emf muudatused. Elektromotoorjõud – teadmiste hüpermarket

Elektrotehnikas iseloomustab elektriahelate toiteallikaid elektromotoorjõud (EMF).

Mis on EMF

Elektriahela välisahelas liiguvad elektrilaengud allika plussist miinusesse ja tekivad elektrit. Selle järjepidevuse säilitamiseks vooluringis peab allikal olema jõud, mis suudab laenguid madalamalt potentsiaalilt kõrgemale viia. Selline mitteelektrilise päritoluga jõud on allika EMF. Näiteks galvaanilise elemendi EMF.

Selle järgi saab EMF-i (E) arvutada järgmiselt:

E=A/q, kus:

• A on töö džaulides;
• q - laeng ripatsites.

EMF väärtust SI-süsteemis mõõdetakse voltides (V).

Valemid ja arvutused

EMF on töö, mida teevad välised jõud ühiklaengu liigutamiseks läbi elektriahela.

Suletud elektriahela vooluring sisaldab välist osa, mida iseloomustab takistus R, ja sisemist osa allikatakistusega Rin. Ahelas voolab pidev vool (In) EMF-i toime tulemusena, mis ületab nii vooluringi välise kui ka sisemise takistuse.

Voolu vooluringis määratakse järgmise valemiga (Oomi seadus):

In \u003d E / (R + Rin).

Sel juhul erineb pinge allika klemmidel (U 12) EMF-st allika sisemise takistuse pingelanguse võrra.

U 12 \u003d E - sisse * Rin.

Kui ahel on avatud ja vool selles on 0, võrdub allika EMF pingega U 12.

Toiteallika projekteerijad püüavad vähendada sisemist takistust Rin, kuna see võib võimaldada allikast rohkem voolu tõmmata.

Kus võimalik kasutada

Tehnoloogias kasutatakse erinevat tüüpi EMF-e:

• Keemiline. Kasutatakse patareides ja akudes.
• Termoelektriline. Tekib erinevate metallide kontaktide kuumutamisel. Kasutatakse külmikutes, termopaarides.
• Induktsioon. Moodustub juhi ristumisel magnetväli. Efekti kasutatakse elektrimootorites, generaatorites, trafodes.
• Fotogalvaaniline. Seda kasutatakse fotoelementide loomiseks.
• Piesoelektriline. Kui materjal on venitatud või kokku surutud. Kasutatakse andurite, kvartsostsillaatorite tootmiseks.

Seega on EMF vajalik pideva voolu säilitamiseks ja leiab rakendusi erinevat tüüpi tehnoloogiates.

EMF-i all mõistetakse välisjõudude spetsiifilist tööd ühiklaengu liigutamiseks elektriahela ahelas. See elektrikontseptsioon hõlmab paljusid füüsilisi tõlgendusi, mis on seotud erinevate tehniliste teadmiste valdkondadega. Elektrotehnikas on see välisjõudude spetsiifiline töö, mis ilmneb induktiivmähistes, kui neis indutseeritakse vahelduvväli. Keemias tähendab see potentsiaalide erinevust, mis tekib elektrolüüsi käigus, aga ka reaktsioonides, millega kaasneb elektrilaengute eraldumine. Füüsikas vastab see näiteks elektrilise termopaari otstes tekkivale elektromotoorjõule. EMF-i olemuse selgitamiseks lihtsate sõnadega– peate kaaluma kõiki selle tõlgendamise võimalusi.

Enne artikli põhiosa juurde asumist märgime, et EMF ja pinge on tähenduselt väga sarnased mõisted, kuid siiski mõnevõrra erinevad. Ühesõnaga, EMF on ilma koormuseta toiteallika peal ja kui sellele koormus on ühendatud, on see juba pinge. Kuna koormuse all oleva IP voltide arv on peaaegu alati mõnevõrra väiksem kui ilma selleta. See on tingitud toiteallikate, nagu trafod ja galvaanilised elemendid, sisemisest takistusest.

Elektromagnetiline induktsioon (iseinduktsioon)

Alustame sellest elektromagnetiline induktsioon. See nähtus kirjeldab seadust. füüsiline tähendus see nähtus seisneb võimes elektromagnetväli indutseerida lähedalasuvas juhis emf. Sel juhul peab väli muutuma näiteks vektorite suuruse ja suuna osas või liikuma juhi suhtes või juht liikuma selle välja suhtes. Sellisel juhul tekib juhi otstes potentsiaalide erinevus.

On veel üks tähenduselt sarnane nähtus – vastastikune induktsioon. See seisneb selles, et ühe mähise suuna ja voolutugevuse muutus kutsub lähedal asuva mähise klemmides esile EMF-i, mida kasutatakse laialdaselt erinevates tehnoloogiavaldkondades, sealhulgas elektri- ja elektroonikas. See on trafode töö aluseks, kus ühe mähise magnetvoog indutseerib teises voolu ja pinge.

Elektris kasutatakse füüsikalist efekti nimega EMF spetsiaalsete vahelduvvoolu muundurite valmistamisel, mis tagavad efektiivsete suuruste (voolu ja pinge) soovitud väärtused. Tänu induktsiooni ja inseneride nähtustele oli võimalik välja töötada palju elektriseadmeid: tavapärasest (drossel) kuni trafoni.

Vastastikuse induktiivsuse mõiste kehtib ainult vahelduvvoolu kohta, mille voolu käigus muutub magnetvoog ahelas või juhis.

Püsiva suunaga elektrivoolule on iseloomulikud selle jõu muud ilmingud, nagu näiteks potentsiaalide erinevus galvaanilise elemendi poolustel, mida käsitleme allpool.

Elektrimootorid ja generaatorid

Sama elektromagnetilist efekti täheldatakse ka konstruktsioonis või, mille põhielemendiks on induktiivpoolid. Tema tööd kirjeldatakse paljudes arusaadavas keeles õppevahendid seotud teemaga "Elektritehnika". Käimasolevate protsesside olemuse mõistmiseks piisab, kui meenutada seda EMF-i induktsioon indutseeritakse, kui juht liigub teises väljas.

Vastavalt ülalmainitud elektromagnetilise induktsiooni seadusele indutseeritakse mootori armatuurimähises töötamise ajal vastu-EMF, mida sageli nimetatakse "tagumise EMF-iks", kuna mootori töötamise ajal suunatakse see rakendatava pinge poole. See seletab ka mootori tarbitava voolu järsku suurenemist koormuse suurendamisel või võlli kinnikiilumisel, aga ka käivitusvoolusid. Elektrimootori jaoks on kõik potentsiaalide erinevuse ilmnemise tingimused ilmsed - selle mähiste magnetvälja sunnitud muutus toob kaasa pöördemomendi ilmumise rootori teljele.

Kahjuks me selle artikli raames sellesse teemasse ei süvene - kirjutage kommentaaridesse, kui see teile huvi pakub, ja me räägime teile sellest.

