Ηλεκτρική ενέργεια Ε. Μόνιμο ηλεκτρικό ρεύμα. EMF της τρέχουσας πηγής και της εσωτερικής αντίστασης της τρέχουσας πηγής. Formula Finding EMF.

7-9 Οι φοιτητές της τάξης σε εργασίες μερικές φορές συναντούν την έννοια του EDC. Και αμέσως την ερώτηση: "Τι είναι αυτό;"

Εάν πάρετε σε οποιαδήποτε τρέχουσα πηγή: η μπαταρία (γαλβανική στοιχείο), το τροφοδοτικό, κλπ., - Δείτε το, για παράδειγμα, την επιγραφή "4.5 V". Καλείτε αυτήν την τάση πηγής. Αλλά στην πραγματικότητα είναι το EMF - Electromotive Force. Υποδεικνύεται από ℰ, μετρούμενη σε βολτ (β).

Εάν η ηλεκτρική αντίσταση της πηγής μπορεί να παραμεληθεί (δηλ. Το πρόβλημα δεν λέει τίποτα για αυτή την αντίσταση ή γράφεται ότι η πηγή είναι τέλεια), τότε το EMF και η τάση πηγής είναι ίσα.

Με αυτόν τον τρόπο,

Το EMF είναι ένα από τα χαρακτηριστικά της τρέχουσας πηγής.

Συνήθως, για την επίλυση προβλημάτων σε 7-9 κατηγορίες αυτού.

Επίπεδο Α.

Στα μαθήματα γυμνασίου, η έννοια του EMF απαιτεί πιο λεπτομερή εξέταση.

Τρίτη

Εξετάστε δύο παραδείγματα.

1. Μάζα μπάλα Μ. Σταθερό σε κάποιο σημείο ΑΛΛΑ πάνω από τον πίνακα (Εικ. 1, Α).

2. Μπάλα με χρέωση q. 1 (και χαμηλή μάζα) σταθερή σε κάποιο σημείο ΑΛΛΑ Σε μικρή απόσταση από τη δεύτερη σταθερή χρέωση q. 2 (Εικ. 1, B).

Σύκο. ένας

Τι συμβαίνει με τις μπάλες εάν απελευθερωθούν?

1. Μάζα μπάλα Μ. Ξεκινήστε να πέσετε, και αν δεν το πιάσετε, πέφτει στο τραπέζι. Η μπάλα κάνει τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι η αντοχή της βαρύτητας (ή του πεδίου βαρύτητας) καθιστά την εργασία.

2. Μπάλα με χρέωση q. 1 θα αρχίσει να μετακομίζει σε φόρτιση q. 2, και αν δεν το πιάσεις, θα τον αντιμετωπίσει. Η μπάλα κάνει τη μετακίνηση της αντοχής της έλξης στη δεύτερη μπάλα ( coulomb δύναμη). Στην περίπτωση αυτή, λένε ότι η δύναμη Coulomb (ή το ηλεκτρικό πεδίο) καθιστά την εργασία.

Είναι δυνατόν να επιστρέψετε τις μπάλες στο σημείο α?

Είναι δυνατόν, αλλά γι 'αυτό πρέπει να κάνετε επιπλέον δύναμη.

Στο πρώτο παράδειγμα, μπορούμε να ρίξουμε την μπάλα. Θα περάσουμε τη δική μας ενέργεια για να αναγκάσουμε την μπάλα να κινηθεί προς τη σωστή κατεύθυνση.

Το δεύτερο παράδειγμα θα εξετάσει λεπτομερέστερα. Η μπάλα μπορεί να γίνει για να μετακινηθείτε αριστερά μια ακόμη χρέωση q. 3, μεγάλη τιμή από την επιβάρυνση q. 2. Αλλά θα είναι επίσης η ίδια δύναμη Coulomb. Μπορείτε επίσης να εφαρμόσετε μηχανική αντοχή, μπορείτε να ενημερώσετε την μπάλα με πρόσθετη ενέργεια (για παράδειγμα, φως, χημική, κλπ.), Ώστε να μπορεί να ξεπεράσει την αξιοθέατα φόρτισης q. 2 .

Οι δυνάμεις που ενεργούν με την επιβάρυνση, με εξαίρεση το Coulomb, καλούνται τρίτο μέρος. Μέσα σε οποιαδήποτε πηγή ρεύματος, οι χρεώσεις κινούνται κάτω από τη δράση των δυνάμεων τρίτων.

Σε όλες τις περιπτώσεις, εάν η εξουσία αναγκάζει το σώμα να κινείται προς τη σωστή κατεύθυνση, κάνει την εργασία. Έτσι, οι δυνάμεις τρίτων κατασκευάζουν την εργασία για την κυκλοφορία της χρέωσης, η οποία ονομάζεται τρίτο μέρος.

Emf.

Ο λόγος του έργου των δυνάμεων τρίτων για να μετακινήσει την επιβάρυνση στο μέγεθος αυτής της χρέωσης είναι το EMF (Electomotive Force).

Υποδηλώνουν το έργο των τρίτων δυνάμεων - ΕΝΑ. CT, φορητή χρέωση - q., τότε από τον ορισμό που ακολουθεί αυτό το EDC

Με βάση αυτόν τον τύπο, μπορείτε να δώσετε έναν άλλο ορισμό:

Το EMF είναι μια φυσική κλίμακα, αριθμητικά ίση με το έργο των τρίτων δυνάμεων σχετικά με την κίνηση μιας ενιαίας θετικής επιβάρυνσης.

Έτσι, το EMF χαρακτηρίζει την επίδραση της αντοχής σε τρίτους και δεν είναι μια δύναμη στη συνήθη κατανόηση αυτής της λέξης. Εδώ και πάλι χρησιμοποιείται όχι πολύ επιτυχημένη, αλλά ιστορικά καθιερωμένη ορολογία.

Από αυτόν τον τύπο, είναι σαφές ότι το EMF μετράται σε βολτ (β).

