Vad är elektromotorisk kraft EMF

Elektromotorisk kraft (EMF) - i en enhet som utför en påtvingad separation av positiva och negativa laddningar (generator) mäts värdet numeriskt lika med potentialskillnaden mellan generatorns terminaler i frånvaro av ström i dess krets i volt.

Källor till elektromagnetisk energi (generatorer) — enheter som omvandlar energi av alla icke-elektriska typer till elektriska. Sådana källor, till exempel, satsa:

• generatorer i kraftverk (termisk, vind, kärnkraft, vattenkraft), som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi;

• galvaniska celler (batterier) och ackumulatorer av alla slag, som omvandlar kemisk energi till elektrisk energi m.m.

EMF är numeriskt lika med det arbete som utförs av yttre krafter för att flytta en enhets positiv laddning inuti källan eller själva källan som leder en enhets positiv laddning i en sluten krets.

Elektromotorisk kraft EMF E är en skalär storhet som kännetecknar förmågan hos ett externt fält och ett inducerat elektriskt fält att inducera en elektrisk ström.Emf E är numeriskt lika med det arbete (energi) W i joule (J) som förbrukas av detta fält för att flytta en enhetsladdning (1 C) från en punkt på fältet till en annan.

Måttenheten för EMF är volt (V). Således är emk lika med 1 V om, när en laddning på 1 C rör sig genom en sluten krets, arbete på 1 J utförs: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Överföringsavgifter via sajten elektrisk krets åtföljs av energiförbrukning.

Ett värde vars siffra är lika med det arbete som källan gör genom att leda en enda positiv laddning längs en given sektion av kretsen kallas spänning U. Eftersom kretsen består av externa och inre sektioner skiljer de åt begreppen spänningar hos den externa Uvsh och interna Uvt sektioner.

Av det som har sagts är det uppenbart att källans EMF är lika med summan av spänningarna för kretsens externa U och interna U-sektioner:

E = Uears + UW

Denna formel uttrycker lagen om bevarande av energi för en elektrisk krets.

Det är möjligt att mäta spänningar i olika delar av kretsen endast med kretsen sluten. EMF mäts mellan källterminalerna med öppen krets.

Spänning, EMF och spänningsfall för ett aktivt tvåpolsnät

EMF-riktning — detta är riktningen för den påtvingade rörelsen av positiva laddningar inuti generatorn från minus till plus under påverkan av annan natur än elektrisk.

Generatorns inre motstånd är motståndet hos de strukturella elementen i den.

En idealisk källa till EMF - en generator, internt motstånd som är noll, och spänningen över dess terminaler är oberoende av belastningen. Kraften hos en idealisk EMF-källa är oändlig.

En villkorlig bild (elektriskt diagram) av en idealisk EMF-generator med värdet E visas i fig.1, a.

Den verkliga EMF-källan, till skillnad från den ideala, innehåller ett internt motstånd Ri och dess spänning beror på belastningen (Fig. 1., b), och källans effekt är ändlig. Den elektriska kretsen för en riktig EMF-generator är en seriekoppling av en idealisk EMF-generator E och dess inre resistans Ri.

EMF-källor: a — ideal; b — verklig

I praktiken, för att föra driftläget för den verkliga EMF-generatorn närmare det ideala driftsläget, försöker man att den interna resistansen för den verkliga generatorn Ri vara så liten som möjligt, och belastningsmotståndet Rn måste anslutas åtminstone 10 gånger värdet på generatorns inre resistans, dvs. det är nödvändigt att uppfylla villkoret: Rn >> Ri

För att utspänningen från en riktig EMF-generator ska vara oberoende av belastningen, stabiliseras den med hjälp av speciella elektroniska spänningsstabiliseringskretsar.

Eftersom den interna resistansen hos en riktig EMF-generator inte kan göras oändligt liten, minimeras den och utförs som en standard för möjligheten till samordnad anslutning av energikonsumenter till den. Inom radioteknik är standardvärdena för utgångsresistans för EMF-generatorer 50 ohm (industriell standard) och 75 ohm (hemstandard).

Till exempel har alla tv-mottagare en ingångsimpedans på 75 ohm och är anslutna till antennerna med koaxialkabel med exakt den karakteristiska impedansen.

För att approximera de ideala EMF-generatorerna, är matningsspänningskällorna som används i all industriell och hushållselektronik gjorda med hjälp av speciella elektroniska kretsar för att stabilisera utspänningen, som tillåter att motstå en nästan konstant utspänning från strömkällan i ett givet område av strömmar som dras av EMF-källan (kallas ibland en spänningskälla).

På de elektriska diagrammen är källorna till EMF avbildade enligt följande: E — en källa till konstant EMF, e (t) är en källa till harmonisk (variabel) EMF i form av en funktion av tiden.

Den elektromotoriska kraften E för ett batteri av identiska celler kopplade i serie är lika med den elektromotoriska kraften för en cell E multiplicerat med antalet element n i batteriet: E = nE.

Se även om detta ämne: Källor till EMF och ström: huvudsakliga egenskaper och skillnader