అంతర్గత ప్రతిఘటన అంటే ఏమిటి

కరెంట్ సోర్స్‌ని కలిగి ఉండే ఒక సాధారణ ఎలక్ట్రికల్ క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్ ఉందని అనుకుందాం, ఉదాహరణకు ఒక జనరేటర్, గాల్వానిక్ సెల్ లేదా బ్యాటరీ, మరియు రెసిస్టెన్స్ R యొక్క రెసిస్టర్. సర్క్యూట్‌లోని కరెంట్ ఎక్కడా అంతరాయం కలిగించదు కాబట్టి, అది మూలం లోపల కూడా ప్రవహిస్తుంది.

అటువంటి పరిస్థితిలో, ప్రతి మూలానికి కొంత అంతర్గత ప్రతిఘటన ఉందని మేము చెప్పగలం, అది కరెంట్ ప్రవహించకుండా నిరోధిస్తుంది. ఈ అంతర్గత ప్రతిఘటన ప్రస్తుత మూలాన్ని వర్ణిస్తుంది మరియు r అక్షరంతో సూచించబడుతుంది. కోసం గాల్వానిక్ సెల్ లేదా బ్యాటరీ, అంతర్గత ప్రతిఘటన అనేది ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణం మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌ల నిరోధకత, ఒక జనరేటర్ కోసం - స్టేటర్ వైండింగ్‌ల నిరోధకత మొదలైనవి.

అందువల్ల, ప్రస్తుత మూలం EMF యొక్క పరిమాణం మరియు దాని స్వంత అంతర్గత నిరోధం యొక్క విలువ రెండింటి ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది r - రెండు లక్షణాలు మూలం యొక్క నాణ్యతను సూచిస్తాయి.

ఉదాహరణకు, హై-వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ జనరేటర్లు (వాన్ డి గ్రాఫ్ జనరేటర్ లేదా విమ్‌షర్స్ట్ జనరేటర్ వంటివి) మిలియన్ల వోల్ట్‌లలో భారీ EMFని కలిగి ఉంటాయి, అయితే వాటి అంతర్గత నిరోధం వందల మెగోమ్‌లలో కొలుస్తారు, కాబట్టి అవి పొందేందుకు తగినవి కావు. అధిక ప్రవాహాలు.

దీనికి విరుద్ధంగా, గాల్వానిక్ కణాలు (బ్యాటరీ వంటివి) 1 వోల్ట్ యొక్క EMFని కలిగి ఉంటాయి, అయినప్పటికీ వాటి అంతర్గత ప్రతిఘటన భిన్నాల క్రమం లేదా గరిష్టంగా పది ఓంలు, అందువలన యూనిట్లు మరియు పదుల ఆంపియర్‌ల ప్రవాహాలను పొందవచ్చు. గాల్వానిక్ కణాల నుండి.

ఈ రేఖాచిత్రం కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్‌తో నిజమైన మూలాన్ని చూపుతుంది. అవి ఇక్కడ నిర్వచించబడ్డాయి EMF మూలం, దాని అంతర్గత నిరోధం అలాగే లోడ్ నిరోధకత. ప్రకారం క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్ కోసం ఓం యొక్క చట్టం, ఈ సర్క్యూట్‌లోని కరెంట్ దీనికి సమానంగా ఉంటుంది:

బాహ్య సర్క్యూట్ విభాగం సజాతీయంగా ఉన్నందున, ఓం యొక్క చట్టం నుండి లోడ్ అంతటా వోల్టేజ్ కనుగొనవచ్చు:

మొదటి సమీకరణం నుండి లోడ్ యొక్క ప్రతిఘటనను వ్యక్తీకరించడం మరియు దాని విలువను రెండవ సమీకరణంలోకి మార్చడం ద్వారా, క్లోజ్డ్ సర్క్యూట్‌లోని కరెంట్‌పై లోడ్‌లో వోల్టేజ్ యొక్క ఆధారపడటాన్ని మేము పొందుతాము:

క్లోజ్డ్ లూప్‌లో, బాహ్య సర్క్యూట్ మూలకాలపై మరియు మూలం యొక్క అంతర్గత నిరోధకతపై వోల్టేజ్ డ్రాప్ మొత్తానికి EMF సమానంగా ఉంటుంది. లోడ్ కరెంట్‌పై లోడ్ వోల్టేజ్ యొక్క ఆధారపడటం ఆదర్శంగా సరళంగా ఉంటుంది.