Σε αυτό το μάθημα, θα περιγράψουμε τον μηχανισμό για την παροχή μακροπρόθεσμου ηλεκτρικού ρεύματος. Εισάγουμε τις έννοιες της "πηγής ενέργειας", "δύναμη τρίτου μέρους", περιγράφουμε την αρχή της δράσης τους, καθώς εισάγουμε την έννοια της δύναμης ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.

Θέμα: Νόμοι της DC
Μάθημα: Ηλεκτρική δύναμη

Σε ένα από τα προηγούμενα θέματα (οι συνθήκες του ηλεκτρικού ρεύματος), το ζήτημα της ανάγκης για μια πηγή ισχύος για μακροχρόνια διατήρηση της ύπαρξης ηλεκτρικού ρεύματος έχει ήδη επηρεαστεί. Το ίδιο το ρεύμα, φυσικά, μπορεί να ληφθεί χωρίς τέτοιες τροφοδοσίες. Για παράδειγμα, η απόρριψη του πυκνωτή όταν η κάμερα είναι εστία. Αλλά αυτό το ρεύμα θα είναι πολύ οχήματα (Εικ. 1).

Σύκο. 1. βραχυπρόθεσμο ρεύμα με αμοιβαία εκκένωση δύο μεταγενέστερα φορτισμένων ηλεκτροκινοσκόπια ()

Οι δυνάμεις Coulomb επιδιώκουν πάντα να μειώσουν τις πολυτελείς χρεώσεις, ευθυγραμμίζοντας έτσι τις δυνατότητες σε όλη την αλυσίδα. Και, όπως είναι γνωστό, η διαφορά των δυνατοτήτων είναι απαραίτητη για την παρουσία πεδίων και ρεύματος. Ως εκ τούτου, είναι αδύνατο να γίνει χωρίς άλλες δυνάμεις που δημιουργούν χρεώσεις και υποστηρίζοντας τη διαφορά πιθανής πιθανότητας.

Ορισμός. Τρίτες δυνάμεις - δυνάμεις μη ηλεκτρικής προέλευσης, που αποσκοπούν στην αναπαραγωγή των τελών.

Αυτές οι δυνάμεις μπορούν να μεταβάλλονται στη φύση ανάλογα με τον τύπο της πηγής. Σε μπαταρίες, είναι χημική προέλευση, σε ηλεκτρικές γεννήτριες - μαγνητικό. Παρέχουν την ύπαρξη ρεύματος, καθώς το έργο των ηλεκτρικών δυνάμεων σε ένα κλειστό περίγραμμα είναι πάντα μηδέν.

Το δεύτερο καθήκον των πηγών ενέργειας, εκτός από τη διατήρηση της δυνητικής διαφοράς, είναι η αναπλήρωση ενεργειακών απωλειών στη σύγκρουση των ηλεκτρονίων με άλλα σωματίδια, ως αποτέλεσμα της οποίας ο πρώτος χάνει την κινητική ενέργεια και η εσωτερική ενέργεια του αγωγού αυξάνεται .

Οι δυνάμεις τρίτων στο εσωτερικό της πηγής εκτελούν εργασία έναντι ηλεκτρικών δυνάμεων, εξάπλωση χρεώσεων στα μέρη απέναντι από τη φυσική τους κίνηση (καθώς κινούνται στην εξωτερική αλυσίδα) (Εικ. 2).

Σύκο. 2. Σχέδιο δράσης τρίτου μέρους

Ένα ανάλογο της τροφοδοσίας ρεύματος μπορεί να θεωρηθεί μια αντλία νερού που επιτρέπει το νερό έναντι του φυσικού του εγκεφαλικού επεισοδίου (κάτω προς τα πάνω, στο διαμέρισμα). Το πίσω μέρος του νερού είναι φυσικά κάτω από τη δράση της βαρύτητας κατεβαίνει, αλλά για τη συνεχή λειτουργία της παροχής νερού του διαμερίσματος απαιτεί συνεχή λειτουργία της αντλίας.

Ορισμός. Η δύναμη ηλεκτρομαγνητικής δύναμης είναι η αναλογία του έργου των τελών τρίτων για την κυκλοφορία της επιβάρυνσης στο μέγεθος αυτής της χρέωσης. Ονομασία -:

Μονάδα μέτρησης:

Εισάγετε. EMF ανοιχτή και κλειστή αλυσίδα

Εξετάστε την ακόλουθη αλυσίδα (Εικ. 3):

Σύκο. 3.

Με ένα ανοικτό κλειδί και ένα ιδανικό βολτόμετρο (η αντίσταση είναι απείρως μεγάλη) δεν θα υπάρξει ρεύμα στην αλυσίδα και μόνο η εργασία στον διαχωρισμό των χρεώσεων θα πραγματοποιηθεί μέσα στο γαλβανικό στοιχείο. Σε αυτή την περίπτωση, το βολτόμετρο θα εμφανίσει την τιμή του EDC.

Όταν το κλειδί είναι κλειστό γύρω από την αλυσίδα, θα υπάρξει ένα ρεύμα και το βολτόμετρο δεν θα εμφανίζει πλέον την τιμή του EMF, θα εμφανίσει την τιμή τάσης, η ίδια με τα άκρα της αντιστάσεως. Με κλειστό βρόχο:

Εδώ: - Τάση στην εξωτερική αλυσίδα (σε σύρματα φορτίου και τροφοδοσίας). - τάση μέσα στο γαλβανικό στοιχείο.

Στο επόμενο μάθημα, θα μελετήσουμε το νόμο ohm για την πλήρη αλυσίδα.

Κατάλογος αναφορών

Tikhomirova S.A., Yavorsky B. Φυσική (βασικό επίπεδο) - m.: Mnemozina, 2012.
Gentendestein L.E., Dick Yu.I. Φυσική 10 τάξη. - M.: Ilex, 2005.
Myakyshev G.YA., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Η φυσικη. Ηλεκτροδυναμική. - M.: 2010.

ens.tpu.ru ().
physbook.ru ().
Ηλεκτροδυναμική.Narod.ru ().

