Hvad er elektromotorisk kraft EMF

Elektromotorisk kraft (EMF) - i en enhed, der udfører en tvungen adskillelse af positive og negative ladninger (generator), måles værdien numerisk lig med potentialforskellen mellem generatorens terminaler i fravær af strøm i dens kredsløb.

Kilder til elektromagnetisk energi (generatorer) - enheder, der omdanner energi af enhver ikke-elektrisk type til elektrisk. Sådanne kilder, for eksempel satsa:

• generatorer i kraftværker (termisk, vind, nuklear, vandkraft), som omdanner mekanisk energi til elektrisk energi;

• galvaniske celler (batterier) og akkumulatorer af alle typer, som omdanner kemisk energi til elektrisk energi mv.

EMF er numerisk lig med det arbejde, der udføres af eksterne kræfter i at flytte en enheds positiv ladning inde i kilden eller selve kilden, der leder en enheds positiv ladning i et lukket kredsløb.

Elektromotorisk kraft EMF E er en skalær størrelse, der karakteriserer et eksternt felts og et induceret elektrisk felts evne til at inducere en elektrisk strøm.Emf E er numerisk lig med det arbejde (energi) W i joule (J), som dette felt bruger på at flytte en enhedsladning (1 C) fra et punkt på feltet til et andet.

Måleenheden for EMF er volt (V). Således er emk lig med 1 V, hvis der, når en ladning på 1 C bevæger sig gennem et lukket kredsløb, udføres arbejde på 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Overførselsgebyrer via webstedet elektriske kredsløb ledsaget af energiforbrug.

En værdi, hvis ciffer er lig med det arbejde, som kilden udfører ved at lede en enkelt positiv ladning langs en given sektion af kredsløbet, kaldes spænding U. Da kredsløbet består af ydre og indre sektioner, skelner de mellem begreberne spændinger af den eksterne Uvsh og interne Uvt sektioner.

Ud fra det, der er blevet sagt, er det indlysende, at kildens EMF er lig med summen af ​​spændingerne af de eksterne U- og interne U-sektioner af kredsløbet:

E = Uears + UW

Denne formel udtrykker loven om bevarelse af energi for et elektrisk kredsløb.

Det er kun muligt at måle spændinger i forskellige dele af kredsløbet med kredsløbet lukket. EMF måles mellem kildeterminalerne med åbent kredsløb.

Spænding, EMF og spændingsfald for et aktivt to-terminal netværk

EMF-retning - dette er retningen for den tvungne bevægelse af positive ladninger inde i generatoren fra minus til plus under påvirkning af en anden natur end elektrisk.

Generatorens indre modstand er modstanden af ​​de strukturelle elementer i den.

En ideel kilde til EMF - en generator, indre modstand som er nul, og spændingen over dens terminaler er uafhængig af belastningen. Effekten af ​​en ideel EMF-kilde er uendelig.

Et betinget billede (elektrisk diagram) af en ideel EMF-generator med en værdi på E er vist i fig.1, a.

Den virkelige EMF-kilde indeholder, i modsætning til den ideelle, en intern modstand Ri, og dens spænding afhænger af belastningen (fig. 1., b), og kildens effekt er endelig. Det elektriske kredsløb af en ægte EMF-generator er en serieforbindelse af en ideel EMF-generator E og dens indre modstand Ri.

EMF-kilder: a — ideel; b — ægte

I praksis, for at bringe den rigtige EMF-generators driftstilstand tættere på den ideelle driftstilstand, forsøges den indre modstand af den rigtige generator Ri at være så lille som muligt, og belastningsmodstanden Rn skal tilsluttes som minimum. 10 gange værdien af ​​generatorens indre modstand, dvs. det er nødvendigt at opfylde betingelsen: Rn >> Ri

For at udgangsspændingen fra en rigtig EMF-generator skal være uafhængig af belastningen, stabiliseres den ved at bruge specielle elektroniske spændingsstabiliseringskredsløb.

Da den interne modstand af en ægte EMF-generator ikke kan gøres uendelig lille, minimeres den og udføres som en standard for muligheden for koordineret tilslutning af energiforbrugere til den. I radioteknik er standardudgangsmodstandsværdierne for EMF-generatorer 50 ohm (industriel standard) og 75 ohm (hjemmestandard).

For eksempel har alle tv-modtagere en indgangsimpedans på 75 ohm og er forbundet til antennerne med koaksialkabel med præcis den karakteristiske impedans.

For at tilnærme de ideelle EMF-generatorer er forsyningsspændingskilderne, der bruges i alt industrielt og husholdningselektronikudstyr, lavet ved hjælp af specielle elektroniske kredsløb til stabilisering af udgangsspændingen, som gør det muligt at modstå en næsten konstant udgangsspænding fra strømkilden i et givet område af strømme trukket af EMF-kilden (nogle gange kaldet en spændingskilde).

På de elektriske diagrammer er kilderne til EMF afbildet som følger: E — en kilde til konstant EMF, e (t) er en kilde til harmonisk (variabel) EMF i form af en funktion af tiden.

Den elektromotoriske kraft E af et batteri af identiske celler forbundet i serie er lig med den elektromotoriske kraft af en celle E ganget med antallet af elementer n i batteriet: E = nE.

Se også om dette emne: Kilder til EMF og strøm: hovedkarakteristika og forskelle