EMF гэж юу вэ, ямар нэгжээр хэмжигддэг вэ. EMF. Бүрэн хэлхээний Ом-ын хууль. Бодит EMF эх үүсвэр

Юу EMF(цахилгаан хөдөлгөгч хүч) физикт? Цахилгаан гүйдлийг хүн бүр ойлгодоггүй. Сансрын зай шиг, зөвхөн хамрын доор. Ер нь эрдэмтэд ч бүрэн ойлгоогүй. Санахад хангалттай Никола ТеслаТүүний алдартай туршилтууд нь цаг хугацаанаасаа олон зуун жилийн өмнө, тэр ч байтугай өнөөг хүртэл нууцлаг гэрэлд үлджээ. Өнөөдөр бид том нууцыг тайлахгүй байгаа ч олж мэдэхийг хичээж байна физикт emf гэж юу вэ.

Физик дэх EMF-ийн тодорхойлолт

EMFцахилгаан хөдөлгөгч хүч юм. Үсгээр тэмдэглэсэн Э эсвэл Грекийн жижиг үсэг epsilon.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч- гадны хүчний ажлыг тодорхойлдог скаляр физик хэмжигдэхүүн ( цахилгаан бус гаралтай хүч) хувьсах ба тогтмол гүйдлийн цахилгаан хэлхээнд ажиллах.

EMF, гэх мэт хүчдэл e, вольтоор хэмжигддэг. Гэсэн хэдий ч EMF ба хүчдэл нь өөр өөр үзэгдэл юм.

Хүчдэл(А ба В цэгүүдийн хооронд) - нэгж туршилтын цэнэгийг нэг цэгээс нөгөөд шилжүүлэх үед гүйцэтгэсэн үр дүнтэй цахилгаан талбайн ажилтай тэнцүү физик хэмжигдэхүүн.

Бид "хуруунд" EMF-ийн мөн чанарыг тайлбарладаг.

Юу болохыг ойлгохын тулд бид аналоги жишээг өгч болно. Бид бүрэн усаар дүүрсэн усны цамхаг байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ цамхагийг батерейтай харьцуул.

Цамхаг дүүрсэн үед цамхагийн ёроолд ус хамгийн их дарамт үзүүлдэг. Үүний дагуу цамхаг дахь ус бага байх тусам цоргоноос урсах усны даралт, даралт сул болно. Хэрэв та цоргыг нээвэл ус эхлээд хүчтэй даралтын дор аажим аажмаар урсаж, дараа нь даралт бүрэн сулрах хүртэл аажмаар аажмаар урсах болно. Энд стресс гэдэг нь усны ёроолд үзүүлэх дарамт юм. Тэг хүчдэлийн түвшний хувьд бид цамхагийн ёроолыг авна.

Батерейны хувьд ч мөн адил. Нэгдүгээрт, бид одоогийн эх үүсвэрийг (зайг) хэлхээнд оруулаад хаадаг. Энэ нь цаг эсвэл гар чийдэн байг. Хүчдэл хангалттай, батерей нь цэнэггүй бол гар чийдэн тод гэрэлтэж, дараа нь бүрэн унтартал аажмаар унтардаг.

Гэхдээ даралт дуусахгүй гэдгийг яаж баталгаажуулах вэ? Өөрөөр хэлбэл, цамхагийн усны түвшинг хэрхэн тогтвортой байлгах, гүйдлийн эх үүсвэрийн туйл дээр тогтмол потенциалын зөрүүг хэрхэн хадгалах. Цамхагийн жишээн дээр EMF-ийг насос хэлбэрээр танилцуулсан бөгөөд энэ нь цамхаг руу шинэ усны урсгалыг баталгаажуулдаг.

EMF-ийн мөн чанар

Өөр өөр гүйдлийн эх үүсвэрүүдэд EMF үүсэх шалтгаан нь өөр өөр байдаг. Үүссэн шинж чанараас хамааран дараахь төрлүүдийг ялгадаг.

• Химийн emf.Химийн урвалын улмаас батерей, аккумляторт үүсдэг.
• Thermo EMF.Янз бүрийн температурт өөр өөр дамжуулагчийн контактуудыг холбоход тохиолддог.
• Индукцийн EMF.Эргэдэг дамжуулагчийг соронзон орон дээр байрлуулах үед генераторт үүсдэг. Дамжуулагч нь тогтмол соронзон орны хүчний шугамыг гатлах эсвэл соронзон орны хэмжээ өөрчлөгдөх үед дамжуулагч дотор EMF үүснэ.
• Фотоэлектрик EMF.Энэхүү EMF үүсэх нь гадаад эсвэл дотоод фотоэлектрик эффектийн үзэгдлээр хөнгөвчилдөг.
• Пьезоэлектрик EMF. EMF нь бодисыг сунгах эсвэл шахах үед үүсдэг.

Эрхэм хүндэт найзууд аа, өнөөдөр бид "Даммигийн EMF" сэдвийг авч үзсэн. Таны харж байгаагаар EMF цахилгаан бус гаралтай хүч, энэ нь хэлхээнд цахилгаан гүйдлийн урсгалыг хадгалж байдаг. Хэрэв та EMF-тэй холбоотой асуудлууд хэрхэн шийдэгдэж байгааг мэдэхийг хүсвэл бидэнтэй холбоо барихыг зөвлөж байна манай зохиолчид- аливаа сэдэвчилсэн асуудлыг шийдвэрлэх явцыг хурдан бөгөөд тодорхой тайлбарлах нямбай сонгогдсон, батлагдсан мэргэжилтнүүд. Уламжлал ёсоор, төгсгөлд бид таныг сургалтын видеог үзэхийг урьж байна. Аз жаргалтай үзээд, сурлагад нь амжилт хүсье!

EMF гэдэг нь цахилгаан хэлхээний хэлхээнд нэгж цэнэгийг хөдөлгөх гадны хүчний тодорхой ажил гэж ойлгогддог. Цахилгаан эрчим хүчний энэхүү ойлголт нь техникийн мэдлэгийн янз бүрийн салбартай холбоотой олон физик тайлбарыг агуулдаг. Цахилгааны инженерийн хувьд энэ нь индуктив ороомогт хувьсах талбар үүсэх үед гарч ирдэг гадны хүчний тодорхой ажил юм. Химийн хувьд энэ нь электролизийн явцад, мөн цахилгаан цэнэгийг салгах урвалын үед үүсэх боломжит зөрүүг хэлнэ. Физикийн хувьд энэ нь жишээлбэл, цахилгаан термопарын төгсгөлд үүссэн цахилгаан хөдөлгөгч хүчтэй тохирч байна. EMF-ийн мөн чанарыг энгийн үгээр тайлбарлахын тулд та үүнийг тайлбарлах сонголт бүрийг авч үзэх хэрэгтэй.

Өгүүллийн үндсэн хэсэг рүү шилжихээсээ өмнө EMF ба хүчдэл нь утгаараа маш төстэй ойлголт боловч зарим талаараа ялгаатай гэдгийг бид тэмдэглэж байна. Товчхондоо, EMF нь ачаалалгүй тэжээлийн эх үүсвэр дээр байдаг бөгөөд ачаалал түүнд холбогдсон үед энэ нь аль хэдийн хүчдэл юм. Учир нь ачаалал дор байгаа IP дээрх вольтын тоо бараг үргэлж түүнгүйгээр бага байдаг. Энэ нь трансформатор, гальваник элемент зэрэг эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн дотоод эсэргүүцэлтэй холбоотой юм.

Цахилгаан соронзон индукц (өөрөө индукц)

Цахилгаан соронзон индукцаас эхэлье. Энэ үзэгдэл нь хуулийг тодорхойлдог. Энэ үзэгдлийн физик утга нь цахилгаан соронзон орон нь ойролцоох дамжуулагчийн EMF-ийг өдөөдөг чадвар юм. Энэ тохиолдолд талбар нь жишээлбэл, векторуудын хэмжээ, чиглэлд өөрчлөгдөх ёстой, эсвэл дамжуулагчтай харьцуулахад шилжих ёстой, эсвэл дамжуулагч нь энэ талбартай харьцуулахад шилжих ёстой. Энэ тохиолдолд дамжуулагчийн төгсгөлд боломжит зөрүү үүсдэг.

Утгатай ижил төстэй өөр нэг үзэгдэл байдаг - харилцан индукц. Энэ нь нэг ороомгийн чиглэл ба гүйдлийн хүчийг өөрчлөх нь ойролцоох ороомгийн терминалуудад EMF-ийг өдөөдөг бөгөөд энэ нь цахилгаан, электроник зэрэг технологийн янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь нэг ороомгийн соронзон урсгал нь хоёр дахь ороомгийн гүйдэл ба хүчдэлийг өдөөдөг трансформаторын үйл ажиллагааны үндэс суурь болдог.

Цахилгааны хувьд EMF хэмээх физик эффектийг тусгай хувьсах гүйдлийн хувиргагч үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь үр дүнтэй хэмжигдэхүүнүүдийн (гүйдэл ба хүчдэл) хүссэн утгыг өгдөг. Индукц ба инженерүүдийн үзэгдлийн ачаар ердийн төхөөрөмжөөс трансформатор хүртэл олон цахилгаан төхөөрөмжийг бий болгох боломжтой болсон.

Харилцан индукцийн тухай ойлголт нь зөвхөн эргэлтийн гүйдэлд хамаарах бөгөөд урсгалын явцад соронзон урсгал нь хэлхээ эсвэл дамжуулагчаар өөрчлөгддөг.

Тогтмол чиглэлтэй цахилгаан гүйдлийн хувьд энэ хүчний бусад илрэлүүд нь жишээлбэл, гальваник эсийн туйл дахь боломжит ялгаа зэрэг шинж чанартай байдаг бөгөөд үүнийг бид доор авч үзэх болно.

Цахилгаан мотор ба генератор

Үүнтэй ижил цахилгаан соронзон нөлөө нь дизайн эсвэл гол элемент нь индуктив ороомог юм. Түүний бүтээлийг "Цахилгаан инженерчлэл" гэсэн сэдэвтэй холбоотой олон сурах бичигт хүртээмжтэй хэлээр дүрсэлсэн байдаг. Одоо явагдаж буй үйл явцын мөн чанарыг ойлгохын тулд дамжуулагч өөр талбарт шилжих үед индукцийн EMF өдөөгддөг гэдгийг санахад хангалттай.

Дээр дурдсан цахилгаан соронзон индукцийн хуулийн дагуу хөдөлгүүрийн арматурын ороомог дээр ажиллах явцад эсрэг EMF үүсдэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн "арын EMF" гэж нэрлэдэг, учир нь мотор ажиллаж байх үед энэ нь өгсөн хүчдэл рүү чиглэгддэг. Энэ нь ачаалал ихсэх эсвэл босоо амыг гацах үед хөдөлгүүрийн зарцуулсан гүйдэл, түүнчлэн эхлэх гүйдлийн огцом өсөлтийг тайлбарладаг. Цахилгаан моторын хувьд боломжит зөрүү үүсэх бүх нөхцөл нь тодорхой байдаг - түүний ороомгийн соронзон орны албадан өөрчлөлт нь роторын тэнхлэгт эргүүлэх момент үүсэхэд хүргэдэг.

