Hva er EMF - forklaring med enkle ord
Før vi går videre til hoveddelen av artikkelen, bemerker vi at EMF og spenning er veldig nærme i betydningen, men fortsatt litt forskjellige. Kort sagt er EMF ved strømkilden uten belastning, og når lasten er koblet til den, er dette spenning. Fordi antall volt på FE under belastning er nesten alltid noe mindre enn uten den. Dette skyldes tilstedeværelsen av indre motstand fra slike kraftkilder som transformatorer og galvaniske celler.
Elektromagnetisk induksjon (selvinduksjon)
La oss starte med elektromagnetisk induksjon. Dette fenomenet beskriver loven elektromagnetisk induksjon i dag. Den fysiske betydningen av dette fenomenet er evnen til et elektromagnetisk felt til å indusere en EMF i en nærliggende leder. I dette tilfellet bør enten feltet endres, for eksempel i størrelsen og retningen til vektorene, eller bevege seg i forhold til lederen, eller så skal lederen bevege seg i forhold til dette feltet. I endene av lederen i dette tilfellet oppstår en potensiell forskjell.
Det er et annet fenomen som har lik betydning - gjensidig induksjon. Det ligger i det faktum at en endring i retningen og strømstyrken til en spole induserer en EMF ved terminalene til en nærliggende spole, den er mye brukt i forskjellige teknologifelt, inkludert elektrisk og elektronikk. Det ligger til grunn for driften av transformatorer, der den magnetiske fluksen til den ene viklingen induserer strøm og spenning i den andre.
I elektronikk brukes en fysisk effekt kalt EMF ved produksjon av spesielle vekselstrømomformere som gir de ønskede verdiene av effektive verdier (strøm og spenning). Takket være fenomenene induksjon og selvinduksjon ingeniører var i stand til å utvikle mange elektriske enheter: fra konvensjonelle spole (gasspjeld) og opp til transformatoren.
Begrepet gjensidig induksjon refererer bare til vekselstrøm, under den gang den magnetiske fluksen endres i kretsen eller lederen.
For en likestrøm elektrisk strøm er andre manifestasjoner av denne kraften karakteristiske, som for eksempel potensialforskjellen ved polene i en galvanisk celle, som vi vil diskutere senere.
Elektriske motorer og generatorer
Den samme elektromagnetiske effekten observeres i designet asynkron eller synkron elektrisk motorhvis hovedelement er induktive spoler. Om hans arbeid på et tilgjengelig språk er beskrevet i mange lærebøker relatert til emnet kalt "Elektroteknikk". For å forstå essensen i prosessene er det nok å huske at induksjonsemf blir indusert når lederen beveger seg innenfor et annet felt.
I henhold til loven om elektromagnetisk induksjon som er nevnt ovenfor, induseres ofte en teller EMF i motorantrekket under drift, som ofte kalles "counter-EMF", fordi når motoren går, er den rettet mot påført spenning. Dette forklarer også den kraftige økningen i strømmen som forbrukes av motoren med økende belastning eller fastkjøring av akselen, samt innløpsstrømmer. For en elektrisk motor er alle forholdene for utseendet til en potensiell forskjell åpenbare - en tvungen endring i magnetfeltet til spolene fører til utseendet til dreiemoment på rotorens akse.
Dessverre vil vi ikke fordype oss i dette emnet i denne artikkelen - skriv kommentarene hvis du er interessert i det, så snakker vi om det.
I en annen elektrisk enhet - en generator, er alt nøyaktig det samme, men prosessene som skjer i den har motsatt retning. En elektrisk strøm føres gjennom rotorens viklinger, det oppstår et magnetfelt rundt dem (permanente magneter kan brukes). Når rotoren roterer, induserer feltet på sin side en EMF i statorviklingene - hvorfra laststrømmen fjernes.
Noe mer teori
Ved utforming av slike kretser tas fordelingen av strømmer og spenningsfallet over enkeltelementer i betraktning. For å beregne fordelingen av den første parameteren, brukes en kjent fysikk andre lov av Kirchhoff - summen av spenningsfallene (under hensyntagen til tegnet) på alle grener av den lukkede sløyfen er lik den algebraiske summen av EMF for grenene til denne sløyfen), og for å bestemme verdiene deres, bruk Ohms lov for en kjedeseksjon eller Ohms lov for en komplett kjede, hvis formel er gitt nedenfor:
I = E / (R + r),
Hvor E - EMF, R er lastmotstanden r er motstanden fra kraftkilden.
Den indre motstanden til en kraftkilde er motstanden til viklingene til generatorer og transformatorer, som avhenger av tverrsnittet av ledningen de er viklet med og dens lengde, samt den indre motstanden til galvaniske celler, som avhenger av tilstanden til anoden, katoden og elektrolytten.
Når du utfører beregningene, må den interne motstanden til strømkilden, ansett som en parallell forbindelse til kretsen, tas med i betraktningen. Med en mer nøyaktig tilnærming, tatt i betraktning de store verdiene i driftsstrømmene, tas motstanden til hver tilkoblingsleder med i betraktningen.
EMF hjemme og enheter
Andre eksempler finnes i det praktiske livet til enhver vanlig person. Slike kjente ting som små batterier, så vel som andre miniatyrbatterier, faller i denne kategorien. I dette tilfellet dannes arbeidsemf på grunn av kjemiske prosesser som oppstår inne i konstante spenningskilder.
Når det oppstår ved polene på polene på batteriet på grunn av innvendige endringer - er elementet helt klart til bruk. Over tid synker størrelsen på EMF litt, og den interne motstanden øker markant.
Som et resultat, hvis du måler spenningen på et fingerløst batteri som ikke er koblet til noe, ser du 1,5V (eller så) normalt for det, men når belastningen er koblet til batteriet, la oss si at du har installert den i noen enhet - det fungerer ikke.
Hvorfor? For hvis du antar at den interne motstanden til voltmeteret er mange ganger høyere enn den interne motstanden til batteriet, så målte du EMF-en. Da batteriet begynte å gi strøm i belastningen ved terminalene, ble det ikke 1,5V, men si 1,2V - verken spenningen eller strømmen var nok for normal drift av enheten. Akkurat disse 0,3V og falt på den indre motstanden til den galvaniske cellen. Hvis batteriet er helt gammelt og dets elektroder ødelegges, kan det hende at det ikke er noen elektromotorisk kraft eller spenning på batteripolene - dvs. null.
Dette eksemplet viser tydelig forskjellen mellom EMF og spenning. Forfatteren forteller det samme på slutten av videoen, som du ser nedenfor.
Du kan lære mer om hvordan emfen til en galvanisk celle oppstår og hvordan den måles i følgende video:
En veldig liten elektromotorisk kraft induseres også i mottakerens antenne, som deretter forsterkes av spesielle stadier, og vi får fjernsyn, radio og til og med Wi-Fi-signal.
Konklusjon
La oss oppsummere og gjenta kort en kort stund hva EMF er og i hvilke SI-enheter denne verdien kommer til uttrykk.
- EMF karakteriserer arbeidet med ytre krefter (kjemisk eller fysisk) av ikke-elektrisk opprinnelse i en elektrisk krets. Denne styrken utfører arbeidet med å overføre elektriske ladninger til den.
- EMF, som spenning, måles i volt.
- Forskjellen mellom EMF og spenningen er at den første måles uten belastning, og den andre med belastning, og den interne motstanden til strømkilden tas med i betraktningen og har en effekt.
Og til slutt, for å konsolidere materialet som dekkes, anbefaler jeg deg å se en annen god video om dette emnet:
Relaterte materialer:
Laster ...
