Τι είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη EMF

Ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) - σε μια συσκευή που εκτελεί αναγκαστικό διαχωρισμό θετικών και αρνητικών φορτίων (γεννήτρια), η τιμή αριθμητικά ίση με τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των ακροδεκτών της γεννήτριας απουσία ρεύματος στο κύκλωμά της μετράται σε βολτ.

Πηγές ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας (γεννήτριες) — συσκευές που μετατρέπουν ενέργεια οποιουδήποτε μη ηλεκτρικού τύπου σε ηλεκτρική. Τέτοιες πηγές, για παράδειγμα, satsa:

• γεννήτριες σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής (θερμικές, αιολικές, πυρηνικές, υδροηλεκτρικές), οι οποίες μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική.

• γαλβανικές κυψέλες (μπαταρίες) και συσσωρευτές παντός τύπου, που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.

Το EMF είναι αριθμητικά ίσο με το έργο που επιτελούν οι εξωτερικές δυνάμεις για τη μετακίνηση ενός θετικού φορτίου μονάδας μέσα στην πηγή ή της ίδιας της πηγής που διεξάγει ένα θετικό φορτίο μονάδας σε ένα κλειστό κύκλωμα.

Ηλεκτροκινητική δύναμη EMF E είναι ένα βαθμωτό μέγεθος που χαρακτηρίζει την ικανότητα ενός εξωτερικού πεδίου και ενός επαγόμενου ηλεκτρικού πεδίου να προκαλούν ηλεκτρικό ρεύμα.Το emf E είναι αριθμητικά ίσο με το έργο (ενέργεια) W σε τζάουλ (J) που δαπανάται από αυτό το πεδίο για τη μετακίνηση ενός φορτίου μονάδας (1 C) από ένα σημείο του πεδίου σε άλλο.

Η μονάδα μέτρησης για το EMF είναι το βολτ (V). Έτσι, το emf είναι ίσο με 1 V εάν, όταν ένα φορτίο 1 C κινείται μέσα από ένα κλειστό κύκλωμα, γίνεται έργο 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Χρεώσεις μεταφοράς μέσω του ιστότοπου ηλεκτρικό κύκλωμα συνοδεύεται από ενεργειακή δαπάνη.

Μια τιμή της οποίας το ψηφίο είναι ίσο με το έργο που κάνει η πηγή μεταφέροντας ένα μόνο θετικό φορτίο κατά μήκος ενός δεδομένου τμήματος του κυκλώματος ονομάζεται τάση U. Δεδομένου ότι το κύκλωμα αποτελείται από εξωτερικά και εσωτερικά τμήματα, διακρίνουν τις έννοιες των τάσεων του εξωτερικού Uvsh και εσωτερικά τμήματα Uvt.

Από όσα ειπώθηκαν, είναι προφανές ότι το EMF της πηγής είναι ίσο με το άθροισμα των τάσεων των εξωτερικών τμημάτων U και εσωτερικού U του κυκλώματος:

E = Uears + UW

Αυτός ο τύπος εκφράζει το νόμο της διατήρησης της ενέργειας για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα.

Είναι δυνατή η μέτρηση τάσεων σε διαφορετικά μέρη του κυκλώματος μόνο με κλειστό κύκλωμα. Το EMF μετράται μεταξύ των ακροδεκτών πηγής ανοιχτού κυκλώματος.

Τάση, EMF και πτώση τάσης για ενεργό δίκτυο δύο τερματικών

Κατεύθυνση EMF — αυτή είναι η κατεύθυνση της αναγκαστικής κίνησης των θετικών φορτίων μέσα στη γεννήτρια από το μείον στο συν υπό την επίδραση μιας φύσης διαφορετικής από την ηλεκτρική.

Η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας είναι η αντίσταση των δομικών στοιχείων σε αυτήν.

Μια ιδανική πηγή EMF - μια γεννήτρια, εσωτερική αντίσταση που είναι μηδέν και η τάση στους ακροδέκτες του είναι ανεξάρτητη από το φορτίο. Η ισχύς μιας ιδανικής πηγής EMF είναι άπειρη.