Харамсалтай нь, энэ нийтлэлийн хүрээнд бид энэ сэдвийг судлахгүй - хэрэв энэ нь танд сонирхолтой байвал сэтгэгдэл дээр бичээрэй, бид танд энэ талаар хэлэх болно.

Өөр цахилгаан төхөөрөмж - генераторын хувьд бүх зүйл яг адилхан боловч түүн дээр гарч буй үйл явц нь эсрэг чиглэлтэй байдаг. Цахилгаан гүйдэл нь роторын ороомогоор дамждаг бөгөөд тэдгээрийн эргэн тойронд соронзон орон үүсдэг (байнгын соронз ашиглаж болно). Ротор эргэх үед талбар нь эргээд статорын ороомог дахь EMF-ийг өдөөдөг бөгөөд үүнээс ачааллын гүйдэл арилдаг.

Өөр хэдэн онол

Ийм хэлхээг зохион бүтээхдээ гүйдлийн хуваарилалт, бие даасан элементүүдийн хүчдэлийн уналтыг харгалзан үздэг. Эхний параметрийн тархалтыг тооцоолохын тулд физикээс мэдэгдэж байгаа зүйлийг ашигладаг - хаалттай хэлхээний бүх салбар дахь хүчдэлийн уналтын нийлбэр (тэмдэгтийг харгалзан) энэ хэлхээний салбаруудын EMF-ийн алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү байна. ) ба тэдгээрийн утгыг тодорхойлохын тулд тэдгээр нь хэлхээний хэсэг эсвэл бүрэн хэлхээний Ом-ын хуулийг ашиглан доор өгөгдсөн томъёог ашиглана.

I=E/(R+r),

хаанаE - EMF,R нь ачааллын эсэргүүцэл,r нь тэжээлийн хангамжийн эсэргүүцэл юм.

Цахилгаан хангамжийн дотоод эсэргүүцэл нь генератор ба трансформаторын ороомгийн эсэргүүцэл бөгөөд тэдгээр нь ороосон утасны хөндлөн огтлол, түүний урт, түүнчлэн гальван элементийн дотоод эсэргүүцэлээс хамаардаг. анод, катод, электролитийн төлөв байдал.

Тооцоолол хийхдээ хэлхээнд зэрэгцээ холболт гэж тооцогддог тэжээлийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг заавал харгалзан үзнэ. Илүү нарийвчлалтай хандлагын хувьд үйл ажиллагааны гүйдлийн их утгыг харгалзан холбогч дамжуулагч бүрийн эсэргүүцлийг харгалзан үздэг.

Өдөр тутмын амьдралд EMF ба хэмжилтийн нэгжүүд

Бусад жишээнүүд жирийн хүний ​​практик амьдралд байдаг. Энэ ангилалд жижиг батерей, бусад бяцхан батерей гэх мэт танил зүйлс орно. Энэ тохиолдолд ажлын EMF нь тогтмол гүйдлийн хүчдэлийн эх үүсвэр дотор явагдаж буй химийн процессын улмаас үүсдэг.

Дотоод өөрчлөлтөөс болж батерейны терминал (туйл) дээр үүссэн тохиолдолд элемент бүрэн ажиллахад бэлэн болно. Цаг хугацаа өнгөрөхөд EMF-ийн утга бага зэрэг буурч, дотоод эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц нэмэгддэг.

Үүний үр дүнд, хэрэв та ямар нэгэн зүйлд холбогдоогүй АА батерей дээрх хүчдэлийг хэмжих юм бол 1.5V (эсвэл тийм) хэвийн байгааг харж болно, гэхдээ батерейнд ачаалал холбогдсон үед та үүнийг зарим төхөөрөмжид суулгасан гэж бодъё. - энэ нь ажиллахгүй байна.

Яагаад? Учир нь хэрэв бид вольтметрийн дотоод эсэргүүцэл нь батерейны дотоод эсэргүүцлээс хэд дахин их байна гэж үзвэл та түүний EMF-ийг хэмжсэн. Батерей нь ачаалалд гүйдэл өгч эхлэхэд түүний терминалууд 1.5V биш, харин 1.2V болсон - төхөөрөмж хэвийн ажиллахад хангалттай хүчдэл эсвэл гүйдэл байхгүй байна. Зөвхөн эдгээр 0.3V нь гальваник эсийн дотоод эсэргүүцэл дээр унасан. Хэрэв батерей нь маш хуучирсан бөгөөд түүний электродууд эвдэрсэн бол батерейны терминал дээр цахилгаан хөдөлгөгч хүч эсвэл хүчдэл огт байхгүй байж магадгүй юм. тэг.

Энэ жишээ нь EMF ба хүчдэлийн ялгааг тодорхой харуулж байна. Зохиогч нь видеоны төгсгөлд мөн адил хэлсэн бөгөөд та үүнийг доороос харж болно.

Та дараах видеоноос гальваник эсийн EMF хэрхэн үүсдэг, түүнийг хэрхэн хэмждэг талаар илүү ихийг мэдэж болно.

Хүлээн авагчийн антенн дотор маш бага цахилгаан хөдөлгөгч хүч үүсдэг бөгөөд энэ нь тусгай каскадын тусламжтайгаар нэмэгддэг бөгөөд бид телевиз, радио, тэр ч байтугай Wi-Fi дохиог хүлээн авдаг.

