Kas yra emf kokiais vienetais jis matuojamas. EMF. Omo dėsnis visai grandinei. Tikras EMF šaltinis

Ką EMF(elektrovaros jėga) fizikoje? Elektros srovė suprantama ne visiems. Kaip erdvės atstumas, tik po pačia nosimi. Apskritai tai nėra iki galo suprantama ir mokslininkams. Užteks prisiminti Nikola Tesla su savo garsiaisiais eksperimentais, šimtmečiais lenkiančiais savo laiką ir net šiandien išliekančiais paslapties aureole. Šiandien mes neatskleidžiame didžiųjų paslapčių, bet bandome išsiaiškinti kas yra emf fizikoje.

EML apibrėžimas fizikoje

EMF yra elektrovaros jėga. Žymima raide E arba maža graikiška raidė epsilon.

Elektrovaros jėga- skaliarinis fizinis dydis, apibūdinantis išorinių jėgų darbą ( neelektrinės kilmės jėgos) veikiantys kintamosios ir nuolatinės srovės elektros grandinėse.

EMF, Kaip Įtampa e, matuojamas voltais. Tačiau EML ir įtampa yra skirtingi reiškiniai.

Įtampa(tarp taškų A ir B) – fizikinis dydis, lygus efektyviojo elektrinio lauko darbui, atliekamam perkeliant vienetinį bandomąjį krūvį iš vieno taško į kitą.

Mes paaiškiname EML esmę „ant pirštų“

Norėdami suprasti, kas yra kas, galime pateikti analogijos pavyzdį. Įsivaizduokite, kad turime vandens bokštą, visiškai užpildytą vandeniu. Palyginkite šį bokštą su baterija.

Vanduo daro didžiausią spaudimą bokšto apačioje, kai bokštas yra pilnas. Atitinkamai, kuo mažiau vandens bokšte, tuo silpnesnis iš čiaupo tekančio vandens slėgis ir slėgis. Jei atidarysite čiaupą, vanduo iš pradžių palaipsniui tekės stipriai spaudžiamas, o paskui vis lėčiau, kol slėgis visiškai susilpnės. Čia stresas yra slėgis, kurį vanduo daro dugne. Nulinės įtampos lygiui paimsime patį bokšto apačią.

Tas pats ir su baterija. Pirma, mes įtraukiame savo srovės šaltinį (bateriją) į grandinę, uždarydami ją. Tebūnie tai laikrodis ar žibintuvėlis. Kol įtampa yra pakankama ir baterija neišsikrovusi, žibintuvėlis šviečia ryškiai, tada palaipsniui užgęsta, kol visiškai užgęsta.

Tačiau kaip įsitikinti, kad slėgis neišsenka? Kitaip tariant, kaip išlaikyti pastovų vandens lygį bokšte, o srovės šaltinio poliuose – pastovų potencialų skirtumą. Bokšto pavyzdžiu EMF pristatomas kaip siurblys, užtikrinantis naujo vandens įliejimą į bokštą.

EMF prigimtis

EML atsiradimo skirtinguose srovės šaltiniuose priežastis yra skirtinga. Atsižvelgiant į įvykio pobūdį, išskiriami šie tipai:

• Cheminis emf. Atsiranda baterijose ir akumuliatoriuose dėl cheminių reakcijų.
• Termo EMF. Atsiranda, kai sujungiami skirtingų temperatūrų skirtingų laidininkų kontaktai.
• Indukcijos EMF. Atsiranda generatoriuje, kai besisukantis laidininkas patalpinamas į magnetinį lauką. EML bus sukeltas laidininke, kai laidininkas kerta pastovaus magnetinio lauko jėgos linijas arba kai pasikeičia magnetinio lauko dydis.
• Fotoelektrinis EMF.Šio EML atsiradimą palengvina išorinio arba vidinio fotoelektrinio efekto reiškinys.
• Pjezoelektrinis emf. EML atsiranda, kai medžiaga ištempiama arba suspaudžiama.

Mieli draugai, šiandien mes svarstėme temą "EMF manekenams". Kaip matote, EMF neelektrinės kilmės jėga, kuris palaiko elektros srovės tekėjimą grandinėje. Jei norite sužinoti, kaip sprendžiamos problemos dėl EML, patariame kreiptis mūsų autoriai– skrupulingai atrinkti ir patikrinę specialistai, kurie greitai ir aiškiai paaiškins bet kokios teminės problemos sprendimo eigą. Ir pagal tradiciją pabaigoje kviečiame pažiūrėti mokymo vaizdo įrašą. Linksmo žiūrėjimo ir sėkmės studijose!

