Apakah daya gerak elektrik EMF

Daya elektromotif (EMF) - dalam peranti yang melakukan pemisahan paksa caj positif dan negatif (penjana), nilai secara berangka sama dengan perbezaan potensi antara terminal penjana jika tiada arus dalam litarnya diukur dalam volt.

Sumber tenaga elektromagnet (penjana) — peranti yang menukar tenaga daripada sebarang jenis bukan elektrik kepada elektrik. Sumber sedemikian, sebagai contoh, satsa:

• penjana dalam loji kuasa (terma, angin, nuklear, hidroelektrik), yang menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik;

• sel galvanik (bateri) dan akumulator semua jenis, yang menukar tenaga kimia kepada tenaga elektrik, dsb.

EMF secara berangka sama dengan kerja yang dilakukan oleh daya luaran dalam menggerakkan satu unit cas positif di dalam punca atau punca itu sendiri menjalankan satu unit cas positif dalam litar tertutup.

Daya gerak elektrik EMF E ialah kuantiti skalar yang mencirikan keupayaan medan luar dan medan elektrik teraruh untuk mendorong arus elektrik.Emf E secara berangka sama dengan kerja (tenaga) W dalam joule (J) yang dibelanjakan oleh medan ini untuk memindahkan cas unit (1 C) dari satu titik di medan ke yang lain.

Unit ukuran untuk EMF ialah volt (V). Oleh itu, emf adalah sama dengan 1 V jika, apabila cas 1 C bergerak melalui litar tertutup, kerja 1 J dilakukan: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Bayaran pemindahan melalui tapak litar elektrik disertai dengan perbelanjaan tenaga.

Nilai yang digitnya sama dengan kerja yang dilakukan oleh sumber dengan menjalankan satu cas positif di sepanjang bahagian tertentu litar dipanggil voltan U. Oleh kerana litar terdiri daripada bahagian luaran dan dalaman, mereka membezakan konsep voltan luaran Bahagian Uvsh dan Uvt dalaman.

Daripada apa yang telah dikatakan, adalah jelas bahawa EMF sumber adalah sama dengan jumlah voltan bahagian U luaran dan U dalaman litar:

E = Uears + UW

Formula ini menyatakan hukum pemuliharaan tenaga untuk litar elektrik.

Adalah mungkin untuk mengukur voltan di bahagian litar yang berlainan hanya dengan litar ditutup. EMF diukur antara terminal sumber litar terbuka.

Voltan, EMF dan penurunan voltan untuk rangkaian dua terminal yang aktif

Arah EMF — ini ialah arah pergerakan paksa cas positif di dalam penjana dari tolak kepada tambah di bawah pengaruh sifat selain elektrik.

Rintangan dalaman penjana adalah rintangan unsur-unsur struktur di dalamnya.

Sumber EMF yang ideal - penjana, rintangan dalaman iaitu sifar, dan voltan merentasi terminalnya adalah bebas daripada beban. Kuasa sumber EMF yang ideal adalah tidak terhingga.

Imej bersyarat (rajah elektrik) bagi penjana EMF yang ideal dengan nilai E ditunjukkan dalam Rajah.1, a.

Sumber EMF sebenar, tidak seperti yang ideal, mengandungi rintangan dalaman Ri dan voltannya bergantung pada beban (Rajah 1., b), dan kuasa sumber adalah terhingga. Litar elektrik penjana EMF sebenar ialah sambungan siri penjana EMF ideal E dan rintangan dalamannya Ri.

Sumber EMF: a — ideal; b - sebenar

Dalam amalan, untuk membawa mod operasi penjana EMF sebenar lebih dekat kepada mod operasi yang ideal, rintangan dalaman penjana sebenar Ri cuba sekecil mungkin, dan rintangan beban Rn perlu disambungkan sekurang-kurangnya. 10 kali ganda nilai rintangan dalaman penjana, i.e. perlu memenuhi syarat: Rn >> Ri

Agar voltan keluaran penjana EMF sebenar bebas daripada beban, ia distabilkan dengan menggunakan litar penstabilan voltan elektronik khas.

Oleh kerana rintangan dalaman penjana EMF sebenar tidak boleh dibuat sangat kecil, ia diminimumkan dan dilakukan sebagai standard untuk kemungkinan sambungan terkoordinasi pengguna tenaga kepadanya. Dalam kejuruteraan radio, nilai rintangan keluaran standard penjana EMF ialah 50 ohm (standard industri) dan 75 ohm (standard rumah).

Sebagai contoh, semua penerima televisyen mempunyai galangan input 75 ohm dan disambungkan kepada antena dengan kabel sepaksi dengan galangan ciri yang sama.

Untuk menganggarkan penjana EMF yang ideal, sumber voltan bekalan yang digunakan dalam semua peralatan elektronik perindustrian dan rumah tangga dibuat menggunakan litar elektronik khas untuk menstabilkan voltan keluaran, yang membolehkan untuk menahan voltan keluaran hampir malar sumber kuasa dalam julat tertentu. arus yang ditarik oleh sumber EMF (kadangkala dipanggil sumber voltan).

Pada rajah elektrik, sumber EMF digambarkan seperti berikut: E — sumber EMF malar, e (t) ialah sumber EMF harmonik (pembolehubah) dalam bentuk fungsi masa.

Daya gerak elektrik E bateri sel yang serupa yang disambungkan secara bersiri adalah sama dengan daya gerak elektrik satu sel E didarab dengan bilangan unsur n bateri: E = nE.

Lihat juga mengenai topik ini: Sumber EMF dan semasa: ciri dan perbezaan utama