Teises elektriseadmes - generaatoris - on kõik täpselt sama, kuid selles toimuvad protsessid on vastupidise suunaga. Läbi rootori mähiste juhitakse elektrivool, nende ümber tekib magnetväli (võib kasutada püsimagneteid). Kui rootor pöörleb, indutseerib väli omakorda staatori mähistes EMF-i, millest eemaldatakse koormusvool.

Veel natuke teooriat

Selliste vooluahelate projekteerimisel võetakse arvesse voolude jaotust ja pingelangust üksikutel elementidel. Esimese parameetri jaotuse arvutamiseks kasutatakse füüsikast teadaolevat - pingelanguste summa (arvestades märki) suletud ahela kõigil harudel on võrdne selle vooluahela harude EMF algebralise summaga. ) ja nende väärtuste määramiseks kasutavad nad ahela lõigu või Ohmi seadust täielik kett, mille valem on toodud allpool:

I=E/(R+r),

kusE - EMF,R on koormustakistus,r on toiteallika takistus.

Toiteallika sisetakistus on generaatorite ja trafode mähiste takistus, mis sõltub traadi ristlõikest, millega need on keritud, ja selle pikkusest, samuti galvaaniliste elementide sisetakistus, mis sõltub anoodi, katoodi ja elektrolüüdi olek.

Arvutuste tegemisel võetakse tingimata arvesse toiteallika sisemist takistust, mida peetakse ahelaga paralleelühenduseks. Täpsema lähenemise korral, võttes arvesse töövoolude suuri väärtusi, võetakse arvesse iga ühendusjuhi takistust.

EMF igapäevaelus ja mõõtühikud

Teisi näiteid leiab iga tavainimese praktilisest elust. Sellesse kategooriasse kuuluvad sellised tuttavad asjad nagu väikesed patareid, aga ka muud miniakud. Sel juhul moodustub töötav EMF alalispingeallikate sees toimuvate keemiliste protsesside tõttu.

Kui see tekib sisemiste muudatuste tõttu aku klemmidel (poolustel), on element täielikult töövalmis. Ajaga EMF väärtus veidi väheneb ja sisemine takistus suureneb märgatavalt.

Selle tulemusel, kui mõõta pinget AA-patareil, mis pole millegagi ühendatud, siis näed selle puhul 1,5 V (või nii) normaalset, aga kui akuga on ühendatud koormus, siis oletame, et paigaldasid selle mõnesse seadmesse. - see ei tööta.

Miks? Sest kui eeldame, et voltmeetri sisetakistus on mitu korda suurem kui aku sisetakistus, siis mõõtsite selle EMF-i. Kui aku hakkas koormuses voolu andma, ei saanud selle klemmid mitte 1,5 V, vaid näiteks 1,2 V - seadmel pole normaalseks tööks piisavalt pinget ega voolu. Just need 0,3V kukkusid galvaanilise elemendi sisetakistusega. Kui aku on väga vana ja selle elektroodid on hävinud, siis ei pruugi aku klemmidel olla üldse elektromotoorjõudu ega pinget - s.t. null.

See näide näitab selgelt erinevust EMF-i ja pinge vahel. Sama ütleb autor video lõpus, mida näete allpool.

Lisateavet selle kohta, kuidas galvaanilise elemendi EMF tekib ja kuidas seda mõõdetakse, leiate järgmisest videost:

Väga väike elektromotoorjõud indutseeritakse ka vastuvõtja antenni sees, mida seejärel võimendavad spetsiaalsed kaskaadid ja me võtame vastu oma televisiooni, raadio ja isegi WiFi signaali.

Järeldus

Teeme kokkuvõtte ja tuletame veel kord lühidalt meelde, mis on EMF ja millistes SI ühikutes seda suurust väljendatakse.

1. EMF iseloomustab mitteelektrilise päritoluga välisjõudude (keemiliste või füüsikaliste) tööd elektriahelas. See jõud teeb talle elektrilaengute ülekandmise tööd.
2. EMF-i, nagu pinget, mõõdetakse voltides.
3. EMF-i ja pinge erinevused seisnevad selles, et esimest mõõdetakse ilma koormuseta ja teist koormuseta, võttes samal ajal arvesse ja mõjutades toiteallika sisemist takistust.

Ja lõpuks, käsitletud materjali konsolideerimiseks soovitan teil vaadata sellel teemal veel üht head videot:

materjalid

Ja milline on selle seos teiste parameetritega Igapäevane elu me kõik kasutame edukalt elektriseadmeid, paljud seadused on tuletatud empiiriliselt ja võetud aksioomina. See on üks põhjusi, miks definitsioonid on liiga keerulised. Kahjuks on isegi elektromotoorjõud, see elektrotehnika alus, valgustatud nii, et elektritundmatul inimesel on üsna raske millestki aru saada. Selgitame seda küsimust selgete terminite ja näidete abil.

Juhtides nimetatakse seda "elektrivooluks". Nagu teate, koosnevad kõik meie materiaalse maailma objektid aatomitest. Arusaadavuse lihtsustamiseks võime eeldada, et iga aatom on keskmes miljon korda väiksemana kujutatud, tuum paikneb ja sellest erinevatel kaugustel pöörlevad elektronid ringorbiitidel.

Teatud välismõju abil tekib juhis elektromotoorjõud, mis moodustab suletud ahela ja toime “lööb välja” valentselektronid nende orbiitidelt aatomites, mistõttu tekivad vabad elektronid ja positiivselt laetud ioonid.

Elektromotoorjõud on vajalik selleks, et "sunnida" laenguid pidevalt mööda juhti ja vooluahela elemente mingis suunas liikuma. Ilma selleta kaob vool peaaegu koheselt. Et mõista, mis on elektromotoorjõud, võimaldab elektrienergia võrdlust veega. Toru sirge osa on juht. Kahe küljega läheb see reservuaaridesse. Kuni veetasemed reservuaarides on võrdsed ja kalle puudub, on vedelik torus liikumatu.

Ilmselgelt on selle liikuma panemiseks kolm võimalust: tekitada kõrguse vahe (kalle või reservuaarides oleva vedeliku koguse järgi) või sundida seda pumpama. Oluline punkt: kui me räägime kõrguste erinevusest, siis on see pinge all. EMF-i jaoks on liikumine "sunnitud", kuna mõju avaldavad välised jõud ei ole potentsiaalsed.

Igal elektrivoolu allikal on EMF - seesama jõud, mis toetab laetud osakeste liikumist (eespool toodud analoogia kohaselt paneb vee liikuma). Mõõdetud voltides. Nimi räägib enda eest: EMF iseloomustab välisjõudude tööd, mis rakendatakse vooluringi lõigule, teostades iga ühiklaengu liikumist ühelt poolilt teisele (klemmide vahel). See on arvuliselt võrdne rakendatud välisjõudude töö ja liigutatava laengu väärtuse suhtega.

