Būtinybę įvesti terminą galima iliustruoti tokiu pavyzdžiu. Palyginkime du cheminius nuolatinės srovės šaltinius su tokia pačia įtampa:

• Automobilio švino rūgšties akumuliatorius, kurio įtampa yra 12 voltų ir talpa 55 Ah
• Aštuonios AA tipo baterijos, sujungtos nuosekliai. Bendra tokio akumuliatoriaus įtampa taip pat yra 12 voltų, talpa daug mažesnė - maždaug 1 Ah

Nepaisant tos pačios įtampos, šie šaltiniai labai skiriasi veikiant ta pačia apkrova. Taigi automobilio akumuliatorius gali tiekti didelę srovę į apkrovą (automobilio variklis užsiveda nuo akumuliatoriaus, o starteris sunaudoja 250 amperų srovę), tačiau starteris visiškai nesisuka nuo akumuliatorių grandinės. Santykinai maža akumuliatorių talpa nėra priežastis: vienos ampervalandės akumuliatoriuose užtektų starteriui pasukti 14 sekundžių (esant 250 amperų srovei).

Taigi, apie dviejų terminalų tinklus, kuriuose yra šaltinių (ty įtampos generatoriai ir srovės generatoriai), būtina konkrečiai kalbėti apie vidinis varža (arba varža). Jei dviejų terminalų tinkle nėra šaltinių, tada „ vidinis atsparumas“ tokiam dviejų terminalų tinklui reiškia tą patį kaip Tiesiog„pasipriešinimas“.

Susiję terminai

Jei kurioje nors sistemoje galima atskirti įvestį ir (arba) išvestį, dažnai vartojami šie terminai:

Fiziniai principai

Nepaisant to, kad lygiavertėje grandinėje vidinė varža pateikiama kaip vienas pasyvus elementas (o aktyvioji varža, tai yra, rezistorius jame būtinai yra), vidinė varža nėra sutelkta viename elemente. Dviejų terminalų tinklas tik iš išorės elgiasi tarsi jis turėtų koncentruotą vidinę varžą ir įtampos generatorių. Tiesą sakant, vidinis pasipriešinimas yra išorinis fizinių efektų rinkinio pasireiškimas:

• Jei dviejų terminalų tinkle yra tik energijos šaltinis be jokios elektros grandinės (pavyzdžiui, galvaninio elemento), tada vidinė varža yra beveik grynai aktyvi (nebent mes kalbame apie labai aukštus dažnius), tai yra dėl fizinių efektų, kurie neleidžia šio šaltinio tiekti galią apkrova viršija tam tikrą ribą. Paprasčiausias tokio poveikio pavyzdys – elektros grandinės laidininkų varža, kuri nėra nulinė. Tačiau, kaip taisyklė, didžiausią indėlį į galios apribojimą lemia poveikis ne elektrinis gamta. Taigi, pavyzdžiui, galioje jį gali apriboti reakcijoje dalyvaujančių medžiagų kontaktinis plotas, hidroelektrinės generatoriuje - ribotas vandens slėgis ir kt.
• Dviejų terminalų tinklo, kuriame yra viduje, atveju elektros schema, vidinė varža yra "išsklaidyta" grandinės elementuose (be anksčiau šaltinyje išvardytų mechanizmų).

Tai taip pat reiškia kai kurias vidinio pasipriešinimo ypatybes:

Vidinės varžos įtaka dviejų galų tinklo savybėms

Vidinės varžos poveikis yra neatsiejama bet kurio aktyvaus dviejų galų tinklo savybė. Pagrindinis vidinės varžos rezultatas yra apriboti elektros galią, kurią galima gauti iš šio dviejų gnybtų tinklo tiekiamos apkrovos.

Tegul yra dviejų terminalų tinklas, kurį galima apibūdinti aukščiau pateikta lygiaverte grandine. Dviejų terminalų tinklas turi du nežinomus parametrus, kuriuos reikia rasti:

• EMF įtampos generatorius U
• Vidinis pasipriešinimas r

Apskritai, norint nustatyti du nežinomus dalykus, reikia atlikti du matavimus: išmatuoti įtampą dviejų gnybtų tinklo išėjime (ty potencialų skirtumą U out = φ 2 − φ 1) esant dviem skirtingoms apkrovos srovėms. Tada iš lygčių sistemos galima rasti nežinomus parametrus:

Kur U out1 aš 1, Uout2- išėjimo įtampa esant srovei aš 2. Išspręsdami lygčių sistemą, randame nežinomus nežinomuosius:

Paprastai vidinei varžai apskaičiuoti naudojama paprastesnė technika: randama dviejų gnybtų tinklo įtampa tuščiosios eigos režimu ir srovė trumpojo jungimo režimu. Šiuo atveju sistema () rašoma taip:

Kur U oc- išėjimo įtampa tuščiosios eigos režimu (angl. atvira grandinė), tai yra, esant nulinei apkrovos srovei; Isc- apkrovos srovė trumpojo jungimo režimu (angl. trumpas sujungimas), tai yra esant nulinio pasipriešinimo apkrovai. Čia atsižvelgiama į tai, kad išėjimo srovė tuščiosios eigos režimu ir išėjimo įtampa trumpojo jungimo režimu yra lygi nuliui. Iš paskutinių lygčių iš karto gauname:

Matavimas

Koncepcija matavimas taikoma tikram įrenginiui (bet ne grandinei). Tiesioginis matavimas omometru yra neįmanomas, nes neįmanoma prijungti prietaiso zondų prie vidinės varžos gnybtų. Todėl būtinas netiesioginis matavimas, kuris iš esmės nesiskiria nuo skaičiavimo – apkrovos įtampa taip pat reikalinga esant dviem skirtingoms srovės vertėms. Tačiau ne visada įmanoma naudoti supaprastintą formulę (2), nes ne kiekvienas tikras dviejų terminalų tinklas leidžia veikti trumpojo jungimo režimu.

Kartais naudojamas toks paprastas matavimo metodas, kuriam nereikia skaičiavimų:

• Matuojama atviros grandinės įtampa
• Kintamasis rezistorius yra prijungtas kaip apkrova ir jo varža parenkama taip, kad įtampa jame būtų pusė atviros grandinės įtampos.

Po aprašytų procedūrų apkrovos rezistoriaus varža turi būti išmatuota ommetru – ji bus lygi dviejų gnybtų tinklo vidinei varžai.

Nepriklausomai nuo naudojamo matavimo metodo, reikia saugotis, kad dviejų terminalų tinklas nebūtų perkraunamas per didele srove, ty srovė neturi viršyti didžiausios leistinos tam tikro dviejų galų tinklo vertės.

Reaktyvioji vidinė varža

Jei dviejų gnybtų tinklo ekvivalentinėje grandinėje yra reaktyviųjų elementų - kondensatorių ir (arba) induktorių, tada skaičiavimas Reaktyvioji vidinė varža atliekama taip pat kaip ir aktyvioji varža, tačiau vietoj rezistorių varžų imamos sudėtingos į grandinę įtrauktų elementų varžos, o vietoj įtampų ir srovių imamos jų kompleksinės amplitudės, tai yra Skaičiavimas atliekamas kompleksinės amplitudės metodu.

Matavimas reaktyvumas turi keletą ypatingų savybių, nes tai yra sudėtingos vertės funkcija, o ne skaliarinė vertė:

• Galite ieškoti įvairių kompleksinės reikšmės parametrų: modulio, argumento, tik tikrosios arba menamos dalies, taip pat viso kompleksinio skaičiaus. Atitinkamai, matavimo technika priklausys nuo to, ką norime gauti.
• Bet kuris iš išvardytų parametrų priklauso nuo dažnio. Teoriškai, norint gauti pilną informaciją apie vidinę reaktyviąją varžą matavimo būdu, būtina pašalinti priklausomybė dažniu, tai yra, atlikite matavimus Visi dažniai, kuriuos gali generuoti tam tikro dviejų terminalų tinklo šaltinis.

Taikymas

Daugeliu atvejų neturėtume kalbėti apie taikymas vidinis pasipriešinimas, ir apie buhalterinė apskaita jo neigiamas poveikis, nes vidinis pasipriešinimas veikiau yra neigiamas poveikis. Tačiau kai kuriose sistemose nominali vidinė varža yra būtina.

Lygiaverčių grandinių supaprastinimas

Dviejų galų tinklo, kaip įtampos generatoriaus ir vidinės varžos derinio, vaizdavimas yra paprasčiausia ir dažniausiai naudojama lygiavertė dviejų galų tinklo grandinė.

Šaltinio ir apkrovos atitikimas

Šaltinio ir apkrovos derinimas yra apkrovos pasipriešinimo ir šaltinio vidinės varžos santykio pasirinkimas, kad būtų pasiektos nurodytos gaunamos sistemos savybės (paprastai jie bando pasiekti maksimalią bet kurio parametro vertę nurodytas šaltinis). Dažniausiai naudojami derinimo tipai:

Srovės ir galios suderinimą reikia naudoti atsargiai, nes kyla pavojus, kad šaltinis bus perkrautas.

