EMF là gì - giải thích bằng những từ đơn giản
Trước khi chuyển sang phần chính của bài viết, chúng tôi lưu ý rằng EMF và điện áp rất gần nhau về ý nghĩa, nhưng vẫn hơi khác nhau. Nói tóm lại, EMF ở nguồn điện không tải và khi tải được kết nối với nó, đây là điện áp. Bởi vì số lượng volt trên FE khi tải hầu như luôn luôn ít hơn so với khi không có nó. Điều này là do sự hiện diện của điện trở trong của các nguồn năng lượng như máy biến thế và tế bào điện.
Cảm ứng điện từ (tự cảm ứng)
Hãy bắt đầu với cảm ứng điện từ. Hiện tượng này mô tả luật pháp. cảm ứng điện từ faraday. Ý nghĩa vật lý của hiện tượng này là khả năng của trường điện từ tạo ra EMF trong một dây dẫn gần đó. Trong trường hợp này, trường sẽ thay đổi, ví dụ, theo độ lớn và hướng của vectơ, hoặc di chuyển so với dây dẫn, hoặc dây dẫn sẽ di chuyển so với trường này. Ở phần cuối của dây dẫn trong trường hợp này, một sự khác biệt tiềm năng xảy ra.
Có một hiện tượng khác có ý nghĩa tương tự - cảm ứng lẫn nhau. Nó bao gồm trong thực tế là sự thay đổi hướng và cường độ hiện tại của một cuộn dây tạo ra EMF tại các đầu của cuộn dây gần đó, nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau, bao gồm cả điện và điện tử. Nó làm cơ sở cho hoạt động của các máy biến áp, trong đó từ thông của một cuộn dây gây ra dòng điện và điện áp trong giây.
Trong điện, một hiệu ứng vật lý gọi là EMF được sử dụng trong sản xuất các bộ biến đổi AC đặc biệt cung cấp các giá trị mong muốn của các giá trị hiệu dụng (dòng điện và điện áp). Nhờ các hiện tượng cảm ứng và tự cảm ứng các kỹ sư đã có thể phát triển nhiều thiết bị điện: từ thông thường cuộn cảm (van tiết lưu) và lên đến máy biến áp.
Khái niệm cảm ứng lẫn nhau chỉ đề cập đến dòng điện xoay chiều, trong suốt thời gian mà từ thông thay đổi trong mạch hoặc dây dẫn.
Đối với dòng điện trực tiếp, các biểu hiện khác của lực này là đặc trưng, ví dụ như, sự khác biệt tiềm năng ở các cực của một tế bào điện, mà chúng ta sẽ thảo luận sau.
Động cơ điện và máy phát điện
Hiệu ứng điện từ tương tự được quan sát thấy trong thiết kế không đồng bộ hoặc là động cơ điện đồng bộcó yếu tố chính là cuộn cảm. Về công việc của mình bằng một ngôn ngữ có thể truy cập được mô tả trong nhiều sách giáo khoa liên quan đến chủ đề gọi là "Kỹ thuật điện". Để hiểu bản chất của các quá trình, đủ để nhớ rằng emf cảm ứng được cảm ứng khi dây dẫn di chuyển bên trong một trường khác.
Theo định luật cảm ứng điện từ đã đề cập ở trên, EMF trên bo mạch thường được tạo ra trong cuộn dây phần ứng động cơ trong quá trình vận hành, thường được gọi là bộ đếm ngược - EMF, vì khi động cơ hoạt động, nó được hướng vào điện áp đặt vào. Điều này cũng giải thích sự gia tăng mạnh trong dòng điện tiêu thụ của động cơ với việc tăng tải hoặc kẹt trục, cũng như dòng điện xâm nhập. Đối với một động cơ điện, tất cả các điều kiện cho sự xuất hiện của một sự khác biệt tiềm năng là rõ ràng - một sự thay đổi bắt buộc trong từ trường của cuộn dây của nó dẫn đến sự xuất hiện của mô-men xoắn trên trục của rôto.
Thật không may, chúng tôi sẽ không đi sâu vào chủ đề này trong bài viết này - viết bình luận nếu bạn quan tâm đến nó, và chúng tôi sẽ nói về nó.
Trong một thiết bị điện khác - một máy phát điện, mọi thứ đều giống hệt nhau, nhưng các quá trình xảy ra trong nó có hướng ngược lại. Một dòng điện được truyền qua các cuộn dây của rôto, từ trường phát sinh xung quanh chúng (có thể sử dụng nam châm vĩnh cửu). Khi rôto quay, trường, lần lượt, tạo ra EMF trong cuộn dây stato - từ đó dòng điện tải được loại bỏ.