EMF suprantamas kaip specifinis išorinių jėgų darbas, perkeliantis vienetinį krūvį elektros grandinės grandinėje. Ši elektros sąvoka apima daugybę fizinių interpretacijų, susijusių su įvairiomis techninių žinių sritimis. Elektrotechnikoje tai specifinis išorinių jėgų darbas, atsirandantis indukcinėse apvijose, kai jose indukuojamas kintamasis laukas. Chemijoje tai reiškia potencialų skirtumą, atsirandantį elektrolizės metu, taip pat reakcijose, kurias lydi elektros krūvių atskyrimas. Fizikoje tai atitinka, pavyzdžiui, elektrinės termoporos galuose susidarančią elektrovaros jėgą. Norėdami paprastais žodžiais paaiškinti EML esmę, turėsite apsvarstyti kiekvieną iš jo aiškinimo variantų.

Prieš pereinant prie pagrindinės straipsnio dalies, pažymime, kad EMF ir įtampa yra labai panašios sąvokos, tačiau vis tiek šiek tiek skiriasi. Trumpai tariant, EMF yra ant maitinimo šaltinio be apkrovos, o kai prie jo prijungiama apkrova, tai jau yra įtampa. Kadangi apkrovos IP voltų skaičius beveik visada yra šiek tiek mažesnis nei be jo. Taip yra dėl vidinės energijos šaltinių, tokių kaip transformatoriai ir galvaniniai elementai, varžos.

Elektromagnetinė indukcija (saviindukcija)

Pradėkime nuo elektromagnetinės indukcijos. Šis reiškinys apibūdina dėsnį. Fizinė šio reiškinio prasmė yra elektromagnetinio lauko gebėjimas sukelti EML netoliese esančiame laidininke. Šiuo atveju arba laukas turi keistis, pavyzdžiui, vektorių dydžiu ir kryptimi, arba judėti laidininko atžvilgiu, arba laidininkas turi judėti šio lauko atžvilgiu. Šiuo atveju laidininko galuose atsiranda potencialų skirtumas.

Yra dar vienas panašus reiškinys – abipusė indukcija. Tai slypi tame, kad vienos ritės krypties ir srovės stiprumo pasikeitimas šalia esančios ritės gnybtuose sukelia EML, kuris plačiai naudojamas įvairiose technologijų srityse, įskaitant elektros ir elektronikos pramonę. Tai yra transformatorių veikimo pagrindas, kai vienos apvijos magnetinis srautas indukuoja srovę ir įtampą antroje.

Elektrikoje fizinis efektas, vadinamas EMF, naudojamas gaminant specialius kintamosios srovės keitiklius, kurie suteikia norimas efektyvių dydžių vertes (srovę ir įtampą). Indukcijos ir inžinierių reiškinių dėka buvo galima sukurti daugybę elektros prietaisų: nuo įprasto (droselio) iki transformatoriaus.

Abipusio induktyvumo sąvoka taikoma tik kintamajai srovei, kurios tekėjimo metu grandinėje arba laidininke keičiasi magnetinis srautas.

Nuolatinės krypties elektros srovei būdingi kiti šios jėgos pasireiškimai, pavyzdžiui, potencialų skirtumas galvaninio elemento poliuose, kurį aptarsime vėliau.

Elektros varikliai ir generatoriai

Tas pats elektromagnetinis poveikis pastebimas projektuojant arba, kurio pagrindinis elementas yra indukcinės ritės. Jo darbai prieinama kalba aprašyti daugelyje vadovėlių, susijusių su tema „Elektros inžinerija“. Norint suprasti vykstančių procesų esmę, pakanka prisiminti, kad indukcinis EML sukeliamas laidininkui judant kito lauko viduje.

Pagal aukščiau minėtą elektromagnetinės indukcijos dėsnį, variklio armatūros apvijoje veikimo metu indukuojamas priešinis EMF, kuris dažnai vadinamas „atgal EMF“, nes varikliui veikiant jis nukreipiamas į taikomą įtampą. Tai taip pat paaiškina staigų variklio suvartojamos srovės padidėjimą, kai padidėja apkrova arba užstringa velenas, taip pat paleidimo srovės. Elektros varikliui visos potencialų skirtumo atsiradimo sąlygos yra akivaizdžios - priverstinis jo ritių magnetinio lauko pasikeitimas lemia sukimo momento atsiradimą rotoriaus ašyje.

