กระแสไฟฟ้าในตัวนำเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ทำให้อนุภาคมีประจุอิสระเคลื่อนที่ไปในทิศทางหนึ่ง การสร้างกระแสอนุภาคเป็นปัญหาร้ายแรง การสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวที่จะรักษาความต่างศักย์ไฟฟ้าของสนามไว้เป็นเวลานานในสถานะเดียวนั้นเป็นงานที่มนุษยชาติเท่านั้นที่จะแก้ไขได้ภายในสิ้นศตวรรษที่ 18

ความพยายามครั้งแรก

ความพยายามครั้งแรกในการ "กักเก็บไฟฟ้า" เพื่อการวิจัยและการใช้งานเพิ่มเติมเกิดขึ้นในประเทศฮอลแลนด์ Ewald Jürgen von Kleist ชาวเยอรมันและ Pieter van Musschenbroek ชาวดัตช์ ซึ่งทำการวิจัยในเมือง Leiden ได้สร้างตัวเก็บประจุตัวแรกของโลก ซึ่งต่อมาเรียกว่า "ขวด Leyden"

การสะสมประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นแล้วภายใต้อิทธิพลของแรงเสียดทานทางกล เป็นไปได้ที่จะใช้การคายประจุผ่านตัวนำในระยะเวลาอันสั้นพอสมควร

ชัยชนะของจิตใจมนุษย์เหนือสิ่งชั่วคราวเช่นไฟฟ้ากลายเป็นการปฏิวัติ

น่าเสียดายที่การคายประจุ (กระแสไฟฟ้าที่สร้างโดยตัวเก็บประจุ) กินเวลาสั้นมากจนไม่สามารถสร้างขึ้นได้ นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายโดยตัวเก็บประจุจะค่อยๆลดลงซึ่งทำให้ไม่สามารถรับกระแสไฟฟ้าในระยะยาวได้

จำเป็นต้องมองหาวิธีอื่น

แหล่งแรก

การทดลองของกัลวานีชาวอิตาลีเกี่ยวกับ "ไฟฟ้าจากสัตว์" เป็นความพยายามแต่แรกเริ่มในการค้นหาแหล่งกระแสธรรมชาติในธรรมชาติ แขวนขากบที่ชำแหละไว้บนตะขอโลหะของตะแกรงเหล็ก เขาดึงความสนใจไปที่ปฏิกิริยาลักษณะของปลายประสาท

อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปของกัลวานีถูกหักล้างโดยอเลสซานโดร โวลตา ชาวอิตาลีอีกคน ด้วยความสนใจในความเป็นไปได้ที่จะได้รับกระแสไฟฟ้าจากสิ่งมีชีวิตในสัตว์ เขาได้ทำการทดลองกับกบหลายครั้ง แต่ข้อสรุปของเขากลับกลายเป็นว่าตรงกันข้ามกับสมมติฐานก่อนหน้านี้อย่างสิ้นเชิง

โวลตาสังเกตว่าสิ่งมีชีวิตเป็นเพียงตัวบ่งชี้การปล่อยกระแสไฟฟ้าเท่านั้น เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน กล้ามเนื้ออุ้งเท้าจะหดตัว ซึ่งบ่งบอกถึงความต่างศักย์ แหล่งกำเนิดของสนามไฟฟ้ากลายเป็นจุดสัมผัสของโลหะที่ไม่เหมือนกัน ยิ่งพวกมันอยู่ในชุดองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ห่างกันมากเท่าไร ผลกระทบก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้นเท่านั้น

แผ่นโลหะที่ไม่เหมือนกันซึ่งเรียงรายไปด้วยแผ่นกระดาษที่แช่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าที่จำเป็นมาเป็นเวลานาน และถึงแม้จะต่ำ (1.1 V) ก็สามารถศึกษากระแสไฟฟ้าได้เป็นเวลานาน สิ่งสำคัญคือความตึงเครียดยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลานาน

เกิดอะไรขึ้น

เหตุใดผลกระทบนี้จึงเกิดขึ้นในแหล่งที่เรียกว่า "เซลล์กัลวานิก"?

อิเล็กโทรดโลหะสองอันที่วางอยู่ในอิเล็กทริกมีบทบาทต่างกัน คนหนึ่งจ่ายอิเล็กตรอนให้ อีกคนหนึ่งยอมรับพวกมัน กระบวนการรีดอกซ์ทำให้เกิดการปรากฏตัวของอิเล็กตรอนส่วนเกินบนอิเล็กโทรดหนึ่งซึ่งเรียกว่าขั้วลบ และการขาดหายไปในวินาทีซึ่งเราจะกำหนดให้เป็นขั้วบวกของแหล่งกำเนิด

ในเซลล์กัลวานิกที่ง่ายที่สุด ปฏิกิริยาออกซิเดชันจะเกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดหนึ่ง และปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้นที่อีกอิเล็กโทรด อิเล็กตรอนจะเข้าสู่อิเล็กโทรดจากส่วนนอกของวงจร อิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนำกระแสไอออนภายในแหล่งกำเนิด แรงต้านทานจะควบคุมระยะเวลาของกระบวนการ

