Elektromotívna sila

Čo je elektromotívna sila?

Ten elektromotívna sila (F.a.m.) je agent zodpovedný za udržanie elektrického zaťaženia v pohybe v elektrickom obvode. Množstvo F.a.m. zdroja predstavuje energiu na jednotku záťaže, ktorú môže poskytnúť.

Batérie a generátory sú zdroje elektromotorickej sily, ktorej funkcia v elektrickom obvode je analogická, ku ktorej vodné čerpadlo vykonáva na udržanie prietoku v uzavretom obvode.

Zdroj napätia alebo napätia, ako sa tiež nazýva zdroj Ženský, Konvertuje chemickú energiu, elektromagnetickú energiu alebo mechanickú energiu na elektrický prúd, to znamená, že poskytuje kinetickú energiu vodivé elektróny elektrického obvodu, ktorý spája jeho dva terminály alebo póly.

Automobilová batéria je zdrojom elektromotívnej sily. Zdroj: Pixabay.

Jednotka v Medzinárodný systém (SI) opatrení pre elektromotívna sila je on volt, skrátený Vložka a rovnocenné s 1 joule/coulomblom, Takže v skutočnosti to nie je sila v obvyklom zmysle fyziky a jej opatrenia nezodpovedá sile sily, ktorá sa meria v Newtony V jednotkách Jo.

Rozdiel medzi napätím a FEM

Batéria s a Ženský z 3 volty, uplatniť si 3 Joule O každom Coulomblom záťaže (kladné), ktoré sa pohybuje z negatívneho na pozitívny terminál vo vnútri pile.

Pretože sa načítava vo vnútri zdroja napätia, ide proti protiprúdu, a Ženský Nie je to rovnaké ako potenciálny rozdiel, pretože v druhom prípade by sa zaťaženia (pozitívne) presunuli z oblasti najväčšieho potenciálu na najmenší potenciál.

Meno elektromotívna sila Bolo vytvorené Alessandro Volta, Vynálezca batérie, začiatkom 19. storočia, keď rozlišovanie medzi silou a energiou, ktorú je schopný produkovať, bol stále jasný.

Môže vám slúžiť: Reynoldsovo číslo: Na čo je to, ako sa vypočíta, cvičenia

Pri vysvetľovaní jeho objavu sa Volta zmienil o sile, ktorá udržuje elektrické náboje vo vnútri hromady a volá ho elektromotívna sila, Meno, ktoré doteraz trvá.

Meranie FEM

V jednoduchom odporovom obvode priameho prúdu je batéria zdrojom elektromotívna sila ani Ženský.

Kvantitatívne Ženský meria energiu na jednotku záťaže dodávanej batériou. Označovanie elektromotívnej sily ako ε, Je to kvocient medzi prácou ΔW Vyrobené na prepravu malého nákladu Q, Z kladného konca hromady alebo batérie až po záporný terminál cez vonkajší obvod:

V hromade sa táto práca vytvára vo vnútri chemických reakcií, ktorých dôsledkom je oddelenie zaťaženia medzi jeho elektródami, udržiavajúc konštantné napätie vytvorené nekonzervatívnym elektrickým poľom.

Symbol

Symbol používaný pre Ženský V okruhu sa zvyčajne skladá z dvoch nerovnakých paralelných čiary, ktoré naznačujú polaritu. Dlhá čiara je kladný pól a negatívny ju znižuje.

Aj keď je to takmer vždy o negatívnych elektronoch, na základe zaťaženia sú nosiče zaťaženia považované.

Ideálne a skutočné zdroje elektromotorických síl

Zdroje Ženský Sú klasifikované podľa niekoľkých kritérií, napríklad existujú ideály a nie ideály.

Ideálny zdroj

A fontána Ideálny je ten, ktorý zachováva konštantné napätie medzi terminálmi, skôr ako sa vyžaduje akýkoľvek prúd, ktorý sa vyžaduje. Preto Ženský Ideál nepredstavuje vnútorný odpor voči pohybu zaťaženia vo vnútri.

Skutočný zdroj

Skutočný zdroj má určitú opozíciu voči pohybu zaťaženia, ktoré sa prejavujú malým vnútorným odporom. Pri výpočtoch v obvode je potrebné vziať do úvahy hodnotu uvedeného odporu spolu s hodnotou vonkajších odporov a ďalších prítomných prvkov.