Дүгнэлт

EMF гэж юу болох, энэ хэмжигдэхүүнийг ямар SI нэгжээр илэрхийлснийг нэгтгэн дүгнэж, дахин нэг удаа эргэн санацгаая.

1. EMF нь цахилгаан хэлхээн дэх цахилгаан бус гарал үүсэлтэй гадны хүчний (химийн эсвэл физик) ажлыг тодорхойлдог. Энэ хүч нь түүнд цахилгаан цэнэгийг шилжүүлэх ажлыг гүйцэтгэдэг.
2. EMF нь хүчдэлийн нэгэн адил вольтоор хэмжигддэг.
3. EMF ба хүчдэлийн хоорондох ялгаа нь эхнийх нь ачаалалгүйгээр хэмжигддэг, хоёр дахь нь ачааллын үед эрчим хүчний эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцлийг харгалзан үзэж, нөлөөлдөг.

Эцэст нь, хамрагдсан материалыг нэгтгэхийн тулд би энэ сэдвээр өөр нэг сайн видео үзэхийг зөвлөж байна.

материал

Энэхүү нийтлэлд соронзон индукцийн EMF-ийг тооцоолох үндсэн нэр томъёо, хууль тогтоомж, аргуудыг авч үзэх болно. Доорх материалыг ашиглан та хоорондоо холбогдсон хэлхээний гүйдлийн хүч, ердийн трансформатор дахь хүчдэлийн өөрчлөлтийг бие даан тодорхойлж болно. Энэ мэдээлэл нь янз бүрийн цахилгааны асуудлыг шийдвэрлэхэд хэрэгтэй болно.

соронзон урсгал

Дамжуулагчаар дамжих гүйдэл нь цахилгаан соронзон орон үүсэхтэй холбоотой гэдгийг мэддэг. Чанга яригч, түгжих төхөөрөмж, реле хөтөч болон бусад төхөөрөмжүүдийн ажиллагаа нь энэ зарчим дээр суурилдаг. Эрчим хүчний эх үүсвэрийн параметрүүдийг өөрчилснөөр ферромагнитын шинж чанартай хосолсон хэсгүүдийг хөдөлгөх (барьж) авахад шаардлагатай хүчийг олж авдаг.

Гэсэн хэдий ч эсрэгээр нь бас үнэн юм. Хэрэв дамжуулагч материалын хүрээг байнгын соронзон туйлуудын хооронд харгалзах хаалттай хэлхээний дагуу хөдөлгөвөл цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөн эхэлнэ. Тохирох төхөөрөмжүүдийг холбосноор та одоогийн (хүчдэл) өөрчлөлтийг бүртгэж болно. Анхан шатны туршилтын явцад дараахь тохиолдолд үр нөлөө нэмэгдэж байгааг олж мэдэх боломжтой.

• дамжуулагч / цахилгаан шугамын перпендикуляр зохион байгуулалт;
• хөдөлгөөний хурдатгал.

Дээрх зураг нь энгийн дүрэм ашиглан дамжуулагчийн гүйдлийн чиглэлийг хэрхэн тодорхойлохыг харуулж байна.

Индукцийн emf гэж юу вэ

Дээр дурдсан цэнэгийн хөдөлгөөн нь хэлхээ нээлттэй байвал боломжит зөрүүг үүсгэдэг. Үзүүлсэн томъёо нь EMF нь үндсэн параметрүүдээс хэрхэн хамааралтай болохыг харуулж байна.

• соронзон урсгалын вектор илэрхийлэл (B);
• хяналтын дамжуулагчийн урт (l) ба хурд (v);
• хөдөлгөөн/индукцийн векторуудын хоорондох өнцөг (α).

Хэрэв систем нь хөдөлгөөнт соронзон орны нөлөөлөлд өртөж буй хөдөлгөөнгүй дамжуулагч хэлхээнээс бүрдсэн бол ижил төстэй үр дүнд хүрч болно. Хэлхээг хааснаар цэнэгийн хөдөлгөөнд тохиромжтой нөхцлийг бүрдүүлнэ. Хэрэв та олон дамжуулагч (ороомог) ашигладаг эсвэл илүү хурдан хөдөлдөг бол гүйдэл нэмэгдэх болно. Механик хүчийг цахилгаан энерги болгон хувиргахад танилцуулсан зарчмуудыг амжилттай ашиглаж байна.

Зориулалт ба хэмжих нэгж

Томъёо дахь EMF-ийг В вектороор тэмдэглэв E. Гадны хүчнээс үүссэн хурцадмал байдлыг илэрхийлнэ. Үүний дагуу энэ утгыг боломжит зөрүүгээр тооцоолж болно. Одоогийн олон улсын стандартын дагуу (SI) хэмжих нэгж нь нэг вольт юм. Том, жижиг утгыг "микро", "кило" гэх мэт олон угтвар ашиглан зааж өгсөн болно.

Фарадей ба Ленцийн хуулиуд

Хэрэв цахилгаан соронзон индукцийг авч үзвэл эдгээр эрдэмтдийн томъёолол нь системийн чухал параметрүүдийн харилцан нөлөөллийг тодруулахад тусалдаг. Фарадейгийн тодорхойлолт нь EMF-ийн хамаарлыг сайжруулах боломжийг олгодог (Э– дундаж утга) соронзон урсгалын өөрчлөлтөөс (ΔФ) ба цаг хугацаа (Δт):

E = – ∆F/ ∆t.

