På potentialskillnad, elektromotorisk kraft och spänning
Möjlig skillnad
Det är känt att en kropp kan värmas mer och en annan mindre. Graden till vilken en kropp värms upp kallas dess temperatur. På samma sätt kan en kropp elektrifieras mer än en annan. Graden av elektrifiering av kroppen karakteriserar en storhet som kallas elektrisk potential eller helt enkelt kroppens potential.
Vad innebär det att elektrifiera kroppen? Det betyder att informera den om en elektrisk laddning, det vill säga lägga till ett visst antal elektroner till den om vi laddar kroppen negativt, eller ta bort dem från den om vi laddar kroppen positivt. I båda fallen kommer kroppen att ha en viss grad av elektrifiering, det vill säga den eller den potentialen, dessutom har en positivt laddad kropp en positiv potential och en negativt laddad kropp har en negativ potential.
En skillnad i nivåerna av elektrisk laddning mellan två kroppar kallas vanligtvis en skillnad i elektrisk potential eller helt enkelt en potentialskillnad.
Man bör komma ihåg att om två identiska kroppar laddas med samma laddningar, men den ena är större än den andra, kommer det också att finnas en potentiell skillnad mellan dem.
Dessutom finns en potentialskillnad mellan två sådana kroppar, den ena laddad och den andra oladdad. Så, till exempel, om en kropp isolerad från marken har en viss potential, är potentialskillnaden mellan den och jorden (vars potential anses vara noll) numeriskt lika med potentialen för denna kropp.
Så om två kroppar är laddade på ett sådant sätt att deras potentialer inte är desamma, finns det oundvikligen en potentialskillnad mellan dem.
Alla vet att kammens elektrifieringsfenomen när du gnider den på håret inte är något annat än att skapa en potentiell skillnad mellan kammen och människohåret.
Faktum är att när kammen gnids mot håret, överförs en del av elektronerna till kammen och laddar den negativt, medan håret, som har tappat en del av elektronerna, laddas i samma grad som kammen, men positivt. . Den potentialskillnad som sålunda skapas kan reduceras till noll genom att röra håret med en kam. Denna omvända elektronövergång upptäcks lätt av örat om en elektrifierad kam förs nära örat. Ett karakteristiskt poppande ljud indikerar fortsatt urladdning.
På tal om potentialskillnaden ovan menade vi två laddade kroppar, potentialskillnaden kan också uppstå mellan olika delar (punkter) av samma kropp.
Så tänk till exempel på vad som händer i en bit koppartrådom vi under inverkan av någon yttre kraft lyckas flytta de fria elektronerna i tråden till ena änden.Uppenbarligen kommer det att finnas en brist på elektroner i den andra änden av tråden och då kommer en potentialskillnad att uppstå mellan ändarna på tråden.
Så snart vi stoppar verkan av den yttre kraften, kommer elektronerna omedelbart, på grund av attraktionen av olika laddningar, rusa till slutet av tråden, positivt laddade, det vill säga till den plats där de saknas, och den elektriska balansen kommer att återställas i tråden.
Elektromotorisk kraft och spänning
dFör att upprätthålla elektrisk ström i en tråd behövs någon extern energikälla för att alltid upprätthålla potentialskillnaden över ändarna på den tråden.
Dessa energikällor är så kallade källor för elektrisk tox, en bestämd elektromotorisk kraft som skapar och upprätthåller en potentialskillnad i ledarens ändar under lång tid.
Elektromotorisk kraft (förkortat EMF) betecknas med bokstaven E... EMF mäts i volt. I vårt land förkortas volten med bokstaven «B» och i den internationella beteckningen - med bokstaven «V».
Alltså för att få ett kontinuerligt flöde elektricitet, du behöver en elektromotorisk kraft, det vill säga du behöver en källa för elektrisk ström.
Den första sådana strömkällan var den så kallade "voltaiska polen", som bestod av en serie koppar- och zinkcirklar fodrade med hud nedsänkt i surgjort vatten. Således är ett av sätten att erhålla elektromotorisk kraft den kemiska interaktionen mellan vissa ämnen, som ett resultat av vilken kemisk energi omvandlas till elektrisk energi. Strömkällor, där en elektromotorisk kraft skapas på detta sätt, kallas kemiska strömkällor.
För närvarande används kemiska strömkällor - galvaniska celler och batterier - i stor utsträckning inom elektroteknik och energi.
En annan huvudströmkälla, som har blivit utbredd inom alla områden inom elektroteknik och kraftteknik, är generatorer.
Generatorer installeras i kraftverk och fungerar som den enda strömkällan för att leverera el till industriföretag, elektrisk belysning av städer, elektriska järnvägar, spårvagnar, tunnelbanor, trolleybussar, etc.
När det gäller kemiska källor för elektrisk ström (celler och batterier), och för generatorer, är effekten av den elektromotoriska kraften exakt densamma. Den består i det faktum att EMF skapar en potentialskillnad vid terminalerna på den nuvarande källan och upprätthåller den under lång tid.
Dessa terminaler kallas strömkällans poler. En pol i strömkällan upplever alltid en brist på elektroner och har därför en positiv laddning, den andra polen upplever ett överskott av elektroner och har därför en negativ laddning.
Följaktligen kallas en pol av strömkällan positiv (+) och den andra - negativ (-).
Strömkällor används för att leverera elektrisk ström till olika enheter — nuvarande användare… Strömförbrukare som använder ledningar är anslutna till strömkällans poler och bildar en sluten elektrisk krets. Potentialskillnaden som etableras mellan strömkällans poler med en sluten elektrisk krets kallas spänning och betecknas med bokstaven U.
Enheten för att mäta spänning, som EMF, är volt.
Om du till exempel behöver skriva ner att strömkällans spänning är 12 volt, så skriver de: U — 12 V.
För att mäta EMF eller spänning som kallas en voltmeterenhet.
För att mäta EMF eller spänningen för en strömkälla måste en voltmeter anslutas direkt till dess terminaler. Dessutom, om elektrisk krets är öppen, kommer voltmetern att visa EMF för strömkällan. Om du stänger kretsen visar voltmetern nu inte EMF, utan spänningen vid strömkällans terminaler.
EMF som utvecklas av strömkällan är alltid större än spänningen över dess terminaler.