Kaudselt saab EMF-i allika vajaduse tuletada energia jäävuse seadusest ja voolu juhtiva juhi omadustest. Suletud ahelas on välja töö liikuvates laengutes null. Juht aga kuumeneb (ja mida tugevam, seda rohkem voolu ajaühikus läbib). Järeldus: vooluringis peab olema osa kolmanda osapoole energiast. Näidatud välisjõududeks on generaatorites olev magnetväli, mis pidevalt elektrone ergastab; energiat keemilised reaktsioonid patareides.

Induktsiooni elektromotoorjõud avastati esmakordselt eksperimentaalselt aastal 1831. Ta leidis, et elektrivool tekib juhis, millesse tungivad muutuva magnetvälja intensiivsusjooned. Välja toimel antakse neil puudu jääv energia aatomite välistele elektronidele, mille tulemusena need lahti tulevad ja hakkavad liikuma (tekkib vool). Osakeste otsene liikumine muidugi puudub (kuidas ei tule siinkohal meelde elektrotehnika aksioomide relatiivsust). Pigem toimub osakeste vahetus läheduses asuvate aatomite vahel.

Arenenud elektromotoorjõud on mis tahes jõuallika sisemine omadus.

Loengu otsing

EMF. Numbriliselt mõõdetakse elektromotoorjõudu tööga, mida elektrienergia allikas teeb ühe positiivse laengu ülekandmisel suletud ahelas. Kui tööd A teostav energiaallikas tagab laengu q ülekande kogu suletud ahelas, siis on selle elektromotoorjõud (E) võrdne

Elektromotoorjõu SI-ühik on volt (v). Elektrienergia allika emf on 1 volt, kui 1 kulonilise laenguga kogu suletud ahelas liikudes tehakse tööd 1 džauliga. Elektromotoorjõudude füüsikaline olemus erinevates allikates on väga erinev.

Iseinduktsioon - induktsiooni EMF tekkimine suletud juhtivas ahelas, kui ahelat läbiv vool muutub. Kui voolutugevus I ahelas muutub, muutub proportsionaalselt ka magnetvoog B läbi selle ahelaga piiratud pinna. Selle magnetvoo muutus, mis tuleneb elektromagnetilise induktsiooni seadusest, põhjustab selles ahelas induktiivse emf E ergastamist. Seda nähtust nimetatakse iseinduktsiooniks.

Mõiste on seotud vastastikuse induktsiooni mõistega, kuna see on selle erijuhtum.

Võimsus. Võimsus on ajaühikus tehtud töö Võimsus on ajaühikus tehtud töö ehk laengu ülekandmine el. vooluring või suletud vooluring tarbib energiat, mis on võrdne A \u003d U * Q, kuna elektrienergia kogus võrdub voolutugevuse korrutisega, siis Q \u003d I * t, seega järeldub, et A \ u003d U * I * t. P=A/t=U*Q/t=U*I=I*t*R=P=U*I(I)

1W=1000mV, 1kW=1000V, Pr=Pp+Po võimsusbilansi valem. Pr-generaatori võimsus (EMF)

Pr=E*I, Pp=I*U kasulik võimsus, st võimsus, mis kulub kadudeta. Po=I^2*R-kadus võimsus. Ahela toimimiseks on vaja säilitada elektriahelas jõudude tasakaal.

12. Ohmi seadus ketiosa jaoks.

Voolutugevus vooluahela sektsioonis on otseselt võrdeline pingega selle juhi otstes ja pöördvõrdeline selle takistusega: I \u003d U / R;

1) U = I*R, 2) R = U/R

13. Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks.

Voolutugevus vooluringis on võrdeline vooluringis toimiva EMF-iga ja pöördvõrdeline vooluahela takistuste ja allika sisetakistuse summaga.

Pingeallika EMF (V), - vooluahela vool (A), - vooluahela kõigi väliste elementide takistus (Ohm), - pingeallika sisetakistus (Ohm) .1) E \u003d I (R) + r)? 2) R+r=E/I

14. Jada, takistite paralleelühendus, ekvivalenttakistus. Voolude ja pinge jaotus.

Kell jadaühendus mitu takistit, esimese takisti ots on ühendatud teise algusega, teise ots kolmanda algusega jne Selle ühendusega läbib sama vool I jadaahela kõiki elemente.

Ue=U1+U2+U3. Seetõttu on pinge U allika klemmidel võrdne pingete summaga, mis on iga järjestikku ühendatud takisti vahel.

Re=R1+R2+R3, Ie=I1=I2=I3, Ue=U1+U2+U3.

Jadamisi ühendamisel ahela takistus suureneb.

Takistite paralleelühendus. Takistuste paralleelühendus on selline ühendus, kus takistuste algused on ühendatud allika ühe klemmiga ja otsad teise klemmiga.

Paralleelselt ühendatud takistite kogutakistus määratakse valemiga

Paralleelselt ühendatud takistite kogutakistus on alati väiksem kui sellesse ühendusse kuuluv väikseim takistus.

kui takistused on ühendatud paralleelselt, on nende pinged üksteisega võrdsed. Ue=U1=U2=U3 Voolu I voolab ahelasse ja sealt väljuvad voolud I1, I2, I3. Kuna liikuvad elektrilaengud punktis ei kogune, on ilmne, et hargnemispunkti voolav kogulaeng võrdub sealt voolava kogulaenguga: Ie \u003d I1 + I2 + I3 Seetõttu on paralleelühenduse kolmas omadus saab sõnastada järgmiselt: ahela hargnenud osa võrdub paralleelsete harude voolude summaga. Kahe paralleelse takisti jaoks:

search-ru.ru

VOOLUALLIKA EMF-I JA VÕIMSUSE MÄÄRAMINE – suurõpetus

CHIPS, USUPSi filiaal

UND osakond

ELEKTROSTAATILISE VÄLJA UURING

õpilased

Õpetaja

Tšeljabinsk

Töö eesmärk: elektrostaatilise välja ekvipotentsiaalpindade ja jõujoonte asukoha määramine modelleerimise teel, väljatugevuse arvutamine.

Varustus: metallfooliumist leht koordinaatvõrgu ja elektroodidega, toiteallikas VSP-33, multimeeter, sond.

ARVUTUSVALEM

Elektrostaatiline väli on aine vorm, mis avaldub elektrilaengute toimel. Tekib elektrostaatiline väli:

Väljale iseloomulikuks tugevuseks on intensiivsus. See on vektor, mille määrab ...

Elektrostaatilise välja energiakarakteristikuks on potentsiaal. Definitsiooni järgi on see...

Välja kahe omaduse, tugevuse ja potentsiaali vahel on seos:

Selguse huvides on elektrostaatiline väli kujutatud graafiliselt, kasutades jõu- ja potentsiaaliühtlustusjooni. Need on jooned...