Deja, šiame straipsnyje mes nesigilinsime į šią temą - rašykite komentaruose, jei ji jus domina, ir mes jums apie tai papasakosime.

Kitame elektros įrenginyje – generatoriuje viskas lygiai taip pat, tačiau jame vykstantys procesai vyksta priešinga kryptimi. Per rotoriaus apvijas praleidžiama elektros srovė, aplink jas susidaro magnetinis laukas (galima naudoti nuolatinius magnetus). Kai rotorius sukasi, laukas, savo ruožtu, sukelia EML statoriaus apvijose, iš kurių pašalinama apkrovos srovė.

Dar šiek tiek teorijos

Projektuojant tokias grandines, atsižvelgiama į srovių pasiskirstymą ir įtampos kritimą ant atskirų elementų. Pirmojo parametro pasiskirstymui apskaičiuoti naudojamas iš fizikos žinomas - įtampos kritimų suma (atsižvelgiant į ženklą) visose uždaros grandinės atšakose yra lygi šios atšakų EML algebrinei sumai. grandinė) ir nustatyti jų reikšmes jie naudoja grandinės atkarpai arba Omo dėsnį visai grandinei, formulę, kuri pateikta toliau:

I=E/(R+r),

kurE – EMF,R yra apkrovos pasipriešinimas,r yra maitinimo šaltinio varža.

Maitinimo šaltinio vidinė varža – tai generatorių ir transformatorių apvijų varža, kuri priklauso nuo laido, kuriuo jie suvynioti, skerspjūvio ir jo ilgio, taip pat galvaninių elementų vidinė varža, kuri priklauso nuo anodo, katodo ir elektrolito būsena.

Atliekant skaičiavimus būtinai atsižvelgiama į vidinę maitinimo šaltinio varžą, kuri laikoma lygiagrečiu jungimu su grandine. Tiksliau, atsižvelgiant į dideles darbinių srovių vertes, atsižvelgiama į kiekvieno jungiamojo laidininko varžą.

EML kasdieniame gyvenime ir matavimo vienetai

Kitų pavyzdžių galima rasti bet kurio paprasto žmogaus praktiniame gyvenime. Šiai kategorijai priklauso tokie žinomi dalykai kaip mažos baterijos, taip pat kitos miniatiūrinės baterijos. Šiuo atveju darbinis EML susidaro dėl cheminių procesų, vykstančių nuolatinės srovės įtampos šaltiniuose.

Kai tai atsiranda akumuliatoriaus gnybtuose (poliuose) dėl vidinių pokyčių, elementas yra visiškai paruoštas darbui. Laikui bėgant, EMF vertė šiek tiek sumažėja, o vidinė varža žymiai padidėja.

Dėl to, jei matuojate prie nieko neprijungto AA akumuliatoriaus įtampą, matote, kad 1,5 V (ar tiek) jam yra normalus, bet kai prie baterijos prijungta apkrova, tarkime, kad įdėjote jį į kokį nors įrenginį - jis neveikia.

Kodėl? Nes jei darysime prielaidą, kad voltmetro vidinė varža yra daug kartų didesnė už vidinę akumuliatoriaus varžą, tuomet išmatavote jo EMF. Kai akumuliatorius apkrovoje pradėjo skleisti srovę, jo gnybtai tapo ne 1,5 V, o, tarkime, 1,2 V - prietaisas neturi pakankamai įtampos ar srovės normaliam darbui. Tiesiog šie 0,3 V nukrito ant galvaninio elemento vidinės varžos. Jeigu baterija labai sena ir jos elektrodai sugadinti, tai akumuliatoriaus gnybtuose gali visai nebūti elektrovaros jėgos ar įtampos – t.y. nulis.

Šis pavyzdys aiškiai parodo skirtumą tarp EML ir įtampos. Tą patį autorius sako ir vaizdo įrašo pabaigoje, kurį galite pamatyti žemiau.

Daugiau apie tai, kaip atsiranda galvaninio elemento EML ir kaip jis matuojamas, galite sužinoti šiame vaizdo įraše:

Imtuvo antenoje taip pat indukuojama labai maža elektrovaros jėga, kuri vėliau sustiprinama specialiomis kaskadomis, ir mes gauname savo televizijos, radijo ir net Wi-Fi signalą.

