fia5

Baterie ogniw

Przeczytaj poniżej umieszczoną informację o ogniwach i zastosuj ją do dalszych pytań i zadań.

Ogniwa charakteryzowane są dwiema wielkościami: siłą elektromotoryczną SEM i oporem wewnętrznym. Opór wewnętrzny wynika z procesów zachodzących we wnętrzu ogniwa, co sprawia, że ogniwa pochłaniają część energii w nich wy twarzanej. Dlatego napięcie realnie czerpane z ogniwa jest mniejsze od siły elektromotorycznej:

U=£-lr_w.

Gdy prąd nie płynie przez ogniwo (jest ono rozwarte, / = 0), wtedy U = £. Zatem w ogólnym przypadku z uwzględnieniem oporu wewnętrznego, prawo Ohm.i można zapisać w postaci

1 =

R + r„,

Ogniwa można łączyć w baterie ogniw szeregowo lub równolegle. Niech i. oznacza opór wewnętrzny, a£ — siłę elektromotoryczną pojedynczego ogniw,i n — liczbę ogniw, R — wartość oporu odbiornika prądu, który jest zasilany baterią ogniw. Natężenie prądu płynącego przez odbiornik zależy od sposobu łączeni.) ogniw. Gdy ogniwa są połączone szeregowo, natężenie prądu elektrycznego / wyraża się zależnością

/ =

n£

nr_w + R

leśli ogniwa są połączone równolegle, to natężenie prądu jest równe

/ =

7.44. Zastanów się, jak należy połączyć 3 ogniwa o sile elektromotoryczne) l,'» V i oporze wewnętrznym r_w = 0,5 £2 każde, aby uzyskać jak najmniejs/t natężenie prądu przepływającego przez podłączony do nich opornik o oporze R - 20 £2.

Zi

7.4'). Oblicz natężenie prądu, który płynie przez opornik o oporze R = 20 LI po lą« zony z baterią czterech ogniw, każde o oporze wewnętrznym r_w ■ 0,5 £2 i sil« elektromotoryi zne) £ » 1,5 V, Rozważ dwa przypadki: gdy ogniwa połąc zonę są sobą równolegle I gdy połąt zonę są szeiegowo.

7.46. Żaróweczka o oporze R = 20 Q jest dołączona do ączonych równolegle. Siła elektromotoryczna jednego ■ 1,5 V, a opór wewnętrzny r_w = 0,2 £2. Jaką moc pobiera żaró

5-

4-

3-

2~

1-

2

3    4

7.47. Rysunek 74 przedstawia wykres zależności napięcia na końcach opornika połączonego z baterią od natężenia prądu płynącego przez ten opornik. Korzystając z tego wykresu oraz z informacji, że natężenie prądu dane jest zależnością

oblicz opór wewnętrzny ogniwa i odczytaj z wykresu wartość siły elektromotory cznej.

—►

/[A]

Rys. 74

e

h

R

11

C

Rys. 75

7.48. Przykład

‘erię, kondensator i opornik połączono równolegle (rys. 75).

li / natężenie prądu płynącego przez opornik i wartość ładunku rumadzonego na kondensatorze. Znana jest siła elektromotorycz-£ i opór wewnętrzny baterii r_w, pojemność kondensatora C oraz ór opornika R. i/wiązanie

ąil siały nie płynie przez kondensator. W obwodzie pokazanym na liku prąd będzie płynął przez opornik i baterię. Na okładkach ilensatora ustali się napięcie takie, jak na końcach opornika. Po knięciu obwodu w krótkim czasie kondensator naładuje się, nudząc na okładkach ładunek. Jeśli obwód zostanie przerwany, densator rozładuje się przez opornik, a przez to zniknie napięcie lęd/y jego okładkami.

Natężenie prądu, który płynie przez opornik, wynosi

tiaplęi le na kondensatorze i oporniku jest równe

(i Rl 11