EMF คืออะไร - คำอธิบายง่ายๆ

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (การเหนี่ยวนำตนเอง)

เริ่มจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้อธิบายถึงกฎหมาย ฟาราเดย์เหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า. ความหมายทางกายภาพของปรากฏการณ์นี้คือความสามารถของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในการชักนำ EMF ในตัวนำใกล้เคียง ในกรณีนี้ทั้งสนามควรเปลี่ยนเช่นในขนาดและทิศทางของเวกเตอร์หรือย้ายสัมพันธ์กับตัวนำหรือตัวนำควรย้ายสัมพันธ์กับสนามนี้ ในตอนท้ายของตัวนำในกรณีนี้ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น

มีอีกปรากฏการณ์ที่คล้ายกันในความหมายคือ - การเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน ประกอบด้วยในความจริงที่ว่าการเปลี่ยนทิศทางและความแรงของขดลวดหนึ่งทำให้เกิด EMF ที่ขั้วของขดลวดใกล้เคียงมันถูกใช้อย่างกว้างขวางในด้านเทคโนโลยีต่าง ๆ รวมถึงไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ มันรองรับการทำงานของหม้อแปลงซึ่งฟลักซ์แม่เหล็กของขดลวดหนึ่งจะเหนี่ยวนำกระแสและแรงดันไฟฟ้าในวินาที

ในไฟฟ้าผลกระทบทางกายภาพที่เรียกว่า EMF ถูกนำมาใช้ในการผลิตตัวแปลง AC แบบพิเศษที่ให้ค่าที่ต้องการของค่าที่มีประสิทธิภาพ (กระแสและแรงดันไฟฟ้า) ขอบคุณปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำและ ตนเองเหนี่ยวนำ วิศวกรสามารถพัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้าได้มากมาย: จากแบบเดิม เหนี่ยวนำ (throttle) และจนถึงหม้อแปลง

แนวคิดของการเหนี่ยวนำร่วมกันหมายถึงกระแสสลับระหว่างทางที่การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กในวงจรหรือตัวนำ

สำหรับกระแสไฟฟ้ากระแสตรงการแสดงอาการอื่นของแรงนี้มีลักษณะเช่นความต่างศักย์ที่ขั้วของเซลล์กัลวานิคซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง

มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ผลแม่เหล็กไฟฟ้าเดียวกันถูกสังเกตในการออกแบบ ไม่ตรงกัน หรือ มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสองค์ประกอบหลักคือขดลวดเหนี่ยวนำ เกี่ยวกับงานของเขาในภาษาที่เข้าถึงได้อธิบายไว้ในหนังสือเรียนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับวิชาที่เรียกว่า "วิศวกรรมไฟฟ้า" เพื่อให้เข้าใจถึงสาระสำคัญของกระบวนการมันก็เพียงพอที่จะจำได้ว่าการเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นเมื่อตัวนำเคลื่อนที่ภายในสนามอื่น

ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่กล่าวถึงข้างต้นตัวนับ EMF มักถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในขดลวดของมอเตอร์ในระหว่างการทำงานซึ่งมักจะเรียกว่า "ตัวนับ EMF" เพราะเมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน นอกจากนี้ยังอธิบายถึงการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของกระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยมอเตอร์เมื่อมีการเพิ่มโหลดหรือการติดขัดของเพลารวมถึงกระแสที่ไหลเข้า สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าเงื่อนไขทั้งหมดสำหรับการปรากฏตัวของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเห็นได้ชัด - การเปลี่ยนแปลงที่ถูกบังคับในสนามแม่เหล็กของขดลวดของมันนำไปสู่การปรากฏตัวของแรงบิดบนแกนของใบพัด

น่าเสียดายที่เราจะไม่เจาะลึกหัวข้อนี้ในบทความนี้ - เขียนความคิดเห็นหากคุณสนใจและเราจะพูดถึงมัน

ในอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกอย่างเหมือนกัน แต่กระบวนการที่เกิดขึ้นในนั้นมีทิศทางตรงกันข้าม กระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านขดลวดของโรเตอร์สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบตัว (สามารถใช้แม่เหล็กถาวรได้) เมื่อโรเตอร์หมุนสนามจะเหนี่ยวนำ EMF ในขดลวดสเตเตอร์ซึ่งกระแสไฟฟ้าจะถูกลบออก

ทฤษฎีบางอย่างเพิ่มเติม

เมื่อทำการออกแบบวงจรดังกล่าวการคำนึงถึงการกระจายของกระแสและแรงดันตกคร่อมของแต่ละองค์ประกอบจะถูกนำมาพิจารณา ในการคำนวณการแจกแจงของพารามิเตอร์ตัวแรกจะใช้ค่าที่รู้จักกันดีจากฟิสิกส์ กฎข้อที่สองของ Kirchhoff - ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าตก (คำนึงถึงเครื่องหมาย) ในทุกสาขาของลูปปิดเท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของ EMF ของสาขาของลูปนี้) และเพื่อกำหนดค่าใช้ กฎของโอห์ม สำหรับส่วนของกฎลูกโซ่หรือกฎของโอห์มสำหรับสายโซ่สมบูรณ์สูตรที่ให้ไว้ด้านล่าง:

I = E / (R + r)

ที่ไหน E - EMF R คือความต้านทานโหลด r คือความต้านทานของแหล่งพลังงาน

ความต้านทานภายในของแหล่งพลังงานคือความต้านทานของขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงซึ่งขึ้นอยู่กับภาพตัดขวางของเส้นลวดที่มีแผลและความยาวรวมถึงความต้านทานภายในของเซลล์กัลวานิกซึ่งขึ้นอยู่กับสถานะของขั้วบวกแคโทดและอิเล็กโทรไลต์

เมื่อทำการคำนวณจะต้องคำนึงถึงความต้านทานภายในของแหล่งพลังงานซึ่งถือว่าเป็นการเชื่อมต่อแบบขนานกับวงจร ด้วยวิธีการที่แม่นยำยิ่งขึ้นโดยคำนึงถึงค่ามากของกระแสปฏิบัติการความต้านทานของตัวนำเชื่อมต่อแต่ละตัวจะถูกนำมาพิจารณา

EMF ที่บ้านและหน่วย

ตัวอย่างอื่น ๆ พบได้ในชีวิตจริงของบุคคลทั่วไป สิ่งที่คุ้นเคยเช่นแบตเตอรี่ขนาดเล็กและแบตเตอรี่ขนาดเล็กอื่น ๆ จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ ในกรณีนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้งานจะเกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในแหล่งแรงดันไฟฟ้าคงที่

เมื่อเกิดขึ้นที่ขั้ว (ขั้ว) ของแบตเตอรี่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงภายใน - องค์ประกอบพร้อมใช้งานอย่างสมบูรณ์ เมื่อเวลาผ่านไปขนาดของ EMF ลดลงเล็กน้อยและความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน

ดังนั้นหากคุณวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แบบไม่ใช้นิ้วมือที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใดคุณจะเห็นว่าเป็นปกติ 1.5V (หรือมากกว่านั้น) แต่เมื่อโหลดการเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่สมมติว่าคุณติดตั้งในอุปกรณ์บางตัว - ไม่ทำงาน

ทำไม? เพราะถ้าคุณคิดว่าความต้านทานภายในของโวลต์มิเตอร์นั้นสูงกว่าความต้านทานภายในของแบตเตอรี่หลายเท่าคุณก็วัดค่า EMF ได้ เมื่อแบตเตอรี่เริ่มให้กระแสในโหลดที่เทอร์มินัลมันก็ไม่กลายเป็น 1.5V แต่พูดว่า 1.2V - อุปกรณ์ไม่มีแรงดันหรือกระแสสำหรับการทำงานปกติ เพียง 0.3V เหล่านี้และลดลงตามความต้านทานภายในของเซลล์กัลวานิค หากแบตเตอรี่เก่าและขั้วไฟฟ้าถูกทำลายแสดงว่าไม่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ - เช่น ศูนย์.

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่าง EMF และแรงดันไฟฟ้า ผู้เขียนบอกสิ่งเดียวกันในตอนท้ายของวิดีโอซึ่งคุณเห็นด้านล่าง

คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์กัลวานิคเกิดขึ้นได้อย่างไรและวัดได้อย่างไรในวิดีโอต่อไปนี้:

แรงเคลื่อนไฟฟ้าขนาดเล็กมากก็เกิดขึ้นในเสาอากาศรับซึ่งจะถูกขยายโดยขั้นตอนพิเศษและเราจะได้รับโทรทัศน์วิทยุและแม้แต่สัญญาณ Wi-Fi

ข้อสรุป

มาสรุปและจำอีกครั้งโดยย่อว่า EMF คืออะไรและหน่วย SI ใดที่แสดงค่านี้

1. EMF แสดงลักษณะการทำงานของแรงภายนอก (ทางเคมีหรือทางกายภาพ) ของแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า แรงนี้ทำหน้าที่ถ่ายโอนประจุไฟฟ้าไปยังมัน
2. EMF เช่นแรงดันมีหน่วยวัดเป็นโวลต์
3. ความแตกต่างระหว่าง EMF และแรงดันคือการวัดครั้งแรกโดยไม่ใช้โหลดและครั้งที่สองที่มีโหลดและความต้านทานภายในของแหล่งพลังงานถูกนำมาพิจารณาและมีผลกระทบ

และสุดท้ายเพื่อรวมเนื้อหาที่ครอบคลุมฉันแนะนำให้คุณดูวิดีโอดีๆอีกเรื่องในหัวข้อนี้:

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

• ความแตกต่างระหว่างกระแสสลับและกระแสตรงคืออะไร
• ประจุไฟฟ้าคืออะไร
• วิธีการลดแรงดันไฟฟ้าคงที่และสลับ