Išvada

Apibendrinkime ir dar kartą trumpai prisiminkime, kas yra EMF ir kokiais SI vienetais šis dydis išreiškiamas.

1. EML apibūdina neelektrinės kilmės išorinių jėgų (cheminių ar fizinių) darbą elektros grandinėje. Ši jėga atlieka elektros krūvių perkėlimą į ją.
2. EML, kaip ir įtampa, matuojamas voltais.
3. Skirtumai tarp EMF ir įtampos yra tokie, kad pirmasis matuojamas be apkrovos, o antrasis - su apkrova, atsižvelgiant į vidinę maitinimo šaltinio varžą ir ją paveikiant.

Ir galiausiai, norint konsoliduoti apimtą medžiagą, patariu pažiūrėti dar vieną gerą vaizdo įrašą šia tema:

medžiagų

Šiame leidinyje aptariami pagrindiniai magnetinės indukcijos EML apskaičiavimo terminai, dėsniai ir metodai. Naudodamiesi žemiau pateiktomis medžiagomis, galite savarankiškai nustatyti srovės stiprumą tarpusavyje sujungtose grandinėse, įtampos pokyčius tipiniuose transformatoriuose. Ši informacija bus naudinga sprendžiant įvairias elektros problemas.

magnetinis srautas

Yra žinoma, kad srovės pratekėjimas per laidininką yra lydimas elektromagnetinio lauko susidarymo. Šiuo principu veikia garsiakalbiai, fiksavimo įtaisai, relės pavaros ir kiti įrenginiai. Keičiant maitinimo šaltinio parametrus, gaunama reikiama jėga feromagnetinių savybių turinčioms kombinuotoms dalims perkelti (laikyti).

Tačiau yra ir priešingai. Jei laidžios medžiagos rėmas perkeliamas tarp nuolatinio magneto polių išilgai atitinkamos uždaros grandinės, prasidės įkrautų dalelių judėjimas. Prijungę atitinkamus įrenginius, galite užregistruoti srovės (įtampos) pasikeitimą. Atliekant elementarų eksperimentą, galima sužinoti apie poveikio padidėjimą šiose situacijose:

• statmenas laidininko/elektros linijų išdėstymas;
• judėjimo pagreitis.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip pagal paprastą taisyklę nustatyti srovės kryptį laidininke.

Kas yra indukcinė emf

Aukščiau nurodytas krūvių judėjimas sukuria potencialų skirtumą, jei grandinė yra atvira. Pateikta formulė tiksliai parodo, kaip EMF priklausys nuo pagrindinių parametrų:

• magnetinio srauto vektorinė išraiška (B);
• valdymo laidininko ilgis (l) ir greitis (v);
• kampas (α) tarp judėjimo/indukcijos vektorių.

Panašų rezultatą galima gauti, jei sistemą sudaro stacionari laidžioji grandinė, kurią veikia judantis magnetinis laukas. Uždarydami grandinę sukurkite tinkamas sąlygas krūviams judėti. Jei naudosite daug laidininkų (ritės) arba judėsite greičiau, srovė padidės. Pateikti principai sėkmingai taikomi mechanines jėgas paversti elektros energija.

Pavadinimas ir matavimo vienetai

EML formulėse žymimas vektoriumi E. Numanoma įtampa, kurią sukuria išorinės jėgos. Atitinkamai, šią vertę galima apskaičiuoti pagal potencialų skirtumą. Pagal dabartinius tarptautinius standartus (SI) matavimo vienetas yra vienas voltas. Didelės ir mažos reikšmės nurodomos naudojant kelis priešdėlius: „mikro“, „kilo“ ir kt.

Faradėjaus ir Lenco dėsniai

Jei atsižvelgiama į elektromagnetinę indukciją, šių mokslininkų formulės padeda išsiaiškinti reikšmingų sistemos parametrų tarpusavio įtaką. Faradėjaus apibrėžimas leidžia patikslinti priklausomybę nuo EML (E– vidutinė vertė) nuo magnetinio srauto pokyčių (ΔF) ir laikas (Δt):

E = – ∆F/ ∆t.

Tarpinės išvados:

• srovė didėja, jei laidininkas per laiko vienetą kerta didesnį magnetinių jėgos linijų skaičių;
• „-“ formulėje padeda atsižvelgti į abipusį ryšį tarp poliškumo E, kadro greičio, indukcijos vektoriaus krypties.

