላከል መፍትሄዎች በባለ ቀዳዳ ስፔሰር ይለያያሉ፣ነገር ግን መገናኘት አለባቸው።
ወረዳው ከተዘጋ የዚንክ የላይኛው ንብርብር ኦክሳይድ ነው። ከፈሳሹ ጋር በመተባበር ሂደት ውስጥ የዚንክ አተሞች ወደ ionዎች ተለውጠዋል, በመፍትሔው ውስጥ ይታያሉ. ኤሌክትሮኖች በኤሌክትሮድ ላይ ይለቀቃሉ, ይህም የአሁኑን ማመንጨት ውስጥ ሊሳተፍ ይችላል.
ወደ መዳብ ኤሌክትሮድ ሲደርሱ ኤሌክትሮኖች በመቀነሱ ምላሽ ውስጥ ይሳተፋሉ። ከመፍትሄ፣ የመዳብ ions ወደ ላዩን ንብርብር ይገባሉ፣ በመቀነሱ ሂደት ወደ መዳብ አተሞች ይለወጣሉ፣ በመዳብ ሳህን ላይ ይቀመጣሉ።
የሆነውን ለማጠቃለል፡- የጋላቫኒክ ሴል አሰራር ሂደት ኤሌክትሮኖች ከሚቀነሰው ኤጀንት ወደ ኦክሳይድ ኤጀንት በወረዳው ውጫዊ ክፍል ላይ በማስተላለፍ አብሮ ይመጣል። በሁለቱም ኤሌክትሮዶች ላይ ምላሾች ይከሰታሉ. አንድ ion current ወደ ምንጩ ውስጥ ይፈስሳል።
የአጠቃቀም አስቸጋሪ
በመርህ ደረጃ፣ ማንኛቸውም የድጋሚ ምላሾች በባትሪ ውስጥ መጠቀም ይችላሉ። ነገር ግን በቴክኒካል ጠቃሚ ንጥረ ነገሮች ውስጥ ለመስራት የሚችሉ ብዙ ንጥረ ነገሮች የሉም። በተጨማሪም፣ ብዙ ግብረመልሶች ውድ የሆኑ ንጥረ ነገሮችን ይፈልጋሉ።
ዘመናዊ ባትሪዎች ቀለል ያለ መዋቅር አላቸው። በአንድ ኤሌክትሮላይት ውስጥ የተቀመጡ ሁለት ኤሌክትሮዶች እቃውን - የባትሪ መያዣውን ይሞላሉ. እንደነዚህ ያሉት የንድፍ ባህሪያት አወቃቀሩን ቀላል ያደርጉታል እና የባትሪዎችን ዋጋ ይቀንሳሉ.
ማንኛውም የጋልቫኒክ ሴል ቀጥተኛ ፍሰትን መስራት ይችላል።
የአሁኑ ተቃውሞ ሁሉም ionዎች በአንድ ጊዜ በኤሌክትሮዶች ላይ እንዲገኙ አይፈቅድም, ስለዚህ ኤለመንቱ ለረጅም ጊዜ ይሰራል. የ ion ምስረታ ኬሚካላዊ ምላሾች ይዋል ይደር እንጂ ይቆማሉ፣ ንጥረ ነገሩ ይወጣል።
የአሁኑ ምንጭ ውስጣዊ ተቃውሞ አስፈላጊ ነው።
ትንሽ ስለ መቋቋም
የኤሌክትሪክ ጅረት መጠቀሙ ሳይንሳዊ እና ቴክኖሎጂያዊ እድገትን ወደ አዲስ ደረጃ እንዳመጣ ምንም ጥርጥር የለውም። ነገር ግን የአሁኑን ፍሰት የመቋቋም ሃይል ለእንደዚህ አይነት እድገት እንቅፋት ይፈጥራል።
በአንድ በኩል የኤሌትሪክ ጅረት በዕለት ተዕለት ኑሮ እና በቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ በዋጋ ሊተመን የማይችል ባህሪይ አለው በሌላ በኩል ከፍተኛ ተቃውሞ አለ። ፊዚክስ እንደ ተፈጥሮ ሳይንስ እነዚህን ሁኔታዎች ወደ መስመር ለማምጣት ሚዛኑን ለመጠበቅ ይሞክራል።
አሁን ያለው ተቃውሞ የሚፈጠረው በኤሌክትሪክ ኃይል የሚሞሉ ቅንጣቶች በሚንቀሳቀሱበት ንጥረ ነገር መስተጋብር ምክንያት ነው። ይህንን ሂደት በተለመደው የሙቀት ሁኔታዎች ውስጥ ማስቀረት አይቻልም።
መቋቋም
የአሁኑ ምንጭ ውስጣዊ ተቃውሞ እና የወረዳው ውጫዊ ክፍል መቋቋም ትንሽ ለየት ያለ ተፈጥሮ ነው, ነገር ግን በእነዚህ ሂደቶች ውስጥ ተመሳሳይ ክፍያን ለማንቀሳቀስ የተሰራው ስራ ነው.