Aukštos įtampos mažinimas

Kartais prie šaltinio dirbtinai pridedama didelė varža (pridedama prie šaltinio vidinės varžos), siekiant žymiai sumažinti iš jo gaunamą įtampą. Tačiau pridėjus rezistorių kaip papildomą varžą (vadinamąjį gesinimo rezistorių), jam skiriama nenaudinga galia. Kad būtų išvengta energijos švaistymo, kintamosios srovės sistemos naudoja reaktyviąsias slopinimo varžas, dažniausiai kondensatorius. Taip statomi kondensatorių maitinimo šaltiniai. Panašiai, naudodamiesi talpiniu čiaupu iš aukštos įtampos elektros linijos, galite gauti mažą įtampą, kad maitintumėte bet kokius autonominius įrenginius.

Triukšmo mažinimas

Stiprinant silpnus signalus, dažnai iškyla užduotis sumažinti stiprintuvo į signalą keliamą triukšmą. Tam tikslui specialus žemo triukšmo stiprintuvai, tačiau jie suprojektuoti taip, kad mažiausias triukšmo rodiklis būtų pasiekiamas tik tam tikrame signalo šaltinio išėjimo varžos diapazone. Pavyzdžiui, mažo triukšmo stiprintuvas suteikia minimalų triukšmą tik šaltinio išėjimo varžos diapazone nuo 1 kΩ iki 10 kΩ; jei signalo šaltinis turi mažesnę išėjimo varžą (pavyzdžiui, mikrofonas, kurio išėjimo varža 30 omų), tada tarp šaltinio ir stiprintuvo reikia naudoti pakopinį transformatorių, kuris padidins išėjimo varžą (taip pat signalo įtampa) iki reikiamos vertės.

Apribojimai

Vidinės varžos sąvoka įvedama per lygiavertę grandinę, todėl taikomi tie patys apribojimai kaip ir lygiaverčių grandinių pritaikymui.

Pavyzdžiai

Vidinės varžos vertės yra santykinės: tai, kas laikoma maža, pavyzdžiui, galvaniniam elementui, yra labai didelė galingam akumuliatoriui. Žemiau pateikiami dviejų terminalų tinklų pavyzdžiai ir jų vidinės varžos reikšmės r. Trivialūs dviejų terminalų tinklų atvejai jokių šaltinių yra konkrečiai nurodyti.

Mažas vidinis pasipriešinimas

Didelis vidinis atsparumas

Neigiamas vidinis pasipriešinimas

Yra dviejų galų tinklų, kurių vidinė varža turi neigiamas prasmė. Įprastoje aktyvus pasipriešinimas, atsiranda energijos išsklaidymas, in reaktyvus Atsparumo metu energija kaupiama ir išleidžiama atgal į šaltinį. Neigiamo pasipriešinimo ypatumas yra tas, kad jis pats yra energijos šaltinis. Todėl neigiamas pasipriešinimas neatsiranda gryna forma, jį gali imituoti tik elektroninė grandinė, kurioje būtinai yra energijos šaltinis. Neigiamas vidinis pasipriešinimas gali būti pasiektas grandinėse naudojant:

• elementai su neigiama diferencine varža, pvz., tuneliniai diodai

Sistemos su neigiama varža yra potencialiai nestabilios, todėl gali būti naudojamos savaiminiams osciliatoriams kurti.

taip pat žr

Nuorodos

Literatūra

• Zernovas N.V., Karpovas V.G. Radijo inžinerinių grandinių teorija. - M. - L.: Energija, 1965. - 892 p.
• Jonesas M.H. Elektronika – praktinis kursas. - M.: Technosfera, 2006. - 512 p.

Tarkime, yra paprasta elektrinė uždara grandinė, kuri apima srovės šaltinį, pavyzdžiui, generatorių, galvaninį elementą ar akumuliatorių ir rezistorių, kurio varža R. Kadangi srovė grandinėje niekur nenutrūksta, ji teka šaltinio viduje.

Esant tokiai situacijai, galime pasakyti, kad bet kuris šaltinis turi tam tikrą vidinę varžą, kuri neleidžia tekėti srovės. Ši vidinė varža apibūdina srovės šaltinį ir žymima raide r. Akumuliatoriui vidinė varža yra elektrolito tirpalo ir elektrodų varža, generatoriui – statoriaus apvijų varža ir kt.

Taigi srovės šaltiniui būdingas tiek EML dydis, tiek jo paties vidinės varžos r vertė – abi šios charakteristikos rodo šaltinio kokybę.

Pavyzdžiui, elektrostatiniai aukštos įtampos generatoriai (kaip Van de Graaff arba Wimshurst generatorius) išsiskiria didžiuliu EMF, matuojamu milijonais voltų, o jų vidinė varža matuojama šimtais megaomų, todėl jie netinkami. didelėms srovėms gaminti.