Ligikaudu vastavalt ekvipotentsiaalliinide asukohale saab intensiivsuse arvutada järgmise valemiga:

TÖÖ VALMISTAMINE

Pingutuse arvutamine E=……………………..

Intensiivsuse δЕ= mõõtmise vea hindamine

KONTROLLKÜSIMUSTE VASTUSED

CHIPS, USUPSi filiaal

UND osakond

VOOLUALLIKA EMF-I JA VÕIMSUSE MÄÄRAMINE

õpilased

Õpetaja

Tšeljabinsk

Töö eesmärk: alalisvooluallika EMF määramine kompensatsioonimeetodil, kasuliku võimsuse ja efektiivsuse määramine sõltuvalt koormustakistusest.

Varustus: uuritav vooluallikas, stabiliseeritud pingeallikas, takistuskarp, milliampermeeter, galvanomeeter.

ARVUTUSVALEM

Vooluallikad on seadmed, milles erinevat tüüpi energiat muudetakse ... ...

Vooluallika tunnus on ………… Määratluse järgi on see võrdne suhtega ………………..

Vaatleme elektriahelat sisetakistusega r vooluallikast, mis on suletud takistusega R koormusele. Energia jäävuse seaduse kohaselt muudetakse välisjõudude töö ……… võrrandiga …………… ………… Kust saame Ohmi seaduse suletud ahela jaoks kujul:

EMF-i mõõtmise kompensatsioonimeetodis toiteallika toiteallika regulaatori abil valitakse takistuskarbi R pinge täpselt võrdseks …………….. Siis võrdub allika EMF ………..

Vooluallika kasulik võimsus on koormusel vabanev soojusvõimsus. Vastavalt Joule-Lenzi seadusele ………………………………

Asendades voolutugevuse Ohmi seaduse järgi, saame kasuliku võimsuse valemi:

Vooluallika tööd iseloomustab efektiivsus. See on definitsiooni järgi……

Vooluallika efektiivsuse valem on järgmine:

TÖÖ VALMISTAMINE

Näide EMF E \u003d JR \u003d arvutamisest

Keskmine EMF väärtus<Е> =

Juhusliku vea hindamine allika EMF mõõtmisel =

EMF mõõtmise tulemus E =………±……….В Р = 90%.

Arvutusnäide: kasulik võimsus: Рpol =J 2R =

täisvõimsus Рzatr =<Е>J = Kasutegur η

Võimsus

KONTROLLKÜSIMUSTE VASTUSED

CHIPS, USUPSi filiaal

UND osakond

megaobuchalka.ru

EMF-i (elektromootorijõu) ja pinge vahelise seose valem.

Elektrivoolu ülesannetes on pinge ja EMF (elektromootorjõud) antud või leitud kujul. Kas on piisavalt lihtne ühendus nende valikute vahel. Tutvustame suvalist ketti (joonis 1).

Riis. 1. EMF ja pinge vaheline seos

Olgu antud allikas koos emf-ga

Pinge välisahelas. Allika sisetakistus on , välisahela takistus on . See süsteem on pingestatud. Siis: (1) (2)

On loogiline eeldada, et allika poolt genereeritud elektronide arv on võrdne ahelasse läinud elektronide arvuga, siis võrdsustame (1) ja (2):

Seos (3) - seos EMF-i ja pinge vahel täielikus alalisvooluahelas.

Ideaalses vooluringis (allika sisetakistus on null

), EMF on arvuliselt võrdne pingega.

Järeldus: ülaltoodud suhted aitavad paljudes ülesannetes, milles on antud voolu / pingeallika parameetrid, kuid vooluahela mis tahes elemendil (takisti, mähis, lamp jne) on vaja leida vool või pinge. , ja vastupidi.

www.abitur.by

EMF ja pinge

Selleks, et elektrivool läbiks ahelat pikka aega, on vaja pidevalt säilitada potentsiaalide erinevust pingeallika poolustel. Samamoodi, kui kaks anumat on ühendatud toruga erinevad tasemed vesi, siis liigub vesi ühest anumast teise, kuni tasemed anumates on võrdsed. Ühte anumasse vett lisades ja teisest välja tõmmates on võimalik tagada, et vee liikumine läbi toru anumate vahel jätkub katkematult.

Kui elektrienergia allikas töötab, liiguvad elektronid anoodilt katoodile.

Sellest saame järeldada, et elektrienergia allika sees toimib jõud, mis peab pidevalt hoidma vooluahelas voolu ehk teisisõnu tagama selle allika töö.

Põhjust, mis tekitab ja hoiab potentsiaali erinevust, põhjustab vooluahelas voolu, ületades selle välise ja sisemise takistuse, nimetatakse elektromotoorjõuks (lühendatult emf) ja seda tähistatakse tähega E.

Elektrienergiaallikate elektromotoorjõud tekib igaühele omaste põhjuste mõjul.

Elektrienergia keemilistes allikates (galvaanilised elemendid, akud) e. d.s. saadakse keemiliste reaktsioonide tulemusena, generaatorites e. d.s. tekib elektromagnetilise induktsiooni tõttu, termoelementides - soojusenergia tõttu.

Potentsiaalide erinevust, mis põhjustab voolu läbimist läbi elektriahela lõigu takistuse, nimetatakse pingeks selle sektsiooni otste vahel. Elektromotoorjõudu ja pinget mõõdetakse voltides. Mõõtmaks e. d.s. ja pinge on seadmed - voltmeetrid (joonis 1).

Tuhanded volti - millivolti - mõõdetakse millivoltmeetritega, tuhandeid volte - kilovolte - kilovoltmeetritega.

Mõõtmaks e. d.s. elektrienergia allikast, on vaja ühendada voltmeeter selle allika klemmidega, kui välisahel on avatud (joonis 2). Pinge mõõtmiseks elektriahela mis tahes osas tuleb voltmeeter ühendada selle sektsiooni otstega (joonis 3).

