فيديو السؤال: إيجاد المقاومة الداخلية لبطارية الفيزياء

بطارية قوتها الدافعة الكهربية ‪2.50 V‬‏. الجهد الطرفي للبطارية يساوي ‪2.42 V‬‏ عندما تكون البطارية موصلة بدائرة كهربية ويمر بها تيار شدته ‪435 mA‬‏. ما المقاومة الداخلية للبطارية؟ قرب إجابتك لأقرب ثلاث منازل عشرية.

٠٤:٣٢

‏نسخة الفيديو النصية

بطارية قوتها الدافعة الكهربية 2.50 فولت. الجهد الطرفي للبطارية يساوي 2.42 فولت عندما تكون البطارية موصلة بدائرة كهربية ويمر بها تيار شدته 435 مللي أمبير. ما المقاومة الداخلية للبطارية؟ قرب إجابتك لأقرب ثلاث منازل عشرية.

دعونا نفترض أن هذه هي البطارية التي لدينا وأنها موصلة بهذه الدائرة الكهربية. عندما تكون شدة التيار المار في هذه الدائرة الكهربية 435 مللي أمبير، فإن الجهد الطرفي للبطارية، أي فرق الجهد عبر طرفي البطارية الموجب والسالب، يساوي 2.42 فولت. تخبرنا المسألة أن للبطارية قوة دافعة كهربية، تمثل أيضًا فرق الجهد، تساوي 2.50 فولت. تختلف هذه القيمة عن قيمة الجهد الطرفي بسبب المقاومة الداخلية للبطارية. يمكننا أن نفكر في البطارية على أنها خلية تنتج فرق جهد، وبها مقاومة مدمجة. وهذه هي المقاومة الداخلية للبطارية.

تولد البطارية قوة دافعة كهربية، ‪emf‬‏، تنخفض نتيجة المقاومة الداخلية للبطارية. يمكننا أن نحدد مقدار هذا الانخفاض باستخدام قانون أوم. ينص هذا القانون على أن فرق الجهد عبر المكون الموجود في دائرة كهربية، مثل المقاومة، يساوي شدة التيار المار عبر هذا المكون مضروبة في مقاومته. ومن ثم، يخبرنا قانون أوم بأن الانخفاض في الجهد عبر المقاومة الداخلية للبطارية التي لدينا يساوي شدة التيار المار عبر البطارية مضروبة في المقاومة الداخلية للبطارية.

غالبًا ما يرمز للمقاومة الداخلية بحرف ‪𝑟‬‏ صغير. إذا أسمينا فرق الجهد عبر المقاومة الداخلية للبطارية ‪𝑉r‬‏، فإنه، وفقًا لقانون أوم، يساوي شدة التيار المار عبر البطارية مضروبة في المقاومة الداخلية ‪𝑟‬‏. وإذا طرحنا ‪𝑉r‬‏ من القوة الدافعة الكهربية، ‪emf‬‏، التي تولدها البطارية، فسنحصل على الجهد الطرفي للبطارية. لقد أسمينا هذا الجهد الطرفي ‪𝑉‬‏. ونعلم أنه يساوي 2.42 فولت. دعونا نعوض الآن بجميع القيم التي نعرفها في هذه المعادلة. الجهد الطرفي ‪𝑉‬‏ يساوي 2.42 فولت، والقوة الدافعة الكهربية، ‪emf‬‏، تساوي 2.50 فولت و‪𝑉r‬‏ يساوي ‪𝐼‬‏ في ‪𝑟‬‏. وأخيرًا، نعرف قيمة ‪𝐼‬‏، وهي 435 مللي أمبير.

بمعلومية جميع هذه القيم، نريد حل هذه المعادلة لإيجاد قيمة ‪𝑟‬‏، المقاومة الداخلية. نطرح أولًا 2.50 فولت من كلا الطرفين، ومن ثم، موجب 2.50 فولت ناقص 2.50 فولت في الطرف الأيمن يساوي صفرًا. وفي الطرف الأيسر، سالب 2.50 فولت زائد 2.42 فولت يساوي سالب 0.08 فولت. وبذلك نكون قد وصلنا إلى المرحلة التي نقسم فيها كلا طرفي هذه المعادلة المتبقية على شدة التيار.

لكن قبل أن نفعل ذلك، دعونا نحول وحدة شدة التيار هذه من مللي أمبير إلى أمبير. ‏1000 مللي أمبير يساوي أمبيرًا واحدًا. وهذا يعني أنه لتحويل المللي أمبير إلى الأمبير، فإننا سنقسم على 1000. ‏435 مقسومًا على 1000 يساوي 0.435. وهذه هي قيمة شدة التيار بوحدة الأمبير. الآن نقسم كلا الطرفين على شدة التيار، ومن ثم، يحذف سالب 0.435 أمبير في الطرف الأيمن. وفي الطرف الأيسر، يمكننا أن نلاحظ أن الإشارة السالبة الموجودة في البسط ستحذف مع الإشارة السالبة الموجودة في المقام.

وبذلك، نتوصل إلى هذا المقدار المبسط للمقاومة الداخلية ‪𝑟‬‏. البسط بوحدة الفولت مقسومًا على المقام بوحدة الأمبير سيعطينا الإجابة بوحدة الأوم. وبالتقريب إلى أقرب ثلاث منازل عشرية، نجد أن ‪𝑟‬‏ تساوي 0.184 أوم. وهذه هي المقاومة الداخلية للبطارية.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.