스위치를 켰을 때이 회로의 전압 측정이 다른 이유는 무엇입니까?

두 개의 램프와 두 개의 1.5V 배터리로 구동되는 슬라이드 스위치로 간단한 회로를 만들었습니다. 슬라이드 스위치가 꺼져있을 때 멀티 미터로 측정 된 회로의 전압은 3.15V입니다.

그러나 슬라이드 스위치가 켜져 있고 램프가 켜지면 측정 된 회로 전압은 2.99V입니다.

전압 측정이 두 경우 모두 동일한 이유를 이해하지 못합니다. 왜 이런 차이점이 있습니까?

우선, 실제 실험을 잘 수행했습니다. 사람들이 시도하고 답을 알고 싶어하는 것이 좋습니다.

회로로 이것을 시각화하는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 이전 답변에서 지적했듯이 배터리에는 내부 저항이 있습니다. 따라서 부하를 추가하면 전압 분배기가 생성됩니다. 배터리가 점점 더 많이 소모됨에 따라 내부 저항이 증가하여 부하에 전력을 공급할 수 없게됩니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

위의 회로도를보십시오. 우리는 모두 옴의 법칙 인 V = I * R을 알고 있습니다. 저항에 값을 주면 스위치를 닫을 때 얼마나 떨어질지 계산할 수 있습니다. 배터리 내부 저항이 0.5 옴이고 부하가 100 옴이라고하면 회로의 전류를 찾을 수 있습니다. 이를 위해 I에 대한 옴의 법칙 방정식을 재정렬합니다 : I = V / R = 9 / (100 + 0.5) = 0.0896 A 또는 89.6mA. 옴의 법칙을 다시 사용하면 (이것은 아마도 전자 제품에서 가장 유용한 방정식 일 것입니다!) 배터리 저항에 대한 전압 강하를 찾을 수 있습니다.

V = I * R = 0.0896 * 0.5 = 0.0448V를 기억하십시오. 배터리를 처음 공급 한 9V에서 9-0.0448 = 8.95V로 측정하십시오.

이 지식을 사용하여 실험을 계속하고 싶다면 알려진 저항을 부하로 사용하고 다른 배터리를 사용하여 전원을 공급하십시오. 멀티 미터를 사용하면 전류 및 전압을 측정 할 수있어 배터리의 내부 저항을 계산하는 데 필요한 모든 수를 제공합니다.

Marcus Muller가 지적한 바와 같이, 온도도 이것에 영향을 줄 수 있으므로 시험 전후에 내부 저항을 계산하여 냉장고 / 냉동고에 넣은 후 내부 저항을 계산하고 온도가 얼마나 변하는 지 확인하십시오. 몇 가지 다른 종류의 배터리로도 시도해보십시오. 진행중인 일에 대한 이해를 높이고 회로 해결 기술을 향상시킬 수있는 멋진 실험이 많이 있습니다.

유지하고 행운을 빕니다!

이것은 매우 좋은 실험입니다!

jonk의 의견 에 추가 할 아이디어가 있습니다 .

이런 일이 발생하는지 테스트하는 것이 좋습니다. 이미 제공된 바와 같이, 답변은 조명에 전원을 공급할 때 배터리에 약간의 부담이 가해지고 그 부하에서 전압이 약간 줄어드는 것입니다. 배터리 수명이 다해 가면 배터리가 더 많이 떨어집니다.

배터리가 식을 때까지 한 시간 정도 냉장고에 배터리를 넣고 (냉동도 가능하지만 -20 ° C 이하로 떨어지지 않음) 실험을 반복하십시오. 당신은 그들이 훨씬 더 많이 처지는 것을 볼 수 있습니다! 전원을 끄고 다시 실온이 될 때까지 기다리십시오. 이전과 같이 작동해야합니다.

무슨 일이야?

배터리에서 화학 반응은 서로 다른 전위를 갖는 두 개의 배터리 접점으로 이어집니다. 두 전압 사이에 전압이 있습니다!

전압이 다른 두 가지 배터리 접점을 연결하면 전류 가 흐르기 시작합니다. 그것이 전구를 밝히는 것입니다!

이제 배터리와 멀티 미터의 양극 프로브 사이에 작은 저항 (예 : 2Ω)이 있다고 가정하십시오. 실제로는 없지만 그 존재를 "느낀다":

저항은 전류가 흐르면 전압 강하를 나타냅니다. 귀하의 경우, 전구, 스위치 및 배터리를 통해 수백 밀리 암페어가 흐르고, 이는 "상상 된"저항에서 수백 밀리 볼트의 전압 강하를 초래합니다.

그것이 우리가 "내부 저항"이라고 부르는 것입니다. 배터리와 같은 전압원의 결함으로 인해 더 많은 전류가 흐르면 전압이 낮아집니다.

내부 저항은 여러 가지 일 수 있습니다. 우선 실제 배터리는 실제 재료로 만들어지고 실제 재료에는 저항이 있습니다. 그러나 배터리의 경우 일반적으로 내부 저항의 작은 부분입니다. 더 큰 부분은 전류 흐름을 만들기 위해 내부의 화학 반응 (및 이온 방황)이 충분히 빨리 발생해야한다는 것입니다. 더 많은 전류가 있으면 연신 화학 반응의 유지가보다 전압이 떨어진다.

이제 배터리를 식히면 내부의 모든 화학 반응 속도가 느려졌으며 특히 충전 된 원자가 배터리 내에서 얼마나 빨리 빠져 나갈 수 있는지가 느려졌습니다. 그것이 우리가 냉장고와 냉동고를 가지고있는 이유입니다. 저온에서 모든 화학 반응이 느려지면, 음식을 나쁘게 만드는 모든 것 (즉, 박테리아의 성장과 사물의 화학적 분해) 때문에 식재료가 빨리 나 빠지지 않습니다. ) 단순히 슬로우 모션에서 발생합니다.

배터리의 화학 반응이 느려지면 배터리는 전류 소모로 "유지"할 수 없으며 따뜻한 배터리보다 전압이 훨씬 더 떨어집니다.

배터리는 이상적이지 않습니다. 내부 저항이 있습니다. 전류가 흐르면 전압이 떨어집니다.

직렬 회로에서는 전류가 일정하고 병렬 회로에서는 전압이 일정하다는 것을 항상 기억하십시오.

간단한 것은 저항 부하를 스위치와 직렬로 연결 한 것입니다. 따라서 스위치가 닫히면 부하가 약간 줄어들 기 때문에 스위치가 열려있을 때와 같은 전압을 얻을 수 없습니다. 회로도도 볼 수 있습니다. 감사. #ENGE에 감사드립니다. 압둘라.