Video 1. Mis on elektromotoorjõud (emf)

Allikas: Kuznetsov M.I., "Elektrotehnika alused" - 9. väljaanne, muudetud - Moskva: lõpetanud kool, 1964–560.

www.electromechanics.ru

Elektromotoorjõud. | Peterburi Õpetajate Ühing

Elektromotoorjõud.
Vooluallika roll: jagada välisjõudude poolt töö tegemisest tulenevaid laenguid. Kõiki laengule mõjuvaid jõude, välja arvatud potentsiaalsed elektrostaatilise päritoluga jõud (st Coulombi jõud), nimetatakse välisjõududeks. (Välised jõud on seletatavad elektronide ja tuumade vahelise elektromagnetilise vastasmõjuga)
EMF - allikale iseloomulik energia. See füüsiline kogus, mis võrdub elektrilaengu mööda suletud ahelat liigutamisel välisjõudude tehtud töö suhtega sellesse laengusse: Seda mõõdetakse voltides (V).
Teine allika tunnus on vooluallika sisetakistus: r.
Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks.
Energia muundumine vooluringis: - energia jäävuse seadus (A - välisjõudude töö; Ext. - voolu töö vooluahela välisosas takistusega R; Aint. - voolu töö allika sisetakistusega r.)
Ohmi seadus: alalisvooluahela vool on otseselt võrdeline vooluallika EMF-iga ja pöördvõrdeline elektriahela impedantsiga.
Tagajärjed:
1. Kui R>>r, siis ε=U. Mõõtke e suure takistusega voltmeetriga, kui välisahel on avatud.
2. Kui R<
3. Keti sisemisel lõigul: Aint=U1q, keti välimisel lõigul: Aext=U2q. A=Aint+ Aext Siis: εq=U1q+U2q. Seega: ε= U1+U2 Vooluallika EMF on võrdne vooluahela välis- ja sisesektsiooni pingelanguste summaga.
4. Kui R kasvab, siis I väheneb. - kui voolutugevus ahelas väheneb, suureneb pinge!
5. Võimsus: a) Täis .. b) Kasulik. . c) kadunud. . d) tõhusus .
Vooluallikate ühendamine.
1. Allikate jadaühendus: ahela kogu EMF võrdub üksikute allikate EMF algebralise summaga, kogu sisetakistus võrdub kõigi vooluallikate sisetakistuste summaga. Kui kõik allikad on samad ja kaasatud samas suunas, siis . Siis kirjutatakse s-r Ohm kujul:
2. Allikate paralleelühendus: üks allikatest (kõrgeima EMF-iga) töötab allikana, ülejäänud - tarbijatena (aku laadimine toimub sellel põhimõttel). Arvutamine Kirchhoffi reeglite järgi (vt.). Kui kõik allikad on samad, kirjutatakse Ohmi seadus järgmisel kujul:
Ohmi seadus ahela mittehomogeense lõigu jaoks.
- märgid "+" või "-" valitakse sõltuvalt sellest, kas EMF-i allika ja elektrivälja tekitatud voolud on suunatud ühes või vastassuunas.
1. Iga sõlme (harupunkti) voolude algebraline summa võrdub 0. - elektrilaengu jäävuse seaduse tagajärg.
Ohmi seaduse tagajärg ahela ebahomogeensele lõigule.
Voolude suund valitakse meelevaldselt. Kui pärast arvutusi on voolu väärtus negatiivne, siis on suund vastupidine. Suletud ahelast möödutakse ühes suunas. Kui möödaviigu suund on sama, mis voolu suund, siis IR>0. Kui möödaviigu ajal jõuavad nad allika "+"-i, on selle EMF negatiivne. Saadud võrrandisüsteem peaks hõlmama kõiki EMF-i ja kõiki takistusi. See. süsteem peaks koosnema ühest võrrandist voolude jaoks ja k-1 võrrandist EMF jaoks (k on suletud ahelate arv).

www.eduspb.com

Mis on emf - valem ja rakendus

Elektrotehnikas iseloomustab elektriahelate toiteallikaid elektromotoorjõud (EMF).

Mis on EMF

Elektriahela välisahelas liiguvad elektrilaengud allika plussist miinusesse ja tekitavad elektrivoolu. Selle järjepidevuse säilitamiseks vooluringis peab allikal olema jõud, mis suudab laenguid madalamalt potentsiaalilt kõrgemale viia. Selline mitteelektrilise päritoluga jõud on allika EMF. Näiteks galvaanilise elemendi EMF.

Selle järgi saab EMF-i (E) arvutada järgmiselt:

• A on töö džaulides;
• q - laeng ripatsites.

EMF väärtust SI-süsteemis mõõdetakse voltides (V).

Valemid ja arvutused

EMF on töö, mida teevad välised jõud ühiklaengu liigutamiseks läbi elektriahela.

Suletud elektriahela vooluring sisaldab välist osa, mida iseloomustab takistus R, ja sisemist osa allikatakistusega Rin. Ahelas voolab pidev vool (In) EMF-i toime tulemusena, mis ületab nii vooluringi välise kui ka sisemise takistuse.

Voolu vooluringis määratakse järgmise valemiga (Oomi seadus):

In \u003d E / (R + Rin).

Sel juhul erineb allika klemmide (U12) pinge EMF-st allika sisemise takistuse pingelanguse võrra.

U12 = E – In*Rin.

Kui vooluahel on avatud ja vool selles on 0, võrdub allika EMF pingega U12.

Toiteallika projekteerijad püüavad vähendada sisemist takistust Rin, kuna see võib võimaldada allikast rohkem voolu tõmmata.

Kus võimalik kasutada

Tehnoloogias kasutatakse erinevat tüüpi EMF-e:

• Keemiline. Kasutatakse patareides ja akudes.
• Termoelektriline. Tekib erinevate metallide kontaktide kuumutamisel. Kasutatakse külmikutes, termopaarides.
• Induktsioon. Tekib siis, kui juht ületab magnetvälja. Efekti kasutatakse elektrimootorites, generaatorites, trafodes.
• Fotogalvaaniline. Seda kasutatakse fotoelementide loomiseks.
• Piesoelektriline. Kui materjal on venitatud või kokku surutud. Kasutatakse andurite, kvartsostsillaatorite tootmiseks.

Seega on EMF vajalik pideva voolu säilitamiseks ja leiab rakendusi erinevat tüüpi tehnoloogiates.

elektro.guru

Elektromotoorjõud – WiKi

Elektromotoorjõud (EMF) on skalaarne füüsikaline suurus, mis iseloomustab välisjõudude tööd, see tähendab mis tahes mitteelektrilise päritoluga jõude, mis toimivad kvaasistatsionaarsetes alalis- või vahelduvvooluahelates. Suletud juhtivas ahelas on EMF võrdne nende jõudude tööga ühe positiivse laengu liigutamisel kogu vooluringis.

Analoogiliselt elektrivälja tugevusega võetakse kasutusele välisjõu tugevuse mõiste E→ex(\displaystyle (\vec (E))_(ex)), mida mõistetakse kui vektorfüüsikalist suurust, mis on võrdne välisjõu suhtega. testitavale elektrilaengule mõjuv jõud selle laengu väärtuseni. Siis on suletud vooluringis L (\displaystyle L) EMF võrdne:

E=∮L⁡E→ex⋅dl→,(\displaystyle (\mathcal (E))=\oint \limits _(L)(\vec (E))_(ex)\cdot (\vec (dl) ))

kus dl→(\displaystyle (\vec (dl))) on kontuurielement.