Lencas pagrindė EML priklausomybę nuo bet kokių magnetinio srauto pokyčių. Kai ritės grandinė uždaryta, susidaro sąlygos krūviams judėti. Šiame įgyvendinimo variante konstrukcija paverčiama tipiniu solenoidu. Šalia susidaro atitinkamas elektromagnetinis laukas.

Šis mokslininkas pagrindė svarbią indukcinio EML savybę. Ritės suformuotas laukas neleidžia keisti išorinio srauto.

Vielos judėjimas magnetiniame lauke

Kaip parodyta pirmoje formulėje (E = B * l * v * sinα), elektrovaros jėgos amplitudė labai priklauso nuo laidininko parametrų. Tiksliau, lauko linijų skaičius grandinės darbo zonos ilgio vienetui turi įtakos. Panašią išvadą galima padaryti ir atsižvelgiant į judėjimo greičio kitimą. Nereikėtų pamiršti ir pažymėtų vektorinių dydžių santykinės padėties (sinα).

Svarbu! Laidininko judėjimas išilgai jėgos linijų nesukelia elektrovaros jėgos.

Besisukanti ritė

Naudojant pavyzdyje parodytą tiesią laidą, sunku užtikrinti optimalų funkcinių komponentų išdėstymą judant. Tačiau sulenkus rėmą galima gauti paprasčiausią elektros generatorių. Didžiausią efektą užtikrina laidininkų skaičiaus padidėjimas darbinio tūrio vienete. Konstrukcija, atitinkanti nurodytus parametrus, yra ritė, tipiškas šiuolaikinio kintamosios srovės generatoriaus elementas.

Norėdami įvertinti magnetinį srautą (F) galite taikyti formulę:

F = B * S * cosα,

kur S yra nagrinėjamo darbinio paviršiaus plotas.

Paaiškinimas. Tolygiai sukant rotorių, atsiranda atitinkamas ciklinis sinusoidinis magnetinio srauto pokytis. Panašiai kinta išėjimo signalo amplitudė. Iš paveikslo matyti, kad tam tikrą reikšmę turi tarpo tarp pagrindinių funkcinių konstrukcijos komponentų dydis.

EML saviindukcija

Jei per ritę praleidžiama kintamoji srovė, šalia susidarys panašių (vienodai besikeičiančių) galios charakteristikų elektromagnetinis laukas. Jis sukuria kintamą sinusoidinį magnetinį srautą, kuris savo ruožtu provokuoja krūvių judėjimą ir elektrovaros jėgos susidarymą. Šis procesas vadinamas saviindukcija.

Atsižvelgiant į svarstomus pagrindinius principus, nesunku nustatyti, kad F = L * l. L reikšmė (henry) lemia ritės indukcines charakteristikas. Šis parametras priklauso nuo apsisukimų skaičiaus ilgio vienete (l) ir laidininko skerspjūvio ploto.

Abipusė indukcija

Jei surinksite dviejų ritių modulį, tam tikromis sąlygomis galite stebėti abipusės indukcijos reiškinį. Elementarus matavimas parodys, kad didėjant atstumui tarp elementų magnetinis srautas mažėja. Atvirkštinis reiškinys stebimas, kai tarpas mažėja.

Norėdami rasti tinkamus komponentus kurdami elektros grandines, turite išstudijuoti teminius skaičiavimus:

• galite paimti, pavyzdžiui, ritinius su skirtingu apsisukimų skaičiumi (n1 ir n2);
• abipusė indukcija (M2) einant per pirmąją srovės grandinęaš1 bus apskaičiuojamas taip:

M2 = (n2 * F)/I1

• konvertavus šią išraišką, nustatoma magnetinio srauto vertė:

F = (M2/n2) *I1

• Norint apskaičiuoti elektromagnetinės indukcijos emf, formulė tinka iš pagrindinių principų aprašymo:

E2 = – n2 * ΔF/ Δt = M 2 * ΔI1/ Δt

Jei reikia, pirmosios ritės santykį galite rasti naudodami panašų algoritmą:

E1 = - n1 * ΔF/ Δt = M 1 * ΔI2/ Δt.

Reikėtų pažymėti, kad šiuo atveju svarbi jėga (I2) antroje darbo grandinėje.

Bendra įtaka (abipusė indukcija - M) apskaičiuojama pagal formulę:

M = K * √(L1 * l2).

Specialus koeficientas (K) atsižvelgia į tikrąjį jungties tarp ritių stiprumą.