Завсрын дүгнэлт:

• дамжуулагч нь нэгж хугацаанд илүү олон тооны соронзон шугамыг гаталж байвал гүйдэл нэмэгддэг;
• Томъёоны "-" нь туйлшрал Е, хүрээний хурд, индукцийн векторын чиглэл хоорондын харилцан хамаарлыг харгалзан үзэхэд тусалдаг.

Ленц соронзон урсгалын аливаа өөрчлөлтөөс EMF-ийн хамаарлыг нотолсон. Ороомог хэлхээг хаах үед цэнэгийн хөдөлгөөн хийх нөхцөл бүрддэг. Энэ хувилбарт дизайныг ердийн ороомог болгон хувиргасан. Түүний хажууд тохирох цахилгаан соронзон орон үүсдэг.

Энэхүү эрдэмтэн индукцийн EMF-ийн чухал шинж чанарыг нотолсон. Ороомогоос үүссэн талбар нь гадаад урсгалыг өөрчлөхөөс сэргийлдэг.

Соронзон орон дахь утасны хөдөлгөөн

Эхний томъёонд үзүүлснээр (E = B * l * v * sinα) цахилгаан хөдөлгөгч хүчний далайц нь дамжуулагчийн параметрүүдээс ихээхэн хамаардаг. Илүү нарийвчлалтай хэлбэл, хэлхээний ажлын талбайн нэгжийн урт дахь талбайн шугамын тоо нөлөөлдөг. Хөдөлгөөний хурдны өөрчлөлтийг харгалзан ижил төстэй дүгнэлт хийж болно. Тэмдэглэгдсэн вектор хэмжигдэхүүнүүдийн (sinα) харьцангуй байрлалыг мартаж болохгүй.

Чухал!Дамжуулагчийг хүчний шугамын дагуу хөдөлгөх нь цахилгаан хөдөлгөгч хүчний индукцийг өдөөдөггүй.

Эргэдэг ороомог

Жишээнд үзүүлсэн шулуун утсыг ашиглах үед хөдөлж байх үед функциональ бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн оновчтой зохицуулалтыг хангахад хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч хүрээг гулзайлгаснаар та хамгийн энгийн цахилгаан үүсгүүрийг авч болно. Ажлын эзлэхүүний нэгжид ногдох дамжуулагчийн тоог нэмэгдүүлэх замаар хамгийн их үр нөлөөг хангана. Тайлбарласан параметрүүдэд тохирсон загвар нь орчин үеийн ээлжит гүйдлийн генераторын ердийн элемент болох ороомог юм.

Соронзон урсгалыг тооцоолохын тулд (Ф) та томъёог хэрэглэж болно:

F = B * S * cosα,

Энд S нь ажлын гадаргуугийн талбайн хэмжээ юм.

Тайлбар.Роторыг жигд эргүүлснээр соронзон урсгалд тохирох циклийн синусоид өөрчлөлт гардаг. Гаралтын дохионы далайц ижил төстэй байдлаар өөрчлөгддөг. Бүтцийн үндсэн функциональ бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох зайны хэмжээ нь тодорхой ач холбогдолтой болох нь зурагнаас тодорхой харагдаж байна.

EMF өөрөө индукц

Хэрэв ороомогоор хувьсах гүйдэл дамжих юм бол ойролцоох ижил төстэй (нэг жигд өөрчлөгдөх) чадлын шинж чанартай цахилгаан соронзон орон үүснэ. Энэ нь хувьсах синусоид соронзон урсгалыг бий болгодог бөгөөд энэ нь эргээд цэнэгийн хөдөлгөөн, цахилгаан хөдөлгөгч хүч үүсэхийг өдөөдөг. Энэ процессыг өөрөө индукц гэж нэрлэдэг.

Үндсэн зарчмуудыг харгалзан үзвэл F = L * l гэдгийг тодорхойлоход хялбар байдаг. L-ийн утга (henry-д) нь ороомгийн индуктив шинж чанарыг тодорхойлдог. Энэ параметр нь нэгж урт дахь эргэлтийн тоо (l) ба дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбайгаас хамаарна.

Харилцан индукц

Хэрэв та тодорхой нөхцөлд хоёр ороомгийн модулийг угсарвал харилцан индукцийн үзэгдлийг ажиглаж болно. Элемент хоорондын зай ихсэх тусам соронзон урсгал буурч байгааг энгийн хэмжилтээр харуулна. Цоорхой багасах тусам урвуу үзэгдэл ажиглагдаж байна.

Цахилгаан хэлхээг үүсгэхдээ тохирох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг олохын тулд та сэдэвчилсэн тооцоог судлах хэрэгтэй.

• та жишээ нь янз бүрийн эргэлттэй ороомог авч болно (n1 ба n2);
• харилцан индукц (М2) эхний гүйдлийн хэлхээгээр дамжин өнгөрөх үедI1-ийг дараах байдлаар тооцоолно.

M2 = (n2 * F)/I1

• Энэ илэрхийллийг хөрвүүлсний дараа соронзон урсгалын утгыг тодорхойлно.

F = (M2/ n2) *I1

• Цахилгаан соронзон индукцийн emf-ийг тооцоолохын тулд үндсэн зарчмуудын тайлбараас томъёо нь тохиромжтой.

E2 = - n2 * ΔF/ Δt = M 2 * ΔI1/ Δt

Шаардлагатай бол та ижил төстэй алгоритмыг ашиглан эхний ороомгийн харьцааг олж болно.

E1 = - n1 * ΔF/ Δt = M 1 * ΔI2/ Δt.

