Kas ir elektromotora spēks EMF

Elektromotora spēks (EMF) - ierīcē, kas veic pozitīvo un negatīvo lādiņu piespiedu atdalīšanu (ģeneratorā), vērtību, kas skaitliski vienāda ar potenciālo starpību starp ģeneratora spailēm, ja tā ķēdē nav strāvas, mēra voltos.

Elektromagnētiskās enerģijas avoti (ģeneratori) - ierīces, kas jebkura veida neelektrisku enerģiju pārvērš elektriskajā. Šādi avoti, piemēram, satsa:

• ģeneratori elektrostacijās (siltuma, vēja, kodolenerģijas, hidroelektrostacijās), kas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā;

• visa veida galvaniskās šūnas (baterijas) un akumulatori, kas ķīmisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā u.c.

EMF ir skaitliski vienāds ar darbu, ko veic ārējie spēki, pārvietojot vienības pozitīvo lādiņu avota iekšienē vai pašu avotu, kas vada vienības pozitīvu lādiņu slēgtā ķēdē.

Elektromotora spēks EMF E ir skalārs lielums, kas raksturo ārējā lauka un inducētā elektriskā lauka spēju inducēt elektrisko strāvu.Emf E ir skaitliski vienāds ar darbu (enerģiju) W džoulos (J), ko patērē šis lauks, lai pārvietotu vienības lādiņu (1 C) no viena lauka punkta uz citu.

EML mērvienība ir volts (V). Tādējādi emf ir vienāds ar 1 V, ja, 1 C lādiņam pārvietojoties pa slēgtu ķēdi, tiek veikts 1 J darbs: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Pārskaitījuma maksa, izmantojot vietni elektriskā ķēde pavada enerģijas patēriņš.

Vērtību, kuras cipars ir vienāds ar darbu, ko avots veic, izvadot vienu pozitīvu lādiņu noteiktā ķēdes posmā, sauc par spriegumu U. Tā kā ķēde sastāv no ārējām un iekšējām sekcijām, tie atšķir ārējās sprieguma jēdzienus. Uvsh un iekšējās Uvt sadaļas.

No teiktā ir acīmredzams, ka avota EMF ir vienāds ar ķēdes ārējo U un iekšējo U sekciju spriegumu summu:

E = Uears + UW

Šī formula izsaka elektriskās ķēdes enerģijas nezūdamības likumu.

Ir iespējams izmērīt spriegumus dažādās ķēdes daļās tikai ar aizvērtu ķēdi. EMF mēra starp atvērtās ķēdes avota spailēm.

Spriegums, EMF un sprieguma kritums aktīvam divu terminālu tīklam

EML virziens — tas ir pozitīvo lādiņu piespiedu kustības virziens ģeneratora iekšienē no mīnusa uz plusu citas dabas, nevis elektriskās, ietekmē.

Ģeneratora iekšējā pretestība ir tajā esošo konstrukcijas elementu pretestība.

Ideāls EML avots — ģenerators, iekšējā pretestība kas ir nulle, un spriegums uz tā spailēm nav atkarīgs no slodzes. Ideāla EML avota jauda ir bezgalīga.

Ideāla EML ģeneratora nosacīts attēls (elektriskā diagramma) ar vērtību E ir parādīts attēlā.1, a.

Reālais EML avots, atšķirībā no ideālā, satur iekšējo pretestību Ri un tā spriegums ir atkarīgs no slodzes (1. att., b), un avota jauda ir ierobežota. Īsta EML ģeneratora elektriskā ķēde ir ideāla EML ģeneratora E un tā iekšējās pretestības Ri virknes savienojums.

EML avoti: a — ideāls; b — īsts

Praksē, lai īstā EML ģeneratora darbības režīmu tuvinātu ideālajam darba režīmam, reālā ģeneratora Ri iekšējā pretestība tiek mēģināta būt pēc iespējas mazāka un slodzes pretestība Rn jāsavieno vismaz. 10 reizes lielāka par ģeneratora iekšējās pretestības vērtību, t.i. nepieciešams izpildīt nosacījumu: Rn >> Ri

Lai īsta EML ģeneratora izejas spriegums būtu neatkarīgs no slodzes, tas tiek stabilizēts, izmantojot īpašas elektroniskās sprieguma stabilizācijas shēmas.

Tā kā īsta EML ģeneratora iekšējo pretestību nevar padarīt bezgalīgi mazu, tā tiek samazināta līdz minimumam un tiek veikta kā standarts iespējai koordinēti savienot enerģijas patērētājus ar to. Radiotehnikā EMF ģeneratoru standarta izejas pretestības vērtības ir 50 omi (rūpnieciskais standarts) un 75 omi (mājas standarts).

Piemēram, visiem televīzijas uztvērējiem ieejas pretestība ir 75 omi, un tie ir savienoti ar antenām ar koaksiālo kabeli ar tieši tādu raksturīgo pretestību.

Lai tuvinātu ideālos EMF ģeneratorus, visās rūpniecības un sadzīves elektroniskajās iekārtās izmantotie barošanas sprieguma avoti ir izgatavoti, izmantojot īpašas elektroniskās shēmas izejas sprieguma stabilizēšanai, kas ļauj izturēt gandrīz nemainīgu strāvas avota izejas spriegumu noteiktā diapazonā. strāvu, ko velk EML avots (dažreiz saukts par sprieguma avotu).

Elektriskās diagrammās EML avoti ir attēloti šādi: E — pastāvīgas EML avots, e (t) ir harmoniskas (mainīgas) EML avots laika funkcijas veidā.

Virknē savienotu identisku elementu akumulatora elektromotora spēks E ir vienāds ar vienas šūnas E elektromotora spēku, kas reizināts ar akumulatora elementu skaitu n: E = nE.

Skatīt arī par šo tēmu: EML un strāvas avoti: galvenie raksturlielumi un atšķirības