Symulacja interaktywna
Sprawdź, jaka jest zależność siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego całej baterii od tego, jakie ogniwa połączone są w niej szeregowo
Symulacja interaktywna pozwala badać parametry baterii złożonej z czterech szeregowo połączonych ogniw. Uczeń może ustawiać wartości SEM, oporu wewnętrznego i polaryzację każdego ogniwa oddzielnie i obserwować, jak zmienia się siła elektromotoryczna i opór wewnętrzny całej baterii. Na ekranie widoczne są wskazania woltomierza i amperomierza, włączonych do układu. Opór wewnętrzny obliczany jest na podstawie ich wskazań.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DSnAkhLhX
Symulacja pozwala na zbadanie baterii (źródła zastępczego), która powstaje przez połączenie szeregowe czterech ogniw. Każde ogniwo ma pewien opór wewnętrzny i siłę elektromotoryczną. Do baterii podłączony jest obciążający ją opór. Amperomierz pozwala na zbadanie natężenia prądu płynącego przez to obciążenie, a woltomierz - na zmierzenie napięcia baterii.
Jeśli bieguny baterii połączysz bezpośrednio, np. przy pomocy drutu, skutecznie je zwierając, bateria zacznie się nagrzewać. Jak myślisz, dlaczego tak się dzieje?
„Zbuduj obwód” według własnego uznania, tzn. ustal polaryzację ogniw oraz wartości SEM i r, a następnie, na podstawie wskazań amperomierza i woltomierza, wyznacz wartość użytego oporu zewnętrznego R. Wykonaj obliczenia dla różnych konfiguracji obwodu.
Załóżmy, że połączyliśmy w baterię szeregowo cztery identyczne ogniwa, każde o oporze wewnętrznym 1 omega i SEM wynoszącym 1 V. Po podłączeniu do tej baterii opornika o nieznanym oporze R, spadek napięcia na tym oporze wynosi 2,86 V, a prąd przez niego płynący to 0,29 A. Wyznacz wartość oporu R.
Jaki jest opór wewnętrzny baterii z poprzedniego polecenia? Jaka jest wartość SEM?
Dlaczego wartość SEM nie jest równa spadkowi napięcia na zaciskach baterii?
Stworzyliśmy właśnie nową baterię z czterech takich samych ogniw, tylko przez pomyłkę dwa z nich połączyliśmy odwrotnie (czyli polaryzacja dwóch ogniw jest przeciwna do polaryzacji pozostałych). Jakie napięcie uzyskamy na zaciskach takiej baterii? Czy stworzyliśmy w ten sposób użyteczną baterię?
Czy jesteśmy w stanie z czterech takich samych ogniw zbudować baterię, której SEM jest taki sam, jak SEM pojedynczego ogniwa? Jeżeli nie, to z ilu ogniw bylibyśmy w stanie taką baterię zbudować?