Εργασία για το σπίτι

Τι είναι η δύναμη τρίτου μέρους, ποια είναι η φύση τους;
Πώς είναι η τάση σε ανοιχτούς πόλους της τρέχουσας πηγής με το EMF του;
Πώς είναι η ενέργεια σε κλειστό κύκλωμα που στρέφεται και μεταδίδεται;
* Οι μπαταρίες Lantern EMF - 4.5 V. Θα καίει αυτή η μπαταρία ένα λαμπτήρα, υπολογισμένο σε 4.5 V; Γιατί;

Στα άκρα του αγωγού, πράγμα που σημαίνει ότι το σημερινό απαιτεί την ύπαρξη τρίτων δυνάμεων μη ηλεκτρικής φύσης, με τις οποίες συμβαίνει ο διαχωρισμός των ηλεκτρικών φορτίων.

Τρίτες δυνάμεις Οποιεσδήποτε δυνάμεις που δρουν σε ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια στην αλυσίδα ονομάζονται, με εξαίρεση την ηλεκτροστατική (δηλ. Coulomb).

Οι δυνάμεις τρίτων οδηγούν στα φορτισμένα σωματίδια όλων των πηγών ρεύματος: στις γεννήτριες, σε μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σε ηλεκτρολυτικά στοιχεία, μπαταρίες κλπ.

Όταν το κύκλωμα είναι κλειστό, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο σε όλες τις αλυσίδες Pro-Vodkers. Μέσα στην πηγή του ρεύματος, οι χρεώσεις κινούνται κάτω από τη δράση των δυνάμεων τρίτων μερών έναντι των δυνάμεων Coulomb (ηλεκτρόνια κινούνται από ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο σε αρνητικό) και σε ολόκληρη την υπόλοιπη αλυσίδα οδηγούν και μετακινούν το ηλεκτρικό πεδίο (βλέπε Εικ. Παραπάνω).

Σε τρέχουσες πηγές στη διαδικασία εργασίας στον διαχωρισμό των φορτισμένων σωματιδίων, υπάρχει μετασχηματισμός διαφορετικών τύπων ενέργειας σε ηλεκτρικό KUI. Ανά τύπο μετασχηματισμένης ενέργειας, οι ακόλουθοι τύποι ηλεκτρικής ενέργειας διακρίνουν:

- ηλεκτροστατικό - στη μηχανή ηλεκτροφόρου, στην οποία ο μετασχηματισμός της μηχανικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της τριβής σε ηλεκτρικό.

- Θερμοηλεκτρική - στην θερμοκλασία - η εσωτερική ενέργεια του θερμαινόμενου σπα των δύο καλωδίων που κατασκευάζεται από διαφορετικά μέταλλα μετατρέπεται σε ηλεκτρικό.

- φωτοηλεκτρικός - στο φωτοκύτταρο. Εδώ υπάρχει μια μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρικό: με τον φωτισμό ορισμένων ουσιών, για παράδειγμα, το σελήνιο, το οξείδιο του χαλκού (Ι), το πυρίτιο παρατηρείται απώλεια αρνητικού ηλεκτρικού φορτίου.

- χημικά - σε ηλεκτρολυτικά στοιχεία, μπαταρίες κλπ. Πηγές στις οποίες ο μετασχηματισμός της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρικό.

Electromotive Force (EMF) - χαρακτηριστικά των σημερινών πηγών. Η έννοια του EMF εισήχθη από το G. OM το 1827 για τα κυκλώματα DC. Το 1857, ο Kirchhoff καθόρισε το EMF ως έργο τρίτων δυνάμεων κατά τη μεταφορά ενός ενιαίου ηλεκτρικού φορτίου κατά μήκος ενός κλειστού βρόχου:

ɛ \u003d ένα st / q,

Οπου ɛ - EMF της τρέχουσας πηγής, Και τέχνη - εργασία δυνάμεων τρίτων, q. - Αριθμός εκτοπισμένης χρέωσης.

Ηλεκτρική ενέργεια που εκφράζεται σε βολτ.

Μπορείτε να μιλήσετε για την ηλεκτρική αντοχή σε οποιοδήποτε τμήμα της αλυσίδας. Πρόκειται για ένα συγκεκριμένο έργο αντοχής σε τρίτους (εργασία για την κίνηση μιας μόνο χρέωσης) όχι σε ολόκληρο το περίγραμμα, αλλά μόνο σε αυτόν τον τομέα.

Εσωτερική αντίσταση της τρέχουσας πηγής.

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα απλό κλειστό κύκλωμα που αποτελείται από μια τρέχουσα πηγή (για παράδειγμα, ένα γαλβανικό στοιχείο, μπαταρία ή γεννήτρια) και αντίσταση στην αντίσταση R.. Το ρεύμα στην κλειστή αλυσίδα δεν διακόπτεται οπουδήποτε, επομένως υπάρχει μέσα στην τρέχουσα πηγή. Οποιαδήποτε πηγή είναι ένα συγκεκριμένο ρεύμα του ρεύματος. Λέγεται Εσωτερική αντίσταση της τρέχουσας πηγής Και δηλώνει την επιστολή r..

Στη γεννήτρια r. - Αυτή είναι η αντίσταση της περιέλιξης, στο ηλεκτρολυτικό στοιχείο - η αντίσταση του διαλύματος και των ηλεκτροδίων ηλεκτρολύτη.

Έτσι, η τρέχουσα πηγή χαρακτηρίζεται από τις τιμές του EDC και της εσωτερικής αντίστασης που καθορίζουν την ποιότητά του. Για παράδειγμα, οι ηλεκτροστατικές μηχανές έχουν ένα πολύ μεγάλο EMF (μέχρι δεκάδες χιλιάδες βολτ), αλλά η εσωτερική αντίσταση τους είναι τεράστια (μέχρι το ένα έτος). Επομένως, είναι ακατάλληλα για ταχεία ρεύματα. Στα στοιχεία ηλεκτρολυτικοποίησης του EMF, μόνο περίπου 1 Β, αλλά η εσωτερική αντίσταση είναι μικρή (περίπου 1 ohm και λιγότερο). Αυτό τους επιτρέπει να λαμβάνουν ρεύματα που μετράται από το Ampere.

Το ηλεκτρικό ρεύμα δεν προχωρά στο καλώδιο χαλκού για τον ίδιο λόγο που το σταθερό νερό παραμένει στον οριζόντιο σωλήνα. Εάν το ένα άκρο του σωλήνα είναι συνδεδεμένο στη δεξαμενή κατά τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζεται η διαφορά πίεσης, το υγρό θα ρέει από το ένα άκρο. Ομοίως, για τη διατήρηση του άμεσου ρεύματος, υπάρχει μια εξωτερική επιβάρυνση των επιπτώσεων. Αυτός ο αντίκτυπος ονομάζεται ηλεκτρομορφή ή emf.

Μεταξύ του άκρου του XVIII και της έναρξης του XIX αιώνα, το έργο αυτών των επιστημόνων, όπως ένα κρεμαστό, Lagrange και Poisson, έβαλε τα μαθηματικά θεμέλια για τον προσδιορισμό των ηλεκτροστατικών τιμών. Η πρόοδος στην κατανόηση της ηλεκτρικής ενέργειας σε αυτό το ιστορικό στάδιο είναι προφανές. Ο Franklin έχει ήδη εισάγει την έννοια του "αριθμού της ηλεκτρικής ουσίας", αλλά ακόμα, ούτε οι διάδοχοι του δεν μπορούσαν να το μετρήσουν.

Μετά τα πειράματα του Galvani, η Volta προσπάθησε να βρει επιβεβαίωση ότι τα "ηλεκτρολυτικά υγρά" του ζώου ήταν μια φύση με στατική ηλεκτρική ενέργεια. Στην αναζήτηση της αλήθειας, διαπίστωσε ότι όταν δύο ηλεκτρόδια από διαφορετικά μέταλλα βρίσκονται σε επαφή μέσω του ηλεκτρολύτη, τόσο φορτίο και παραμένουν φορτισμένες παρά το κύκλωμα του φορτίου του φορτίου. Αυτό το φαινόμενο δεν αντιστοιχούσε στις υπάρχουσες ιδέες για την ηλεκτρική ενέργεια, καθώς οι ηλεκτροστατικές επιβαρύνσεις έπρεπε να έχουν ανασυνδυαστεί στην περίπτωση αυτή.

Η Volta εισήγαγε έναν νέο ορισμό της δύναμης που ενεργεί προς την κατεύθυνση του διαχωρισμού των χρεώσεων και τις διατηρήσει σε ένα τέτοιο κράτος. Ονομάστηκε η ηλεκτρομορφία της. Μια παρόμοια εξήγηση της περιγραφής της μπαταρίας δεν ταιριάζει στα θεωρητικά θεμέλια της φυσικής της ώρας. Στο πρότυπο Coulomb του πρώτου τρίτου του XIX Century E. d. s. Το Volta καθορίστηκε από την ικανότητα ενός σώματος να παράγει ηλεκτρική ενέργεια σε άλλους.

Η πιο σημαντική συμβολή στην εξήγηση της εργασίας των ηλεκτρικών αλυσίδων έγινε. Τα αποτελέσματα πολλών πειραμάτων οδήγησαν στην κατασκευή της θεωρίας της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Εισήγαγε το μέγεθος της "έντασης" και το καθορίστηκε ως πιθανή διαφορά στις επαφές. Όπως η Fourier, η οποία στη θεωρία της διέφερε την ποσότητα θερμότητας και θερμοκρασίας στη μεταφορά θερμότητας, ο Om δημιούργησε ένα μοντέλο με αναλογία που δεσμεύει την ποσότητα του φορτισμένου φορτίου, τάσης και ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Ο νόμος του Ohm δεν έρχεται σε αντίθεση με τη συσσωρευμένη γνώση της ηλεκτροστατικής ηλεκτρικής ενέργειας.

Στη συνέχεια, χάρη στο Maxwell και το Faraday, τα επεξηγηματικά μοντέλα του ρεύματος έλαβαν μια νέα θεωρία πεδίου. Αυτό επέτρεψε την ανάπτυξη μιας ενεργειακής ενέργειας που σχετίζεται με τη λειτουργία τόσο για στατικά δυναμικά όσο και για την ηλεκτρική ενέργεια. Οι κύριες ημερομηνίες της εξέλιξης της έννοιας της EDC:

1800 - τη δημιουργία μιας μπαταρίας Volta Galvanic.
1826 - Το Ohms σχηματίζει το νόμο της για τη συνολική αλυσίδα.
1831 - Ανίχνευση ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής από το Faraday.

Ορισμός και φυσική έννοια

Η εφαρμογή κάποιων πιθανών διαφοράς μεταξύ των δύο άκρων του αγωγού θα δημιουργήσει τη ροή των ηλεκτρονίων από το ένα άκρο στο άλλο. Αλλά αυτό δεν αρκεί για να διατηρηθεί η ροή των χρεώσεων στον αγωγό. Η μετατόπιση των ηλεκτρονίων οδηγεί σε μείωση του δυναμικού μέχρι την εξισορρόπηση της (διακοπή ρεύματος). Έτσι, για τη δημιουργία ενός DC, απαιτούνται μηχανισμοί, επιστρέφοντας συνεχώς το περιγραφόμενο σύστημα στην αρχική διαμόρφωση, δηλαδή που εμποδίζει τη συσσωμάτωση φόρτισης ως αποτέλεσμα της κίνησης τους. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές, που ονομάζονται τροφοδοτικά.