องค์ประกอบทองแดงสังกะสี

การพิจารณาหลักการทำงานของเซลล์กัลวานิกเป็นเรื่องที่น่าสนใจโดยใช้ตัวอย่างเซลล์กัลวานิกคอปเปอร์สังกะสีซึ่งการกระทำนี้มาจากพลังงานของสังกะสีและคอปเปอร์ซัลเฟต ในแหล่งกำเนิดนี้ แผ่นทองแดงจะถูกวางลงในสารละลาย และอิเล็กโทรดสังกะสีจะถูกจุ่มลงในสารละลายซิงค์ซัลเฟต สารละลายจะถูกคั่นด้วยตัวเว้นระยะที่มีรูพรุนเพื่อหลีกเลี่ยงการผสม แต่จะต้องสัมผัสกัน

ถ้าปิดวงจร ชั้นผิวของสังกะสีจะถูกออกซิไดซ์ ในกระบวนการทำปฏิกิริยากับของเหลวอะตอมของสังกะสีที่กลายเป็นไอออนจะปรากฏในสารละลาย อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาที่อิเล็กโทรด ซึ่งสามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวของกระแสไฟฟ้าได้

เมื่ออยู่บนอิเล็กโทรดทองแดง อิเล็กตรอนจะมีส่วนร่วมในปฏิกิริยารีดักชัน ไอออนของทองแดงมาจากสารละลายจนถึงชั้นผิว ในระหว่างกระบวนการรีดักชัน พวกมันจะกลายเป็นอะตอมของทองแดงและเกาะอยู่บนแผ่นทองแดง

สรุปสิ่งที่เกิดขึ้น: กระบวนการทำงานของเซลล์กัลวานิกนั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนอิเล็กตรอนจากตัวรีดิวซ์ไปเป็นตัวออกซิไดซ์ตามส่วนภายนอกของวงจร ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อิเล็กโทรดทั้งสอง กระแสไอออนจะไหลภายในแหล่งกำเนิด

ความยากในการใช้งาน

โดยหลักการแล้ว ปฏิกิริยารีดอกซ์ใดๆ ที่เป็นไปได้สามารถนำมาใช้ในแบตเตอรี่ได้ แต่มีสารไม่มากนักที่สามารถทำงานในองค์ประกอบที่มีคุณค่าทางเทคนิคได้ นอกจากนี้ ปฏิกิริยาหลายอย่างต้องใช้สารที่มีราคาแพง

แบตเตอรี่สมัยใหม่มีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า อิเล็กโทรดสองอันที่วางอยู่ในอิเล็กโทรไลต์เดียวจะเติมลงในภาชนะ - ตัวแบตเตอรี่ คุณสมบัติการออกแบบดังกล่าวทำให้โครงสร้างง่ายขึ้นและลดต้นทุนของแบตเตอรี่

เซลล์กัลวานิกทุกชนิดสามารถผลิตกระแสตรงได้

ความต้านทานกระแสไม่อนุญาตให้ไอออนทั้งหมดปรากฏบนอิเล็กโทรดในเวลาเดียวกัน ดังนั้นองค์ประกอบจึงทำงานเป็นเวลานาน ปฏิกิริยาทางเคมีของการก่อตัวของไอออนไม่ช้าก็เร็วจะหยุดลงและองค์ประกอบจะถูกปล่อยออกมา

แหล่งที่มาปัจจุบันมีความสำคัญอย่างยิ่ง

เล็กน้อยเกี่ยวกับการต่อต้าน

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการใช้กระแสไฟฟ้าได้นำความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปสู่ระดับใหม่และทำให้เกิดแรงผลักดันมหาศาล แต่พลังต้านทานการไหลของกระแสจะขัดขวางการพัฒนาดังกล่าว

ในด้านหนึ่งกระแสไฟฟ้ามีคุณสมบัติอันล้ำค่าที่ใช้ในชีวิตประจำวันและเทคโนโลยี ในทางกลับกัน มีความต้านทานที่สำคัญ ฟิสิกส์เป็นศาสตร์แห่งธรรมชาติที่พยายามสร้างสมดุลและปรับสถานการณ์เหล่านี้ให้สอดคล้องกัน

ความต้านทานกระแสเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ากับสารที่พวกมันเคลื่อนที่ ไม่สามารถแยกกระบวนการนี้ออกได้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิปกติ

ความต้านทาน

แหล่งกำเนิดกระแสและความต้านทานของส่วนภายนอกของวงจรมีลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อย แต่ในกระบวนการเหล่านี้ก็เหมือนกันคืองานที่ทำเพื่อเคลื่อนย้ายประจุ

งานนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของแหล่งกำเนิดและการเติมเท่านั้น: คุณสมบัติของอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์รวมถึงส่วนภายนอกของวงจรซึ่งความต้านทานขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและลักษณะทางเคมีของวัสดุ ตัวอย่างเช่น ความต้านทานของลวดโลหะจะเพิ่มขึ้นตามความยาวและลดลงตามพื้นที่หน้าตัดที่เพิ่มขึ้น เมื่อแก้ไขปัญหาวิธีลดความต้านทาน ฟิสิกส์แนะนำให้ใช้วัสดุพิเศษ

งานปัจจุบัน

ตามกฎหมาย Joule-Lenz ปริมาณความร้อนจะถูกปล่อยออกมาในตัวนำตามสัดส่วนของความต้านทาน หากปริมาณความร้อนแสดงด้วย Q int , ความแรงของกระแส I, เวลาการไหล t จากนั้นเราจะได้:

• ถามภายใน = ฉัน 2 rt

โดยที่ r คือความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

ในห่วงโซ่ทั้งหมดรวมทั้งชิ้นส่วนภายในและภายนอก ปริมาณความร้อนทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมา โดยมีสูตรดังนี้:

