Apa itu EMF - penjelasan dengan kata mudah
Sebelum beralih ke bahagian utama artikel, kita perhatikan bahawa EMF dan voltan sangat dekat, tetapi masih sedikit berbeza. Ringkasnya, EMF berada di sumber kuasa tanpa beban, dan apabila beban disambungkan kepadanya, ini adalah voltan. Kerana jumlah volt pada beban FE hampir selalu lebih sedikit daripada tanpa itu. Ini disebabkan oleh adanya rintangan dalaman sumber kuasa seperti transformer dan sel galvanik.
Aruhan elektromagnetik (induksi diri)
Mari mulakan dengan aruhan elektromagnetik. Fenomena ini menerangkan undang-undang. faraday aruhan elektromagnetik. Makna fizikal fenomena ini adalah kemampuan medan elektromagnetik untuk mendorong EMF pada konduktor berdekatan. Dalam kes ini, sama ada medan harus berubah, misalnya, dalam magnitud dan arah vektor, atau bergerak relatif dengan konduktor, atau konduktor harus bergerak relatif terhadap medan ini. Di hujung konduktor dalam kes ini, perbezaan kemungkinan berlaku.
Terdapat fenomena lain yang serupa makna - saling induksi. Ini terdiri dari kenyataan bahawa perubahan arah dan kekuatan arus satu gegelung mendorong EMF di terminal gegelung yang berdekatan; ia digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang teknologi, termasuk elektrik dan elektronik. Ia mendasari pengoperasian transformer, di mana fluks magnet satu penggulungan menyebabkan arus dan voltan pada detik.
Dalam elektrik, kesan fizikal yang disebut EMF digunakan dalam pembuatan penukar AC khas yang memberikan nilai nilai efektif yang diinginkan (arus dan voltan). Terima kasih kepada fenomena induksi dan induksi diri jurutera dapat mengembangkan banyak alat elektrik: dari konvensional induktor (pendikit) dan hingga ke pengubah.
Konsep induksi bersama hanya merujuk kepada arus ulang-alik, yang mana arus fluks magnet berubah dalam litar atau konduktor.
Untuk arus elektrik arus terus, manifestasi daya ini adalah ciri, seperti, misalnya, perbezaan potensi pada kutub sel galvanik, yang akan kita bincangkan kemudian.
Motor elektrik dan penjana
Kesan elektromagnetik yang sama diperhatikan dalam reka bentuk tidak segerak atau motor elektrik segerakelemen utamanya adalah gegelung induktif. Tentang karyanya dalam bahasa yang dapat diakses dijelaskan dalam banyak buku teks yang berkaitan dengan subjek yang disebut "Kejuruteraan Elektrik". Untuk memahami intipati proses, cukup untuk mengingat bahawa induksi emf disebabkan ketika konduktor bergerak ke dalam bidang lain.
Menurut hukum induksi elektromagnetik yang disebutkan di atas, EMF kontra sering disebabkan oleh belitan armature motor selama operasi, yang sering disebut "counter-EMF", karena ketika mesin sedang berjalan, itu diarahkan ke arah voltan yang berlaku. Ini juga menjelaskan peningkatan mendadak arus yang dimakan oleh motor dengan peningkatan beban atau kemacetan poros, serta arus masuk. Untuk motor elektrik, semua syarat untuk penampilan perbezaan yang berpotensi jelas - perubahan paksa dalam medan magnet gegelungnya menyebabkan kemunculan tork pada paksi pemutar.
Sayangnya, kami tidak akan membahas topik ini dalam artikel ini - tulislah komen jika anda berminat dengannya, dan kami akan membincangkannya.
Dalam alat elektrik lain - penjana, semuanya sama, tetapi proses yang berlaku di dalamnya mempunyai arah yang bertentangan. Arus elektrik disalurkan melalui belitan rotor, medan magnet timbul di sekitarnya (magnet kekal boleh digunakan). Apabila pemutar berputar, medan, pada gilirannya, mendorong EMF dalam belitan stator - dari mana arus beban dikeluarkan.
