Kwalifikacja: ELM.05 - Eksploatacja urządzeń elektronicznych
Zawód: Technik elektronik
Jaka jest rezystancja wewnętrzna baterii AAA, jeśli jej napięcie w stanie jałowym wynosi U1=1,5 V, a pod obciążeniem prądem 100 mA U2=1,45 V?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Wartość rezystancji wewnętrznej baterii można obliczyć na podstawie różnicy napięcia w stanie jałowym i napięcia pod obciążeniem. W tym przypadku mamy napięcie w stanie jałowym U1 = 1,5 V oraz napięcie pod obciążeniem U2 = 1,45 V. Różnica ta wynosi ΔU = U1 - U2 = 0,05 V. Zastosowanie prawa Ohma pozwala na obliczenie rezystancji wewnętrznej (R) jako R = ΔU / I, gdzie I to prąd płynący przez obciążenie. W naszym przypadku prąd wynosi 100 mA, czyli 0,1 A. Zatem, R = 0,05 V / 0,1 A = 0,5 Ω. Taka rezystancja wewnętrzna wskazuje, że bateria jest w dobrym stanie, ponieważ niskie wartości rezystancji wewnętrznej są pożądane w akumulatorach, co przekłada się na ich efektywność i dłuższą żywotność. Niska rezystancja wewnętrzna minimalizuje straty energii i pozwala na efektywniejsze wykorzystanie energii zgromadzonej w baterii, co jest kluczowe w zastosowaniach wymagających wysokiej wydajności, takich jak urządzenia przenośne i systemy zasilania awaryjnego.
Analizując błędne odpowiedzi, warto zwrócić uwagę na koncepcje związane z obliczeniami rezystancji wewnętrznej. Wiele osób może pomylić pojęcie napięcia z obciążeniem i jego wpływem na rezystancję, co prowadzi do oszacowania znacznie wyższych wartości, takich jak 5,00 Ω, 50,0 Ω, czy zbyt niskich, jak 0,05 Ω. Rezystancja wewnętrzna baterii jest miarą, jaką opór stawia bateria podczas przepływu prądu. W przypadku znacznej rezystancji, jak w odpowiedziach 5,00 Ω i 50,0 Ω, wskazują one na poważne problemy z akumulatorem, co mogłoby sugerować starzenie się ogniwa bądź jego uszkodzenie. W rzeczywistości dobry akumulator powinien mieć niską rezystancję wewnętrzną, co potwierdza obliczenie 0,5 Ω. Z kolei niska rezystancja wewnętrzna pozwala na większą wydajność energetyczną, co jest istotne w kontekście zasilania urządzeń wymagających wysokich prądów. Odpowiedź 0,05 Ω może wynikać z błędnego przyjęcia zbyt niskiego napięcia, nieadekwatnego do rzeczywiście mierzonych wartości, co pokazuje, jak istotna jest umiejętność analizy i interpretacji danych pomiarowych. Ponadto przy obliczaniu rezystancji wewnętrznej należy pamiętać, by dokładnie odnotować wartości napięcia i prądu oraz zastosować prawidłowe jednostki, co jest kluczowe w każdym pomiarze elektrycznym.