Mikä on sähkömotorinen voima EMF

Elektromotorinen voima (EMF) - laitteessa, joka suorittaa positiivisten ja negatiivisten varausten pakotetun erottelun (generaattori), arvo, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin generaattorin napojen välinen potentiaaliero, kun sen piirissä ei ole virtaa, mitataan voltteina.

Sähkömagneettisen energian lähteet (generaattorit) - laitteet, jotka muuttavat kaiken muun kuin sähköisen energian sähköiseksi. Tällaisia ​​lähteitä, esimerkiksi satsa:

• generaattorit voimalaitoksissa (lämpö-, tuuli-, ydin-, vesivoimalat), jotka muuttavat mekaanisen energian sähköenergiaksi;

• kaikentyyppiset galvaaniset kennot (paristot) ja akut, jotka muuttavat kemiallista energiaa sähköenergiaksi jne.

EMF on numeerisesti yhtä suuri kuin ulkoisten voimien tekemä työ siirtää yksikköpositiivista varausta lähteen sisällä tai itse lähde johtaa yksikköpositiivista varausta suljetussa piirissä.

Sähkömoottorivoima EMF E on skalaarisuure, joka kuvaa ulkoisen kentän ja indusoidun sähkökentän kykyä indusoida sähkövirtaa.Emf E on numeerisesti yhtä suuri kuin työ (energia) W jouleina (J), jonka tämä kenttä kuluttaa siirtääkseen yksikkövarauksen (1 C) kentän pisteestä toiseen.

EMF:n mittayksikkö on voltti (V). Siten emf on yhtä suuri kuin 1 V, jos kun 1 C:n varaus liikkuu suljetun piirin läpi, tehdään 1 J:n työ: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Siirtomaksut sivuston kautta virtapiiri mukana energiankulutus.

Arvoa, jonka numero on yhtä suuri kuin työ, jonka lähde tekee johtamalla yksittäisen positiivisen varauksen pitkin piirin tiettyä osaa, kutsutaan jännitteeksi U. Koska piiri koostuu ulkoisista ja sisäisistä osista, ne erottavat ulkoisen jännitteen käsitteet. Uvsh ja sisäiset Uvt-osat.

Sen perusteella, mitä on sanottu, on selvää, että lähteen EMF on yhtä suuri kuin piirin ulkoisten U- ja sisäisten U-osien jännitteiden summa:

E = Uears + UW

Tämä kaava ilmaisee sähköpiirin energian säilymisen lain.

On mahdollista mitata jännitteitä piirin eri osissa vain piirin ollessa suljettuna. EMF mitataan avoimen piirin lähteen napojen välistä.

Jännite, EMF ja jännitehäviö aktiiviselle kaksinapaiselle verkolle

EMF-suunta — tämä on positiivisten varausten pakotetun liikkeen suunta generaattorin sisällä miinuksesta plussaan muun luonteen kuin sähköisen vaikutuksen alaisena.

Generaattorin sisäinen vastus on siinä olevien rakenneosien vastus.

Ihanteellinen EMF-lähde - generaattori, sisäinen vastus joka on nolla, ja sen napojen välinen jännite on riippumaton kuormasta. Ihanteellisen EMF-lähteen teho on ääretön.

Ehdollinen kuva (sähkökaavio) ihanteellisesta EMF-generaattorista, jonka arvo on E, on esitetty kuvassa.1, a.

Todellinen EMF-lähde, toisin kuin ihanteellinen, sisältää sisäisen resistanssin Ri ja sen jännite riippuu kuormasta (kuva 1., b), ja lähteen teho on rajallinen. Todellisen EMF-generaattorin sähköpiiri on sarjakytkentä ihanteelliseen EMF-generaattoriin E ja sen sisäiseen resistanssiin Ri.

EMF-lähteet: a — ihanteellinen; b - todellinen

Käytännössä oikean EMF-generaattorin toimintatilan saattamiseksi lähemmäksi ihanteellista toimintatilaa todellisen generaattorin Ri sisäinen resistanssi yritetään olla mahdollisimman pieni ja kuormitusvastus Rn on kytkettävä vähintään 10 kertaa generaattorin sisäisen resistanssin arvo, ts. on välttämätöntä täyttää ehto: Rn >> Ri

Jotta todellisen EMF-generaattorin lähtöjännite olisi riippumaton kuormasta, se stabiloidaan käyttämällä erityisiä sähköisiä jännitteen stabilointipiirejä.

Koska todellisen EMF-generaattorin sisäistä resistanssia ei voida tehdä äärettömän pieneksi, se on minimoitu ja suoritetaan standardina mahdollisuudesta yhdistää energiankuluttajat siihen. Radiotekniikassa EMF-generaattoreiden vakiolähtövastusarvot ovat 50 ohmia (teollisuusstandardi) ja 75 ohmia (kotistandardi).

Esimerkiksi kaikkien televisiovastaanottimien tuloimpedanssi on 75 ohmia, ja ne on liitetty antenneihin koaksiaalikaapelilla, jolla on täsmälleen tämä ominaisimpedanssi.

Ihanteellisten EMF-generaattoreiden lähentämiseksi kaikissa teollisuus- ja kotitalouselektroniikkalaitteissa käytettävät syöttöjännitelähteet valmistetaan käyttämällä erityisiä elektronisia piirejä lähtöjännitteen stabiloimiseksi, jotka mahdollistavat virtalähteen lähes vakion lähtöjännitteen kestämisen tietyllä alueella. EMF-lähteen vetämät virrat (kutsutaan joskus jännitelähteeksi).

Sähkökaavioissa EMF-lähteet on kuvattu seuraavasti: E — jatkuvan EMF:n lähde, e (t) on harmonisen (muuttuvan) EMF:n lähde ajan funktiona.

Sarjaan kytketyn identtisten kennojen akun sähkömoottorivoima E on yhtä suuri kuin yhden kennon E sähkömotorinen voima kerrottuna akun elementtien lukumäärällä n: E = nE.

Katso myös tästä aiheesta: EMF:n ja virran lähteet: tärkeimmät ominaisuudet ja erot