Fizică compactă - cunoștințe de bază SbX
Energie electrică, eficiență, timp de încărcare și descărcare. Curent, tensiune, rezistență internă, lucru electric și putere.
Acumulatorii sunt folosiți pentru a stoca eficient energia electrică: atunci când un acumulator este încărcat, energia electrică este transformată în energie chimică prin procese electrochimice. Aceasta se eliberează atunci când polii unui acumulator sunt conectați conductiv unul cu celălalt. Rezistența internă a consumatorului conectat este decisivă pentru „timpul de funcționare” al acumulatorului; În cazul consumatorilor cu o densitate mare de curent sau în cazul unui scurtcircuit, rezistența internă a acumulatorului determină intensitatea curentului.
sarcini
În următoarele sarcini veți calcula cantitățile electrice tipice pe baza elementelor de bază. Aceasta ar trebui să se ocupe de situații cu care sunteți familiarizați din viața de zi cu zi.
De asemenea, puteți imprima aceste pagini și puteți completa spațiile goale din tabele. Obțineți toate formulele necesare și importante în caietul dvs. de exerciții! Pentru toate calculele, scrieți mai întâi formulele corespunzătoare, introduceți-le și apoi calculați rezultatul cu calculatorul!
Exercițiu: Curent electric I și cantitatea de încărcare Q
Calculati: Cu cât curg mai mulți purtători de încărcare, cu atât este mai mare puterea curentului electric. Curentul electric este proporțional cu cantitatea de încărcare:
I = k1 Δ Q (I. Curent electric, Q. Încărcare electrică)
Cu cât timpul necesar este mai scurt, cu atât este mai mare curentul electric. Puterea actuală este în prezent indirect proporțională:
I = k. Δ Q/Δ t (t. Durata în care curge curentul)
Unitatea pentru încărcarea electrică a fost aleasă astfel încât factorul de proporționalitate k să asume valoarea 1 (k = 1). Unitatea pentru curentul electric este amperul (A).
I = Δ Q/Δ t
Acum calculați curentul electric I cu următoarea formă (vârf):
Calculați curentul electric:
| Fulger | 5 | 10 -4 |
| Baterie auto | 60 Ah = 60 * 3600 | 20 * 60 |
| Baterie Ni-MH | 3000 mAh = 3 * 3600 | 0,5 h = 30 * 60 |
Rețineți că o baterie este „descărcată” atunci când aproximativ 50% din energia totală a fost convertită.
Sarcină: calculați timpii de încărcare
În schimb, puteți calcula și timpii de încărcare pentru baterii dacă știți „capacitatea” acestora (= cantitatea de încărcare, adesea dată în mAh = 0,001A * 3600s) și „curentul de încărcare” (în A, sau mA = 0,001 A). (Bacsis):
Calculați timpii de încărcare:
| Ni-Cd | 1000 mAh = 1 * 3600 | 100mA = 0,1 |
| Baterie de plumb | 30 Ah = 30 * 3600 | 40 |
| Ni-MH | 4000 mAh = 4 * 3600 | 300 mA = 0,3 |
cometariu:
- Bateriile Ni-Cadmiu conțin cadmiu metalic toxic; prin urmare, o interdicție asupra bateriilor Ni-Cd este în prezent discutată.
- Asa numitul Efect de memorie face ca energia care poate fi extrasă din baterie să scadă în caz de descărcare parțială.
Sarcină: capacitatea acumulatorilor
„Cantitatea de încărcare stocată în baterie” ar trebui înțeleasă mai bine ca „energie stocată”. Când bateria este descărcată, se poate extrage până la 50% din energia stocată. În orice caz, cantitatea de încărcare convertită poate fi dedusă din curentul electric I și timpul de descărcare t (vârf).