Kur naudojami skirtingi EML tipai?

Elektros generavimui naudojamas laidininko judėjimas magnetiniame lauke. Rotoriaus sukimąsi užtikrina skysčių lygių skirtumas (HE), vėjo energija, potvyniai, kuro varikliai.

Skirtingas apsisukimų skaičius (abipusė indukcija) naudojamas transformatoriaus antrinės apvijos įtampai keisti pagal poreikį. Tokiose konstrukcijose abipusis sujungimas padidinamas naudojant feromagnetinę šerdį. Magnetinė indukcija naudojama sukurti galingą atstumiančią jėgą kuriant itin modernius greitkelius. Sukurta levitacija leidžia pašalinti trinties jėgą, žymiai padidinti traukinio greitį.

Vaizdo įrašas

Fizikoje sąvoka elektrovaros jėga(sutrumpintai - EMF) naudojama kaip pagrindinė srovės šaltinių energijos charakteristika.

Elektrovaros jėga (EMF)

Elektrovaros jėga (EMF) - energijos šaltinio gebėjimas sukurti ir išlaikyti potencialų skirtumą ant spaustukų.

EMF- matuojamas voltais

Įtampa šaltinio gnybtuose visada yra mažesnė EMF dėl įtampos kritimo.

Elektrovaros jėga

U RH = E – U R0

U RH yra šaltinio gnybtų įtampa. Matuojama esant uždarai išorinei grandinei.

E - EMF - išmatuotas gamykloje.

Elektrovaros jėga (EMF) yra fizikinis dydis, lygus darbo, kurį, judant elektros krūvį, išorinėmis jėgomis uždaroje grandinėje, padalinimo į patį šį krūvį, daliniui.

Reikėtų pažymėti, kad elektrovaros jėga srovės šaltinyje taip pat atsiranda, kai nėra pačios srovės, tai yra, kai grandinė yra atvira. Ši situacija paprastai vadinama "tuščiąja eiga", o pati vertė EMF kai jis lygus skirtumui tų potencialų, kurie yra srovės šaltinio gnybtuose.

Cheminė elektrovaros jėga

Cheminis elektrovaros jėga yra akumuliatoriuose, galvaninėse baterijose vykstant korozijos procesams. Priklausomai nuo principo, kuriuo remiantis sukurtas tam tikro maitinimo šaltinio veikimas, jie vadinami baterijomis arba galvaniniais elementais.

Viena iš pagrindinių galvaninių elementų skiriamųjų savybių yra ta, kad šie srovės šaltiniai yra, galima sakyti, vienkartiniai. Veikdamos tos veikliosios medžiagos, dėl kurių išsiskiria elektros energija, dėl cheminių reakcijų beveik visiškai suyra. Štai kodėl, jei galvaninis elementas visiškai išsikrovęs, jo naudoti kaip srovės šaltinio nebegalima.

Skirtingai nuo galvaninių elementų, baterijos yra daugkartinio naudojimo. Tai įmanoma, nes juose vykstančios cheminės reakcijos yra grįžtamos.

elektromagnetinė elektrovaros jėga

elektromagnetinis EMF atsiranda veikiant tokiems prietaisams kaip dinamos, elektros varikliai, droseliai, transformatoriai ir kt.

Jo esmė tokia: į magnetinį lauką patalpinus laidininkus ir juos jame judant taip, kad magnetinės jėgos linijos susikerta, atsiranda nukreipimas. EMF. Jei grandinė uždaryta, tada joje atsiranda elektros srovė.

Fizikoje aukščiau aprašytas reiškinys vadinamas elektromagnetine indukcija. elektrovaros jėga, kuris šiuo atveju sukeliamas, vadinamas EMF indukcija.

Reikėtų pažymėti, kad nukreipiant EMF Indukcija atsiranda ne tik tais atvejais, kai laidininkas juda magnetiniame lauke, bet ir jam stovint, tačiau tuo pačiu keičiasi ir paties magnetinio lauko dydis.

Fotoelektrinė elektrovaros jėga

Ši veislė elektrovaros jėga atsiranda, kai yra išorinis arba vidinis fotoelektrinis efektas.

Fizikoje fotoelektrinis efektas (fotoelektrinis efektas) reiškia tą reiškinių grupę, kuri atsiranda, kai šviesa veikia medžiagą, o kartu joje išsiskiria elektronai. Tai vadinama išoriniu fotoelektriniu efektu. Jei vis dėlto pasirodys elektrovaros jėga arba keičiasi medžiagos elektrinis laidumas, tada jie kalba apie vidinį fotoelektrinį efektą.