Một số lý thuyết nữa
Khi thiết kế các mạch như vậy, việc phân phối dòng điện và sụt áp trên các phần tử riêng lẻ được tính đến. Để tính toán phân phối của tham số đầu tiên, nổi tiếng từ vật lý luật thứ hai của Kirchhoff - tổng số điện áp giảm (có tính đến dấu hiệu) trên tất cả các nhánh của vòng kín bằng tổng đại số của EMF của các nhánh của vòng lặp này) và để xác định giá trị sử dụng của chúng Định luật Ohm đối với một phần của chuỗi hoặc luật Ohm cho một chuỗi hoàn chỉnh, công thức được đưa ra dưới đây:
I = E / (R + r),
Ở đâu E - EMF, R là điện trở tải r là điện trở của nguồn điện.
Điện trở trong của nguồn điện là điện trở của cuộn dây của máy phát và máy biến áp, phụ thuộc vào tiết diện của dây mà chúng bị đứt và chiều dài của nó, cũng như điện trở trong của các tế bào điện, phụ thuộc vào trạng thái của cực dương, cực âm và điện phân.
Khi thực hiện các tính toán, phải tính đến điện trở trong của nguồn điện, được coi là kết nối song song với mạch. Với cách tiếp cận chính xác hơn, có tính đến các giá trị lớn của dòng điện hoạt động, điện trở của từng dây dẫn kết nối được tính đến.
EMF tại nhà và đơn vị
Các ví dụ khác được tìm thấy trong cuộc sống thực tế của bất kỳ người bình thường. Những thứ quen thuộc như pin cỡ nhỏ, cũng như các loại pin thu nhỏ khác, thuộc loại này. Trong trường hợp này, emf làm việc được hình thành do các quá trình hóa học xảy ra bên trong các nguồn điện áp không đổi.
Khi nó xảy ra tại các cực (cực) của pin do thay đổi bên trong - phần tử đã hoàn toàn sẵn sàng để hoạt động. Theo thời gian, cường độ của EMF giảm nhẹ và điện trở trong tăng lên rõ rệt.
Kết quả là, nếu bạn đo điện áp trên pin ngón tay không được kết nối với bất cứ thứ gì, bạn sẽ thấy 1,5V bình thường đối với nó (hoặc như vậy), nhưng khi tải được kết nối với pin, giả sử bạn đã cài đặt nó trong một số thiết bị - nó không hoạt động.
Tại sao? Bởi vì nếu bạn cho rằng điện trở trong của vôn kế cao hơn nhiều lần so với điện trở trong của pin, thì bạn đã đo EMF của nó. Khi pin bắt đầu cung cấp dòng điện trong các tải tại các cực của nó, nó trở thành 1,5V, nhưng, giả sử, 1,2V - cả điện áp và dòng điện đều không đủ cho hoạt động bình thường của thiết bị. Chỉ cần 0,3V này và rơi vào điện trở trong của tế bào mạ điện. Nếu pin hoàn toàn cũ và các điện cực của nó bị phá hủy, thì có thể không có bất kỳ lực điện động hoặc điện áp nào tại các cực của pin - tức là số không.
Ví dụ này cho thấy rõ sự khác biệt giữa EMF và điện áp. Tác giả nói điều tương tự ở cuối video, mà bạn nhìn thấy bên dưới.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về cách phát sinh emf của một tế bào điện và cách đo trong video sau:
Một lực điện động rất nhỏ cũng được tạo ra trong ăng ten của máy thu, sau đó được khuếch đại bởi các giai đoạn đặc biệt và chúng ta có được tín hiệu truyền hình, radio và thậm chí là Wi-Fi.
Phần kết luận
Chúng ta hãy tóm tắt và một lần nữa nhớ lại ngắn gọn EMF là gì và trong đơn vị SI, giá trị này được biểu thị.
- EMF đặc trưng cho công việc của các lực bên ngoài (hóa học hoặc vật lý) có nguồn gốc không điện trong mạch điện. Lực lượng này thực hiện công việc chuyển điện tích cho nó.
- EMF, giống như điện áp, được đo bằng Volts.
- Sự khác biệt giữa EMF và điện áp là cái đầu tiên được đo không tải, và cái thứ hai có tải, và điện trở bên trong của nguồn điện được tính đến và có hiệu lực.
Và cuối cùng, để củng cố các tài liệu được đề cập, tôi khuyên bạn nên xem một video hay khác về chủ đề này:
Tài liệu liên quan:
Đang tải...
