अंतर्गत प्रतिकार म्हणजे काय

समजा एक साधे इलेक्ट्रिकल क्लोज सर्किट आहे ज्यामध्ये विद्युत् स्त्रोताचा समावेश आहे, उदाहरणार्थ जनरेटर, गॅल्व्हॅनिक सेल किंवा बॅटरी, आणि रेझिस्टन्स R चे रेझिस्टर. सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह कुठेही व्यत्यय आणत नसल्यामुळे, तो स्त्रोताच्या आत देखील वाहतो.

अशा परिस्थितीत, आपण असे म्हणू शकतो की प्रत्येक स्त्रोतामध्ये काही आंतरिक प्रतिकार असतो ज्यामुळे विद्युत् प्रवाह वाहण्यास प्रतिबंध होतो. हा अंतर्गत प्रतिकार वर्तमान स्त्रोताचे वैशिष्ट्य दर्शवितो आणि r अक्षराने दर्शविला जातो. च्या साठी गॅल्व्हॅनिक सेल किंवा बॅटरी, अंतर्गत प्रतिकार म्हणजे इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन आणि इलेक्ट्रोड्सचा प्रतिकार, जनरेटरसाठी - स्टेटर विंडिंग्सचा प्रतिकार इ.

अशाप्रकारे, वर्तमान स्त्रोत EMF चे परिमाण आणि त्याच्या स्वतःच्या अंतर्गत प्रतिकार r चे मूल्य या दोन्ही द्वारे दर्शविले जाते - दोन्ही वैशिष्ट्ये स्त्रोताची गुणवत्ता दर्शवतात.

उच्च-व्होल्टेज इलेक्ट्रोस्टॅटिक जनरेटर (जसे की व्हॅन डी ग्राफ जनरेटर किंवा विमहर्स्ट जनरेटर) उदाहरणार्थ, लाखो व्होल्टमध्ये मोजले जाणारे एक प्रचंड ईएमएफ वैशिष्ट्यीकृत करतात, तर त्यांची अंतर्गत प्रतिकारशक्ती शेकडो मेगाहॅममध्ये मोजली जाते, त्यामुळे ते मिळविण्यासाठी योग्य नाहीत. उच्च प्रवाह

याउलट, गॅल्व्हॅनिक पेशींमध्ये (जसे की बॅटरी) 1 व्होल्टच्या ऑर्डरचा EMF असतो, जरी त्यांचा अंतर्गत प्रतिकार अपूर्णांकांच्या क्रमाने किंवा जास्तीत जास्त दहा ओहम असतो आणि त्यामुळे एककांचे प्रवाह आणि दहापट अँपिअर मिळवता येतात. गॅल्व्हॅनिक पेशींपासून.

हे आकृती कनेक्ट केलेल्या लोडसह वास्तविक स्त्रोत दर्शवते. ते येथे परिभाषित केले आहेत EMF स्रोत, त्याचा अंतर्गत प्रतिकार तसेच लोड प्रतिरोध. त्यानुसार बंद सर्किटसाठी ओमचा नियम, या सर्किटमधील वर्तमान समान असेल:

बाह्य सर्किट विभाग एकसंध असल्याने, ओमच्या नियमानुसार लोडवरील व्होल्टेज आढळू शकते:

पहिल्या समीकरणातून लोडचा प्रतिकार व्यक्त करून आणि त्याचे मूल्य दुसऱ्या समीकरणात बदलून, आम्ही बंद सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहावरील लोडमधील व्होल्टेजचे अवलंबन प्राप्त करतो:

बंद लूपमध्ये, EMF बाह्य सर्किट घटकांवर आणि स्त्रोताच्या स्वतःच्या अंतर्गत प्रतिकारांवर व्होल्टेज ड्रॉपच्या बेरजेइतके असते. लोड करंटवरील लोड व्होल्टेजचे अवलंबन आदर्शपणे रेखीय आहे.

आलेख हे दर्शवितो, परंतु वास्तविक रोधकाचा प्रायोगिक डेटा (ग्राफजवळील क्रॉस) नेहमी आदर्शापेक्षा वेगळा असतो:

प्रयोग आणि तर्क दाखवतात की शून्य लोड करंटवर बाह्य सर्किट व्होल्टेज स्त्रोत ईएमएफच्या बरोबरीचे असते आणि शून्य लोड व्होल्टेजवर सर्किट प्रवाह असतो शॉर्ट सर्किट करंट… रिअल सर्किट्सचा हा गुणधर्म प्रायोगिकरित्या EMF आणि वास्तविक स्रोतांचा अंतर्गत प्रतिकार शोधण्यात मदत करतो.

अंतर्गत प्रतिकाराचा प्रायोगिक शोध

ही वैशिष्ट्ये प्रायोगिकरित्या निर्धारित करण्यासाठी, विद्युत् प्रवाहाच्या परिमाणावरील लोडमधील व्होल्टेजच्या अवलंबनाचा आलेख तयार केला जातो, त्यानंतर तो अक्षांसह छेदनबिंदूपर्यंत एक्सट्रापोलेट केला जातो.

व्होल्टेज स्पाइनसह आलेखाच्या छेदनबिंदूवर स्त्रोत ईएमएफचे मूल्य आहे आणि वर्तमान अक्षासह छेदनबिंदूच्या बिंदूवर शॉर्ट-सर्किट करंटचे मूल्य आहे. परिणामी, अंतर्गत प्रतिकार सूत्राद्वारे आढळतो:

स्त्रोताद्वारे विकसित केलेली उपयुक्त शक्ती संपूर्ण लोडमध्ये वितरीत केली जाते. लोड रेझिस्टन्सवर या शक्तीच्या अवलंबनाचा आलेख आकृतीमध्ये दर्शविला आहे. हे वक्र समन्वय अक्षांच्या छेदनबिंदूपासून शून्य बिंदूपासून सुरू होते, नंतर कमाल शक्ती मूल्यापर्यंत वाढते, नंतर अनंताच्या समान लोड प्रतिरोधासह शून्यावर येते.

दिलेल्या स्त्रोतासह जास्तीत जास्त लोड रेझिस्टन्स शोधण्यासाठी ज्यावर सैद्धांतिक कमाल पॉवर विकसित केली जाईल, R च्या संदर्भात पॉवर फॉर्म्युलाचे व्युत्पन्न घेतले जाते आणि शून्यावर सेट केले जाते. जेव्हा बाह्य सर्किटचा प्रतिकार अंतर्गत स्रोत प्रतिकाराच्या बरोबरीचा असेल तेव्हा जास्तीत जास्त शक्ती विकसित केली जाईल:

R = r वर जास्तीत जास्त पॉवरसाठी ही तरतूद तुम्हाला प्रायोगिकरित्या स्त्रोताचा अंतर्गत प्रतिकार शोधण्याची परवानगी देते लोडवर सोडलेली शक्ती विरुद्ध लोड प्रतिरोधनाचे मूल्य प्लॉट करून.जास्तीत जास्त शक्ती प्रदान करणार्‍या सैद्धांतिक भार प्रतिकारापेक्षा वास्तविक शोधणे वीज पुरवठ्याचा वास्तविक अंतर्गत प्रतिकार निर्धारित करते.

सध्याच्या स्त्रोताची कार्यक्षमता सध्या विकसित होत असलेल्या एकूण उर्जेशी लोडमध्ये वितरित केलेल्या कमाल शक्तीचे गुणोत्तर दर्शवते.

हे स्पष्ट आहे की जर स्त्रोताने अशी शक्ती विकसित केली की दिलेल्या स्त्रोतासाठी जास्तीत जास्त संभाव्य शक्ती लोडवर प्राप्त होईल, तर स्त्रोताची कार्यक्षमता 50% इतकी असेल.