Ως απεικόνιση της δουλειάς τους, είναι βολικό να εξεταστεί ένα κλειστό περίγραμμα από την αντίσταση και ένα γαλβανικό τροφοδοτικό (μπαταρία). Εάν προτείνουμε ότι δεν υπάρχει τρέχουσα μπαταρία, τότε το περιγραφόμενο πρόβλημα της χρέωσης της ένωσης παραμένει ανεπίλυτη. Αλλά στο κύκλωμα με ένα πραγματικό ηλεκτρόνια πηγής ενέργειας κινούνται συνεχώς. Αυτό συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι η ροή των ιόντων προχωρά μέσα στην μπαταρία από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στο θετικό. Η πηγή ενέργειας που μετακινείται αυτές τις χρεώσεις στην μπαταρία είναι χημικές αντιδράσεις. Αυτή η ενέργεια ονομάζεται δύναμη ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.

Το EMF είναι χαρακτηριστικό κάθε ενεργειακής πηγής ικανή να ελέγχει την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων στην αλυσίδα. Σε αναλογία με ένα κλειστό υδραυλικό κύκλωμα, τη λειτουργία της πηγής Ε. d. s. Αντιστοιχεί στη λειτουργία της αντλίας για τη δημιουργία πίεσης νερού. Επομένως, το εικονίδιο που δηλώνει αυτές τις συσκευές δεν είναι διακριτό σε υδραυλικά και ηλεκτρικά κυκλώματα.

Παρά το όνομα, η ηλεκτρομορφική δύναμη δεν είναι πραγματικά δύναμη και μετράται σε βολτ. Η αριθμητική του αξία είναι ίση με την εργασία σχετικά με την κίνηση της χρέωσης στην κλειστή αλυσίδα. Το EMF της πηγής εκφράζεται από τον τύπο Ε \u003d A / Q, όπου:

E - Αντοχή ηλεκτρομορατών σε βολτ;
Α - το έργο των τελών τρίτων για την κυκλοφορία χρέωσης σε Joules.
q - εκτοπισμένη χρέωση στα συρροή.

Από αυτή τη φόρμουλα, το EDC ακολουθεί ότι η ηλεκτρομορφική δύναμη δεν είναι ιδιότητα αλυσίδας ή φορτίου, αλλά είναι η ικανότητα της γεννήτριας ηλεκτρικής ενέργειας να διαχωρίζονται χρεώσεις.

Η ηλεκτρική ενέργεια και η διαφορά πιθανής πιθανότητας στην αλυσίδα είναι πολύ παρόμοιες φυσικές ποσότητες, καθώς και οι δύο μετριούνται σε βολτ και καθορίζονται από την εργασία στην κίνηση χρέωσης. Μία από τις βασικές σημασιολογικές διαφορές είναι ότι Ε. d. s. (Ε) Προκαλείται από τη μετατροπή οποιασδήποτε ενέργειας σε ηλεκτρικό, ενώ η διαφορά στις δυνατότητες (U) εφαρμόζει ηλεκτρική ενέργεια σε άλλους τύπους. Άλλες διαφορές μοιάζουν με αυτό:

E μεταδίδει την ενέργεια ολόκληρης της αλυσίδας. Το U είναι ένα μέτρο ενέργειας μεταξύ δύο σημείων στο διάγραμμα.
E είναι η αιτία του u, αλλά όχι το αντίθετο.
Το Ε προκύπνεται σε ένα ηλεκτρικό, μαγνητικό και βαρυτικό πεδίο.
Έννοια e. d. s. Εφαρμόζεται μόνο στο ηλεκτρικό πεδίο, ενώ η πιθανή διαφορά ισχύει για τα μαγνητικά, βαρυτικά και ηλεκτρικά πεδία.

Τάση στους ακροδέκτες πηγής ενέργειας, κατά κανόνα, διαφέρει από το EMF της πηγής. Αυτό οφείλεται στην παρουσία εσωτερικής αντίστασης της πηγής (ηλεκτρολύτη και ηλεκτροδίων, περιελίξεων γεννήτριας). Η δέσμευση της διαφοράς των δυνατοτήτων και το EMF της τρέχουσας πηγής του τύπου μοιάζει με u \u003d e-ir. Σε αυτή την έκφραση:

U είναι η τάση στους ακροδέκτες της πηγής.
r είναι η εσωτερική αντίσταση της πηγής.
I - τρέχουσα στην αλυσίδα.

Από αυτόν τον τύπο της δύναμης ηλεκτρομαγοευθείας ακολουθεί ότι το Ε. d. s. ίση με τάση όταν το ρεύμα στην αλυσίδα δεν ρέει. Η ιδανική πηγή του EDS δημιουργεί τη διαφορά στις δυνατότητες, ανεξάρτητα από το φορτίο (τρέχον ρεύμα) και δεν έχει εσωτερική αντίσταση.

Στη φύση, δεν μπορεί να υπάρξει πηγή με άπειρη ισχύ όταν κλείσει σε ακροδέκτες, καθώς και υλικό με άπειρη αγωγιμότητα. Η τέλεια πηγή χρησιμοποιείται ως αφηρημένο μαθηματικό μοντέλο.

Η ουσία της πηγής του EMF είναι να μετατρέψει άλλους τύπους ενέργειας σε ηλεκτρικό με αντοχή σε τρίτους. Από την άποψη της φυσικής για να εξασφαλιστεί ο ER Δ. C Διαφέρει τους ακόλουθους δύο κύριους τύπους πηγών:

γαλβανικός;
Ηλεκτρομαγνητικός.

Οι πρώτοι είναι οι ηλεκτροχημικές πηγές που βασίζονται στη συμμετοχή στη χημική αντίδραση της διαδικασίας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Σε κανονικές συνθήκες, οι χημικές αλληλεπιδράσεις συνοδεύονται από την απελευθέρωση ή την απορρόφηση της θερμότητας, αλλά υπάρχουν πολλές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα της οποίας παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια.

Οι ηλεκτροχημικές διεργασίες είναι στις περισσότερες περιπτώσεις αναστρέψιμες, καθώς η ενέργεια ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναγκάσει τις ουσίες να αντιδράσουν. Αυτή η λειτουργία σας επιτρέπει να δημιουργείτε ανανεώσιμες πηγές Galvanic - μπαταρίες.

Στις τρέχουσες γεννήτριες d. s. Δημιουργήθηκε με άλλο τρόπο. Ο διαχωρισμός των χρεώσεων εμφανίζεται από το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, η οποία είναι ότι η αλλαγή στο μέγεθος ή η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου δημιουργεί το EMF. Σύμφωνα με το νόμο Faraday, βρίσκοντας e. d. s. Η επαγωγή είναι δυνατή από μια έκφραση E \u003d -DF / DT. Σε αυτόν τον τύπο:

F - μαγνητικό ρεύμα.
t-Ώρα.

Η επαγωγή EMF μετράται επίσης σε βολτ. Ανάλογα με το ποια αλλαγές στη μαγνητική ροή προκαλούνται, διακρίνονται:

Προκληθεί δυναμικά. Όταν ο αγωγός μετακινείται σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Που χαρακτηρίζεται για γεννήτριες.
Στατικά προκλήθηκε. Όταν εμφανιστούν αλλαγές ροής λόγω αλλαγών στο μαγνητικό πεδίο γύρω από τον σταθερό αγωγό. Έτσι υπάρχουν μετασχηματιστές.

Υπάρχουν επίσης πηγές Ε. C, που δεν βασίζεται στην ηλεκτροχημεία ή μαγνητική επαγωγή. Αυτές οι συσκευές περιλαμβάνουν φωτοκύτταρα ημιαγωγών, δυναμικά επαφής και πιεζοκρυστάλλων. Η έννοια του EMF έχει πρακτική εφαρμογή κυρίως ως παράμετρος για την επιλογή πηγών ενέργειας για ορισμένους σκοπούς. Για να λάβετε το μέγιστο αποτέλεσμα των συσκευών στην αλυσίδα, πρέπει να συντονίσετε τις δυνατότητές τους και τα χαρακτηριστικά τους. Πρώτα απ 'όλα, η εσωτερική αντίσταση της πηγής της ισχύος του EMF με τα χαρακτηριστικά του συνδεδεμένου φορτίου.

Στο υλικό θα το καταλάβουμε στην έννοια της επαγωγής EDC σε καταστάσεις της εμφάνισής του. Θα εξετάσουμε επίσης την επαγωγή ως μια βασική παράμετρο για την εμφάνιση της μαγνητικής ροής, όταν το ηλεκτρικό πεδίο εμφανίζεται στον αγωγό.

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι η δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος από μαγνητικά πεδία που αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Χάρη στην ανακάλυψη του Faraday και της Lenz, τα πρότυπα διατυπώθηκαν σε νόμους, οι οποίες εισήγαγαν συμμετρία στην κατανόηση των ηλεκτρομαγνητικών ροών. Η θεωρία Maxwell συγκεντρώθηκε γνώση σχετικά με το ηλεκτρικό ρεύμα και τη μαγνητική ροή. Χάρη στην ανακάλυψη του Hertz, η ανθρωπότητα έμαθε για τις τηλεπικοινωνίες.

Ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο εμφανίζεται γύρω από τον αγωγό με ηλεκτροτοχ, αλλά παράλληλα το αντίστροφο φαινόμενο συμβαίνει επίσης - ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Εξετάστε το μαγνητικό ρεύμα στο παράδειγμα: Εάν το πλαίσιο από τον αγωγό τοποθετηθεί σε ένα ηλεκτρικό πεδίο με επαγωγή και μετακινήστε το από πάνω προς τα κάτω κατά μήκος των γραμμών μαγνητικής ισχύος ή δεξιά αριστερά κάθετα σε αυτά, τότε η μαγνητική ροή που διέρχεται από το πλαίσιο θα είναι σταθερή.

Όταν το πλαίσιο περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του, τότε μετά από λίγο, το μαγνητικό ρεύμα θα αλλάξει σε ένα ορισμένο ποσό. Ως αποτέλεσμα, η επαγωγή EDC εμφανίζεται στο πλαίσιο και εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο ονομάζεται επαγωγή.

Επαγωγή EMF

Θα καταλάβουμε λεπτομερώς ποια είναι η έννοια της επαγωγής του EMF. Όταν τοποθετείται στο μαγνητικό πεδίο του αγωγού και η κίνησή του με τη διασταύρωση γραμμών τροφοδοσίας του πεδίου, μια ηλεκτρομορφική δύναμη που ονομάζεται επαγωγή EDC εμφανίζεται στον εξερευνητή. Εμφανίζεται επίσης εάν ο αγωγός παραμείνει σε σταθερή κατάσταση και το μαγνητικό πεδίο κινείται και τέμνει με τον αγωγό με γραμμές τροφοδοσίας.

Όταν ο αγωγός, όπου συμβαίνει η εμφάνιση του EMF, κλείνει σε μια ευρεία αλυσίδα, λόγω της παρουσίας αυτού του EMF στην αλυσίδα αρχίζει να τροφοδοτεί το ρεύμα επαγωγής. Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή περιλαμβάνει το προκλάσιο φαινόμενο επαγωγής στον αγωγό κατά τη στιγμή της διασταύρωσης της από τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας του μαγνητικού πεδίου.

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι η αντίστροφη διαδικασία μετασχηματισμού της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρικά εγκεφαλικά επεισόδια. Αυτή η έννοια και τα πρότυπα του χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική, το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρομαγνητικής βάσης βασίζεται σε αυτό το φαινόμενο.

Νόμοι Faraday και Lenza

Οι νόμοι Faraday και Lenza αντανακλούν τα πρότυπα της εμφάνισης ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Η Faradays αποκάλυψε ότι τα μαγνητικά εφέ εμφανίζονται ως αποτέλεσμα της αλλαγής της μαγνητικής ροής στο χρόνο. Τη στιγμή της διασταύρωσης του αγωγού με εναλλασσόμενο μαγνητικό ρεύμα, υπάρχει μια ηλεκτρομορφική δύναμη σε αυτήν, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος. Δημιουργία ρεύματος μπορεί να είναι ένας μόνιμος μαγνήτης και ένας ηλεκτρομαγνήτης.

Ο επιστήμονας διαπίστωσε ότι η τρέχουσα ένταση αυξάνεται με ταχεία αλλαγή στον αριθμό των γραμμών ισχύος που τέμνονται το περίγραμμα. Δηλαδή, το EMF της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής εξαρτάται άμεσα από την ταχύτητα της μαγνητικής ροής.

Σύμφωνα με το νόμο Faraday, ο τύπος επαγωγής EMF ορίζεται ως εξής:

Το σημάδι "μείον" δείχνει τη σχέση μεταξύ της πολικότητας του επαγόμενου EMF, της κατεύθυνσης της ροής και της αλλαγής ταχύτητας.

Σύμφωνα με το νόμο της LENZ, είναι δυνατόν να χαρακτηριστεί η ηλεκτρομορφική δύναμη ανάλογα με την κατεύθυνση της. Οποιαδήποτε αλλαγή στη μαγνητική ροή στο πηνίο οδηγεί στην εμφάνιση της επαγωγής EMF και με μια ταχεία αλλαγή παρατηρείται ένα αυξανόμενο emf.

Εάν το πηνίο, όπου υπάρχει μια επαγωγή EDC, έχει ένα κλείσιμο στην εξωτερική αλυσίδα, τότε το ρεύμα επαγωγής ρέει μέσω του, ως αποτέλεσμα του οποίου το μαγνητικό πεδίο εμφανίζεται γύρω από τον αγωγό και το πηνίο αποκτά τις ιδιότητες της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Ως αποτέλεσμα, γύρω από το πηνίο σχηματίζεται το μαγνητικό του πεδίο.

Ε.χ. Ο Lenz έχει καθιερώσει ένα πρότυπο σύμφωνα με το οποίο καθορίζεται η κατεύθυνση του επαγωγικού ρεύματος στο πηνίο και την επαγωγή EMF. Ο νόμος λέει ότι η επαγωγή EMF στο πηνίο με μια αλλαγή στη μαγνητική ροή σχηματίζει μια κατεύθυνση στο πηνίο στο οποίο αυτή η μαγνητική ροή του πηνίου καθιστά δυνατή την αποφυγή της αλλαγής της ξένης μαγνητικής ροής.

Η Lenza Law ισχύει για όλες τις επεκτεινόμενες καταστάσεις στους αγωγούς, ανεξάρτητα από τη διαμόρφωση και τη μέθοδο αλλαγής του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.

Κίνηση καλωδίων στο μαγνητικό πεδίο

Η τιμή του επαγόμενου EMF προσδιορίζεται ανάλογα με το μήκος του αγωγού διασταυρωμένες από τις γραμμές τροφοδοσίας του πεδίου. Με περισσότερες γραμμές ισχύος, η τιμή των επαγόμενων αυξήσεων του EMF. Με αύξηση του μαγνητικού πεδίου και της επαγωγής, η μεγαλύτερη τιμή EMF συμβαίνει στον αγωγό. Έτσι, η τιμή της επαγωγής του EMF στον αγωγό που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο εξαρτάται άμεσα από την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου, το μήκος του αγωγού και την ταχύτητα της κίνησης του.

Αυτή η εξάρτηση αντανακλάται στον τύπο Ε \u003d BLV, όπου η E - EMF επαγωγή. Σε - την αξία της μαγνητικής επαγωγής. I - μήκος εξερευνητών. V-ταχύτητα της κίνησης του.

Σημειώστε ότι στον αγωγό, το οποίο μετακινείται στο μαγνητικό πεδίο, η επαγωγή EDC εμφανίζεται μόνο όταν διασχίζει τις γραμμές τροφοδοσίας του μαγνητικού πεδίου. Εάν ο αγωγός μετακινηθεί σύμφωνα με τις γραμμές τροφοδοσίας, τότε το EMF δεν προκαλεί. Για το λόγο αυτό, ο τύπος ισχύει μόνο σε περιπτώσεις κατά τις οποίες αποστέλλεται η αγωγητική κίνηση κάθετα στις γραμμές τροφοδοσίας.

Η κατεύθυνση του προκαλούμενου EMF και η ηλεκτρική ροή στον αγωγό καθορίζεται από την κατεύθυνση της κίνησης του ίδιου του αγωγού. Για να προσδιορίσετε την κατεύθυνση, αναπτύσσεται ο κανόνας του δεξιού χεριού. Εάν κρατάτε την παλάμη του δεξιού χεριού έτσι ώστε προς την κατεύθυνση τους τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας του πεδίου και ο αντίχειρας υποδεικνύει την κατεύθυνση της κίνησης του αγωγού, τότε τα υπόλοιπα τέσσερα δάχτυλα δείχνουν την κατεύθυνση του επαγόμενου EMF και την κατεύθυνση του Ηλεκτρικές ίνες στον εξερευνητή.

Περιστρεφόμενο πηνίο

Η λειτουργία της γεννήτριας ηλεκτροκινητήρα βασίζεται στην περιστροφή του πηνίου σε ένα μαγνητικό ρεύμα, όπου υπάρχει ένας ορισμένος αριθμός στροφών. Το EMF προκύπτει πάντοτε σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα όταν το τέμνει με μια μαγνητική ροή, με βάση τον τύπο της μαγνητικής ροής F \u003d Β x S x COS α (μαγνητική επαγωγή, πολλαπλασιασμένη από την επιφάνεια μέσω της οποίας περνά η μαγνητική ροή και Η συνίνη της γωνίας, που σχηματίζεται από τον φορέα κατεύθυνσης και τις κάθετες γραμμές επίπεδων).

Σύμφωνα με τον τύπο, οι αλλαγές στις καταστάσεις επηρεάζονται από:

Με μια αλλαγή στη μαγνητική ροή, ο φορέας κατεύθυνσης αλλάζει.
Αλλάζει την περιοχή που συνάπτεται στο περίγραμμα ·
Αλλάζει τη γωνία.

Η επαγωγή EMF επιτρέπεται με σταθερό μαγνήτη ή σταθερό ρεύμα και απλά όταν το πηνίο περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του μέσα στο μαγνητικό πεδίο. Σε αυτή την περίπτωση, η μαγνητική ροή αλλάζει όταν αλλάξει η τιμή γωνίας. Το πηνίο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας περιστροφής διασχίζει τις γραμμές τροφοδοσίας της μαγνητικής ροής, ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται το EMF. Με την ομοιόμορφη περιστροφή, εμφανίζεται μια περιοδική αλλαγή της μαγνητικής ροής. Επίσης, ο αριθμός των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας που τέμνει κάθε δευτερόλεπτο καθίσταται ίση με τιμές σε ίσες χρονικές διαστάσεις.

Στην πράξη, στους εναλλάκτες μιας εναλλασσόμενης ισχύος, το πηνίο παραμένει σε σταθερή κατάσταση και ο ηλεκτρομαγνήτης εκτελεί περιστροφή γύρω από αυτό.

EMF αυτο-επαγωγή

Όταν διέρχεται από το πηνίο του μεταβλητού ηλεκτροκινητήρα, παράγεται ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, το οποίο χαρακτηρίζεται από μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή που προκαλείται από το EMF. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αυτο-επαγωγή.

Λόγω του γεγονότος ότι η μαγνητική ροή είναι ανάλογη με την ένταση της ηλεκτρικής ροής, τότε ο τύπος EMF της αυτο-επαγωγής μοιάζει με αυτό:

F \u003d l x i, όπου L είναι η επαγωγή που μετράται σε gg. Η τιμή του καθορίζεται από τον αριθμό των στροφών ανά μήκος μονάδας και το μέγεθος της διατομής τους.

Παραγωγικότητα

Όταν δύο πηνία βρίσκονται κοντά, υπάρχει ένα EMF της αμοιβαίας επαγωγής, το οποίο καθορίζεται από τη διαμόρφωση δύο προγραμμάτων και τον αμοιβαίο προσανατολισμό τους. Καθώς ο διαχωρισμός της αλυσίδας αυξάνεται, η τιμή της ουσίας μειώνεται, αφού υπάρχει μείωση συνολικού για δύο πηνία μαγνητικής ροής.

Εξετάστε λεπτομερώς τη διαδικασία εμφάνισης αμοιβαίας επαγωγής. Υπάρχουν δύο πηνία, στο σύρμα ενός με το N1 στροφές που ρέει το ρεύμα I1, το οποίο δημιουργεί μια μαγνητική ροή και περνά μέσα από το δεύτερο πηνίο με N2 τον αριθμό των στροφών.

Η αξία της Interdigity του δεύτερου πηνίου σε σχέση με το πρώτο:

M21 \u003d (n2 x F21) / i1.

Η τιμή της μαγνητικής ροής:

F21 \u003d (M21 / N2) x I1.

Το επαγόμενο EMF υπολογίζεται από τον τύπο:

E2 \u003d - N2 X DF21 / DT \u003d - M21X DI1 / DT.

Στο πρώτο πηνίο, η τιμή που προκαλείται από EDC:

E1 \u003d - M12 x DI2 / DT.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η δύναμη ηλεκτρομαγοευθείας που προκλήθηκε με αμοιβαία επαγωγή σε ένα από τα πηνία σε κάθε περίπτωση είναι άμεσα ανάλογη με την αλλαγή του ηλεκτρικού ρεύματος σε άλλο πηνίο.

Στη συνέχεια, η αμοιβαία επαγωγή θεωρείται ίση:

M12 \u003d M21 \u003d Μ.

Ως αποτέλεσμα, Ε1 \u003d - Μ Χ DI2 / DT και Ε2 \u003d Μ Χ DI1 / DT. M \u003d k √ (L1 x L2), όπου το Κ είναι ένας συντελεστής επικοινωνίας μεταξύ των δύο τιμών της εγχυτικότητας.

Η αμοιβαία περιήγηση χρησιμοποιείται ευρέως σε μετασχηματιστές που καθιστούν δυνατή την αλλαγή των τιμών του μεταβλητού ηλεκτροκινητήρα. Η συσκευή είναι ένα ζευγάρι πηνίων που πληγώνουν τον συνολικό πυρήνα. Το ρεύμα στο πρώτο πηνίο σχηματίζει μια μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή στο μαγνητικό κύκλωμα και το ρεύμα στο δεύτερο πηνίο. Με μικρότερο αριθμό στροφών στο πρώτο πηνίο από το δεύτερο, η τάση αυξάνεται και, κατά συνέπεια, με μεγαλύτερο αριθμό στροφών στην πρώτη περιέλιξη, η τάση μειώνεται.

Εκτός από τη δημιουργία και τον μετασχηματισμό της ηλεκτρικής ενέργειας, το φαινόμενο της μαγνητικής επαγωγής χρησιμοποιείται σε άλλες συσκευές. Για παράδειγμα, σε μαγνητικά τραυματισμοί που κινούνται χωρίς άμεση επαφή με ρεύμα σε ράγες και για μερικά εκατοστά πάνω από την αιτία της ηλεκτρομαγνητικής απέλασης.