EMF-i, nagu pinget, mõõdetakse rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) voltides. Võime rääkida elektromotoorjõust vooluringi mis tahes osas. See on välisjõudude spetsiifiline töö mitte kogu vooluringis, vaid ainult selles jaotises. Galvaanielemendi EMF on välisjõudude töö, kui liigutatakse elemendi sees üks positiivne laeng ühelt pooluselt teisele. Välisjõudude tööd ei saa väljendada potentsiaalide erinevuse kaudu, kuna välisjõud on mittepotentsiaalsed ja nende töö sõltub trajektoori kujust. Nii on näiteks välisjõudude töö laengu liigutamisel vooluallika klemmide vahel väljaspool allikat ennast võrdne nulliga.

EMF ja Ohmi seadus

Allika elektromotoorjõud on Ohmi seadussuhetega seotud ahelas voolava elektrivooluga. Ohmi seadus vooluringi ebahomogeense lõigu jaoks on järgmine:

φ1−φ2+E=IR,(\displaystyle \varphi _(1)-\varphi _(2)+(\mathcal (E))=IR,)

kus φ1−φ2(\displaystyle \varphi _(1)-\varphi _(2)) on vooluahela lõigu alguses ja lõpus olevate potentsiaalsete väärtuste erinevus, I(\displaystyle I) on sektsiooni läbiv vool ja R (\displaystyle R) - sektsiooni takistus.

Kui punktid 1 ja 2 langevad kokku (ahel on suletud), siis φ1−φ2=0(\displaystyle \varphi _(1)-\varphi _(2)=0) ja eelnev valem muutub Ohmi seaduse valemiks suletud ahela jaoks vooluring:

E=IR,(\displaystyle (\mathcal (E))=IR,)

kus nüüd R(\displaystyle R) on kogu vooluahela takistus.

Üldjuhul on vooluahela takistuseks vooluallika välise vooluahela osa takistuse (Re(\displaystyle R_(e))) ja vooluallika enda sisetakistuse summa (r(\displaystyle r)). Seda silmas pidades peaksite:

E=IRe+Ir.(\displaystyle (\mathcal (E))=IR_(e)+Ir.)

EMF vooluallikas

Kui välised jõud ei mõju vooluringi sektsioonile (ahela homogeensele lõigule) ja seetõttu pole sellel vooluallikat, siis, nagu ahela ebahomogeense lõigu Ohmi seadusest tuleneb, on tõsi järgmine:

φ1−φ2=IR.(\displaystyle \varphi _(1)-\varphi _(2)=IR.)

Seega, kui valime allika anoodi punktiks 1 ja selle katoodi punktiks 2, siis anoodi φa(\displaystyle \varphi _(a)) ja katoodi potentsiaalide erinevuseks φk(\displaystyle \ varphi _(k)) saab kirjutada:

φa−φk=IRe,(\displaystyle \varphi _(a)-\varphi _(k)=IR_(e),)

kus nagu varemgi, Re(\displaystyle R_(e)) on ahela välisosa takistus.

Sellest seosest ja Ohmi seadusest suletud ahela jaoks, mis on kirjutatud kujul E=IRe+Ir(\displaystyle (\mathcal (E))=IR_(e)+Ir), on lihtne saada

φa−φkE=ReRe+r(\displaystyle (\frac (\varphi _(a)-\varphi _(k))(\mathcal (E)))=(\frac (R_(e))(R_(e) )+r))) ja seejärel φa−φk=ReRe+rE.(\displaystyle \varphi _(a)-\varphi _(k)=(\frac (R_(e))(R_(e)+r) )(\mathcal (E)).)

Saadud seosest järeldub kaks järeldust:

1. Kõikidel juhtudel, kui voolu läbib vooluahelat, on vooluallika klemmide potentsiaalide erinevus φa−φk(\displaystyle \varphi _(a)-\varphi _(k)) väiksem kui allika EMF.
2. Piiraval juhul, kui Re(\displaystyle R_(e)) on lõpmatu (ahel on katkenud), E=φa−φk.(\displaystyle (\mathcal (E))=\varphi _(a)-\varphi _ (k ).)

Seega on vooluallika EMF võrdne selle klemmide vahelise potentsiaalse erinevusega olekus, kui allikas on vooluringist lahti ühendatud.

EMF-i induktsioon

Elektromotoorjõu esinemise põhjuseks suletud ahelas võib olla selle ahelaga piiratud pinda tungiva magnetvälja voo muutumine. Seda nähtust nimetatakse elektromagnetiliseks induktsiooniks. EMF-i induktsiooni väärtus vooluringis määratakse avaldise järgi

E=−dΦdt,(\displaystyle (\mathcal (E))=-(\frac (d\Phi )(dt)),)

kus Φ(\displaystyle \Phi ) on magnetvälja voog läbi kontuuriga piiratud suletud pinna. Avaldise ees olev märk "−" näitab, et induktsioon-EMF-i tekitatud induktsioonvool takistab magnetvoo muutumist ahelas (vt Lenzi reeglit). Omakorda võib magnetvoo muutumise põhjuseks olla nii magnetvälja muutus kui ka ahela kui terviku või selle üksikute osade liikumine.

EMF-i mitteelektriline olemus

EMF-i allika sees voolab vool tavalisele vastupidises suunas. See on võimatu ilma mitteelektrilise lisajõuta, mis ületab elektrilise tõukejõu.

Nagu on näidatud joonisel, voolab elektrivool, mille normaalne suund on "plussist" "miinuseni", EMF-i allika sees (näiteks galvaanilise elemendi sees) vastupidises suunas. Suund "plussist" "miinuseni" langeb kokku positiivsetele laengutele mõjuva elektrijõu suunaga. Seetõttu on selleks, et panna vool kulgema vastupidises suunas, elektrilise jõu ületamiseks mitteelektrilise iseloomuga lisajõudu (tsentrifugaaljõud, Lorentzi jõud, keemilised loodusjõud).

Vaata ka

Märkmed

en-wiki.org

Sisu:

Kui sündis mõiste "elektron", seostati seda kohe teatud tööga. Electron on kreeka keeles merevaik. Asjaolu, et kreeklased pidid selle kasutu, üldiselt maagilise kivi leidmiseks sõitma üsna kaugele põhja poole - sellised pingutused siin üldiselt ei lähe arvesse. Aga tööd tasus teha - kuivale villasele riidele kätega kivikest hõõrudes - ja see omandas uued omadused. Kõik teadsid seda. Hõõruge niisama, puhtalt omakasupüüdmatu huvi pärast, et jälgida, kuidas nüüd hakkab "elektroni" külge tõmbama väikest prahti: tolmuosakesi, karvu, niite, sulgi. Tulevikus, kui ilmus terve klass nähtusi, mis hiljem ühinesid mõistega "elekter", ei andnud inimestele rahu töö, mida tuleb tõrgeteta kulutada. Kuna tolmuosakestega triki saamiseks peate selle kulutama, tähendab see, et tore oleks see töö kuidagi salvestada, koguda ja siis tagasi saada.