ስራው በራሱ በምንጩ ባህሪያት እና ይዘቱ ላይ ብቻ የተመካ ነው-የኤሌክትሮዶች እና ኤሌክትሮላይቶች ጥራቶች እንዲሁም ለወረዳው ውጫዊ ክፍሎች, የመቋቋም አቅሙ በጂኦሜትሪክ መለኪያዎች እና ኬሚካላዊ ላይ የተመሰረተ ነው. የቁሱ ባህሪያት. ለምሳሌ, የብረት ሽቦ መቋቋም ርዝመቱ እየጨመረ በሄደ መጠን እና የመስቀለኛ ክፍልን በማስፋፋት ይቀንሳል. ተቃውሞን እንዴት መቀነስ እንደሚቻል ያለውን ችግር በሚፈታበት ጊዜ ፊዚክስ ልዩ ቁሳቁሶችን እንዲጠቀሙ ይመክራል።
አሁን የሚሰራ
በ Joule-Lenz ህግ መሰረት በኮንዳክተሮች ውስጥ የሚወጣው ሙቀት መጠን ከመቋቋም ጋር ተመጣጣኝ ነው. የሙቀቱን መጠን Qint.፣ የአሁኑ I ጥንካሬ፣ የፍሰቱ ጊዜ t ብለን ከወሰንነው፡ እናገኛለን።
Qint=እኔ2 ·r t፣
የት r የምንጩ ውስጣዊ ተቃውሞ ነው።የአሁኑ።
በአጠቃላይ ወረዳው ውስጥ የውስጥ እና የውጭ ክፍሎቹን ጨምሮ አጠቃላይ የሙቀት መጠኑ ይለቀቃል ይህ ቀመር፡
Qሙሉ=እኔ2 ·r t + I 2 R t=I2 (r +R) t፣
በፊዚክስ መቋቋም እንዴት እንደሚገለጽ ይታወቃል፡ ውጫዊ ዑደት (ከምንጩ በስተቀር ሁሉም ንጥረ ነገሮች) የመቋቋም አር.
የኦህም ህግ ለተሟላ ወረዳ
ዋናው ስራ የሚሰራው አሁን ባለው ምንጭ ውስጥ ባሉ የውጭ ሃይሎች መሆኑን ግምት ውስጥ ያስገቡ። ዋጋው በሜዳው ከተሸከመው ክፍያ እና ከምንጩ ኤሌክትሮሞቲቭ ኃይል ጋር እኩል ነው፡
q E=I2 (r + R) t.
ክፍያው አሁን ካለው ጥንካሬ እና ከሚፈስበት ጊዜ ጋር እኩል መሆኑን ተገንዝበናል፡
E=I (r + R)።
በምክንያት እና-ውጤት ግንኙነቶች መሰረት የኦሆም ህግ የሚከተለው ቅጽ አለው፡
I=E: (r + R)።
የአሁኑ በተዘጋ ወረዳ ውስጥ ካለው EMF ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ እና ከጠቅላላው (ጠቅላላ) የወረዳው የመቋቋም አቅም ጋር የተገላቢጦሽ ነው።
በዚህ ስርዓተ-ጥለት መሰረት፣ የአሁኑን ምንጭ ውስጣዊ ተቃውሞ ማወቅ ይቻላል።
ምንጭ የማስለቀቅ አቅም
የመልቀቅ አቅም እንዲሁ ከምንጮቹ ዋና ዋና ባህሪያት ጋር ሊያያዝ ይችላል። በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ ሲሰራ ሊገኝ የሚችለው ከፍተኛው የኤሌትሪክ መጠን በፍሳሹ ጥንካሬ ላይ የተመሰረተ ነው።
በጥሩ ሁኔታ፣ የተወሰኑ ግምቶች ሲደረጉ፣የመልቀቅ አቅሙ እንደ ቋሚ ሊቆጠር ይችላል።
ኬለምሳሌ የ 1.5 ቮ ልዩነት ያለው መደበኛ ባትሪ 0.5 Ah የመልቀቂያ አቅም አለው. የመልቀቂያው ፍሰት 100mA ከሆነ ለ5 ሰአታት ይሰራል።
ባትሪዎችን የመሙያ ዘዴዎች
የባትሪዎችን መበዝበዝ ወደ መፍሰሻቸው ያመራል። ባትሪዎችን ወደነበረበት መመለስ፣ የትናንሽ ህዋሶችን መሙላት የጥንካሬ እሴቱ ከምንጩ አቅም አንድ አስረኛ የማይበልጥ የአሁኑን በመጠቀም ይከናወናል።
