Koja je razlika između EMF i napona: jednostavno objašnjenje na primjeru

Što je elektromotorna sila

Detaljno smo ispitali ovo pitanje u zasebnom članku:https://our.electricianexp.com/hr/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html

EMF se podrazumijeva kao fizička veličina koja karakterizira djelovanje vanjskih sila lociranih u izvorima energije istosmjerna ili izmjenična struja, Štoviše, ako postoji zatvoreni krug, tada možemo reći da je EMF jednak radu sila u premještanju pozitivnog naboja u negativni u zatvorenom krugu. Ili jednostavnim riječima, EMF strujnog izvora predstavlja rad potreban za pomicanje jediničnog naboja između polova.

Štoviše, ako trenutni izvor ima beskonačnu snagu, a nema unutarnjeg otpora (položaj A na slici), tada se EMF može izračunati iz Ohmov zakon za dio lancajer napon i elektromotorna sila u ovom su slučaju jednaki.

I = U / R,

gdje je U napon, a u razmatranom primjeru je EMF.

Međutim, stvarno napajanje ima ograničen unutarnji otpor. Stoga se takav izračun ne može primijeniti u praksi. U tom slučaju za određivanje EMF-a koristite formulu za cijeli krug.

I = E / (R + r),

gdje je E (koji se također naziva "ԑ") EMF; R je otpor opterećenja, r je unutarnji otpor izvora napajanja, I je struja u krugu.

Međutim, ova formula ne uzima u obzir otpor vodiča krugova. Potrebno je razumjeti da unutar istosmjernog izvora i u vanjskom krugu struja teče u različitim smjerovima. Razlika leži u činjenici da unutar elementa teče od minus do plus, a zatim u vanjskom krugu od plus do minus.

To je jasno prikazano na donjoj slici:

U ovom se slučaju elektromotorna sila mjeri voltmetrom, u slučaju kada nema opterećenja, tj. Izvor napajanja radi u praznom hodu.

Da biste pronašli EMF kroz otpor napona i opterećenja, morate pronaći unutarnji otpor izvora napajanja, za to dvaput izmjerite napon u različitim strujama opterećenja, a zatim pronaći unutarnji otpor. Slijedi postupak izračuna po formulama, a zatim R1, R2 su otpor opterećenja za prvo i drugo mjerenje, preostale vrijednosti su slične, U1, U2 su napon izvora na njegovim terminalima pod opterećenjem.

Dakle, znamo struju, tada je ona jednaka:

I1 = E / (R1 + r)

I2 = E / (R2 + r)

U ovom slučaju:

Rl = U1 / Il

R2 = U2 / I2

Ako zamijenimo u prvim jednadžbama, tada:

I1 = E / ((U1 / I1) + r)

I2 = E / ((U2 / I2) + r)

Sada dijelimo lijevi i desni dio jedan u drugi:

(I1 / I2) = [E / ((U1 / I1) + r)] / [E / ((U2 / I2) + r)]

Nakon izračuna otpornosti izvora struje, dobivamo:

r = (U1-U2) / (I1-I2)

Unutarnji otpor r:

r = (U1 + U2) / I,

gdje je U1, U2 napon na izvorima terminala pri različitim strujama opterećenja, I je struja u krugu.

EMF je:

E = I * (R + r) ili E = U1 + I1 * r

Što je napon

Električni napon (označen kao U) fizička je veličina koja odražava kvantitativnu karakteristiku električnog polja za prijenos naboja iz točke A u točku B. Prema tome, napon može biti između dvije točke kruga, ali za razliku od EMF-a, može se nalaziti između dva zaključka od kojih jedan od elemenata lanca. Podsjetimo da EMF karakterizira rad koji obavljaju vanjske sile, tj. Rad trenutnog izvora ili EMF za prijenos naboja kroz cijeli krug, a ne na određeni element.

Ta se definicija može izraziti jednostavnim jezikom. Napon izvora istosmjerne struje je sila koja kreće slobodne elektrone iz jednog atoma u drugi u određenom smjeru.

Za izmjeničnu struju koriste se sljedeći pojmovi:

• trenutni napon je razlika potencijala između točaka u određenom vremenskom periodu;
• amplitudna vrijednost - predstavlja najveću modulnu vrijednost trenutne vrijednosti napona tokom određenog vremenskog razdoblja;
• prosječna vrijednost je konstantna komponenta napona;
• RMS i RMS.

Napon kruga ovisi o materijalu vodiča, otpornosti na opterećenje i temperaturi. Poput elektromotorne sile mjeri se u voltima.

Često se, da bi se razumjelo fizičko značenje stresa, uspoređuje s vodenim tornjem. Vodeni stup identificiran je naponom, a protok strujom.

Istodobno se stup vode u tornju postupno smanjuje, što karakterizira pad napona i smanjenje jakosti struje.

Pa u čemu je razlika

Da biste bolje razumjeli koja je razlika elektromotorne sile od napona, razmotrite primjer. Postoji izvor električne energije beskonačne snage u kojem nema unutarnjeg otpora. U električni krug ugrađeno je opterećenje. U ovom slučaju je istina da su EMF i napon jednaki, odnosno da nema razlike između tih koncepata.

Međutim, to su idealni uvjeti koji se ne javljaju u stvarnom životu. Ovi se uvjeti koriste isključivo u proračunima. U stvarnom se životu uzima u obzir unutarnji otpor izvora energije. EMF i napon su u ovom slučaju različiti.

Na slici je prikazana kolika će biti razlika u vrijednostima elektromotorne sile i napona u stvarnim uvjetima. Gornja formula Ohmovog zakona za cjeloviti lanac opisuje sve procese. S otvorenim krugom, terminali baterije bit će 1,5 Volti. To je vrijednost EMF-a. Spajanjem tereta, u ovom slučaju to je žarulja, on će imati napon od 1 volta.

Razlika od idealnog izvora je unutarnji otpor izvora energije. Pri ovom otporu dolazi do pada napona. Ove procese opisuje Ohmov zakon za kompletan lanac.

Ako mjerni uređaj na stezaljkama izvora električne energije pokazuje vrijednost 1,5 Volta, to će biti elektromotorna sila, ali ponovit ćemo, pod uvjetom da nema opterećenja.

Pri spajanju tereta, terminali će imati jasno nižu vrijednost. Ovo je napetost.

zaključak

Iz navedenog možemo zaključiti da je glavna razlika između EMF-a i napona:

1. Elektromotorna sila ovisi o izvoru napajanja, a napon ovisi o spojenom opterećenju i struji koja teče kroz krug.
2. Elektromotorna sila fizička je veličina koja karakterizira rad vanjskih sila neelektričnog podrijetla koje se javljaju u istosmjernim i izmjeničnim krugovima.
3. Napon i EMF imaju jedinstvenu mjernu jedinicu - Volt.
4. U je fizikalna količina jednaka radu efektivnog električnog polja nastalog kad se jedinica za ispitivanje prenosi iz točke A u točku B.

Dakle, ukratko, ako je U predstavljen kao stup vode, tada se EMF može zamisliti da je pumpa koja održava konstantni vodostaj. Nadamo se da ćete nakon čitanja članka shvatiti glavnu razliku!

Srodni materijali:

• Koja je razlika između transformatora i autotransformatora
• Razlika između sklopnika i pokretača
• Kako saznati ima li napona u utičnici