Энэ тохиолдолд хоёр дахь ажлын хэлхээний хүч (I2) чухал гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Хамтарсан нөлөөллийг (харилцан индукц - M) дараах томъёогоор тооцоолно.

M = K * √(L1 * l2).

Тусгай коэффициент (K) нь ороомог хоорондын холболтын бодит хүчийг харгалзан үздэг.

Төрөл бүрийн EMF хаана ашиглагддаг вэ?

Соронзон орон дахь дамжуулагчийг хөдөлгөх нь цахилгаан үүсгэхэд ашиглагддаг. Роторын эргэлтийг шингэний түвшин (УЦС), салхины эрчим хүч, түрлэг, түлшний хөдөлгүүрийн зөрүүгээр хангадаг.

Шаардлагатай бол трансформаторын хоёрдогч ороомгийн хүчдэлийг өөрчлөхийн тулд өөр тооны эргэлтийг (харилцан индукц) ашигладаг. Ийм загварт ферросоронзон цөм ашиглан харилцан холболтыг нэмэгдүүлдэг. Соронзон индукц нь хэт орчин үеийн хурдны замыг бий болгоход хүчтэй түлхэх хүчийг бий болгоход ашиглагддаг. Үүсгэсэн левитаци нь үрэлтийн хүчийг арилгах, галт тэрэгний хурдыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.

Видео

Физикийн хувьд ойлголт цахилгаан хөдөлгөгч хүч(товчилсон - EMF) одоогийн эх үүсвэрүүдийн эрчим хүчний гол шинж чанар болгон ашигладаг.

Цахилгаан хөдөлгөх хүч (EMF)

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) - эрчим хүчний эх үүсвэрийн хавчааруудын боломжит зөрүүг бий болгох, хадгалах чадвар.

EMF- вольтоор хэмжсэн

Эх үүсвэрийн терминал дээрх хүчдэл үргэлж бага байдаг EMFхүчдэлийн уналтаар.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч

U RH = E – U R0

U RH нь эх үүсвэрийн терминал дээрх хүчдэл юм. Гаднах хэлхээг хаалттай байхад хэмжсэн.

E - EMF - үйлдвэрт хэмжсэн.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) нь цахилгаан цэнэгийг хөдөлгөх үед битүү хэлхээнд гадны хүчний гүйцэтгэдэг ажлын хуваалтын коэффициенттэй тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм.

Үүнийг тэмдэглэх нь зүйтэй цахилгаан хөдөлгөгч хүчгүйдлийн эх үүсвэрт гүйдэл өөрөө байхгүй үед, өөрөөр хэлбэл хэлхээ нээлттэй үед тохиолддог. Энэ нөхцөл байдлыг ихэвчлэн "сул зогсолт" гэж нэрлэдэг бөгөөд үнэ цэнэ нь өөрөө юм EMFэнэ нь одоогийн эх үүсвэрийн терминал дээр байгаа потенциалуудын зөрүүтэй тэнцүү байх үед.

Химийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч

Химийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчзэврэлтээс үүсэх процессын явцад батерей, гальван батерейнд байдаг. Тодорхой эрчим хүчний эх үүсвэрийг ажиллуулах зарчмаас хамааран тэдгээрийг батерей эсвэл гальван эс гэж нэрлэдэг.

Гальваник эсийн гол ялгах шинж чанаруудын нэг нь эдгээр гүйдлийн эх үүсвэрүүд нь нэг удаагийнх байдаг. Тэдний үйл ажиллагааны явцад цахилгаан энерги ялгардаг эдгээр идэвхтэй бодисууд химийн урвалын үр дүнд бараг бүрэн задардаг. Тийм ч учраас гальваник элемент бүрэн цэнэггүй болсон тохиолдолд түүнийг одоогийн эх үүсвэр болгон ашиглах боломжгүй болно.

Гальваник эсээс ялгаатай нь батерейг дахин ашиглах боломжтой. Тэдгээрийн дотор явагддаг химийн урвалууд буцаах боломжтой байдаг тул энэ нь боломжтой юм.

цахилгаан соронзон цахилгаан хөдөлгөгч хүч

цахилгаан соронзон EMFДинамо, цахилгаан мотор, багалзуур, трансформатор гэх мэт төхөөрөмжийг ажиллуулах явцад үүсдэг.

Үүний мөн чанар нь дараах байдалтай байна: дамжуулагчийг соронзон орон дотор байрлуулж, соронзон хүчний соронзон шугамууд огтлолцох байдлаар хөдөлгөхөд чиглүүлэлт үүсдэг. EMF. Хэрэв хэлхээ хаагдсан бол дотор нь цахилгаан гүйдэл үүсдэг.

Физикийн хувьд дээр дурдсан үзэгдлийг цахилгаан соронзон индукц гэж нэрлэдэг. цахилгаан хөдөлгөгч хүч, энэ тохиолдолд өдөөгдөж байгаа, гэж нэрлэдэг EMFиндукц.

Энэ нь зааж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй EMFИндукц нь зөвхөн дамжуулагч соронзон орон дотор хөдөлж байх үед төдийгүй хөдөлгөөнгүй байх үед тохиолддог боловч соронзон орны хэмжээ өөрөө өөрчлөгддөг.

Фотоэлектрик цахилгаан хөдөлгөгч хүч

Энэ олон янз байдал цахилгаан хөдөлгөгч хүчгадаад эсвэл дотоод фотоэлектрик эффект байгаа үед үүсдэг.