Nii õpiti üha keerulisematest nippidest erinevate materjalide ja filosoofiliste arutlustega seda maagilist jõudu purki koguma. Ja siis tehke see nii, et see vabaneks järk-järgult purgist, põhjustades tegevusi, mida on juba tunda ja väga kiiresti mõõdetud. Ja nad mõõtsid seda nii leidlikult, kuna neil oli vaid paar siidist kuuli või pulka ja vedru torsioonbilanss, et isegi praegu kasutame me täiesti tõsiselt kõiki samu valemeid elektriahelate arvutamiseks, mis on nüüdseks läbinud kogu planeedi, lõpmatult keerukad, võrreldes need esimesed seadmed..

Ja selle purgis istuva vägeva džinni nimes peitub siiani vanade avastajate rõõm: "Elektromotive jõud." Kuid see jõud ei ole üldse elektriline. Vastupidi, see on kõrvaline kohutav jõud, mis paneb elektrilaenguid "vastu tahtmist" ehk vastastikust tõrjumist ületades liikuma ja kuhugi ühele poole kogunema. Selle tulemuseks on potentsiaalide erinevus. Seda saab kasutada ka laengute käivitamiseks erineval viisil. Kus neid "ei valva" see kohutav EMF. Ja sundida sellega mingit tööd tegema.

Toimimispõhimõte

EMF on väga erineva iseloomuga jõud, kuigi seda mõõdetakse voltides:

• Keemiline. See tuleneb mõne metalli ioonide keemilise asendamise protsessidest teiste (aktiivsemate) ioonidega. Selle tulemusena moodustuvad lisaelektronid, mis kipuvad "põgenema" lähima juhi servas. See protsess võib olla pöörduv või pöördumatu. Pööratav - patareides. Neid saab laadida, viies laetud ioonid tagasi lahusesse, mis muudab selle näiteks happelisemaks (happeakudes). Elektrolüüdi happesus on aku EMF põhjus, see töötab pidevalt, kuni lahus muutub keemiliselt absoluutselt neutraalseks.

• Magnetodünaamiline. Tekib siis, kui mingil viisil ruumis orienteeritud juht puutub kokku muutuva magnetväljaga. Või juhi suhtes liikuvast magnetist või juhtme liikumisest magnetvälja suhtes. Elektronid kipuvad sel juhul ka juhis liikuma, mis võimaldab neid kinni püüda ja seadme väljundkontaktidele asetada, tekitades potentsiaalse erinevuse.

• elektromagnetiline. Primaarmähise elektrilise vahelduva pinge toimel tekib magnetmaterjalis vahelduv magnetväli. Sekundaarmähises toimub elektronide liikumine ja seega on pinge võrdeline primaarmähises oleva pingega. EMF-i sümbolit saab kasutada samaväärsete asendusahelate trafode tähistamiseks.

• Fotogalvaaniline. Mõnele juhtivale materjalile langev valgus suudab elektrone välja lüüa, st vabastada. Neid osakesi tekib liig, mistõttu üleliigsed surutakse ühele elektroodile (anoodile). Seal on pinge, mis võib tekitada elektrivoolu. Selliseid seadmeid nimetatakse fotoelementideks. Esialgu leiutati vaakumfotoelemendid, milles elektroodid paigaldati vaakumiga kolbi. Sel juhul suruti elektronid metallplaadist (katoodist) välja ja püüti kinni teise elektroodi (anood) abil. Sellised fotoelemendid on leidnud rakendust valgusandurites. Praktilisemate pooljuhtfotoelementide leiutamisega sai võimalikuks nendest võimsate patareide loomine, et igaühe elektromotoorjõudu liites tekitada märkimisväärne pinge.

• Termoelektriline. Kui ühes punktis on joodetud kaks erinevat metalli või pooljuhti ja seejärel viiakse sellesse punkti soojust, näiteks küünlad, siis on metallipaari (termopaari) vastasotstes elektrongaasi tiheduse erinevus. . See erinevus võib koguneda, kui termopaarid ühendatakse järjestikku, sarnaselt aku galvaaniliste elementide või päikesepatarei üksikute fotogalvaaniliste elementide ühendamisega. ThermoEMF-i kasutatakse väga täpsetes temperatuuriandurites. Seda nähtust seostatakse mitmete mõjudega (Peltier, Thomson, Seebeck), mida on edukalt uuritud. On tõsiasi, et soojust saab otse muundada elektromotoorjõuks, st pingeks.

• elektrostaatiline. Sellised elektromagnetväljade allikad leiutati peaaegu samaaegselt galvaaniliste elementidega või isegi varem (kui me käsitleme merevaigu siidiga hõõrumist tavaliseks EMF-i tootmiseks). Neid nimetatakse ka elektrofoormasinateks või leiutaja nime järgi Wimshursti generaatoriteks. Kuigi Wimshurst lõi selge tehnilise lahenduse, mis võimaldab eemaldatud potentsiaali Leideni purki koguda - esimesse kondensaatorisse (pealegi hea võimsusega). Esimeseks elektrofoormasinaks võib pidada teljele kinnitatud hiiglaslikku väävlipalli, Magdeburgi burgomeistri Otto von Guericke aparaati 17. sajandi keskel. Tööpõhimõte on hõõrdumisest kergesti elektrifitseeritud materjalide hõõrumine. Tõsi, von Guericke’i edusamme võib nimetada, nagu öeldakse, laiskuse ajendiks, kui pole soovi merevaiku või midagi muud käsitsi hõõruda. Kuigi muidugi see uudishimulik poliitik millegi suhtes, aga fantaasiat ja aktiivsust ei tohtinud hõivata. Meenutagem kasvõi tema tuntud kogemust kahe eesli (või muula) nööriga, kes rebisid palli ilma õhuta kettidest kaheks poolkeraks.

Elektriseerimine, nagu algselt eeldati, tuleneb täpselt "hõõrdumisest", see tähendab, et merevaiku lapiga hõõrudes "rebime" selle pinnalt elektronid maha. Uuringud on aga näidanud, et see pole nii lihtne. Selgub, et dielektrikute pinnal on alati laengu ebakorrapärasusi ja õhust pärinevad ioonid tõmbavad neid ebatasasusi. Tekib selline õhuioonkate, mille pinda hõõrudes kahjustame.

• Termiline. Metallide kuumutamisel vabanevad nende pinnalt elektronid. Vaakumis jõuavad nad teise elektroodini ja indutseerivad seal negatiivse potentsiaali. Praegu väga paljulubav suund. Joonisel on kujutatud skeem hüperhelikiirusega õhusõiduki kaitsmiseks kehaosade ülekuumenemise eest läheneva õhuvooluga ja katoodi poolt emiteeritud termoelektronid (mis seejärel jahutatakse - Peltieri ja / või Thomsoni efektide samaaegne toime) jõuavad anoodini, tekitades sellele laengu. Laengut või õigemini pinget, mis on võrdne vastuvõetud EMF-iga, saab kasutada aparaadi sees olevas tarbimisahelas.