Galvaniniai elementai (pavyzdžiui, akumuliatorius), priešingai, turi 1 volto EML, nors jų vidinė varža yra trupmenos arba daugiausia dešimčių omų, taigi vienetų ir dešimčių srovių. amperų galima gauti iš galvaninių elementų.

Šioje diagramoje parodytas tikras šaltinis su prijungta apkrova. Čia nurodoma jo vidinė varža, taip pat atsparumas apkrovai. Pagal tai, srovė šioje grandinėje bus lygi:

Kadangi išorinės grandinės atkarpa yra vienalytė, apkrovos įtampą galima rasti pagal Ohmo dėsnį:

Išreiškę apkrovos varžą iš pirmosios lygties ir pakeisdami jos reikšmę antrąja lygtimi, gauname apkrovos įtampos priklausomybę nuo srovės uždaroje grandinėje:

Uždaroje kilpoje EMF yra lygus išorinės grandinės elementų įtampos kritimų ir paties šaltinio vidinės varžos sumai. Apkrovos įtampos priklausomybė nuo apkrovos srovės idealiai yra tiesinė.

Diagrama tai rodo, tačiau eksperimentiniai duomenys apie tikrą rezistorių (kryžiai šalia grafiko) visada skiriasi nuo idealių:

Eksperimentai ir logika rodo, kad esant nulinei apkrovos srovei, išorinės grandinės įtampa yra lygi šaltinio emf, o esant nulinei apkrovos įtampai, srovė grandinėje lygi . Ši realių grandinių savybė padeda eksperimentiškai rasti realių šaltinių emf ir vidinę varžą.

Eksperimentinis vidinio pasipriešinimo nustatymas

Norėdami eksperimentiškai nustatyti šias charakteristikas, nubrėžkite įtampos priklausomybę nuo apkrovos nuo srovės vertės, tada ekstrapoliuokite ją į sankirtą su ašimis.

Grafiko susikirtimo su įtampos ašimi taške yra šaltinio emf reikšmė, o susikirtimo su srovės ašimi taške yra trumpojo jungimo srovės reikšmė. Dėl to vidinis pasipriešinimas randamas pagal formulę:

Šaltinio sukurta naudingoji galia išleidžiama į apkrovą. Šios galios priklausomybė nuo apkrovos pasipriešinimo parodyta paveikslėlyje. Ši kreivė prasideda nuo koordinačių ašių susikirtimo nuliniame taške, tada didėja iki didžiausios galios vertės, po kurios nukrenta iki nulio, kai apkrovos pasipriešinimas yra lygus begalybei.

Norint rasti didžiausią apkrovos varžą, kuriai esant tam tikrame šaltinyje teoriškai išsivystys didžiausia galia, imama galios formulės išvestinė R atžvilgiu ir nustatoma lygi nuliui. Didžiausia galia išsivystys, kai išorinė grandinės varža lygi šaltinio vidinei varžai:

Ši nuostata apie didžiausią galią esant R = r leidžia eksperimentiškai nustatyti šaltinio vidinę varžą, nubraižant atpalaiduotos galios priklausomybę nuo apkrovos nuo apkrovos varžos vertės. Radus realią, o ne teorinę apkrovos varžą, kuri užtikrina maksimalią galią, nustatoma realioji maitinimo šaltinio vidinė varža.

Srovės šaltinio efektyvumas parodo didžiausios apkrovai skiriamos galios santykį su bendra galia, kuri šiuo metu kuriama.

Omo dėsnis visai grandinei, kurio apibrėžimas susijęs su elektros srovės verte realiose grandinėse, priklauso nuo srovės šaltinio ir apkrovos varžos. Šis dėsnis turi ir kitą pavadinimą – Omo dėsnį uždaroms grandinėms. Šio įstatymo veikimo principas yra toks.

Kaip paprasčiausias pavyzdys, elektros lempa, kuri yra elektros srovės vartotoja, kartu su srovės šaltiniu yra ne kas kita, kaip uždara grandinė. Ši elektros grandinė aiškiai parodyta paveikslėlyje.

Elektros srovė, einanti per lemputę, praeina ir per patį srovės šaltinį. Taigi, eidama per grandinę, srovė patirs ne tik laidininko, bet ir tiesiogiai paties srovės šaltinio varžą. Šaltinyje atsparumą sukuria elektrolitas, esantis tarp plokščių ir plokščių bei elektrolito ribinių sluoksnių. Iš to išplaukia, kad uždaroje grandinėje jo bendra varža bus sudaryta iš lemputės ir srovės šaltinio varžų sumos.