Физикийн хувьд фотоэлектрик эффект (фотоэлектрик эффект) гэдэг нь бодис дээр гэрэл үйлчилж, үүнтэй зэрэгцэн электронууд ялгардаг үзэгдлийн бүлэг юм. Үүнийг гадаад фотоэлектрик эффект гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ нь гарч ирвэл цахилгаан хөдөлгөгч хүчэсвэл бодисын цахилгаан дамжуулах чанар өөрчлөгдвөл тэд дотоод фотоэлектрик эффектийн тухай ярьдаг.

Одоо гадаад болон дотоод фотоэлектрик эффектүүд нь гэрлийн дохиог цахилгаан болгон хувиргадаг асар олон тооны ийм гэрлийн цацраг хүлээн авагчийг зохион бүтээх, үйлдвэрлэхэд маш өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр бүх төхөөрөмжийг фотосел гэж нэрлэдэг бөгөөд технологи болон шинжлэх ухааны янз бүрийн судалгаанд ашигладаг. Ялангуяа фотоэлелүүдийг хамгийн бодитой оптик хэмжилт хийхэд ашигладаг.

Цахилгаан статик хөдөлгөгч хүч

Энэ төрлийн хувьд цахилгаан хөдөлгөгч хүч, дараа нь энэ нь, жишээлбэл, электрофорын нэгжид (тусгай лабораторийн үзүүлэн ба туслах төхөөрөмж) тохиолддог механик үрэлтийн үед тохиолддог, мөн аянга цахилгаантай үүлэнд тохиолддог.

Wimshurst генераторууд (энэ нь электрофорын машинуудын өөр нэр) үйл ажиллагаандаа электростатик индукц гэх мэт үзэгдлийг ашигладаг. Ашиглалтын явцад цахилгаан цэнэг нь туйл, Лейдений саванд хуримтлагддаг бөгөөд боломжит ялгаа нь маш их утгатай (хэдэн зуун мянган вольт хүртэл) хүрч чаддаг.

Статик цахилгааны мөн чанар нь электронууд алдагдах, олж авах зэргээс шалтгаалан молекул доторх эсвэл атомын доторх тэнцвэрт байдал алдагдах үед үүсдэг.

Пьезоэлектрик цахилгаан хөдөлгөгч хүч

Энэ олон янз байдал цахилгаан хөдөлгөгч хүчпьезоэлектрик гэж нэрлэгддэг бодисыг шахах эсвэл сунгах үед үүсдэг. Эдгээрийг пьезоэлектрик мэдрэгч, болор осциллятор, гидрофон болон бусад загварт өргөн ашигладаг.

Энэ нь пьезоэлектрик мэдрэгчийн үйл ажиллагааны үндэс болох пьезоэлектрик эффект юм. Тэд өөрсдөө генератор гэж нэрлэгддэг мэдрэгчүүдэд хамаардаг. Тэдгээрийн хувьд оролт нь хэрэглэсэн хүч, гаралт нь цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ юм.

Гидрофон гэх мэт төхөөрөмжүүдийн хувьд тэдгээрийн үйл ажиллагаа нь пьезоцерамик материалтай шууд пьезоэлектрик эффект гэж нэрлэгддэг зарчим дээр суурилдаг. Үүний мөн чанар нь эдгээр материалын гадаргуу дээр дууны даралтыг хэрэглэвэл тэдгээрийн электродууд дээр боломжит зөрүү гарч ирдэгт оршино. Түүнээс гадна энэ нь дууны даралтын хэмжээтэй пропорциональ байна.

Пьезоэлектрик материалын хэрэглээний гол чиглэлүүдийн нэг нь дизайндаа кварцын резонатортой кварцын осцилляторыг үйлдвэрлэх явдал юм. Ийм төхөөрөмжүүд нь хатуу тогтсон давтамжийн хэлбэлзлийг хүлээн авах зориулалттай бөгөөд цаг хугацаа, температурын өөрчлөлтөд тогтвортой, фазын дуу чимээ маш бага байдаг.

Термионы цахилгаан хөдөлгөгч хүч

Энэ олон янз байдал цахилгаан хөдөлгөгч хүчхалсан электродын гадаргуугаас цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн дулаан ялгаралт үүсэх үед үүсдэг. Термион ялгаруулалтыг практикт өргөн ашигладаг, жишээлбэл, бараг бүх радио хоолойн үйл ажиллагаа нь үүн дээр суурилдаг.

Термоэлектрик цахилгаан хөдөлгөгч хүч

Энэ олон янз байдал EMFТемператур нь өөр өөр дамжуулагчийн төгсгөлд эсвэл хэлхээний өөр өөр хэсгүүдэд жигд бус тархсан үед тохиолддог.

термоэлектрик цахилгаан хөдөлгөгч хүчпирометр, термопар, хөргөлтийн машин зэрэг төхөөрөмжүүдэд ашигладаг. Энэ үзэгдэл дээр суурилсан мэдрэгчийг термоэлектрик гэж нэрлэдэг бөгөөд үнэндээ өөр өөр металлаар хийгдсэн электродуудаас бүрдсэн термопар юм. Эдгээр элементүүдийг халаах эсвэл хөргөх үед а EMF, энэ нь температурын өөрчлөлттэй пропорциональ байна.

Энэ хичээлээр бид урт хугацааны цахилгаан гүйдлийг хангах механизмыг нарийвчлан авч үзэх болно. Бид "эрчим хүчний эх үүсвэр", "гадаад хүч" гэсэн ойлголтуудыг танилцуулж, тэдгээрийн ажиллах зарчмыг тайлбарлаж, цахилгаан хөдөлгөгч хүчний тухай ойлголтыг танилцуулж байна.

