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        新舊電池為何不能搭配使用

        2014-04-29 22:00:02張長青袁乃文
        初中生學習·低 2014年12期
        關(guān)鍵詞:有用功干電池歐姆

        張長青 袁乃文

        電池在人們的日常生活中扮演著十分重要的角色,無論是石英鐘、剃須刀,還是計算器、電子琴等都離不開它。我們都有這樣的經(jīng)驗,那就是電池用舊了要全部換掉,絕不能新舊混裝搭配使用。這是為什么呢?難道新舊搭配使用不是更節(jié)省嗎?

        要回答這個問題,我們還要從電池本身的特性談起。普通的干電池有兩個很重要的特性,一個是電動勢ε,在電路中我們通常稱之為電源電壓U,另一個是它的內(nèi)阻r,因為電池和所有的導(dǎo)體一樣也有電阻。通常,一節(jié)新的干電池的電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.5Ω左右。當電池使用相當長一段時間后,電動勢會下降到1V左右,而其內(nèi)電阻卻可增大到幾百歐姆。

        由于電池存在內(nèi)阻,在使用時我們也必須將其考慮進去。拿普通手電來講,使用兩節(jié)干電池做電源,燈絲正常發(fā)光時電阻約為10歐姆,根據(jù)歐姆定律,我們不難算出:

        電路中的電流為:

        I=ε∕(R+r)=3V/11Ω≈0.27A

        電源的總功率為:

        P總=Iε=0.27A×3V=0.81W

        燈泡獲得的電功率為:

        P燈=I2R=(0.27A)2×10Ω=0.74W

        電源的效率為:

        η=P燈∕P總=0.74W/ 0.81W=91%

        即電源輸出的功率絕大部分消耗在電燈上,做的是有用功,燈泡很亮。

        設(shè)電源用舊后,電動勢將降到1V,內(nèi)電阻增大到200Ω。若新舊電池搭配使用,同樣的方法我們可以計算出電源的效率下降為5%。也就是說,電流做的功絕大部分消耗在電池自身的內(nèi)阻上,用來做有用功的就很少了,燈泡因而很暗甚至不發(fā)光。

        綜上分析,我們不難看出,新舊電池搭配使用后,不但沒有省電,反而是浪費了電能。所以,新舊電池不能搭配使用。

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