Išorinis ir vidinis pasipriešinimas

Apkrovos, šiuo atveju lemputės, prijungtos prie srovės šaltinio, varža vadinama išorine varža. Tiesioginė srovės šaltinio varža vadinama vidine varža. Kad procesas būtų vizualesnis, visos vertės turi būti nurodytos sutartinai. I - , R - išorinė varža, r - vidinė varža. Kai srovė teka elektros grandine, norint ją palaikyti, tarp išorinės grandinės galų turi būti potencialų skirtumas, kurio reikšmė yra IxR. Tačiau srovės srautas taip pat stebimas vidinėje grandinėje. Tai reiškia, kad norint palaikyti elektros srovę vidinėje grandinėje, būtinas ir potencialų skirtumas varžos r galuose. Šio potencialo skirtumo reikšmė lygi Iхr.

Akumuliatoriaus elektrovaros jėga

Akumuliatorius turi turėti tokią elektrovaros jėgą, galinčią palaikyti reikiamą srovę grandinėje: E=IxR+Ixr. Iš formulės aišku, kad akumuliatoriaus elektrovaros jėga yra išorinės ir vidinės jėgos suma. Srovės reikšmę reikia išimti iš skliaustų: E=I(r+R). Kitaip galite įsivaizduoti: I=E/(r+R) . Paskutinės dvi formulės išreiškia Ohmo dėsnį visai grandinei, kurio apibrėžimas yra toks: uždaroje grandinėje srovės stipris yra tiesiogiai proporcingas elektrovaros jėgai ir atvirkščiai proporcingas šios grandinės varžų sumai.

Baterijos ar akumuliatoriaus vidinės ominės varžos (nuolatinės srovės) nustatymas

Yra daug metodų ir praktinių būdų, kaip nustatyti maitinimo šaltinių, nuolatinės srovės arba kintamosios srovės, vidinę varžą. Šiame straipsnyje aptariami paprasti matavimo ir skaičiavimo metodai, kai iš visos įrangos yra tik paprastas kiniškas testeris.

Vadovuose aprašytais metodais atliekami matavimai ir skaičiavimai, kurių rezultatai fiksuojami antrojo skaičiaus po kablelio tikslumu. Reikalingas parametras priklauso nuo apkrovos tipo ir dydžio, esamos temperatūros ir elektrolito sudėties, akumuliatoriaus išsikrovimo laipsnio ir akumuliatoriaus įkrovimo laipsnio bei daugelio kitų veiksnių. Todėl visada bus tam tikra matavimo paklaida, didelė ar maža.

Supaprastinto vidinės elektrinės varžos skaičiavimo formulė:

Rin = (R * (E - U)) / U

E- įtampa be apkrovos. Statinis EMF yra apytiksliai lygus įtampai E (su didele prijungto voltmetro įėjimo varža), kai cheminis maitinimo šaltinis buvo be apkrovos pakankamai ilgą laiką (daugiau nei 2-3 valandas).

U- trumpalaikis (ne daugiau kaip 10 sekundžių), esant apkrovai su varža R (2-12 omų),
su vardine galios sklaida nuo 2 W. Kaitrinė lemputė tam netinka., nes Kaitinamasis siūlas įkaista, jo elektrinė varža labai pasikeičia ir žymiai padidėja. Šiems tikslams stora nichromo (nichromo atsparumo temperatūrinis koeficientas keliasdešimt kartų mažesnis nei plieno, vario ir volframo) viela iš senos atviros elektrinės viryklės, kalibruojama atskiromis sekcijomis pagal reikiamus R įvertinimus ir tvirtinama ant nedegus dielektrinis pagrindas, puikiai tinka.

Tikslesnių matavimų formulė su dviem skirtingais rezistoriais (suteikiančiais maždaug 20-30 ir 70 procentų leistino, pavyzdžiui, 3 ir 9 omai), tai yra tik esant apkrovai:

Rin = (R1 * R2 * (U2 - U1)) / (U1 * R2 - U2 * R1)

Matuojant elektros srovę (esant viršutinei ampero ribai), naudojant įprastus kiniškus multimetrus, galima didelė sisteminė paklaida dėl paties prietaiso vidinės varžos. Todėl standartinės formulės su dabartine verte lygtyje suteiks tiksliausią rezultatą tik tada, kai naudojamos su pramonine, specialia įranga, griežtai laikantis laboratorinių matavimų taisyklių ir metodų pagal GOST (nurodyti laiko intervalai, tvarka ir seka). stendiniai bandymai). Remiantis matavimų su dviem rezistoriais rezultatais, apskaičiuojamas įtampų ir srovių delta (skirtumas):

Praktikoje taip pat naudojamas supaprastintas metodas su vienu rezistoriumi, kai trikampis apskaičiuojamas iš tuščiosios eigos įtampos (kaip ir pirmame variante), o srovė apskaičiuojama pagal Ohmo dėsnį. Kaip ir pirmoji formulė:

Rin = (E - U) / (U/R) =

Arba galimybė su realiu srovės matavimu: (E - U) / I

Taip pat žinant srovę esant dviem skirtingoms apkrovoms, trumpojo jungimo srovė (teoriškai įmanoma) apskaičiuojama matematiškai – naudojant formulę iš uždavinio su lygtimis vidurinės mokyklos fizikos kursui. Šioje formulėje neatsižvelgiama į visus cheminius procesus maitinimo elementuose, esant maksimalioms apkrovoms ir konstrukcijos ypatybes. Todėl apskaičiuota vertė skirsis nuo iš tikrųjų galimos:

Ic = (I1*I2*(R2 – R1)) / (I2*R2 – I1R1) ties R1< R2

Tiesiogiai matuojant Is („trumpas“) su testeriu, rezultatai taip pat bus neįvertinti – dėl paties prietaiso vidinės varžos.

// Greitas ir objektyvus būdas patikrinti veikimą yra naudoti rodyklės testerį, turintį automatinę apsaugą nuo perkrovos, kad patikrintumėte akumuliatorių arba įprastą akumuliatorių, ar nėra „trumpojo jungimo srovės“, įskaitant 2–3 sekundes. Turi būti bent 2 amperai. Norma yra, jei yra daugiau nei 3 A. Metodas griežtas, bet objektyvus. Atlikę tokį bandymą, iš karto galite pamatyti „trumpalaikį atsaką“ išsikrovimo metu (pagal testerio ciferblato indikatorių), kaip gerai baterija išlaiko didelę apkrovą. Skaitmeniniai indikatoriai yra maksimali srovė (skaičiuojant tai netinka kaip ISC, nes bendra grandinės varža yra ne nulis) ir skilimo greitis. Kad nesugadintų kokios nors ypač vertingos baterijos, į grandinę nuosekliai jungiama gana galinga (daugiau nei 2 W) apkrovos varža, iki kelių šimtų miliohmų.

Jei naminės mažos varžos apkrovos elektrinė varža matuojama skaitmeniniu testeriu esant žemai ribai (200), tuomet reikia atsižvelgti į paties multimetro, laidų ir kontaktų vidinę varžą. Skaičiai ekrane, kai prietaiso zondai yra trumpai sujungti, gali turėti reikšmes, pavyzdžiui, 00,3 arba 004 omų, tai yra, atitinkamai 300 arba 400 miliohmų, kuriuos reikės atimti. Tai sumažins matavimo paklaidą, tačiau galutiniame rezultate vis tiek liks vidinė testerio klaida (nurodyta įrenginio techninių duomenų lape). Todėl geriau išmatuoti mažos varžos rezistorius naudojant varžinio skirstytuvo grandinę, remiantis tiksliu įtampos kritimo matavimu (įrenginys turi didžiausią tikslumą - specialiai DCV) serijinės grandinės atkarpoje su etaloniniu tikslumo rezistoriumi. (pavyzdinis didelio tikslumo nuolatinė elektrinė varža, kurios tikslumas 0,05-1%, korpusas turi pilką spalvoto žymėjimo juostelę). Iš proporcijos Rx/Rstandard=Ux/Ustandartas apskaičiuojama reikiama elektrinė varža Rx.

Bet kurio multimetro, įjungto omometro režimu, vidinę varžą galite sužinoti naudodami mažos varžos tikslumo rezistorių. Išmatuota R vertė nuo vardinės vertės skirsis norima verte.

Apytikslės eksploatuojamų didelės talpos maitinimo šaltinių vidinės varžos (srovės) vertės esant normaliai temperatūrai:
- ličio elementai -< 200 миллиом.
- įkrautas švino akumuliatorius - pirmosios dešimtys mOhm.
- šarminės baterijos (AA dydis) - iki 200 mOhm.
- nikelio-metalo hidrido baterijos (AA, NiMH) - iki 150 mOhm.

Daugiau skaitykite svetainės svetainėje.

Dviejų galų tinklas ir jam lygiavertė grandinė

Dviejų gnybtų tinklo vidinė varža yra varža lygiavertėje dviejų gnybtų tinklo grandinėje, kurią sudaro įtampos generatorius ir nuosekliai sujungta varža (žr. pav.). Ši koncepcija naudojama grandinės teorijoje, kai realus šaltinis pakeičiamas idealiais elementais, tai yra, pereinant prie lygiavertės grandinės.

Įvadas

Pažiūrėkime į pavyzdį. Lengvajame automobilyje borto tinklą maitinsime ne iš standartinio 12 voltų įtampos ir 55 Ah talpos švino akumuliatoriaus, o iš aštuonių nuosekliai sujungtų akumuliatorių (pavyzdžiui, AA dydžio, su talpa apie 1 Ah). Pabandykime užvesti variklį. Patirtis rodo, kad maitinant akumuliatoriais starterio velenas nesisuks nė laipsniu. Be to, net ir solenoidinė relė neveiks.

Intuityviai aišku, kad akumuliatorius „nepakankamai galingas“ tokiam pritaikymui, tačiau atsižvelgiant į deklaruojamas jo elektrines charakteristikas – įtampą ir įkrovą (talpą) – šio reiškinio kiekybinis aprašymas nepateikia. Abiem atvejais įtampa yra tokia pati:

Baterija: 12 voltų

Galvaniniai elementai: 8·1,5 volto = 12 voltų

Talpos taip pat visiškai pakanka: vienos ampervalandės akumuliatoriuje turėtų pakakti starteriui pasukti 14 sekundžių (esant 250 amperų srovei).

Atrodytų, kad pagal Ohmo dėsnį toje pačioje apkrovoje esant elektriškai identiškiems šaltiniams srovė taip pat turėtų būti tokia pati. Tačiau iš tikrųjų tai nėra visiškai tiesa. Šaltiniai elgtųsi taip pat, jei jie būtų idealūs įtampos generatoriai. Realių šaltinių ir idealių generatorių skirtumo laipsniui apibūdinti naudojama vidinės varžos sąvoka.

Atsparumas ir vidinis pasipriešinimas

Pagrindinė dviejų galų tinklo savybė yra jo varža (arba varža). Tačiau ne visada įmanoma dviejų terminalų tinklą apibūdinti vien tik atsparumu. Faktas yra tas, kad terminas atsparumas taikomas tik grynai pasyviems elementams, ty tiems, kuriuose nėra energijos šaltinių. Jei dviejų galų tinkle yra energijos šaltinis, tada „atsparumo“ sąvoka jam tiesiog netaikoma, nes Omo dėsnis formuluotėje U=Ir netenkinamas.

Taigi dviejų gnybtų tinklams, kuriuose yra šaltinių (ty įtampos generatorių ir srovės generatorių), būtina konkrečiai kalbėti apie vidinę varžą (arba impedansą). Jei dviejų terminalų tinkle nėra šaltinių, tada „vidinis pasipriešinimas“ tokiam dviejų terminalų tinklui reiškia tą patį, ką tiesiog „atsparumas“.

Susiję terminai

Jei kurioje nors sistemoje galima atskirti įvestį ir (arba) išvestį, dažnai vartojami šie terminai:

Įėjimo varža yra dviejų terminalų tinklo vidinė varža, kuri yra sistemos įvestis.

Išėjimo varža yra dviejų terminalų tinklo vidinė varža, kuri yra sistemos išvestis.

Fiziniai principai

Nepaisant to, kad lygiavertėje grandinėje vidinė varža pateikiama kaip vienas pasyvus elementas (o aktyvioji varža, tai yra, rezistorius jame būtinai yra), vidinė varža nėra sutelkta viename elemente. Dviejų gnybtų tinklas tik išoriškai elgiasi taip, lyg turėtų koncentruotą vidinę varžą ir įtampos generatorių. Tiesą sakant, vidinis pasipriešinimas yra išorinis fizinių efektų rinkinio pasireiškimas:

Jei dviejų gnybtų tinkle yra tik energijos šaltinis be jokios elektros grandinės (pavyzdžiui, galvaninis elementas), tai vidinė varža yra grynai aktyvi, ją sukelia fiziniai efektai, neleidžiantys tiekti šio šaltinio maitinimo. kad apkrova viršytų tam tikrą ribą. Paprasčiausias tokio poveikio pavyzdys – elektros grandinės laidininkų varža, kuri nėra nulinė. Tačiau, kaip taisyklė, didžiausias indėlis į galios apribojimą yra neelektrinis poveikis. Taigi, pavyzdžiui, cheminiame šaltinyje galią gali apriboti reakcijoje dalyvaujančių medžiagų kontaktinis plotas, hidroelektriniame generatoriuje - ribotas vandens slėgis ir pan.

Dviejų gnybtų tinkle, kurio viduje yra elektros grandinė, vidinė varža yra "išsklaidyta" grandinės elementuose (be anksčiau šaltinyje išvardytų mechanizmų).

Tai taip pat reiškia kai kurias vidinio pasipriešinimo ypatybes:

Vidinės varžos negalima pašalinti iš dviejų terminalų tinklo

Vidinis pasipriešinimas nėra stabili vertė: ji gali keistis pasikeitus bet kokioms išorinėms sąlygoms.