Μια υπό όρους εικόνα (ηλεκτρικό διάγραμμα) μιας ιδανικής γεννήτριας EMF με τιμή E φαίνεται στο Σχ.1, α.

Η πραγματική πηγή EMF, σε αντίθεση με την ιδανική, περιέχει μια εσωτερική αντίσταση Ri και η τάση της εξαρτάται από το φορτίο (Εικ. 1., β), και η ισχύς της πηγής είναι πεπερασμένη. Το ηλεκτρικό κύκλωμα μιας πραγματικής γεννήτριας EMF είναι μια σειριακή σύνδεση μιας ιδανικής γεννήτριας EMF E και της εσωτερικής της αντίστασης Ri.

Πηγές EMF: a — ιδανικό; β — πραγματικός

Στην πράξη, για να φέρουμε τον τρόπο λειτουργίας της πραγματικής γεννήτριας EMF πιο κοντά στον ιδανικό τρόπο λειτουργίας, η εσωτερική αντίσταση της πραγματικής γεννήτριας Ri επιχειρείται να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη και η αντίσταση φορτίου Rn πρέπει να συνδεθεί τουλάχιστον 10 φορές την τιμή της εσωτερικής αντίστασης της γεννήτριας, δηλ. είναι απαραίτητο να πληρούται η προϋπόθεση: Rn >> Ri

Προκειμένου η τάση εξόδου μιας πραγματικής γεννήτριας EMF να είναι ανεξάρτητη από το φορτίο, σταθεροποιείται με τη χρήση ειδικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σταθεροποίησης τάσης.

Δεδομένου ότι η εσωτερική αντίσταση μιας πραγματικής γεννήτριας EMF δεν μπορεί να γίνει απείρως μικρή, ελαχιστοποιείται και εκτελείται ως πρότυπο για τη δυνατότητα συντονισμένης σύνδεσης των καταναλωτών ενέργειας σε αυτήν. Στη ραδιομηχανική, οι τυπικές τιμές αντίστασης εξόδου των γεννητριών EMF είναι 50 ohms (βιομηχανικό πρότυπο) και 75 ohms (οικιακό πρότυπο).

Για παράδειγμα, όλοι οι τηλεοπτικοί δέκτες έχουν σύνθετη αντίσταση εισόδου 75 ohms και συνδέονται με τις κεραίες με ομοαξονικό καλώδιο ακριβώς αυτής της χαρακτηριστικής σύνθετης αντίστασης.

Προκειμένου να προσεγγιστούν οι ιδανικές γεννήτριες EMF, οι πηγές τάσης τροφοδοσίας που χρησιμοποιούνται σε όλο τον βιομηχανικό και οικιακό ηλεκτρονικό εξοπλισμό κατασκευάζονται με τη χρήση ειδικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων για τη σταθεροποίηση της τάσης εξόδου, τα οποία επιτρέπουν την αντοχή σε σχεδόν σταθερή τάση εξόδου της πηγής ισχύος σε μια δεδομένη περιοχή των ρευμάτων που λαμβάνονται από την πηγή EMF (μερικές φορές ονομάζεται πηγή τάσης).

Στα ηλεκτρικά διαγράμματα, οι πηγές EMF απεικονίζονται ως εξής: E — μια πηγή σταθερού EMF, το e (t) είναι μια πηγή αρμονικού (μεταβλητού) EMF με τη μορφή συνάρτησης του χρόνου.

Η ηλεκτροκινητική δύναμη E μιας μπαταρίας πανομοιότυπων στοιχείων συνδεδεμένων σε σειρά είναι ίση με την ηλεκτροκινητική δύναμη ενός στοιχείου E πολλαπλασιαζόμενη με τον αριθμό των στοιχείων n της μπαταρίας: E = nE.

Δείτε επίσης για αυτό το θέμα: Πηγές EMF και ρεύμα: κύρια χαρακτηριστικά και διαφορές