Môže vám slúžiť: Aká je elektrina? (S experimentom)

Takže, keď terminály z Ženský Sú odpojené, hodnota napätia medzi nimi sa rovná nominálnej hodnote Ženský. Ak je to napríklad batéria 9 V, bude to hodnota, ktorú voltmeter číta. Ale jeho pripojením k obvodu, ktorý sa tiež živí vonkajším odporom, bude cirkulovať určitý prúd, ktorý znižuje napätie medzi terminálmi Ženský, v množstve, ktoré závisí od prúdového a vnútorného odporu.

Byť Vložka_AB napätie medzi terminálmi Ženský, r vnútorný odpor rovnakého e Jo Prúd, ktorý cirkuluje cez obvod. Pri uplatňovaní Ohmovho zákona sa získa:

Vložka_AB = ε - i ∙ r

Príklady

Nasledujú príklady Ženský Dobre -známy, v ktorom sa rôzne princípy používajú na výrobu elektriny: chemické reakcie, elektromagnetická indukcia, elektromagnetické vlny a teplotné rozdiely.

Batérie

Zahŕňajú všetky typy batérií a akumulátorov, ktoré transformujú chemickú energiu na elektrinu, prostredníctvom reakcií medzi zlúčeninami vo vnútri. K dispozícii je nikel, nikel v kombinácii s inými prvkami, zinok-uhlíkový, lítium a alkalický hydroxid draselný, okrem iného.

Automobilové akumulátory, zvyčajne akty olova a kyseliny, sa dajú načítať a sťahovať elektrolýzou. Na druhej strane bežné suché batérie nie sú nabíjateľné.

Elektrické generátory

Pohybová energia do elektrickej energie prostredníctvom kombinovanej práce rotujúceho prvku nazývaného rotor, a ďalší statický, známy ako stator.

Podľa ich návrhu elektrické generátory vyrábajú striedavý prúd (alternátor) alebo priamy prúd (Dinamos).

Pôvod Ženský V elektrických generátoroch je vo fenoméne elektromagnetickej indukcie, ktorá pozostáva z pôsobenia magnetického poľa na mobilné elektrické záťaže. V tomto procese sa vytvára indukované napätie bez potreby chemických reakcií.

Môže vám slúžiť: Astroclymics: História, aké štúdie, vetvy

Solárne bunky

Ako už názov napovedá, Ženský Zo solárneho článku pochádza zo slnečného svetla, hoci môžu tiež sprostredkovať z iného typu dopadajúceho svetla.

Konštitutívny prvok solárnych článkov je kremík, získaný z čistenia piesku. Týmto sa vyrábajú tenké plátky polovodičového materiálu, v ktorom majú elektróny tendenciu hromadiť sa na osvetlenom povrchu, čím sa vytvára oddelenie záťaží a následné elektrické pole medzi nimi.

Často sa používajú pri pouličnom osvetlení, ako aj na zavlažovacie práce vo vidieckych oblastiach a v potravinách telekomunikačných zariadení.

Termoelektrické zariadenia

Urobte rozdiely v elektrine na elektrickú energiu prostredníctvom termočary, ktorá pozostáva z dvoch vodičov zjednotených prostredníctvom zvaru.

Ak sú dva body vodiča pri rôznych teplotách, a elektromotívna sila medzi nimi. Tento jav je známy ako Seebeck Effect, Aj keď ho objavil Alessandro Volta, tvorca elektrickej hromady.

Spaľovacie bunky

Fungujú podobne ako v prípade bežnej batérie, ale s rozdielom, že reagencie vo vnútri sú dodávané z externého zdroja. Chemický princíp generovaný energiou je spaľovanie, pre ktoré sa používajú rôzne zlúčeniny vrátane metanolu, vodíka, uhlia a ďalších.

Veterné turbíny

Tieto zariadenia premenia veternú energiu na elektrinu, cez tri rotujúce čepele, podobne ako veterný mlyn alebo ventilátor. Pohyb posunu otočenia pôsobí turbína pripevnená k elektrickému generátoru pomocou osi.

Srdce

Srdce je sval, ktorý obsahuje bunky schopné pôvodom a prenosom elektrických impulzov, rovnako ako Ženský.