1 - katood, 2 - anood, 3, 4 - katood- ja anoodkraanid, 5 - tarbija

• Piesoelektriline. Paljud kristalsed dielektrikud, kui nad kogevad endale mehaanilist survet mis tahes suunas, reageerivad sellele, kutsudes esile potentsiaalse erinevuse nende pindade vahel. See erinevus sõltub rakendatavast rõhust ja on seetõttu juba rõhuandurites kasutusel. Piesoelektrilised gaasipliidi tulemasinad ei vaja muud energiaallikat – piisab vaid nupuvajutusest sõrmega. Teadaolevad katsed luua piesokeraamikal põhinevates sõidukites piesoelektriline süütesüsteem, mis saavad survet mootori peavõlliga seotud nukkide süsteemilt. "Head" piesoelektrikud – milles EMF proportsionaalsus rõhuga on ülitäpne – on väga kõvad (näiteks kvarts), nad peaaegu ei deformeeru mehaanilise surve all.

• Pikaajaline kokkupuude neile avaldatava survega põhjustab aga nende hävimise. Looduses on ka paksud kivimikihid piesoelektrilised, maakera kihtide rõhk kutsub nende pindadele esile tohutud laengud, mistõttu tekivad maa sügavustes titaanlikud tormid ja äikesetormid. Kõik pole aga nii kohutav.Elastsed piesoelektrikud on juba välja töötatud ja isegi nende baasil (ja nanotehnoloogial põhinevate) toodete valmistamine müügiks on juba alanud.

Asjaolu, et EMF-i mõõtühik on elektripinge ühik, on arusaadav. Kuna kõige erinevamad mehhanismid, mis loovad vooluallika elektromotoorjõu, muudavad kõik oma tüüpi energia elektronide liikumiseks ja akumuleerumiseks ning see viib lõpuks sellise pinge ilmnemiseni.

EMF-ist tulenev vool

Vooluallika elektromotoorne jõud on liikumapanev jõud, mille elektriahel sulgemisel hakkavad sellest väljuvad elektronid liikuma. EMF sunnib neid seda tegema, kasutades oma mitteelektrilist "poolt" loodusest, mis ei sõltu lõppude lõpuks elektronidega seotud poolest. Kuna arvatakse, et vooluring vooluringis liigub plussist miinusesse (selline suund määrati enne, kui kõik teadsid, et elektron on negatiivne osake), siis EMF-iga seadme sees teeb vool lõpliku liikumise - miinusest miinusesse. pluss. Ja nad joonistavad alati EMF-i märgi juurde, kuhu on suunatud nool - +. Ainult mõlemal juhul - nii vooluallika EMF-i sees kui ka väljaspool, see tähendab tarbimisahelas - on tegemist elektrivooluga koos kõigi selle kohustuslike omadustega. Juhtides puutub vool kokku nende takistusega. Ja siin, tsükli esimesel poolel, on meil koormustakistus, teises sisemine - allikatakistus või sisetakistus.

Sisemine protsess ei toimi hetkega (kuigi väga kiiresti), vaid teatud intensiivsusega. Ta teeb miinusest plussi laengud ja seegi kohtab vastupanu ...

Vastupidavust on kahte tüüpi.

1. Sisetakistus töötab laenguid eraldavate jõudude vastu, sellel on nendele eraldavatele jõududele "lähedane" olemus. Vähemalt töötab see nendega ühes mehhanismis. Näiteks hape, mis võtab pliidoksiidist hapnikku ja asendab selle SO 4 -ioonidega, kogeb kindlasti teatud keemilist vastupidavust. Ja see väljendub lihtsalt aku sisemise takistuse tööna.
2. Kui ahela välimine (väljund) pool ei ole suletud, põhjustab üha enamate elektronide ilmumine ühele poolusele (ja nende vähenemine teisest poolusest) aku pooluste elektrostaatilise välja tugevuse suurenemise ja elektronidevahelise tõrjumise suurenemine. See võimaldab süsteemil "mitte minna hulluks" ja peatuda teatud küllastusseisundil. Rohkem akust elektrone välja ei viida. Ja väliselt näeb see välja nagu aku klemmide vahel pidev elektripinge, mida nimetatakse U xx, avatud vooluahela pingeks. Ja see on arvuliselt võrdne EMF - elektromotoorjõuga. Seetõttu on EMF-i mõõtühikuks volt (SI-süsteemis).

Aga kui ühendada akuga ainult nullist erineva takistusega juhtekoormus, siis hakkab kohe voolama vool, mille tugevuse määrab Ohmi seadus.

Näib, et EMF-i allika sisemist takistust on võimalik mõõta. Ringlusse tasub kaasata ampermeeter ja välistakistust šunteerida (lühistada). Sisetakistus on aga nii madal, et aku hakkab katastroofiliselt tühjenema, tekitades tohutul hulgal soojust nii välistes lühisjuhtides kui ka allika siseruumis.

Siiski saate seda teha teisiti:

1. Mõõtke E (pidage meeles, avatud vooluahela pinge, mõõtühikuks on voltid).
2. Ühendage mingi takisti koormuseks ja mõõtke selle pingelang. Arvutage vool I 1 .
3. Saate arvutada EMF-i allika sisetakistuse väärtuse, kasutades avaldist r

Tavaliselt mõõdetakse aku võimet toota elektrit selle energia "võimsuse" järgi ampertundides. Aga huvitav oleks näha, mis voolu see maksimaalselt toota suudab. Vaatamata sellele, et võib-olla põhjustab vooluallika elektromotoorjõud selle plahvatuse. Kuna idee sellele lühis korraldada ei tundunud kuigi ahvatlev, saab selle väärtuse puhtalt teoreetiliselt välja arvutada. EMF on võrdne U xx. Peate lihtsalt joonistama takisti pingelanguse graafiku voolu (ja seega ka koormuse takistuse) suhtes punktini, kus koormuse takistus on null. See on asja mõte makz, punase joone ja koordinaatjoone lõikepunkt ma , milles pinge U on muutunud nulliks ja kogu allika pinge E langeb sisetakistusele.

Sageli ei saa pealtnäha lihtsaid põhimõisteid alati ilma näidete ja analoogiateta mõista. Mis on elektromotoorjõud ja kuidas see toimib, saab ette kujutada ainult selle paljusid ilminguid arvesse võttes. Ja tasub kaaluda EMF-i määratlust, kuna see on antud kindlate allikate kaudu nutikate akadeemiliste sõnadega - ja alustada kõike algusest: vooluallika elektromotoorjõud. Või lihtsalt printige kuldsete tähtedega seinale: