Apakah perbezaan antara EMF dan voltan: penjelasan ringkas mengenai contohnya
Apakah daya elektromotif
Kami mengkaji masalah ini secara terperinci dalam artikel yang berasingan:https://our.electricianexp.com/ms/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html
EMF difahami sebagai kuantiti fizikal yang mencirikan operasi kekuatan luaran yang terletak di sumber kuasa arus terus atau bergantian. Lebih-lebih lagi, jika ada litar tertutup, maka kita dapat mengatakan bahawa EMF sama dengan kerja kekuatan dalam memindahkan cas positif ke negatif dalam litar tertutup. Atau dengan kata mudah, EMF sumber semasa mewakili kerja yang diperlukan untuk memindahkan satuan cas antara kutub.
Lebih-lebih lagi, jika sumber semasa mempunyai daya tak terbatas, dan tidak ada rintangan dalaman (kedudukan A dalam gambar), maka EMF dapat dihitung dari Undang-undang Ohm untuk bahagian rantaikerana voltan dan daya elektromotif dalam kes ini sama.
I = U / R,
di mana U adalah voltan, dan dalam contoh yang dipertimbangkan adalah EMF.
Walau bagaimanapun, bekalan kuasa sebenar mempunyai rintangan dalaman yang terhad. Oleh itu, pengiraan seperti itu tidak dapat dilaksanakan dalam praktik. Dalam kes ini, untuk menentukan EMF gunakan formula untuk litar lengkap.
I = E / (R + r),
di mana E (juga disebut sebagai "ԑ") adalah EMF; R adalah rintangan beban, r adalah rintangan dalaman sumber kuasa, saya adalah arus dalam litar.
Walau bagaimanapun, formula ini tidak mengambil kira rintangan konduktor litar. Perlu difahami bahawa di dalam sumber DC dan di litar luaran, arus mengalir ke arah yang berbeza. Perbezaannya terletak pada kenyataan bahawa di dalam elemen ia mengalir dari tolak ke tambah, kemudian di litar luaran dari tambah ke tolak.
Ini jelas digambarkan dalam gambar di bawah:
Dalam kes ini, daya elektromotif diukur dengan voltmeter, dalam keadaan ketika tidak ada beban, yaitu Punca kuasa terbiar.
Untuk mencari EMF melalui voltan dan rintangan beban, anda perlu mencari rintangan dalaman sumber kuasa, kerana ini mengukur voltan dua kali pada arus beban yang berbeza, dan kemudian cari rintangan dalaman. Di bawah ini adalah prosedur pengiraan dengan formula, maka R1, R2 adalah rintangan beban untuk pengukuran pertama dan kedua, masing-masing, nilai selebihnya serupa, U1, U2 adalah voltan sumber di terminalnya di bawah beban.
Jadi, kita tahu arus, maka ia sama dengan:
I1 = E / (R1 + r)
I2 = E / (R2 + r)
Dalam kes ini:
R1 = U1 / I1
R2 = U2 / I2
Sekiranya kita menggantikan pada persamaan pertama, maka:
I1 = E / ((U1 / I1) + r)
I2 = E / ((U2 / I2) + r)
Sekarang kita membahagikan bahagian kiri dan kanan antara satu sama lain:
(I1 / I2) = [E / ((U1 / I1) + r)] / [E / ((U2 / I2) + r)]
Setelah mengira rintangan sumber semasa, kami mendapat:
r = (U1-U2) / (I1-I2)
Rintangan dalaman r:
r = (U1 + U2) / I,
di mana U1, U2 adalah voltan di terminal sumber pada arus beban yang berbeza, saya adalah arus dalam litar.
Kemudian EMF adalah:
E = I * (R + r) atau E = U1 + I1 * r
Apakah voltan
Voltan elektrik (dilambangkan sebagai U) adalah kuantiti fizikal yang mencerminkan sifat kuantitatif medan elektrik untuk memindahkan cas dari titik A ke titik B. Oleh itu, voltan boleh berada di antara dua titik litar, tetapi tidak seperti EMF, ia boleh menjadi antara dua kesimpulan yang mana salah satu unsur rantai. Ingat bahawa EMF mencirikan kerja yang dilakukan oleh kekuatan luaran, iaitu kerja sumber semasa atau EMF untuk memindahkan cas melalui seluruh litar, dan bukan pada elemen tertentu.