• Q รวม = ฉัน 2 r t + ฉัน 2 R t = ฉัน 2 (r +R) t

เป็นที่ทราบกันดีว่าความต้านทานแสดงอย่างไรในฟิสิกส์: วงจรภายนอก (องค์ประกอบทั้งหมดยกเว้นแหล่งกำเนิด) มีความต้านทาน R

กฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์

ให้เราคำนึงว่างานหลักนั้นดำเนินการโดยกองกำลังภายนอกภายในแหล่งกำเนิดปัจจุบัน ค่าของมันเท่ากับผลคูณของประจุที่ถ่ายโอนโดยสนามและแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิด:

• q · E = ฉัน 2 · (r + R) · เสื้อ

เมื่อเข้าใจว่าประจุเท่ากับผลคูณของความแรงของกระแสและเวลาที่มันไหล เรามี:

• E = ฉัน (r + R)

ตามความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผล กฎของโอห์มมีรูปแบบดังนี้

• ฉัน = E: (r + R)

ในวงจรปิด EMF ของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงและเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทานรวม (ผลกระทบ) ของวงจร

จากรูปแบบนี้ จึงสามารถกำหนดความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าได้

ความสามารถในการจำหน่ายแหล่งที่มา

ลักษณะสำคัญของแหล่งที่มา ได้แก่ ความสามารถในการจำหน่าย ปริมาณไฟฟ้าสูงสุดที่ได้รับระหว่างการทำงานภายใต้เงื่อนไขบางประการขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา

ในกรณีที่เหมาะสมที่สุด เมื่อทำการประมาณค่าแล้ว ความสามารถในการคายประจุจะถือว่าคงที่

ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่มาตรฐานที่มีความต่างศักย์ 1.5 V จะมีความจุการคายประจุ 0.5 Ah หากกระแสไฟจ่ายเป็น 100 mA จะทำงานเป็นเวลา 5 ชั่วโมง

วิธีการชาร์จแบตเตอรี่

การใช้แบตเตอรี่จะทำให้แบตเตอรี่หมด การชาร์จองค์ประกอบขนาดเล็กจะดำเนินการโดยใช้กระแสที่มีความแรงไม่เกินหนึ่งในสิบของความจุของแหล่งกำเนิด

มีวิธีการชาร์จดังต่อไปนี้:

• ใช้กระแสคงที่ในช่วงเวลาที่กำหนด (ประมาณ 16 ชั่วโมงด้วยความจุแบตเตอรี่ 0.1 ปัจจุบัน)
• การชาร์จด้วยกระแสไฟฟ้าลดลงจนถึงความต่างศักย์ที่กำหนด
• การใช้กระแสไม่สมมาตร
• การใช้พัลส์การชาร์จและการคายประจุสั้น ๆ ตามลำดับซึ่งเวลาของครั้งแรกเกินกว่าเวลาของวินาที

การปฏิบัติงาน

มีการเสนองาน: กำหนดความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดปัจจุบันและแรงเคลื่อนไฟฟ้า

ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องตุนแหล่งกำเนิดกระแส แอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ ลิโน่สไลเดอร์ กุญแจ และชุดตัวนำ

การใช้งานจะช่วยให้คุณสามารถกำหนดความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายกระแสได้ ในการทำเช่นนี้ คุณจำเป็นต้องทราบ EMF และค่าของความต้านทานของลิโน่

สูตรการคำนวณความต้านทานกระแสในส่วนภายนอกของวงจรสามารถกำหนดได้จากกฎของโอห์มสำหรับส่วนวงจร:

• ผม=คุณ:ร,

โดยที่ I คือความแรงของกระแสในส่วนภายนอกของวงจรวัดด้วยแอมมิเตอร์ U คือแรงดันไฟฟ้าคร่อมความต้านทานภายนอก

เพื่อเพิ่มความแม่นยำ ควรทำการวัดอย่างน้อย 5 ครั้ง มีไว้เพื่ออะไร? แรงดัน ความต้านทาน กระแส (หรือความแรงของกระแส) ที่วัดได้ในระหว่างการทดลองจะถูกนำไปใช้เพิ่มเติม

ในการกำหนด EMF ของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า เราใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเมื่อสวิตช์เปิดอยู่นั้นเกือบเท่ากับ EMF

มาประกอบวงจรแบตเตอรี่ ลิโน่ แอมมิเตอร์ และกุญแจที่ต่ออนุกรมกัน เราเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์เข้ากับขั้วของแหล่งกำเนิดกระแส เมื่อเปิดกุญแจแล้วเราก็อ่านค่าของมัน

ความต้านทานภายในซึ่งเป็นสูตรที่ได้มาจากกฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ถูกกำหนดโดยการคำนวณทางคณิตศาสตร์:

• ฉัน = E: (r + R)
• r = E: ฉัน - คุณ: ฉัน.

การวัดแสดงให้เห็นว่าความต้านทานภายในน้อยกว่าความต้านทานภายนอกอย่างมาก

ฟังก์ชั่นการใช้งานจริงของตัวสะสมและแบตเตอรี่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมที่เถียงไม่ได้ของมอเตอร์ไฟฟ้านั้นไม่ต้องสงสัยเลย แต่การสร้างแบตเตอรี่ที่มีความจุและออกแบบตามหลักสรีรศาสตร์เป็นปัญหาของฟิสิกส์ยุคใหม่ โซลูชั่นดังกล่าวจะนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์รอบใหม่

แบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ความจุสูงก็เป็นสิ่งจำเป็นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่เช่นกัน ปริมาณพลังงานที่ใช้นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพของอุปกรณ์

ในยุคไฟฟ้าคงไม่มีใครไม่รู้จักการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้า แต่มีเพียงไม่กี่คนที่จำหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนได้มากไปกว่าชื่อของปริมาณ เช่น กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า ความต้านทาน กฎของโอห์ม และมีเพียงไม่กี่คนที่จำได้ว่าความหมายของคำเหล่านี้คืออะไร

ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่ากระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร กระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านวงจรอย่างไร และวิธีใช้ปริมาณนี้ในการคำนวณ แต่ก่อนที่จะไปยังส่วนหลัก ให้เรามาดูประวัติความเป็นมาของการค้นพบกระแสไฟฟ้าและแหล่งที่มา ตลอดจนคำจำกัดความของแรงเคลื่อนไฟฟ้าคืออะไร

เรื่องราว

ไฟฟ้าในฐานะแหล่งพลังงานเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณเพราะธรรมชาติสร้างมันขึ้นมาในปริมาณมหาศาล ตัวอย่างที่เด่นชัดคือฟ้าผ่าหรือทางลาดไฟฟ้า แม้จะใกล้ชิดกับมนุษย์ แต่ก็เป็นไปได้ที่จะควบคุมพลังงานนี้ในช่วงกลางศตวรรษที่ 17 เท่านั้น: Otto von Guericke เจ้าเมืองแห่ง Magdeburg ได้สร้างเครื่องจักรที่ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิต ในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 Peter von Muschenbroek นักวิทยาศาสตร์จากฮอลแลนด์ ได้สร้างตัวเก็บประจุไฟฟ้าตัวแรกของโลก โดยตั้งชื่อขวด Leyden เพื่อเป็นเกียรติแก่มหาวิทยาลัยที่เขาทำงานอยู่

บางที ยุคของการค้นพบที่แท้จริงเกี่ยวกับไฟฟ้าเริ่มต้นจากงานของ Luigi Galvani และ Alessandro Volta ผู้ศึกษากระแสไฟฟ้าในกล้ามเนื้อและการเกิดขึ้นของกระแสไฟฟ้าในสิ่งที่เรียกว่าเซลล์กัลวานิกตามลำดับ การวิจัยเพิ่มเติมทำให้เรามองเห็นความเชื่อมโยงระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก รวมถึงปรากฏการณ์ที่มีประโยชน์หลายอย่าง (เช่น การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า) ซึ่งหากปราศจากสิ่งนี้แล้ว ก็เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงชีวิตของเราในปัจจุบัน

แต่เราจะไม่เจาะลึกปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กและจะเน้นเฉพาะปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเท่านั้น มาดูกันว่าไฟฟ้าเกิดขึ้นในเซลล์กัลวานิกได้อย่างไร และมันเกี่ยวกับอะไร

เซลล์กัลวานิกคืออะไร?

เราสามารถพูดได้ว่ามันผลิตกระแสไฟฟ้าเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างส่วนประกอบต่างๆ เซลล์กัลวานิกที่ง่ายที่สุดถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย Alessandro Volta และตั้งชื่อตามเขาว่าเป็นเสาโวลตาอิก ประกอบด้วยหลายชั้นสลับกัน: แผ่นทองแดง, ปะเก็นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (ในรุ่นบ้านของการออกแบบ, ใช้สำลีชุบน้ำเกลือ) และแผ่นสังกะสี

ปฏิกิริยาอะไรเกิดขึ้นในนั้น?

มาดูกระบวนการที่ช่วยให้เราผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เซลล์กัลวานิกกันดีกว่า การเปลี่ยนแปลงมีเพียงสองอย่างเท่านั้น: ออกซิเดชันและการรีดักชัน เมื่อองค์ประกอบหนึ่งคือตัวรีดิวซ์ถูกออกซิไดซ์ มันจะให้อิเล็กตรอนแก่อีกองค์ประกอบหนึ่งซึ่งก็คือตัวออกซิไดซ์ ในทางกลับกันสารออกซิไดซ์จะลดลงโดยการรับอิเล็กตรอน ด้วยวิธีนี้ อนุภาคที่มีประจุจะเคลื่อนที่จากแผ่นหนึ่งไปยังอีกแผ่นหนึ่ง และดังที่ทราบกันดีว่าสิ่งนี้เรียกว่ากระแสไฟฟ้า

และตอนนี้เรามาดูหัวข้อหลักของบทความนี้อย่างราบรื่น - EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบัน ก่อนอื่น เรามาดูกันว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) นี้คืออะไร

EMF คืออะไร?