Сэдэв: Шууд одоогийн хуулиуд
Хичээл: Цахилгаан хөдөлгөгч хүч

Өмнөх сэдвүүдийн аль нэгэнд (цахилгаан гүйдэл байх нөхцөл) цахилгаан гүйдлийг удаан хугацаанд хадгалахын тулд эрчим хүчний эх үүсвэр шаардлагатай гэсэн асуултыг аль хэдийн тавьсан байсан. Мэдээжийн хэрэг, гүйдлийг өөрөө ийм эрчим хүчний эх үүсвэргүйгээр авах боломжтой. Жишээлбэл, камерын анивчсан үед конденсаторыг цэнэглэх. Гэхдээ ийм гүйдэл нь хэтэрхий түр зуурын байх болно (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. Эсрэг цэнэгтэй хоёр электроскоп харилцан цэнэггүй байх үеийн богино хугацааны гүйдэл ()

Кулоны хүч нь эсрэг цэнэгүүдийг нэгтгэхийг үргэлж хичээдэг бөгөөд ингэснээр хэлхээний бүх потенциалыг тэгшитгэдэг. Таны мэдэж байгаагаар талбар ба гүйдэл байхын тулд боломжит зөрүү шаардлагатай байдаг. Тиймээс цэнэгийг ялгаж, боломжит зөрүүг хадгалах өөр хүчгүйгээр хийх боломжгүй юм.

Тодорхойлолт.Гадны хүчнүүд - үржлийн цэнэгийг бий болгоход чиглэсэн цахилгаан бус гаралтай хүч.

Эдгээр хүч нь эх үүсвэрийн төрлөөс хамааран өөр өөр шинж чанартай байж болно. Батерейнд тэдгээр нь химийн гаралтай, цахилгаан үүсгүүрт соронзон гаралтай байдаг. Хаалттай хэлхээн дэх цахилгаан хүчний ажил үргэлж тэгтэй тэнцүү байдаг тул тэдгээр нь гүйдэл байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.

Эрчим хүчний эх үүсвэрийн хоёрдахь ажил бол боломжит зөрүүг хадгалахаас гадна электронууд бусад бөөмстэй мөргөлдөх үед энергийн алдагдлыг нөхөх явдал бөгөөд үүний үр дүнд эхнийх нь кинетик энерги алдаж, дамжуулагчийн дотоод энерги нэмэгддэг.

Эх үүсвэрийн доторх гуравдагч талын хүчнүүд цахилгаан хүчний эсрэг ажиллаж, цэнэгийг байгалийн урсгалынхаа эсрэг чиглэлд (гадна хэлхээнд шилжих үед) тараадаг (Зураг 2).

Цагаан будаа. 2. Гуравдагч этгээдийн хүчний үйл ажиллагааны схем

Эрчим хүчний эх үүсвэрийн үйл ажиллагааны аналогийг усны шахуурга гэж үзэж болох бөгөөд энэ нь усыг байгалийн урсгалын эсрэг (доороос дээш, орон сууцанд) оруулдаг. Үүний эсрэгээр ус нь таталцлын нөлөөн дор байгалийн жамаар доошилдог боловч орон сууцны усан хангамжийг тасралтгүй ажиллуулахын тулд насосыг тасралтгүй ажиллуулах шаардлагатай байдаг.

Тодорхойлолт.Цахилгаан хөдөлгөгч хүч - энэ цэнэгийн хэмжээнд цэнэгийг шилжүүлэх гадны хүчний ажлын харьцаа. Тэмдэглэл -:

Хэмжилтийн нэгж:

Оруулах. EMF нээлттэй ба хаалттай хэлхээ

Дараах хэлхээг авч үзье (Зураг 3).

Цагаан будаа. 3.

Нээлттэй түлхүүр ба хамгийн тохиромжтой вольтметрээр (эсэргүүцэл нь хязгааргүй өндөр) хэлхээнд гүйдэл байхгүй бөгөөд зөвхөн галаник эсийн дотор цэнэгийг салгах ажил хийгдэнэ. Энэ тохиолдолд вольтметр нь EMF утгыг харуулна.

Түлхүүрийг хаах үед гүйдэл хэлхээгээр дамжин урсах бөгөөд вольтметр нь EMF-ийн утгыг харуулахаа больж, резисторын төгсгөлтэй адил хүчдэлийн утгыг харуулах болно. Хаалттай гогцоотой:

Энд: - гадаад хэлхээний хүчдэл (ачаалал ба тэжээлийн утаснууд дээр); - гальваник эсийн доторх хүчдэл.

Дараагийн хичээлээр бид бүрэн хэлхээний Ом-ын хуулийг судлах болно.

Ном зүй

1. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физик (үндсэн түвшин) - М.: Мнемозина, 2012.
2. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физикийн 10-р анги. - М.: Илекса, 2005 он.
3. Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Слободсков Б.А. Физик. Электродинамик. - М.: 2010 он.

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

Гэрийн даалгавар

1. Гадны хүчин гэж юу вэ, тэдний мөн чанар юу вэ?
2. Гүйдлийн эх үүсвэрийн нээлттэй туйл дээрх хүчдэл нь түүний EMF-тэй хэрхэн хамааралтай вэ?
3. Хаалттай хэлхээнд энерги хэрхэн хувирч, шилждэг вэ?
4. * Гар чийдэнгийн зай EMF - 4.5 В. 4.5 В чийдэнг энэ батерейнаас бүрэн халааж шатаах уу? Яагаад?