Mikä on ero EMF: n ja jännitteen välillä: yksinkertainen selitys esimerkissä

Mikä on sähkömoottorivoima

Tutkimme tätä asiaa yksityiskohtaisesti erillisessä artikkelissa:https://electro.tomathouse.com/fi/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html

EMF: llä tarkoitetaan fyysistä suuruutta, joka kuvaa virtalähteissä olevien ulkoisten voimien toimintaa tasavirta tai vaihtovirta. Lisäksi, jos on suljettu piiri, niin voidaan sanoa, että EMF on yhtä suuri kuin voimien työ siirtäessä positiivisen varauksen negatiiviseen suljetussa piirissä. Tai yksinkertaisin sanoin, virtalähteen EMF edustaa työtä, joka tarvitaan yksikkölatauksen siirtämiseksi napojen välillä.

Lisäksi, jos virtalähteellä on ääretön teho, eikä sisäistä vastusta ole (kuvan A sijainti A), EMF voidaan laskea Ohmin laki ketjuosastakoska jännite ja sähkövoimavoima ovat tässä tapauksessa yhtä suuret.

I = U / R,

missä U on jännite ja tarkastellussa esimerkissä on EMF.

Todellisella virtalähteellä on kuitenkin rajallinen sisäinen vastus. Siksi tällaista laskelmaa ei voida soveltaa käytännössä. Tässä tapauksessa EMF: n määrittämiseksi käytä kaavaa koko piirille.

I = E / (R + r),

missä E (kutsutaan myös "ԑ") on EMF; R on kuormitusvastus, r on virtalähteen sisäinen vastus, I on piirin virta.

Tässä kaavassa ei kuitenkaan oteta huomioon piirinjohtimien vastusta. On tarpeen ymmärtää, että tasavirtalähteen sisällä ja ulkoisessa piirissä virta virtaa eri suuntiin. Ero on siinä, että elementin sisällä se virtaa miinus-plus-arvoon, sitten ulkoisessa piirissä plus-miinus-arvoon.

Tämä havainnollistetaan selvästi alla olevassa kuvassa:

Tässä tapauksessa sähkömoottorivoima mitataan voltmetrillä, kun kuormaa ei ole, ts. Virtalähde on joutokäynnillä.

Jotta EMF voitaisiin löytää jännitteen ja kuormitusvastuksen kautta, sinun on löydettävä virtalähteen sisäinen resistanssi, mittaa jännite kahdesti eri kuormitusvirroilla, ja etsi sitten sisäinen vastus. Alla on laskentakaava kaavoilla, sitten R1, R2 ovat ensimmäisen ja toisen mittauksen kuormitusvastus, jäljelle jäävät arvot ovat samanlaisia, U1, U2 ovat lähdejännite sen napoissa kuormitettuna.

Joten tiedämme virran, niin se on yhtä suuri kuin:

I1 = E / (R1 + r)

I2 = E / (R2 + r)

Jossa:

R1 = U1 / I1

R2 = U2 / I2

Jos korvaamme ensimmäisissä yhtälöissä, niin:

I1 = E / ((U1 / I1) + r)

I2 = E / ((U2 / I2) + r)

Nyt jaamme vasemman ja oikean osan toisiinsa:

(I1 / I2) = [E / ((U1 / I1) + r)] / [E / ((U2 / I2) + r)]

Laskettuaan virran lähteen vastus saadaan:

r = (U1-U2) / (I1-I2)

Sisäinen vastus r:

r = (U1 + U2) / I,

missä U1, U2 on jännite lähdeliittimissä erilaisilla kuormavirroilla, I on virta piirissä.

Silloin EMF on:

E = I * (R + r) tai E = U1 + I1 * r

Mikä on jännite?

Sähköjännite (merkitty U: lla) on fyysinen määrä, joka heijastaa sähkökentän kvantitatiivisia ominaisuuksia siirtäessä varausta pisteestä A pisteeseen B. Vastaavasti jännite voi olla piirin kahden pisteen välillä, mutta toisin kuin EMF, se voi olla kahden päätelmän välillä, joista yksi ketjun elementeistä. Muista, että EMF on ominaista ulkoisten voimien suorittamalle työlle, ts. Virtalähteen tai EMF: n työlle varauksen siirtämiseksi koko piirin läpi, ei tiettyyn elementtiin.