ปริมาณนี้สามารถแสดงเป็นงานของแรง (กล่าวคือ "งาน") ที่เกิดขึ้นเมื่อประจุเคลื่อนที่ไปตามวงจรไฟฟ้าแบบปิด บ่อยครั้งที่พวกเขาชี้แจงว่าประจุจะต้องเป็นบวกและเป็นหน่วย และนี่คือส่วนเพิ่มเติมที่สำคัญ เนื่องจากภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้เท่านั้นจึงจะสามารถพิจารณาแรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นปริมาณที่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ โดยวิธีการนี้จะวัดในหน่วยเดียวกับแรงดันไฟฟ้า: โวลต์ (V)

EMF ของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน

ดังที่คุณทราบ แบตเตอรี่แต่ละก้อนมีค่าความต้านทานของตัวเองที่สามารถจ่ายได้ ค่านี้ซึ่งเป็นค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า จะแสดงปริมาณงานที่ทำโดยแรงภายนอกเพื่อเคลื่อนประจุไปตามวงจรที่เชื่อมต่อแบตเตอรี่หรือตัวสะสมพลังงาน

นอกจากนี้ยังควรชี้แจงให้ชัดเจนว่าแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าประเภทใด: คงที่, สลับหรือพัลส์ เซลล์กัลวานิก รวมถึงตัวสะสมและแบตเตอรี่จะผลิตเฉพาะกระแสไฟฟ้าตรงเท่านั้น EMF ของแหล่งกำเนิดกระแสในกรณีนี้จะมีขนาดเท่ากับแรงดันเอาต์พุตที่หน้าสัมผัสของแหล่งกำเนิด

ตอนนี้ถึงเวลาที่จะหาคำตอบว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ปริมาณเช่น EMF โดยทั่วไป และวิธีใช้เมื่อคำนวณปริมาณอื่นของวงจรไฟฟ้า

สูตร EMF

เราได้พบแล้วว่า EMF ของแหล่งกำเนิดปัจจุบันเท่ากับการทำงานของแรงภายนอกในการเคลื่อนย้ายประจุ เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น เราจึงตัดสินใจเขียนสูตรสำหรับปริมาณนี้: E = แรงภายนอก / q โดยที่ A คืองาน และ q คือประจุที่งานเสร็จแล้ว โปรดทราบว่าจะเรียกเก็บเงินทั้งหมด ไม่ใช่ค่าธรรมเนียมต่อหน่วย สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะเราพิจารณางานที่ทำโดยกองกำลังในการเคลื่อนย้ายประจุทั้งหมดในตัวนำ และอัตราส่วนของงานต่อประจุนี้จะคงที่เสมอสำหรับแหล่งกำเนิดที่กำหนด เนื่องจากไม่ว่าคุณจะรับอนุภาคที่มีประจุจำนวนเท่าใด ปริมาณงานเฉพาะสำหรับอนุภาคแต่ละอนุภาคก็จะเท่ากัน

อย่างที่คุณเห็น สูตรของแรงเคลื่อนไฟฟ้านั้นไม่ซับซ้อนนักและมีเพียงสองปริมาณเท่านั้น ถึงเวลาที่จะไปยังคำถามหลักข้อใดข้อหนึ่งที่เกิดขึ้นจากบทความนี้

เหตุใดจึงมีความจำเป็น EMF?

ได้มีการกล่าวแล้วว่า EMF และแรงดันไฟฟ้าเป็นปริมาณเดียวกันจริงๆ หากเรารู้ค่าของ EMF และความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสก็จะไม่ใช่เรื่องยากที่จะแทนที่พวกมันในกฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ซึ่งมีลักษณะดังนี้: I=e/(R+r) โดยที่ฉันคือความแรงของกระแส e คือ EMF, R คือความต้านทานของวงจร, r - ความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน จากที่นี่เราจะพบคุณลักษณะสองประการของวงจร: I และ R ควรสังเกตว่าอาร์กิวเมนต์และสูตรทั้งหมดนี้ใช้ได้เฉพาะกับวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น ในกรณีของตัวแปร สูตรจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากเป็นไปตามกฎการแกว่งตัวของมันเอง

แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่า EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบันมีแอปพลิเคชันใด ตามกฎแล้วในวงจรมีองค์ประกอบมากมายที่ทำหน้าที่ของมัน ในโทรศัพท์ทุกรุ่นจะมีบอร์ดซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าวงจรไฟฟ้า และแต่ละวงจรดังกล่าวต้องใช้แหล่งกำเนิดกระแสในการทำงาน และเป็นสิ่งสำคัญมากที่ EMF จะต้องตรงกับพารามิเตอร์สำหรับองค์ประกอบทั้งหมดของวงจร มิฉะนั้นวงจรจะหยุดทำงานหรือไหม้เนื่องจากมีไฟฟ้าแรงสูงอยู่ข้างใน

บทสรุป

เราคิดว่าบทความนี้มีประโยชน์สำหรับหลาย ๆ คน แท้จริงแล้วในโลกสมัยใหม่ สิ่งสำคัญมากคือต้องรู้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เกี่ยวกับสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา รวมถึงความรู้ที่จำเป็นเกี่ยวกับธรรมชาติของกระแสไฟฟ้าและพฤติกรรมภายในวงจร และถ้าคุณคิดว่ามีการใช้วงจรไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการเท่านั้นและคุณอยู่ไกลจากมันคุณก็คิดผิดมาก: อุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้ไฟฟ้านั้นประกอบด้วยวงจรจริงๆ และแต่ละแห่งก็มีแหล่งที่มาปัจจุบันของตัวเองซึ่งสร้าง EMF

8.5. ผลกระทบความร้อนของกระแสไฟฟ้า

8.5.1. แหล่งพลังงานปัจจุบัน

กำลังไฟฟ้ารวมของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน:

P รวม = P มีประโยชน์ + P ขาดทุน

โดยที่ P มีประโยชน์ - พลังที่มีประโยชน์ P มีประโยชน์ = I 2 R; การสูญเสีย P - การสูญเสียพลังงาน, การสูญเสีย P = I 2 r; ผม - ความแรงของกระแสในวงจร; R - ความต้านทานโหลด (วงจรภายนอก); r คือความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

กำลังไฟฟ้าปรากฏสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรใดสูตรหนึ่งในสามสูตร:

P เต็ม = I 2 (R + r), P เต็ม = ℰ 2 R + r, P เต็ม = I ℰ,

โดยที่ ℰ คือแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

พลังงานสุทธิ- นี่คือกำลังที่ปล่อยออกมาในวงจรภายนอกเช่น บนโหลด (ตัวต้านทาน) และสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์บางอย่างได้

พลังงานสุทธิสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรหนึ่งในสามสูตร:

P มีประโยชน์ = I 2 R, P มีประโยชน์ = U 2 R, P มีประโยชน์ = IU,

โดยที่ I คือความแรงของกระแสในวงจร U คือแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว (ที่หนีบ) ของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า R - ความต้านทานโหลด (วงจรภายนอก)

การสูญเสียพลังงานคือพลังงานที่ปล่อยออกมาในแหล่งปัจจุบันเช่น ในวงจรภายในและใช้กับกระบวนการที่เกิดขึ้นในแหล่งกำเนิดนั้นเอง การสูญเสียพลังงานไม่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้

การสูญเสียพลังงานมักจะคำนวณโดยใช้สูตร

P การสูญเสีย = ฉัน 2 r,

โดยที่ I คือความแรงของกระแสในวงจร r คือความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

ในระหว่างการลัดวงจร พลังงานที่มีประโยชน์จะเป็นศูนย์

P มีประโยชน์ = 0,

เนื่องจากไม่มีความต้านทานโหลดในกรณีไฟฟ้าลัดวงจร: R = 0

กำลังไฟฟ้าทั้งหมดระหว่างการลัดวงจรของแหล่งกำเนิดเกิดขึ้นพร้อมกับกำลังไฟฟ้าที่สูญเสียและคำนวณโดยสูตร

P เต็ม = ℰ 2 r,

โดยที่ ℰ คือแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า r คือความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

พลังที่มีประโยชน์ก็มี ค่าสูงสุดในกรณีที่ความต้านทานโหลด R เท่ากับความต้านทานภายใน r ของแหล่งกำเนิดกระแส:

ร = ร.

กำลังประโยชน์สูงสุด:

P มีประโยชน์สูงสุด = 0.5 P เต็ม

โดยที่ Ptot คือกำลังรวมของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน

P เต็ม = ℰ 2 / 2 r สูตรที่ชัดเจนสำหรับการคำนวณพลังที่มีประโยชน์สูงสุด

ดูเหมือนว่านี้:

P มีประโยชน์สูงสุด = ℰ 2 4 r .

• เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ควรจดจำสองประเด็น: หากมีความต้านทานโหลดสองตัว R 1 และ R 2 พลังงานที่มีประโยชน์เท่ากันจะถูกปล่อยออกมาในวงจรความต้านทานภายใน

แหล่งกำเนิดกระแส r สัมพันธ์กับความต้านทานที่ระบุโดยสูตร

• ร = ร 1 ร 2 ;

หากปล่อยพลังงานที่มีประโยชน์สูงสุดในวงจรความแรงของกระแส I * ในวงจรคือครึ่งหนึ่งของความแรงของกระแสไฟฟ้าลัดวงจร i:

ฉัน * = ฉัน 2 .

ตัวอย่างที่ 15 เมื่อลัดวงจรไปที่ความต้านทาน 5.0 โอห์ม แบตเตอรี่ของเซลล์จะสร้างกระแส 2.0 A กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของแบตเตอรี่คือ 12 A คำนวณพลังงานที่มีประโยชน์สูงสุดของแบตเตอรี่

สารละลาย . ให้เราวิเคราะห์สภาพของปัญหา

1. เมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับความต้านทาน R 1 = 5.0 โอห์ม กระแสความแรง I 1 = 2.0 A จะไหลในวงจร ดังแสดงในรูปที่ 1 a กำหนดโดยกฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์:

ฉัน 1 = ℰ R 1 + r

โดยที่ ℰ - EMF ของแหล่งปัจจุบัน r คือความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

2. เมื่อแบตเตอรี่ลัดวงจร กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะไหลในวงจร ดังแสดงในรูปที่ 1 ข. กระแสไฟฟ้าลัดวงจรถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ i คือกระแสไฟฟ้าลัดวงจร i = 12 A.

3. เมื่อต่อแบตเตอรี่เข้ากับความต้านทาน R 2 = r กระแสแรง I 2 จะไหลในวงจร ดังแสดงในรูปที่ 1 ใน กำหนดโดยกฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์:

ฉัน 2 = ℰ R 2 + r = ℰ 2 r;

ในกรณีนี้พลังงานที่มีประโยชน์สูงสุดจะถูกปล่อยออกมาในวงจร:

P มีประโยชน์สูงสุด = I 2 2 R 2 = I 2 2 r.

ดังนั้นในการคำนวณกำลังที่มีประโยชน์สูงสุดจึงจำเป็นต้องกำหนดความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแส r และความแรงของกระแส I 2

เพื่อหาความแรงของกระแส I 2 เราเขียนระบบสมการ:

ผม = ℰ r , ผม 2 = ℰ 2 r )

และแบ่งสมการ:

ฉัน ฉัน 2 = 2 .

เป็นไปตามนี้:

ฉัน 2 = ฉัน 2 = 12 2 = 6.0 ก.

ฉัน 1 = ℰ R 1 + r, i = ℰ r)

ผม = ℰ r , ผม 2 = ℰ 2 r )

ฉัน 1 ฉัน = r R 1 + r .

ฉัน ฉัน 2 = 2 .

r = ฉัน 1 R 1 i - ฉัน 1 = 2.0 ⋅ 5.0 12 − 2.0 = 1.0 โอห์ม

มาคำนวณพลังที่มีประโยชน์สูงสุด:

P มีประโยชน์สูงสุด = I 2 2 r = 6.0 2 ⋅ 1.0 = 36 W.

ดังนั้นกำลังไฟใช้งานสูงสุดของแบตเตอรี่คือ 36 วัตต์

กฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์ คำจำกัดความที่เกี่ยวข้องกับค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรจริง ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดกระแสและความต้านทานโหลด กฎหมายนี้มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า - กฎของโอห์มสำหรับวงจรปิด หลักการทำงานของกฎหมายฉบับนี้มีดังนี้

เป็นตัวอย่างที่ง่ายที่สุด หลอดไฟฟ้าซึ่งเป็นอุปกรณ์บริโภคกระแสไฟฟ้าร่วมกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้านั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าวงจรปิด วงจรไฟฟ้านี้แสดงไว้อย่างชัดเจนในรูป

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดไฟก็ไหลผ่านแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วย ดังนั้นในขณะที่ไหลผ่านวงจร กระแสไฟฟ้าจะสัมผัสกับความต้านทานไม่เพียงแต่ตัวนำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความต้านทานโดยตรงของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วย ในแหล่งกำเนิด ความต้านทานถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กโทรไลต์ที่อยู่ระหว่างแผ่นกับชั้นขอบเขตของแผ่นและอิเล็กโทรไลต์ ตามมาว่าในวงจรปิด ความต้านทานรวมจะประกอบด้วยผลรวมของความต้านทานของหลอดไฟและแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

ความต้านทานภายนอกและภายใน

ความต้านทานของโหลด ในกรณีนี้คือหลอดไฟที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าเรียกว่าความต้านทานภายนอก ความต้านทานตรงของแหล่งกำเนิดกระแสเรียกว่าความต้านทานภายใน เพื่อให้เห็นภาพกระบวนการได้มากขึ้น ค่าทั้งหมดจะต้องถูกกำหนดตามอัตภาพ ผม - , R - ความต้านทานภายนอก, r - ความต้านทานภายใน เมื่อกระแสไหลผ่านวงจรไฟฟ้า เพื่อที่จะรักษากระแสไว้นั้น จะต้องมีความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลายของวงจรภายนอกซึ่งมีค่า IxR อย่างไรก็ตาม กระแสไฟยังถูกสังเกตในวงจรภายในด้วย ซึ่งหมายความว่าเพื่อรักษากระแสไฟฟ้าในวงจรภายใน ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายความต้านทาน r ก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน ค่าของผลต่างที่อาจเกิดขึ้นนี้เท่ากับIхr

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่จะต้องมีค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สามารถรักษากระแสที่ต้องการในวงจรได้ดังต่อไปนี้: E=IxR+Ixr จากสูตรจะเห็นได้ชัดว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่คือผลรวมของภายนอกและภายใน ต้องนำค่าปัจจุบันออกจากวงเล็บ: E=I(r+R) มิฉะนั้นคุณสามารถจินตนาการ: I=E/(r+R) สองสูตรสุดท้ายแสดงกฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ โดยมีคำจำกัดความดังต่อไปนี้: ในวงจรปิด ความแรงของกระแสจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าและเป็นสัดส่วนผกผันกับผลรวมของความต้านทานของวงจรนี้

วัตถุประสงค์ของงาน: ศึกษาวิธีการวัด EMF และความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสโดยใช้แอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

อุปกรณ์: แผ่นโลหะ, แหล่งกำเนิดกระแส, แอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์, ตัวต้านทาน, กุญแจ, แคลมป์, สายเชื่อมต่อ

ในการวัด EMF และความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าจะประกอบขึ้น ดังแผนภาพที่แสดงในรูปที่ 1

แอมมิเตอร์ ความต้านทาน และสวิตช์ที่ต่ออนุกรมจะเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแส นอกจากนี้โวลต์มิเตอร์ยังเชื่อมต่อโดยตรงกับแจ็คเอาท์พุตของแหล่งกำเนิดอีกด้วย

EMF วัดโดยการอ่านโวลต์มิเตอร์โดยเปิดสวิตช์ วิธีการกำหนด EMF นี้ขึ้นอยู่กับข้อพิสูจน์จากกฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ ซึ่งด้วยความต้านทานขนาดใหญ่อย่างไม่สิ้นสุดของวงจรภายนอก แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้นทางจะเท่ากับ EMF (ดูย่อหน้า "กฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์" ในหนังสือเรียนฟิสิกส์ 10)

ในการกำหนดความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด ให้ปิดคีย์ K ในกรณีนี้ สามารถแยกแยะความแตกต่างคร่าวๆ ได้สองส่วนในวงจร: ภายนอก (ส่วนที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิด) และภายใน (ส่วนที่อยู่ภายในกระแสไฟฟ้า แหล่งที่มา). เนื่องจากแหล่งกำเนิด EMF เท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในส่วนภายในและภายนอกของวงจร:

ε = คุณร+คุณร, ที่คุณร = ε -คุณร (1)

ตามกฎของโอห์มสำหรับส่วนของห่วงโซ่ U r = I · ร(2) การแทนที่ความเท่าเทียมกัน (2) เป็น (1) เราจะได้:

ฉัน· ร = ε - คุณร , ที่ไหนอาร์ = (ε - คุณร)/ เจ

ดังนั้นเพื่อค้นหาความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า จำเป็นต้องกำหนด EMF ก่อน จากนั้นจึงปิดสวิตช์และวัดแรงดันตกคร่อมความต้านทานภายนอก รวมถึงความแรงของกระแสในนั้น

ความก้าวหน้าของงาน

1. เตรียมตารางบันทึกผลการวัดและการคำนวณ:

วาดไดอะแกรมในสมุดบันทึกของคุณเพื่อวัด EMF และความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด

หลังจากตรวจสอบวงจรแล้ว ให้ประกอบวงจรไฟฟ้า ปลดล็อคกุญแจ

วัดขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าแหล่งกำเนิด

ปิดกุญแจและกำหนดการอ่านค่าของแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์

คำนวณความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด

1. การหาค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแสโดยวิธีกราฟิก

วัตถุประสงค์ของงาน: ศึกษาการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต้านทานภายใน และกระแสลัดวงจรของแหล่งกำเนิดกระแส โดยอาศัยการวิเคราะห์กราฟของการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของแหล่งกำเนิดบนกระแสในวงจร

อุปกรณ์: เซลล์กัลวานิก, แอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์, ตัวต้านทาน ร 1 , ตัวต้านทานปรับค่าได้, กุญแจ, แคลมป์, แผ่นโลหะ, สายเชื่อมต่อ

จากกฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์ แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของแหล่งกำเนิดกระแสจะขึ้นอยู่กับสัดส่วนโดยตรงกับกระแสในวงจร:

เนื่องจาก I =E/(R+r) ดังนั้น IR + Ir = E แต่ IR = U ดังนั้น U + Ir = E หรือ U = E – Ir (1)

หากคุณพล็อตการพึ่งพา U บน I จากนั้นจากจุดตัดกับแกนพิกัดคุณสามารถกำหนด E, I K.Z.

- ความแรงของกระแสลัดวงจร (กระแสที่จะไหลในวงจรต้นทางเมื่อความต้านทานภายนอก R กลายเป็นศูนย์)

EMF ถูกกำหนดโดยจุดตัดของกราฟกับแกนแรงดันไฟฟ้า จุดนี้บนกราฟสอดคล้องกับสถานะของวงจรที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ในนั้น ดังนั้น U = E

ความแรงของกระแสลัดวงจรถูกกำหนดโดยจุดตัดของกราฟกับแกนกระแส ในกรณีนี้ความต้านทานภายนอก R = 0 ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตต้นทาง U = 0

ความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดพบได้จากค่าแทนเจนต์ของมุมเอียงของกราฟที่สัมพันธ์กับแกนปัจจุบัน (เปรียบเทียบสูตร (1) กับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ของรูปแบบ Y = AX + B และจำความหมายของสัมประสิทธิ์ของ X)

ความก้าวหน้าของงาน

1. หากต้องการบันทึกผลการวัด ให้เตรียมตาราง:

หลังจากที่อาจารย์ตรวจวงจรแล้วให้ประกอบวงจรไฟฟ้า ตั้งแถบเลื่อนตัวต้านทานผันแปรไปที่ตำแหน่งที่ความต้านทานของวงจรที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสสูงสุด

กำหนดกระแสในวงจรและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อแหล่งจ่ายที่ค่าความต้านทานสูงสุดของตัวต้านทานแบบแปรผัน ป้อนข้อมูลการวัดลงในตาราง

ทำซ้ำการวัดกระแสและแรงดันไฟฟ้าหลายๆ ครั้ง ในแต่ละครั้งจะลดค่าความต้านทานที่แปรผันได้ เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้นทางลดลง 0.1V หยุดการวัดเมื่อกระแสในวงจรถึง 1A

พล็อตคะแนนที่ได้รับจากการทดลองบนกราฟ พล็อตแรงดันไฟฟ้าตามแกนตั้งและกระแสตามแกนนอน ลากเส้นตรงผ่านจุดต่างๆ

วัด EMF ของแหล่งกำเนิดโดยเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์เข้ากับขั้วต่อโดยที่วงจรภายนอกเปิดอยู่ เปรียบเทียบค่า EMF ที่ได้รับจากทั้งสองวิธีและระบุสาเหตุของความคลาดเคลื่อนที่เป็นไปได้ในผลลัพธ์

กำหนดความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดกระแส เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้คำนวณแทนเจนต์ของมุมเอียงของกราฟที่สร้างขึ้นกับแกนปัจจุบัน เนื่องจากแทนเจนต์ของมุมในสามเหลี่ยมมุมฉากเท่ากับอัตราส่วนของด้านตรงข้ามกับด้านประชิด จึงสามารถทำได้โดยการหาอัตราส่วน E / I K.Z