Vidinės varžos įtaka dviejų galų tinklo savybėms

Vidinės varžos poveikis yra neatsiejama bet kurio dviejų galų tinklo savybė. Pagrindinis vidinės varžos rezultatas yra apriboti elektros galią, kurią galima gauti iš šio dviejų gnybtų tinklo tiekiamos apkrovos.

Jei apkrova su varža R yra prijungta prie šaltinio su įtampos generatoriaus E emf ir aktyvia vidine varža r, tada srovė, įtampa ir galia apkrovoje išreiškiami taip.

Skaičiavimas

Skaičiavimo sąvoka taikoma grandinei (bet ne tikram įrenginiui). Skaičiavimas pateiktas grynai aktyvios vidinės varžos atveju (reaktyvumo skirtumai bus aptarti toliau).

Tegul yra dviejų terminalų tinklas, kurį galima apibūdinti aukščiau pateikta lygiaverte grandine. Dviejų terminalų tinklas turi du nežinomus parametrus, kuriuos reikia rasti:

EMF įtampos generatorius U

Vidinė varža r

Apskritai, norint nustatyti du nežinomuosius, reikia atlikti du matavimus: išmatuoti įtampą dviejų gnybtų tinklo išėjime (tai yra potencialų skirtumą Uout = φ2 − φ1) esant dviem skirtingoms apkrovos srovėms. Tada iš lygčių sistemos galima rasti nežinomus parametrus:

čia Uout1 yra išėjimo įtampa esant srovei I1, Uout2 yra išėjimo įtampa esant srovei I2. Išspręsdami lygčių sistemą, randame nežinomus nežinomuosius:

Paprastai vidinei varžai apskaičiuoti naudojama paprastesnė technika: randama dviejų gnybtų tinklo įtampa tuščiosios eigos režimu ir srovė trumpojo jungimo režimu. Šiuo atveju sistema (1) rašoma taip:

kur Uoc yra išėjimo įtampa atviros grandinės režimu, ty esant nulinei apkrovos srovei; Isc - apkrovos srovė trumpojo jungimo režimu, tai yra su nulinės varžos apkrova. Čia atsižvelgiama į tai, kad išėjimo srovė tuščiosios eigos režimu ir išėjimo įtampa trumpojo jungimo režimu yra lygi nuliui. Iš paskutinių lygčių iš karto gauname:

Matavimas

Matavimo sąvoka taikoma tikram įrenginiui (bet ne grandinei). Tiesioginis matavimas omometru yra neįmanomas, nes neįmanoma prijungti prietaiso zondų prie vidinės varžos gnybtų. Todėl būtinas netiesioginis matavimas, kuris iš esmės nesiskiria nuo skaičiavimo – apkrovos įtampa taip pat reikalinga esant dviem skirtingoms srovės vertėms. Tačiau ne visada įmanoma naudoti supaprastintą formulę (2), nes ne kiekvienas tikras dviejų terminalų tinklas leidžia veikti trumpojo jungimo režimu.

Dažnai naudojamas toks paprastas matavimo metodas, kuriam nereikia skaičiavimų:

Matuojama atviros grandinės įtampa

Kintamasis rezistorius yra prijungtas kaip apkrova ir jo varža parenkama taip, kad įtampa jame būtų pusė atviros grandinės įtampos.

Po aprašytų procedūrų apkrovos rezistoriaus varža turi būti išmatuota ommetru – ji bus lygi dviejų gnybtų tinklo vidinei varžai.

Nepriklausomai nuo naudojamo matavimo metodo, reikia saugotis, kad dviejų terminalų tinklas nebūtų perkraunamas per didele srove, ty srovė neturi viršyti didžiausios leistinos tam tikro dviejų galų tinklo vertės.

Reaktyvioji vidinė varža

Jei dviejų gnybtų tinklo ekvivalentinėje grandinėje yra reaktyviųjų elementų - kondensatorių ir (arba) induktorių, tada reaktyviosios vidinės varžos skaičiavimas atliekamas taip pat, kaip ir aktyviosios, tačiau vietoj rezistorių varžų, kompleksinės varžos. imama į grandinę įtrauktų elementų, o vietoj įtampų ir srovių imamos jų kompleksinės amplitudės, tai yra skaičiavimas atliekamas kompleksiniu amplitudės metodu.

Vidinis reaktyvumo matavimas turi keletą ypatingų savybių, nes tai yra sudėtingos vertės funkcija, o ne skaliarinė vertė:

Galite ieškoti įvairių kompleksinės reikšmės parametrų: modulio, argumento, tik tikrosios arba menamos dalies, taip pat viso kompleksinio skaičiaus. Atitinkamai, matavimo technika priklausys nuo to, ką norime gauti.