Tämä määritelmä voidaan ilmaista yksinkertaisella kielellä. Tasavirtalähteiden jännite on voima, joka liikuttaa vapaita elektroneja atomista toiseen tiettyyn suuntaan.

Vaihtovirtaan käytetään seuraavia käsitteitä:

• hetkellinen jännite on potentiaaliero pisteiden välillä tiettynä ajanjaksona;
• amplitudiarvo - edustaa maksimiarvoa, joka modulo hetkellisen jännitearvon tietyn ajanjakson ajan;
• keskiarvo on jännitteen vakiokomponentti;
• RMS ja RMS.

Piirin jännite riippuu johtimen materiaalista, kuormankestävyydestä ja lämpötilasta. Kuten sähkömoottorin voima mitataan volteissa.

Usein ymmärtääksesi stressin fyysistä merkitystä sitä verrataan vesitorniin. Vesipylväs tunnistetaan jännitteellä ja virtaus virralla.

Samalla tornissa oleva vesipylväs pienenee vähitellen, mikä kuvaa jännitteen pienenemistä ja virran voimakkuuden laskua.

Joten mikä ero on?

Tarkastele esimerkkiä, jotta ymmärrät paremmin, mikä ero on sähköauton voiman välillä jännitteestä. On olemassa ääretön voiman sähkölähde, jossa ei ole sisäistä vastusta. Sähkövirtapiiriin on asennettu kuorma. Tässä tapauksessa on totta, että väite siitä, että EMF ja jännite ovat identtiset, ts. Näiden käsitteiden välillä ei ole eroa.

Nämä ovat kuitenkin ihanteellisia olosuhteita, joita ei esiinny tosielämässä. Näitä ehtoja käytetään yksinomaan laskelmissa. Todellisessa elämässä virtalähteen sisäinen vastus otetaan huomioon. Tässä tapauksessa EMF ja jännite ovat erilaisia.

Kuvio osoittaa, mikä ero on sähkömoottorin voiman ja jännitteen arvoissa todellisissa olosuhteissa. Edellä oleva Ohmin lain mukainen koko kaavan kaava kuvaa kaikkia prosesseja. Kun piiri on avoinna, akun navat ovat 1,5 volttia. Tämä on EMF: n arvo. Yhdistämällä kuorma, tässä tapauksessa se on polttimo, sen jännite on 1 volttia.

Ero ihanteellisesta lähteestä on virtalähteen sisäinen vastus. Tällä vastuksella tapahtuu jännitteen pudotus. Ohmin laki kuvaa näitä prosesseja kokonaiseksi ketjuksi.

Jos mittauslaite sähkön lähteen napoissa osoittaa arvoa 1,5 volttia, tämä on sähkömoottorivoima, mutta toistamme, mikäli kuormaa ei ole.

Kuormaa kytkettäessä liittimillä on selvästi alhaisempi arvo. Tämä on jännitys.

johtopäätös

Edellä esitetystä voidaan päätellä, että suurin ero EMF: n ja jännitteen välillä on:

1. Sähkömoottorin voima riippuu virtalähteestä, ja jännite riippuu kytketystä kuormasta ja piirin läpi virtaavasta virrasta.
2. Sähkömoottorivoima on fysikaalinen määrä, joka luonnehtii muusta kuin sähköstä johtuvien ulkoisten voimien toimintaa, jotka esiintyvät tasavirta- ja vaihtovirtapiireissä.
3. Jännitteellä ja EMF: llä on yksi mittayksikkö - volttia.
4. U on fyysinen määrä, joka on yhtä suuri kuin efektiivisen sähkökentän työ, joka syntyy, kun yksikkötestaus siirretään pisteestä A pisteeseen B.

Siten, lyhyesti sanottuna, jos U on esitetty vesipylvääänä, niin EMF: n voidaan kuvitella olevan pumppu, joka ylläpitää jatkuvaa vesitasoa. Toivomme, että artikkelin lukemisen jälkeen ymmärrät tärkeimmät erot!

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

• Mikä on ero muuntajan ja automaattisen muuntajan välillä
• Kontaktorin ja käynnistimen välinen ero
• Kuinka selvittää, onko pistorasiassa jännitettä