Čo je elektromotorická sila EMF

Elektromotorická sila (EMF) - v zariadení, ktoré vykonáva nútené oddelenie kladných a záporných nábojov (generátor), sa hodnota číselne rovnajúca sa potenciálnemu rozdielu medzi svorkami generátora pri absencii prúdu v jeho obvode meria vo voltoch.

Zdroje elektromagnetickej energie (generátory) — zariadenia, ktoré premieňajú energiu akéhokoľvek neelektrického typu na elektrickú. Takéto zdroje, napríklad satsa:

• generátory v elektrárňach (tepelných, veterných, jadrových, vodných), ktoré premieňajú mechanickú energiu na elektrickú energiu;

• galvanické články (batérie) a akumulátory všetkých typov, ktoré premieňajú chemickú energiu na elektrickú a pod.

EMF sa numericky rovná práci vykonanej vonkajšími silami pri pohybe jednotkového kladného náboja vo vnútri zdroja alebo samotného zdroja, ktorý vedie jednotkový kladný náboj v uzavretom okruhu.

Elektromotorická sila EMF E je skalárna veličina, ktorá charakterizuje schopnosť vonkajšieho poľa a indukovaného elektrického poľa indukovať elektrický prúd.Emf E sa numericky rovná práci (energii) W v jouloch (J) vynaloženej týmto poľom na presun jednotkového náboja (1 C) z jedného bodu poľa do druhého.

Jednotkou merania EMF je volt (V). Emf sa teda rovná 1 V, ak sa pri pohybe náboja 1 C cez uzavretý okruh vykoná práca 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Poplatky za prevod cez stránku elektrický obvod sprevádzané výdajom energie.

Hodnota, ktorej číslica sa rovná práci, ktorú zdroj vykoná vedením jediného kladného náboja pozdĺž danej časti obvodu, sa nazýva napätie U. Keďže obvod pozostáva z vonkajšej a vnútornej časti, rozlišujú pojmy napätia vonkajšieho obvodu. Uvsh a vnútorné UV sekcie.

Z toho, čo bolo povedané, je zrejmé, že EMF zdroja sa rovná súčtu napätí vonkajšej časti U a vnútornej časti U obvodu:

E = Uears + UW

Tento vzorec vyjadruje zákon zachovania energie pre elektrický obvod.

Napätie v rôznych častiach obvodu je možné merať iba s uzavretým obvodom. EMF sa meria medzi svorkami zdroja s otvoreným obvodom.

Napätie, EMF a úbytok napätia pre aktívnu dvojkoncovú sieť

Smer EMF - toto je smer núteného pohybu kladných nábojov vo vnútri generátora od mínus do plus pod vplyvom inej ako elektrickej povahy.

Vnútorný odpor generátora je odpor konštrukčných prvkov v ňom.

Ideálny zdroj EMP - generátor, vnútorný odpor ktorý je nulový a napätie na jeho svorkách je nezávislé od záťaže. Sila ideálneho zdroja EMF je nekonečná.

Podmienený obraz (elektrický diagram) ideálneho generátora EMF s hodnotou E je znázornený na obr.1, a.

Skutočný zdroj EMF na rozdiel od ideálneho obsahuje vnútorný odpor Ri a jeho napätie závisí od zaťaženia (obr. 1., b) a výkon zdroja je konečný. Elektrický obvod skutočného generátora EMF je sériovým zapojením ideálneho generátora EMF E a jeho vnútorného odporu Ri.

Zdroje EMP: a — ideálne; b — skutočný

V praxi, aby sa prevádzkový režim skutočného generátora EMF priblížil ideálnemu prevádzkovému režimu, vnútorný odpor skutočného generátora Ri sa snaží byť čo najmenší a odpor záťaže Rn je potrebné pripojiť aspoň 10-násobok hodnoty vnútorného odporu generátora, t.j. je potrebné splniť podmienku: Rn >> Ri

Aby bolo výstupné napätie skutočného generátora EMF nezávislé od záťaže, je stabilizované pomocou špeciálnych elektronických obvodov na stabilizáciu napätia.

Pretože vnútorný odpor skutočného generátora EMF nemôže byť nekonečne malý, je minimalizovaný a vykonávaný ako štandard pre možnosť koordinovaného pripojenia spotrebiteľov energie k nemu. V rádiovom inžinierstve sú štandardné hodnoty výstupného odporu generátorov EMF 50 ohmov (priemyselný štandard) a 75 ohmov (domáci štandard).

Napríklad všetky televízne prijímače majú vstupnú impedanciu 75 ohmov a sú pripojené k anténam pomocou koaxiálneho kábla s presne takou charakteristickou impedanciou.

Aby sa priblížili ideálne generátory EMF, zdroje napájacieho napätia používané vo všetkých priemyselných a domácich elektronických zariadeniach sú vyrobené pomocou špeciálnych elektronických obvodov na stabilizáciu výstupného napätia, ktoré umožňujú vydržať takmer konštantné výstupné napätie zdroja energie v danom rozsahu. prúdov odoberaných zdrojom EMF (niekedy nazývaný zdroj napätia).

Na elektrických schémach sú zdroje EMF znázornené nasledovne: E — zdroj konštantného EMF, e (t) je zdroj harmonického (variabilného) EMF vo forme funkcie času.

Elektromotorická sila E batérie identických článkov zapojených do série sa rovná elektromotorickej sile jedného článku E vynásobenej počtom prvkov n batérie: E = nE.

Pozri tiež na túto tému: Zdroje EMF a prúdu: hlavné charakteristiky a rozdiely