Definisi ini dapat dinyatakan dalam bahasa mudah. Voltan sumber arus terus adalah daya yang menggerakkan elektron bebas dari satu atom ke atom yang lain dalam arah tertentu.
Untuk arus ulang-alik, konsep berikut digunakan:
- voltan sesaat adalah perbezaan potensi antara titik dalam jangka masa tertentu;
- nilai amplitud - mewakili nilai maksimum modulo nilai voltan seketika dalam jangka masa tertentu;
- nilai purata adalah komponen voltan tetap;
- RMS dan RMS.
Voltan litar bergantung pada bahan konduktor, rintangan beban dan suhu. Seperti daya elektromotif diukur dalam Volt.
Selalunya, untuk memahami makna fizikal tekanan, ia dibandingkan dengan menara air. Lajur air dikenal pasti dengan voltan, dan aliran dengan arus.
Pada masa yang sama, tiang air di menara menurun secara beransur-ansur, yang mencirikan penurunan voltan dan penurunan kekuatan arus.
Jadi apa bezanya
Untuk pemahaman yang lebih baik tentang apa perbezaan daya elektromotif dari voltan, pertimbangkan satu contoh. Terdapat sumber tenaga elektrik kuasa tak terbatas, di mana tidak ada rintangan dalaman. Beban dipasang di litar elektrik. Dalam kes ini, pernyataan bahawa EMF dan voltan sama, iaitu, tidak ada perbezaan antara konsep-konsep ini, adalah benar.
Walau bagaimanapun, ini adalah keadaan ideal yang tidak berlaku dalam kehidupan sebenar. Keadaan ini digunakan secara eksklusif dalam pengiraan. Dalam kehidupan sebenar, rintangan dalaman sumber kuasa diambil kira. Dalam kes ini, EMF dan voltan berbeza.
Rajah menunjukkan perbezaan apa dalam nilai daya dan voltan elektromotif dalam keadaan sebenar. Formula di atas untuk undang-undang Ohm untuk rantai lengkap menerangkan semua proses. Dengan litar terbuka, terminal bateri akan menjadi 1.5 Volt. Ini adalah nilai EMF. Dengan menyambungkan beban, dalam hal ini ia adalah mentol, ia akan mempunyai voltan 1 volt.
Perbezaan dari sumber yang ideal adalah rintangan dalaman sumber kuasa. Pada rintangan ini, penurunan voltan berlaku. Proses-proses ini dijelaskan oleh undang-undang Ohm untuk rantai lengkap.
Sekiranya alat ukur di terminal sumber kuasa menunjukkan nilai 1.5 Volt, ia akan menjadi daya elektromotif, tetapi kita ulangi, dalam keadaan tanpa beban.
Semasa menyambungkan beban, terminal akan mempunyai nilai yang jelas lebih rendah. Inilah ketegangan.
Kesimpulannya
Dari perkara di atas, kita dapat menyimpulkan bahawa perbezaan utama antara EMF dan voltan adalah:
- Daya elektromotif bergantung pada sumber kuasa, dan voltan bergantung pada beban yang disambungkan dan arus yang mengalir melalui litar.
- Daya elektromotif adalah kuantiti fizikal yang mencirikan kerja daya luaran yang tidak berasal dari elektrik yang berlaku di litar DC dan AC.
- Voltan dan EMF mempunyai satu unit ukuran - Volt.
- U adalah kuantiti fizikal yang sama dengan kerja medan elektrik berkesan yang dihasilkan apabila cas ujian unit dipindahkan dari titik A ke titik B.
Oleh itu, secara ringkas, jika U diwakili sebagai lajur air, maka EMF dapat dibayangkan bahawa ia adalah pam yang mengekalkan paras air yang tetap. Kami harap setelah membaca artikel anda akan memahami perbezaan utama!
Bahan berkaitan:
Memuat ...
