EMF nedir - basit kelimelerle açıklama
Makalenin ana kısmına geçmeden önce, EMF ve voltajın anlam olarak çok yakın olduğunu, ancak yine de biraz farklı olduğunu not ediyoruz. Kısacası, EMF yüksüz güç kaynağındadır ve yük ona bağlandığında, bu voltajdır. Çünkü yük altındaki FE üzerindeki volt sayısı hemen hemen her zaman onsuzdan daha azdır. Bu, transformatörler ve galvanik hücreler gibi güç kaynaklarının dahili direncinin varlığından kaynaklanmaktadır.
Elektromanyetik indüksiyon (kendi kendine indüksiyon)
Elektromanyetik indüksiyon ile başlayalım. Bu olgu yasayı açıklar. elektromanyetik indüksiyon faraday. Bu fenomenin fiziksel anlamı, elektromanyetik bir alanın yakındaki bir iletkende EMF indükleme yeteneğidir. Bu durumda, alan örneğin vektörlerin büyüklüğü ve yönünde değişmeli veya iletkene göre hareket etmeli veya iletken bu alana göre hareket etmelidir. Bu durumda iletkenin uçlarında potansiyel bir fark oluşur.
Anlamda benzer bir başka fenomen daha vardır - karşılıklı indüksiyon. Bir bobinin yön ve akım gücünde bir değişikliğin, yakındaki bir bobinin terminallerinde bir EMF indüklemesi gerçeğinden oluşur; elektrik ve elektronik dahil olmak üzere çeşitli teknoloji alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir sargının manyetik akısının ikincide akımı ve voltajı indüklediği transformatörlerin çalışmasının temelini oluşturur.
Elektrikte, istenen etkin değerlerin (akım ve voltaj) değerlerini sağlayan özel AC dönüştürücülerin üretiminde EMF adı verilen fiziksel bir etki kullanılır. İndüksiyon fenomenleri ve öz indüksiyon mühendisler birçok elektrikli cihaz geliştirebildiler: bobin (gaz kelebeği) ve transformatöre kadar.
Karşılıklı indüksiyon kavramı, geçiş sırasında devredeki veya iletkende manyetik akının değiştiği alternatif akıma karşılık gelir.
Doğru akım elektrik akımı için, bu kuvvetin diğer belirtileri, örneğin daha sonra tartışacağımız bir galvanik hücrenin kutuplarındaki potansiyel fark gibi karakteristiktir.
Elektrik motorları ve jeneratörler
Tasarımda aynı elektromanyetik etki gözlenir eşzamanlı olmayan veya senkron elektrik motoruana elemanı endüktif bobinler olan. Erişilebilir bir dilde çalışması hakkında, "Elektrik Mühendisliği" adlı konuyla ilgili birçok kitapta anlatılmaktadır. İşlemlerin özünü anlamak için, iletken başka bir alanın içinde hareket ettiğinde indüksiyon emfinin indüklendiğini hatırlamak yeterlidir.
Yukarıda belirtilen elektromanyetik endüksiyon yasasına göre, çalışma sırasında motor armatür sarımında genellikle “karşı EMF” olarak adlandırılan bir karşı EMF indüklenir, çünkü motor çalışırken uygulanan gerilime doğru yönlendirilir. Bu aynı zamanda, milin artan yükü veya sıkışması ile motor tarafından tüketilen akımdaki keskin artışı ve ayrıca ani akımları açıklar. Bir elektrik motoru için, potansiyel bir farkın ortaya çıkması için tüm koşullar açıktır - bobinlerinin manyetik alanında zorunlu bir değişiklik, rotorun ekseninde torkun ortaya çıkmasına neden olur.
Ne yazık ki, bu makalede bu konuya girmeyeceğiz - ilgileniyorsanız yorum yazınız ve bunun hakkında konuşacağız.
Başka bir elektrikli cihazda - bir jeneratör, her şey tamamen aynıdır, ancak içinde meydana gelen işlemler ters yöne sahiptir. Bir elektrik akımı rotorun sargılarından geçirilir, etraflarında manyetik bir alan oluşur (kalıcı mıknatıslar kullanılabilir). Rotor döndüğünde, alan da stator sargılarında - yük akımının kaldırıldığı bir EMF indükler.