Beberapa teori lagi
Semasa merancang litar sedemikian, pengagihan arus dan penurunan voltan merentasi elemen individu diambil kira. Untuk mengira taburan parameter pertama, satu yang terkenal dari fizik digunakan. undang-undang kedua Kirchhoff - jumlah penurunan voltan (dengan mengambil kira tanda) pada semua cabang gelung tertutup sama dengan jumlah algebra EMF dari cabang gelung ini), dan untuk menentukan nilai penggunaannya Undang-undang Ohm untuk bahagian rantai atau undang-undang Ohm untuk rantai lengkap, formula yang diberikan di bawah:
I = E / (R + r),
Di mana E - EMF, R adalah rintangan beban r adalah rintangan sumber kuasa.
Rintangan dalaman sumber kuasa adalah rintangan gulungan penjana dan transformer, yang bergantung pada keratan rentas wayar yang dengannya mereka dililit dan panjangnya, serta rintangan dalaman sel galvanik, yang bergantung pada keadaan anoda, katod dan elektrolit.
Semasa menjalankan perhitungan, rintangan dalaman sumber kuasa, yang dianggap sebagai sambungan selari dengan litar, mesti diambil kira. Dengan pendekatan yang lebih tepat, dengan mengambil kira nilai arus operasi yang besar, rintangan setiap konduktor penyambung diambil kira.
EMF di rumah dan unit
Contoh lain terdapat dalam kehidupan praktikal mana-mana orang biasa. Perkara biasa seperti bateri bersaiz kecil, dan juga bateri miniatur lain, termasuk dalam kategori ini. Dalam kes ini, emf berfungsi terbentuk kerana proses kimia yang berlaku di dalam sumber voltan malar.
Apabila ia berlaku di terminal (tiang) bateri kerana perubahan dalaman - elemen siap sepenuhnya untuk beroperasi. Dari masa ke masa, magnitud EMF menurun sedikit, dan rintangan dalaman meningkat dengan ketara.
Akibatnya, jika anda mengukur voltan pada bateri tanpa jari yang tidak bersambung dengan apa-apa, anda akan melihat 1.5V normal untuknya (atau lebih kurang), tetapi apabila beban disambungkan ke bateri, katakan anda memasangnya di beberapa peranti - ia tidak berfungsi.
Kenapa? Kerana jika anda menganggap bahawa rintangan dalaman voltmeter berkali-kali lebih tinggi daripada rintangan dalaman bateri, maka anda mengukur EMFnya. Apabila bateri mula memberikan arus dalam beban di terminal, ia tidak menjadi 1.5V, tetapi, katakanlah, 1.2V - voltan atau arus tidak mencukupi untuk operasi normal peranti. Hanya 0.3V ini dan jatuh pada rintangan dalaman sel galvanik. Sekiranya bateri benar-benar tua dan elektrodnya hancur, maka mungkin tidak ada daya atau voltan elektromotif di terminal bateri - iaitu sifar.
Contoh ini dengan jelas menunjukkan perbezaan antara EMF dan voltan. Penulis menceritakan perkara yang sama di akhir video, yang anda lihat di bawah.
Anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai bagaimana emf sel galvanik timbul dan bagaimana ia diukur dalam video berikut:
Kekuatan elektromotif yang sangat kecil juga disebabkan oleh antena penerima, yang kemudian diperkuat oleh tahap khas, dan kami mendapat isyarat televisyen, radio dan bahkan Wi-Fi kami.
Kesimpulannya
Mari kita ringkaskan dan sekali lagi ingat sebentar EMF itu dan dalam unit SI apa nilai ini dinyatakan.
- EMF mencirikan kerja daya luaran (kimia atau fizikal) yang bukan elektrik yang berasal dari litar elektrik. Kekuatan ini melaksanakan kerja memindahkan cas elektrik kepadanya.
- EMF, seperti voltan, diukur dalam volt.
- Perbezaan antara EMF dan voltan adalah yang pertama diukur tanpa beban, dan yang kedua dengan beban, dan rintangan dalaman dari sumber kuasa diambil kira dan mempunyai kesan.
Dan akhirnya, untuk menggabungkan bahan yang diliputi, saya menasihati anda untuk menonton video lain yang baik mengenai topik ini:
Bahan berkaitan: