Странични сили. Електродвижещо напрежение. Вътрешно съпротивление
За да тече ток в затворена верига, е нужен източник, вътре в който странични (неелектростатични) сили разделят зарядите, например чрез химични реакции в батерията. Електродвижещото напрежение (ЕДН) ℰ показва каква работа извършват страничните сили при пренасяне на единичен заряд през източника: ℰ = Aстр/q. Веществото вътре в източника има вътрешно съпротивление r, затова напрежението на клемите при работа е по-малко от ЕДН.
Какво да запомним
- ℰ = Aстр/q, единица волт (V).
- Батерия тип AA: около 1,5 V.
- Последователно свързани източници: ЕДН и вътрешните съпротивления се събират.
- Еднакви източници успоредно: ЕДН остава същото.
Пример
Страничните сили пренасят 3 C и извършват 13,5 J: ℰ = 13,5/3 = 4,5 V.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Какво поддържа тока в затворена електрическа верига?
- Съединителните проводници
- Източникът на ток (страничните сили в него)
- Консуматорът
- Ключът
Отговор: Източникът на ток (страничните сили в него)
Страничните сили в източника разделят зарядите и поддържат напрежението между полюсите.
Какво показва волтметър, свързан към полюсите на източник, ако във веригата няма ток?
- Нула
- Приблизително ЕДН на източника
- Вътрешното съпротивление
- Тока на късо съединение
Отговор: Приблизително ЕДН на източника
При отворена верига няма загуба на напрежение вътре в източника и напрежението на клемите е равно на ЕДН.
Страничните сили пренасят заряд 3 C през източник и извършват работа 13,5 J. Какво е ЕДН?
- 4,5 V
- 40,5 V
- 0,22 V
- 10,5 V
Отговор: 4,5 V
ℰ = Aстр/q = 13,5 J : 3 C = 4,5 V.
Какво е вътрешно съпротивление на източника?
- Съпротивлението на съединителните проводници
- Съпротивлението на консуматора
- Сборът от всички съпротивления във веригата
- Съпротивлението на веществото вътре в източника
Отговор: Съпротивлението на веществото вътре в източника
Токът тече и през самия източник, който също има съпротивление r.
Три батерии по 1,5 V с вътрешно съпротивление по 0,2 Ω са свързани последователно. Какви са общото ЕДН и общото вътрешно съпротивление?
- 4,5 V и 0,6 Ω
- 1,5 V и 0,6 Ω
- 4,5 V и 0,2 Ω
- 4,5 V и 0,07 Ω
Отговор: 4,5 V и 0,6 Ω
При последователно свързване и ЕДН, и вътрешните съпротивления се събират: 3 · 1,5 = 4,5 V и 3 · 0,2 = 0,6 Ω.
В каква единица се измерва електродвижещото напрежение (ЕДН)?
- Волт (V)
- Ампер (A)
- Ом (Ω)
- Ват (W)
Отговор: Волт (V)
ЕДН е работа на страничните сили за единица заряд: 1 V = 1 J/C.
Какво е ЕДН на обикновена батерия тип AA?
- 9 V
- 12 V
- 230 V
- 1,5 V
Отговор: 1,5 V
Обикновените AA батерии имат ЕДН около 1,5 V.
Как трябва да се свържат батерии, за да се получи по-голямо ЕДН?
- Успоредно
- Последователно
- С еднаквите полюси един към друг
- Не може да се увеличи
Отговор: Последователно
При последователно свързване ЕДН на батериите се събират.
Две еднакви батерии по 1,5 V са свързани успоредно (плюс към плюс, минус към минус). Какво е общото ЕДН?
- 3 V
- 1,5 V
- 0,75 V
- 0 V
Отговор: 1,5 V
При успоредно свързване на еднакви източници ЕДН не се променя, но те могат да дават ток по-дълго.
Защо напрежението на клемите на работещ източник е по-малко от неговото ЕДН?
- Защото проводниците нямат съпротивление
- Защото страничните сили спират да действат
- Защото токът във веригата е нула
- Част от напрежението се губи във вътрешното му съпротивление (Ir)
Отговор: Част от напрежението се губи във вътрешното му съпротивление (Ir)
U = ℰ − Ir: когато тече ток, част от енергията се отделя вътре в източника.
Как се наричат силите, които разделят зарядите вътре в източника?
- Странични сили
- Сили на триене
- Гравитационни сили
- Еластични сили
Отговор: Странични сили
Страничните (неелектростатични) сили разделят зарядите и поддържат тока.
Каква енергия се превръща в електрична в галваничния елемент?
- Светлинна
- Химична
- Ядрена
- Механична
Отговор: Химична
В галваничния елемент страничните сили са свързани с химични реакции.
Източник с ЕДН 12 V пренася заряд 2 C. Каква работа извършват страничните сили?
- 6 J
- 14 J
- 24 J
- 48 J
Отговор: 24 J
Aстр = ℰq = 12 · 2 = 24 J.
Какво означава надписът 9 V върху батерия?
- 9 C заряд за 1 s
- 9 A ток във веригата
- 9 W мощност
- 9 J на 1 C заряд
Отговор: 9 J на 1 C заряд
ℰ = Aстр/q: страничните сили извършват 9 J работа на всеки 1 C пренесен заряд.
Четири еднакви батерии с вътрешно съпротивление по 0,4 Ω са свързани успоредно. Какво е общото вътрешно съпротивление?
- 0,1 Ω
- 0,4 Ω
- 1,6 Ω
- 0,2 Ω
Отговор: 0,1 Ω
При n еднакви успоредни източника rобщ = r/n = 0,4/4 = 0,1 Ω.