Biraz daha teori
Bu devreleri tasarlarken, akımların dağılımı ve voltaj düşüşü ayrı elemanlar arasında dikkate alınır. Fizikte iyi bilinen ilk parametrenin dağılımını hesaplamak için Kirchhoff'un ikinci yasası - kapalı halkanın tüm kollarındaki voltaj düşüşlerinin toplamı (işareti dikkate alınarak), bu halkanın dallarının EMF'sinin cebirsel toplamına eşittir) ve değerlerini kullanmak için Ohm yasası bir zincirin bir bölümü veya formülü aşağıda verilen tam bir zincir için Ohm yasası:
I = E / (R + r),
Nerede E - EMF, R yük direncidir r, güç kaynağının direncidir.
Bir güç kaynağının iç direnci, jeneratörlerin ve transformatörlerin sargılarının, sarıldıkları telin enine kesitine ve uzunluğuna ve anot, katot ve elektrolit durumuna bağlı galvanik hücrelerin iç direncine bağlıdır.
Hesaplamalar yapılırken, devreye paralel bağlantı olarak kabul edilen güç kaynağının iç direnci dikkate alınmalıdır. Daha doğru bir yaklaşımla, çalışma akımlarının büyük değerleri dikkate alınarak, her bir bağlantı iletkeninin direnci dikkate alınır.
Evde EMF ve birimler
Diğer örnekler, herhangi bir sıradan insanın pratik yaşamında bulunur. Küçük boyutlu piller ve diğer minyatür piller gibi tanıdık şeyler bu kategoriye girer. Bu durumda, çalışan emf, sabit voltaj kaynakları içinde meydana gelen kimyasal işlemler nedeniyle oluşur.
Dahili değişiklikler nedeniyle pilin terminallerinde (kutuplarında) meydana geldiğinde - eleman tamamen çalışmaya hazırdır. Zamanla, EMF'nin büyüklüğü biraz azalır ve iç direnç belirgin şekilde artar.
Sonuç olarak, herhangi bir şeye bağlı olmayan parmaksız bir akü üzerindeki voltajı ölçerseniz, bunun için 1,5V normal görürsünüz (ya da öylesine), ancak yük aküye bağlandığında, diyelim ki bir cihaza kurdunuz - çalışmıyor.
Neden? Çünkü voltmetrenin iç direncinin akünün iç direncinden çok daha fazla olduğunu varsayarsanız, EMF'sini ölçtünüz. Akü, terminallerindeki yükte akım vermeye başladığında, 1.5V değil, 1.2V oldu - cihazın voltajı veya akımı, cihazın normal çalışması için yeterli değildi. Sadece bu 0.3V ve galvanik hücrenin iç direncine düştü. Pil tamamen eskiyse ve elektrotları tahrip edildiğinde, pil terminallerinde herhangi bir elektromotor kuvvet veya voltaj olmayabilir - yani. sıfır.
Bu örnek EMF ve voltaj arasındaki farkı açıkça göstermektedir. Yazar, videonun sonunda aşağıda gördüğünüz aynı şeyi söylüyor.
Bir galvanik hücrenin emfinin nasıl ortaya çıktığı ve aşağıdaki videoda nasıl ölçüldüğü hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz:
Alıcı anten içinde çok küçük bir elektromotor kuvvet de indüklenir, bu daha sonra özel aşamalarla güçlendirilir ve televizyon, radyo ve hatta Wi-Fi sinyalimizi alırız.
Sonuç
Özetleyelim ve EMF'nin ne olduğunu ve bu SI biriminde hangi değerin ifade edildiğini bir kez daha kısaca hatırlayalım.
- EMF, bir elektrik devresinde elektriksel olmayan kaynaklı harici kuvvetlerin (kimyasal veya fiziksel) çalışmasını karakterize eder. Bu kuvvet, elektrik yüklerini kendisine aktarma işini gerçekleştirir.
- EMF, voltaj gibi, Volt olarak ölçülür.
- EMF ve voltaj arasındaki farklar, birincisinin yüksüz, ikincisinin yük ile ölçülmesi ve güç kaynağının iç direncinin dikkate alınması ve bir etkiye sahip olmasıdır.
Ve son olarak, kapsanan materyali birleştirmek için, bu konuyla ilgili başka bir iyi video izlemenizi tavsiye ederim:
İlgili malzemeler:
Yükleniyor...