Dabar tiek išoriniai, tiek vidiniai fotoelektriniai efektai labai plačiai naudojami kuriant ir gaminant daugybę tokių šviesos spinduliuotės imtuvų, kurie šviesos signalus paverčia elektriniais. Visi šie įrenginiai vadinami fotoelementais ir naudojami tiek technikoje, tiek įvairiuose moksliniuose tyrimuose. Visų pirma, fotoelementai naudojami objektyviausiems optiniams matavimams atlikti.

Elektrostatinė varomoji jėga

Kalbant apie šį tipą elektrovaros jėga, tada ji, pavyzdžiui, atsiranda mechaninės trinties metu, kuri atsiranda elektroforiniuose įrenginiuose (specialūs laboratoriniai demonstraciniai ir pagalbiniai prietaisai), taip pat vyksta perkūnijos debesyse.

Wimshurst generatoriai (tai yra kitas elektroforinių mašinų pavadinimas) savo darbui naudoja tokį reiškinį kaip elektrostatinė indukcija. Jų veikimo metu elektros krūviai kaupiasi poliuose, Leydeno stiklainiuose, o potencialų skirtumas gali siekti labai dideles reikšmes (iki kelių šimtų tūkstančių voltų).

Statinės elektros prigimtis yra ta, kad ji atsiranda, kai dėl elektronų praradimo ar įsigijimo sutrinka molekulinė arba intraatominė pusiausvyra.

Pjezoelektrinė elektrovaros jėga

Ši veislė elektrovaros jėga atsiranda, kai suspaudžiamos arba ištempiamos medžiagos, vadinamos pjezoelektrika. Jie plačiai naudojami tokiuose projektuose kaip pjezoelektriniai jutikliai, kristaliniai generatoriai, hidrofonai ir kai kurie kiti.

Būtent pjezoelektrinis efektas yra pjezoelektrinių jutiklių veikimo pagrindas. Jie patys priklauso vadinamojo generatoriaus tipo jutikliams. Juose įvestis yra veikiama jėga, o išėjimas – elektros kiekis.

Kalbant apie tokius įrenginius kaip hidrofonai, jų veikimas pagrįstas vadinamojo tiesioginio pjezoelektrinio efekto principu, kurį turi pjezokeraminės medžiagos. Jo esmė slypi tame, kad jei garso slėgis yra taikomas šių medžiagų paviršiui, jų elektroduose atsiranda potencialų skirtumas. Be to, jis yra proporcingas garso slėgio dydžiui.

Viena iš pagrindinių pjezoelektrinių medžiagų panaudojimo sričių yra kvarcinių generatorių, kurių konstrukcijoje yra kvarciniai rezonatoriai, gamyba. Tokie įtaisai yra skirti priimti griežtai fiksuoto dažnio virpesius, kurie yra stabilūs tiek laiko, tiek temperatūros pokyčių metu, taip pat turi labai žemą fazinio triukšmo lygį.

Termioninė elektrovaros jėga

Ši veislė elektrovaros jėga atsiranda, kai nuo įkaitintų elektrodų paviršiaus atsiranda šiluminė įkrautų dalelių emisija. Termioninė emisija plačiai naudojama praktikoje, pavyzdžiui, ja pagrįstas beveik visų radijo lempų veikimas.

Termoelektrinė elektrovaros jėga

Ši veislė EMF atsiranda, kai temperatūra pasiskirsto labai netolygiai skirtinguose skirtingų laidininkų galuose arba tiesiog skirtingose ​​grandinės dalyse.

termoelektrinis elektrovaros jėga naudojami tokiuose įrenginiuose kaip pirometrai, termoporos ir šaldymo mašinos. Jutikliai, kurių veikimas pagrįstas šiuo reiškiniu, vadinami termoelektriniais ir iš tikrųjų yra termoporos, susidedančios iš kartu sulituotų elektrodų, pagamintų iš skirtingų metalų. Kai šie elementai yra šildomi arba vėsinami, a EMF, kuris yra proporcingas temperatūros pokyčiui.

Šioje pamokoje atidžiau pažvelgsime į ilgalaikės elektros srovės tiekimo mechanizmą. Supažindiname su sąvokomis „jėgos šaltinis“, „išorinės jėgos“, aprašome jų veikimo principą, taip pat supažindiname su elektrovaros sąvoka.

