Par potenciālu starpību, elektromotora spēku un spriegumu

Iespējamā atšķirība

Ir zināms, ka vienu ķermeni var sildīt vairāk, bet otru mazāk. Pakāpi, kādā ķermenis uzsilst, sauc par tā temperatūru. Tāpat vienu ķermeni var elektrificēt vairāk nekā citu. Ķermeņa elektrifikācijas pakāpe raksturo lielumu, ko sauc par elektrisko potenciālu vai vienkārši ķermeņa potenciālu.

Ko nozīmē elektrificēt ķermeni? Tas nozīmē informēt to par elektrisko lādiņu, tas ir, pievienot tam noteiktu skaitu elektronu, ja mēs uzlādējam ķermeni negatīvi, vai atņemt tos, ja mēs uzlādējam ķermeni pozitīvi. Abos gadījumos ķermenim būs zināma elektrifikācijas pakāpe, tas ir, tas vai cits potenciāls, turklāt pozitīvi lādētam ķermenim ir pozitīvs potenciāls, bet negatīvi lādētam ķermenim ir negatīvs potenciāls.

Elektriskā lādiņa līmeņu atšķirību starp diviem ķermeņiem parasti sauc par elektriskā potenciāla atšķirību vai vienkārši par potenciālu starpību.

Jāpatur prātā, ka, ja divi vienādi ķermeņi ir uzlādēti ar vienādiem lādiņiem, bet viens ir lielāks par otru, tad starp tiem būs arī potenciāla atšķirība.

Turklāt pastāv potenciāla atšķirība starp diviem šādiem ķermeņiem, no kuriem viens ir uzlādēts un otrs neuzlādēts. Tātad, piemēram, ja ķermenim, kas izolēts no zemes, ir noteikts potenciāls, tad potenciālu starpība starp to un zemi (kuras potenciāls tiek uzskatīts par nulli) ir skaitliski vienāda ar šī ķermeņa potenciālu.

Tātad, ja divi ķermeņi ir uzlādēti tā, ka to potenciāli nav vienādi, starp tiem neizbēgami pastāv potenciālu atšķirība.

Ikviens zina, ka ķemmes elektrifikācijas fenomens, kad to berzē matos, ir tikai potenciālas atšķirības radīšana starp ķemmi un cilvēka matiem.

Faktiski, kad ķemme tiek berzēta pret matiem, daļa elektronu tiek pārnesta uz ķemmi, uzlādējot to negatīvi, savukārt mati, kas zaudējuši daļu elektronu, tiek uzlādēti tādā pašā mērā kā ķemme, bet pozitīvi. . Šādi radīto potenciālu starpību var samazināt līdz nullei, pieskaroties matiem ar ķemmi. Šo apgriezto elektronu pāreju auss var viegli noteikt, ja elektrificēta ķemme tiek pietuvināta pie auss. Raksturīga spiedzoša skaņa norāda uz izlādes turpināšanu.

Iepriekš runājot par potenciālo atšķirību, mēs domājām divus lādētus ķermeņus, potenciāla atšķirība var rasties arī starp viena un tā paša ķermeņa dažādām daļām (punktiem).

Tā, piemēram, apsveriet, kas notiek vara stieples gabalsja kāda ārēja spēka iedarbībā izdodas izkustināt vadā esošos brīvos elektronus uz vienu galu.Acīmredzot otrā stieples galā pietrūks elektronu, un tad starp stieples galiem radīsies potenciāla atšķirība.

Tiklīdz mēs apturēsim ārējā spēka darbību, elektroni dažādu lādiņu piesaistes dēļ nekavējoties metīsies uz stieples galu, pozitīvi uzlādēti, tas ir, uz vietu, kur to trūkst, un vadā tiks atjaunots līdzsvars.

Elektromotora spēks un spriegums

dLai vadā uzturētu elektrisko strāvu, ir nepieciešams kāds ārējs enerģijas avots, lai vienmēr uzturētu potenciālu starpību šī vada galos.

Šie enerģijas avoti ir tā sauktie elektriskā tox avoti, noteikts elektromotora spēks, kas rada un ilgstoši uztur potenciālu starpību vadītāja galos.

Elektromotora spēku (saīsināti EMF) apzīmē ar burtu E... EMF mēra voltos. Mūsu valstī volts ir saīsināts ar burtu «B», bet starptautiskajā apzīmējumā - ar burtu «V».

Tātad, lai iegūtu nepārtrauktu plūsmu elektrība, jums ir nepieciešams elektromotora spēks, tas ir, jums ir nepieciešams elektriskās strāvas avots.

Pirmais šāds strāvas avots bija tā sauktais "voltaic pols", kas sastāvēja no vara un cinka apļu sērijas, kas izklāta ar ādu, kas iegremdēta paskābinātā ūdenī. Tādējādi viens no elektromotora spēka iegūšanas veidiem ir noteiktu vielu ķīmiskā mijiedarbība, kuras rezultātā ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta elektroenerģijā. Strāvas avotus, kuros šādā veidā tiek radīts elektromotora spēks, sauc par ķīmiskajiem strāvas avotiem.

Pašlaik elektrotehnikā un enerģētikā plaši tiek izmantoti ķīmiskie strāvas avoti - galvaniskie elementi un baterijas.

Vēl viens galvenais strāvas avots, kas ir kļuvis plaši izplatīts visās elektrotehnikas un enerģētikas jomās, ir ģeneratori.

Ģeneratori tiek uzstādīti elektrostacijās un kalpo kā vienīgais strāvas avots rūpniecības uzņēmumu elektroapgādei, pilsētu elektriskajam apgaismojumam, elektriskajiem dzelzceļiem, tramvajiem, metro, trolejbusiem utt.

Attiecībā uz elektriskās strāvas ķīmiskajiem avotiem (elementiem un baterijām) un ģeneratoriem elektromotora spēks ir tieši tāds pats. Tas sastāv no tā, ka EMF rada potenciālu starpību strāvas avota spailēs un uztur to ilgu laiku.

Šos spailes sauc par strāvas avota poliem. Strāvas avota vienā polā vienmēr trūkst elektronu, un tāpēc tam ir pozitīvs lādiņš, otrā polā ir elektronu pārpalikums un tāpēc tam ir negatīvs lādiņš.

Attiecīgi vienu strāvas avota polu sauc par pozitīvu (+), bet otru - par negatīvu (-).

Strāvas avoti tiek izmantoti, lai nodrošinātu elektrisko strāvu dažādām ierīcēm — pašreizējie lietotāji… Strāvas patērētāji, izmantojot vadus, ir savienoti ar strāvas avota poliem, veidojot slēgtu elektrisko ķēdi. Potenciālu starpību, kas tiek noteikta starp strāvas avota poliem ar slēgtu elektrisko ķēdi, sauc par spriegumu un apzīmē ar burtu U.

Sprieguma mērīšanas vienība, tāpat kā EMF, ir volts.

Ja, piemēram, jāpieraksta, ka strāvas avota spriegums ir 12 volti, tad viņi raksta: U — 12 V.

Mērīšanai EMF vai spriegums, ko sauc par voltmetra ierīci.

Lai izmērītu strāvas avota EML vai spriegumu, voltmetrs ir jāpievieno tieši tā spailēm. Turklāt, ja elektriskā ķēde ir atvērts, tad voltmetrs parādīs strāvas avota EMF. Ja aizverat ķēdi, voltmetrs tagad rādīs nevis EMF, bet gan spriegumu strāvas avota spailēs.

Strāvas avota izstrādātais EMF vienmēr ir lielāks par spriegumu tā spailēs.