የሚከተሉት የኃይል መሙያ ዘዴዎች ይገኛሉ፡
- ቋሚ ፍሰትን ለተወሰነ ጊዜ በመጠቀም (የአሁኑ 0.1 የባትሪ አቅም 16 ሰአት አካባቢ)፤
- ከደረጃ-ወደታች ጅረት ወደ አስቀድሞ የተወሰነ እምቅ ልዩነት እሴት በመሙላት ላይ፤
- ሚዛን ያልሆኑ ጅረቶችን መጠቀም፤
- የተከታታይ አፕሊኬሽን አጭር የጥራጥሬ ቻርጅ እና ቻርጅ ሲሆን ይህም የመጀመርያው ሰአት ከሰከንድ ሰአት የሚበልጥ ነው።
ተግባራዊ ስራ
ተግባሩ የታቀደ ነው፡ የአሁኑን ምንጭ እና EMF ውስጣዊ ተቃውሞ ለመወሰን።
እሱን ለማከናወን የአሁኑን ምንጭ፣ አሚሜትር፣ ቮልቲሜትር፣ ተንሸራታች ሪዮስታት፣ ቁልፍ፣ የኮንዳክተሮች ስብስብ ማከማቸት ያስፈልግዎታል።
የኦሆም ህግን ለተዘጋ ወረዳ መጠቀም የአሁኑን ምንጭ ውስጣዊ ተቃውሞ ይወስናል። ይህንን ለማድረግ የእሱን EMF ማወቅ አለብህ፣የሪዮስታት የመቋቋም ዋጋ።
በወረዳው የውጨኛው ክፍል ላይ ያለውን የወቅቱን የመቋቋም ስሌት ቀመር ከኦሆም ህግ ለወረዳው ክፍል፡ ሊወሰን ይችላል።
I=U: R,
እኔ በወረዳው የውጨኛው ክፍል ላይ ያለው የአሁኑ ጥንካሬ ሲሆን በአሚሜትር የሚለካ; U - ቮልቴጅ በውጫዊው ላይመቋቋም።
ትክክለኛውን ለማሻሻል፣ልኬቶች ቢያንስ 5 ጊዜ ይወሰዳሉ። ለምንድን ነው? በሙከራ ጊዜ የሚለካው የቮልቴጅ፣ የመቋቋም፣ የአሁን (ወይም ይልቁንም የአሁኑ ጥንካሬ) ከዚህ በታች ጥቅም ላይ ይውላሉ።
የአሁኑን ምንጭ ኢኤምኤፍ ለማወቅ፣ በቴርሚናሎቹ ላይ ያለው ቁልፍ ክፍት ሆኖ ያለው ቮልቴጅ ከኢኤምኤፍ ጋር እኩል ነው የሚለውን እውነታ እንጠቀማለን።
ከባትሪ፣ ሬዮስታት፣ አሚሜትር፣ በተከታታይ ከተገናኘ ቁልፍ አንድ ወረዳ እንሰበስብ። የቮልቲሜትርን አሁን ካለው ምንጭ ተርሚናሎች ጋር እናገናኘዋለን. ቁልፉን ከከፈትን በኋላ ንባቡን ወስደናል።
የውስጥ ተቃውሞ፣ የተጠናቀቀው ዑደት ከኦሆም ህግ የተገኘ ቀመር፣ የሚወሰነው በሒሳብ ስሌት ነው፡
- I=E: (r + R)።
- r=E: I – U: I.
መለኪያዎች እንደሚያሳዩት የውስጥ ተቃውሞው ከውጫዊው በእጅጉ ያነሰ ነው።
የሚሞሉ ባትሪዎች እና ባትሪዎች ተግባራዊ ተግባር በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። የኤሌክትሪክ ሞተሮች የማያከራክር የአካባቢ ደህንነት ከጥርጣሬ በላይ ነው, ነገር ግን አቅም ያለው እና ergonomic ባትሪ መፍጠር የዘመናዊው የፊዚክስ ችግር ነው. የእሱ መፍትሄ በአውቶሞቲቭ ቴክኖሎጂ እድገት ውስጥ ወደ አዲስ ዙር ይመራል።
ትንሽ፣ ቀላል ክብደት ያላቸው፣ ከፍተኛ አቅም ያላቸው ባትሪዎች በሞባይል ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ላይም አስፈላጊ ናቸው። በእነሱ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው የኃይል መጠን በቀጥታ ከመሳሪያዎቹ አፈጻጸም ጋር የተያያዘ ነው።
