Question

Чому напруга на зажимах джерела струму менша за ЕРС?

Answer 1

Ответ:

електричному колі кожний елемент – і джерело, і провід, і приймачі мають певний електричний опір.

Зобразимо схему найпростішого електричного кола з врахуванням опорів всіх його елементів.

Простейшая цепь со всеми сопрЧерез всі послідовно з’єднані елементи кола протікає один і той же струм І. Величина цього струму прямо пропорційна електрорушійній силі джерела і зворотно пропорційна загальному опору кола

, де

R дж – опір джерела;

R п – опір проводів;

R н – опір навантаження (приймача);

R зовн = R п + R н – загальний опір зовнішнього кола.

Ця формула є виразом закону Ома для замкнутого електричного кола. Її можна записати в іншому вигляді:

E = IR дж + IR п + IR н = IR дж + IR зовн.

Частина електрорушійної сили, що витрачається на здолання внутрішнього опору джерела називається падінням (втратою) напруги в джерелі DU дж = IR дж.

Друга частина ЕРС витрачається на здолання опору зовнішнього кола і називається напругою на клемах джерела (генератора) U дж = E – IR дж = E – DU дж.

При зменшенні зовнішнього опору R зовн струм І в колі збільшується, падіння напруги в джерелі збільшується і тому напруга на клемах джерела зменшується.

Залежність U дж (І) називається зовнішньою характеристикою джерела.

Внеш х-каВигляд зовнішньої характеристики джерела:

Як правило R дж << R зовн і, тому допустимо вважати U дж » Е.

Якщо джерело з’єднане з навантаженням лінією передачі (проводами), то при проходженні струму в ній втрачається частина напруги DU п = IR п. Тому напруга U н на клемах навантаження менша за напругу на клемах джерела на величину DU п

U н = U дж – DU п = Е – І (R дж + R п).

Лінії електропередачі, як правило, виконують мідними алюмінієвими і рідше сталевими проводами.

Опір металевого провідника залежить від його довжини l, площі поперечного перетину S і електропровідних можливостей металу – , де

l – довжина провідника [м];

S – площа поперечного перетину [мм2]

r – питомий опір [].

Наприклад:   r міді = 0,0175 ;

r алюмінію = 0,029 ;

r сталі = 0,13 – 0,25 .

Величина зворотна питомому опору g = 1/r – питома провідність [()–1].

Опір металевого провідника залежить також від температури. При підвищені температури опір збільшується. Приблизно ця залежність визначається формулою

R q2 = R q1 [1 + a(q2° – q1°)], де

R q1 і R q2 – опір відповідно при температурах q1°С і q2°С;

a – температурний коефіцієнт для інтервалу 0° ¸ 100°.

Наприклад: a міді = 0,004 град–1;

a алюмінію = 0,004 град–1;

a сталі = 0,006 град–1.

Объяснение:

Answer 2

Причиною зниженої напруги на зажимах джерела струму порівняно з електрорушійною силою (ЕРС) можуть бути різні фактори. Ось декілька можливих пояснень:

1. Втрати напруги внутрішньої опори: Джерела струму мають внутрішню опір, який може призводити до втрати напруги. Це означає, що частина енергії, яку створює джерело, витрачається на подолання опору внутрішніх компонентів. Чим більший внутрішній опір джерела струму, тим більше напруги буде втрачено.

2. Втрати напруги на зовнішній опорі: Якщо до джерела струму підключена зовнішня навантажувальна опір, можуть виникати втрати напруги на цьому опорі. Згідно з законом Ома, коли струм протікає через опір, втрачається напруга. Тому, якщо зовнішній опір значний, частина напруги буде втрачена на його подолання.

3. Ефект заряду: Деякі джерела струму, зокрема акумулятори, можуть втрачати напругу через ефект заряду. Це означає, що напруга знижується з часом при постійному використанні або при високому струмі розряду. Цей ефект пов'язаний з хімічними процесами, які відбуваються у внутрішніх компонентах джерела струму.

4. Несприятливі умови: Деякі зовнішні фактори, такі як температура, вологість, електромагнітні перешкоди тощо, можуть впливати на роботу джерела струму і знижувати його ефективність. Напруга на зажимах може бути меншою, ніж ЕРС, як результат таких негативних впливів.

Враховуючи ці фактори, напруга на зажимах джерела струму може бути меншою за ЕРС.