Tema: Nuolatinės srovės įstatymai
Pamoka: Elektrovaros jėga

Vienoje iš ankstesnių temų (elektros srovės egzistavimo sąlygos) jau buvo iškeltas klausimas dėl maitinimo šaltinio reikalingumo ilgalaikiam elektros srovės egzistavimui palaikyti. Savaime, srovę, žinoma, galima gauti ir be tokių maitinimo šaltinių. Pavyzdžiui, fotoaparato blykstės metu iškraunamas kondensatorius. Bet tokia srovė bus per trumpalaikė (1 pav.).

Ryžiai. 1. Trumpalaikė srovė abipusio dviejų priešingai įkrautų elektroskopų iškrovimo metu ()

Kulono jėgos visada stengiasi sujungti priešingus krūvius, taip išlygindamos potencialus visoje grandinėje. Ir, kaip žinote, norint, kad būtų laukas ir srovė, būtinas potencialų skirtumas. Todėl neapsieinama be jokių kitų jėgų, kurios skiria krūvius ir palaiko potencialų skirtumą.

Apibrėžimas. Išorinės jėgos – neelektrinės kilmės jėgos, nukreiptos į krūvius.

Šios jėgos gali būti skirtingo pobūdžio, priklausomai nuo šaltinio tipo. Baterijose jie yra cheminės kilmės, elektros generatoriuose – magnetiniai. Būtent jie užtikrina srovės buvimą, nes elektrinių jėgų darbas uždaroje grandinėje visada yra lygus nuliui.

Antroji energijos šaltinių užduotis, be potencialų skirtumo palaikymo, yra papildyti energijos nuostolius susidūrus elektronams su kitomis dalelėmis, dėl kurių pirmosios praranda kinetinę energiją, o laidininko vidinė energija didėja.

Šaltinio viduje esančios trečiosios šalies jėgos veikia prieš elektrines jėgas, skleidžiant krūvius priešingomis nei jų natūraliai eigai kryptimis (judant išorinėje grandinėje) (2 pav.).

Ryžiai. 2. Trečiųjų šalių pajėgų veikimo schema

Maitinimo šaltinio veikimo analogu galima laikyti vandens siurblį, kuris leidžia vandenį prieš natūralią eigą (iš apačios į viršų, į butus). Ir atvirkščiai, veikiamas gravitacijos vanduo natūraliai nusileidžia, tačiau nuolatiniam buto vandentiekio veikimui būtinas nuolatinis siurblio veikimas.

Apibrėžimas. Elektrovaros jėga – išorinių jėgų, judinančių krūvį, darbo santykis su šio krūvio dydžiu. Pavadinimas - :

Matavimo vienetas:

Įdėti. EMF atvira ir uždara grandinė

Apsvarstykite šią grandinę (3 pav.):

Ryžiai. 3.

Su atviru raktu ir idealiu voltmetru (varža be galo didelė) grandinėje nebus srovės, o galvaninio elemento viduje bus atliekami tik krūvių atskyrimo darbai. Tokiu atveju voltmetras parodys EMF vertę.

Kai raktas uždarytas, srovė tekės per grandinę, o voltmetras neberodys EMF reikšmės, rodys įtampos vertę, tokią pat, kaip ir rezistoriaus galuose. Su uždara kilpa:

Čia: - išorinės grandinės įtampa (prie apkrovos ir maitinimo laidų); - įtampa galvaninio elemento viduje.

Kitoje pamokoje išnagrinėsime Omo dėsnį visai grandinei.

Bibliografija

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (pagrindinis lygis) - M.: Mnemozina, 2012 m.
2. Gendensteinas L.E., Dickas Yu.I. Fizikos 10 klasė. - M.: Ileksa, 2005 m.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizika. Elektrodinamika. - M.: 2010 m.

1. ens.tpu.ru ().
2. physbook.ru ().
3. elektrodinamika.narod.ru ().

Namų darbai

1. Kas yra išorinės jėgos, kokia jų prigimtis?
2. Kaip srovės šaltinio atvirų polių įtampa yra susijusi su jo EML?
3. Kaip energija paverčiama ir perduodama uždaroje grandinėje?
4. * Žibintuvėlio baterija EMF – 4,5 V. Ar nuo šios baterijos visa šiluma degs 4,5 V lemputė? Kodėl?