గ్రాఫ్ దీన్ని చూపుతుంది, కానీ నిజమైన రెసిస్టర్ (గ్రాఫ్ దగ్గర క్రాస్‌లు) కోసం ప్రయోగాత్మక డేటా ఎల్లప్పుడూ ఆదర్శానికి భిన్నంగా ఉంటుంది:

ప్రయోగాలు మరియు తర్కం ప్రకారం సున్నా లోడ్ కరెంట్ వద్ద బాహ్య సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ మూలం emfకి సమానంగా ఉంటుంది మరియు సున్నా లోడ్ వోల్టేజ్ వద్ద సర్క్యూట్ కరెంట్ ఉంటుంది షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్… రియల్ సర్క్యూట్‌ల యొక్క ఈ లక్షణం ప్రయోగాత్మకంగా EMF మరియు వాస్తవ మూలాల అంతర్గత నిరోధాన్ని కనుగొనడంలో సహాయపడుతుంది.

అంతర్గత ప్రతిఘటన యొక్క ప్రయోగాత్మక గుర్తింపు

ఈ లక్షణాలను ప్రయోగాత్మకంగా గుర్తించడానికి, కరెంట్ యొక్క పరిమాణంపై లోడ్లో వోల్టేజ్ యొక్క ఆధారపడటం యొక్క గ్రాఫ్ నిర్మించబడింది, దాని తర్వాత అది గొడ్డలితో ఖండన బిందువుకు విస్తరించబడుతుంది.

వోల్టేజ్ వెన్నెముకతో గ్రాఫ్ యొక్క ఖండన పాయింట్ వద్ద మూలం emf యొక్క విలువ, మరియు ప్రస్తుత అక్షంతో ఖండన పాయింట్ వద్ద షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్ యొక్క విలువ. ఫలితంగా, అంతర్గత ప్రతిఘటన సూత్రం ద్వారా కనుగొనబడింది:

మూలం ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన ఉపయోగకరమైన శక్తి లోడ్ అంతటా పంపిణీ చేయబడుతుంది. లోడ్ నిరోధకతపై ఈ శక్తి యొక్క ఆధారపడటం యొక్క గ్రాఫ్ చిత్రంలో చూపబడింది. ఈ వక్రత సున్నా పాయింట్ వద్ద కోఆర్డినేట్ అక్షాల ఖండన నుండి మొదలవుతుంది, తరువాత గరిష్ట శక్తి విలువకు పెరుగుతుంది, ఆపై అనంతానికి సమానమైన లోడ్ నిరోధకతతో సున్నాకి పడిపోతుంది.

ఇచ్చిన మూలంతో సైద్ధాంతిక గరిష్ట శక్తి అభివృద్ధి చేయబడే గరిష్ట లోడ్ నిరోధకతను కనుగొనడానికి, Rకి సంబంధించి పవర్ ఫార్ములా యొక్క ఉత్పన్నం తీసుకోబడుతుంది మరియు సున్నాకి సెట్ చేయబడుతుంది. బాహ్య సర్క్యూట్ నిరోధకత అంతర్గత మూల నిరోధకతకు సమానంగా ఉన్నప్పుడు గరిష్ట శక్తి అభివృద్ధి చేయబడుతుంది:

R = r వద్ద గరిష్ట శక్తి కోసం ఈ నిబంధన లోడ్ నిరోధకత యొక్క విలువకు వ్యతిరేకంగా లోడ్ వద్ద విడుదలయ్యే శక్తిని ప్లాట్ చేయడం ద్వారా మూలం యొక్క అంతర్గత ప్రతిఘటనను ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.గరిష్ట శక్తిని అందించే సైద్ధాంతిక లోడ్ నిరోధకత కంటే వాస్తవాన్ని కనుగొనడం విద్యుత్ సరఫరా యొక్క వాస్తవ అంతర్గత నిరోధకతను నిర్ణయిస్తుంది.

ప్రస్తుత మూలం యొక్క సామర్థ్యం లోడ్‌కు పంపిణీ చేయబడిన గరిష్ట శక్తి యొక్క నిష్పత్తిని ప్రస్తుతం అభివృద్ధి చేయబడుతున్న మొత్తం శక్తికి సూచిస్తుంది.

మూలం అటువంటి శక్తిని అభివృద్ధి చేస్తే, ఇచ్చిన మూలానికి గరిష్ట శక్తి లోడ్ వద్ద పొందబడుతుంది, అప్పుడు మూలం యొక్క సామర్థ్యం 50%కి సమానంగా ఉంటుంది.