În material, vom înțelege conceptul de inducție EMF în situațiile de apariție a acestuia. Considerăm, de asemenea, inductanța ca un parametru cheie pentru apariția unui flux magnetic atunci când un câmp electric apare într-un conductor.

Inducția electromagnetică este generarea de curent electric prin câmpuri magnetice care se modifică în timp. Datorită descoperirilor lui Faraday și Lenz, modelele au fost formulate în legi, care au introdus simetria în înțelegerea fluxurilor electromagnetice. Teoria lui Maxwell a reunit cunoștințele despre curentul electric și fluxurile magnetice. Datorită descoperirii lui Hertz, omenirea a învățat despre telecomunicații.

În jurul unui conductor cu curent electric apare un câmp electromagnetic, totuși, în paralel, apare și fenomenul opus - inducția electromagnetică. Luați în considerare fluxul magnetic ca exemplu: dacă un cadru conductor este plasat într-un câmp electric cu inducție și mutat de sus în jos de-a lungul liniilor câmpului magnetic sau la dreapta sau la stânga perpendicular pe acestea, atunci fluxul magnetic care trece prin cadru va fi constant.

Când cadrul se rotește în jurul axei sale, după un timp fluxul magnetic se va schimba cu o anumită cantitate. Ca urmare, în cadru apare un EMF de inducție și apare un curent electric, care se numește inducție.

inducția EMF

Să examinăm în detaliu care este conceptul de EMF de inducție. Când un conductor este plasat într-un câmp magnetic și se mișcă odată cu intersecția liniilor de câmp, în conductor apare o forță electromotoare numită EMF de inducție. De asemenea, apare dacă conductorul rămâne staționar, iar câmpul magnetic se mișcă și se intersectează cu liniile de forță ale conductorului.

Atunci când conductorul, unde apare FEM, se închide de circuitul extern, din cauza prezenței acestei FEM, un curent de inducție începe să circule prin circuit. Inducția electromagnetică implică fenomenul de inducere a unui EMF într-un conductor în momentul în care acesta este traversat de liniile câmpului magnetic.

Inducția electromagnetică este procesul invers de transformare a energiei mecanice în curent electric. Acest concept și legile sale sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică, majoritatea mașinilor electrice se bazează pe acest fenomen.

Legile Faraday și Lenz

Legile lui Faraday și Lenz reflectă tiparele de apariție a inducției electromagnetice.

Faraday a descoperit că efectele magnetice apar ca urmare a modificărilor fluxului magnetic în timp. În momentul traversării conductorului cu un curent magnetic alternativ, în acesta ia naștere o forță electromotoare, care duce la apariția unui curent electric. Atât un magnet permanent, cât și un electromagnet pot genera curent.

Omul de știință a stabilit că intensitatea curentului crește odată cu o schimbare rapidă a numărului de linii de forță care traversează circuitul. Adică, EMF de inducție electromagnetică este direct proporțional cu viteza fluxului magnetic.

Conform legii lui Faraday, formulele EMF de inducție sunt definite după cum urmează:

Semnul minus indică relația dintre polaritatea emf indusă, direcția fluxului și viteza de schimbare.

Conform legii lui Lenz, este posibil să se caracterizeze forța electromotoare în funcție de direcția acesteia. Orice modificare a fluxului magnetic în bobină duce la apariția unui EMF de inducție, iar cu o schimbare rapidă se observă o creștere a EMF.

Dacă bobina, unde există un EMF de inducție, are un scurtcircuit la un circuit extern, atunci un curent de inducție trece prin ea, în urma căruia apare un câmp magnetic în jurul conductorului și bobina capătă proprietățile unui solenoid. . Ca rezultat, în jurul bobinei se formează un câmp magnetic.

E.Kh. Lenz a stabilit un model conform căruia se determină direcția curentului de inducție în bobină și EMF de inducție. Legea prevede că EMF de inducție în bobină, atunci când fluxul magnetic se modifică, formează un curent direcțional în bobină, în care fluxul magnetic dat al bobinei face posibilă evitarea modificărilor fluxului magnetic străin.

Legea lui Lenz se aplică tuturor situațiilor de inducție a curentului electric în conductori, indiferent de configurația acestora și de metoda de modificare a câmpului magnetic extern.

Mișcarea unui fir într-un câmp magnetic

Valoarea emf indusă se determină în funcție de lungimea conductorului traversată de liniile de forță de câmp. Cu un număr mai mare de linii de câmp, valoarea FEM indusă crește. Odată cu creșterea câmpului magnetic și a inducției, în conductor apare o valoare mai mare a EMF. Astfel, valoarea EMF de inducție într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic este direct dependentă de inducția câmpului magnetic, lungimea conductorului și viteza de mișcare a acestuia.

Această dependență este reflectată în formula E = Blv, unde E este f.e.m. de inducție; B - valoarea inducției magnetice; I - lungimea conductorului; v este viteza mișcării sale.

Rețineți că într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic, EMF de inducție apare numai atunci când traversează liniile câmpului magnetic. Dacă conductorul se mișcă de-a lungul liniilor de forță, atunci nu este indus niciun EMF. Din acest motiv, formula se aplică numai în cazurile în care mișcarea conductorului este direcționată perpendicular pe liniile de forță.

Direcția EMF indusă și curentul electric în conductor este determinată de direcția de mișcare a conductorului însuși. Pentru a identifica direcția, a fost dezvoltată regula mâinii drepte. Dacă țineți palma mâinii drepte astfel încât liniile câmpului să intre în direcția sa, iar degetul mare indică direcția de mișcare a conductorului, atunci cele patru degete rămase indică direcția emf indusă și direcția curentului electric în dirijor.

Bobina rotativa

Funcționarea generatorului de curent electric se bazează pe rotirea bobinei într-un flux magnetic, unde există un anumit număr de spire. EMF este indus într-un circuit electric întotdeauna atunci când este traversat de un flux magnetic, pe baza formulei fluxului magnetic Ф \u003d B x S x cos α (inducția magnetică înmulțită cu aria suprafeței prin care trece fluxul magnetic și cosinusul a unghiului format de vectorul direcţie şi liniile plane perpendiculare).

Conform formulei, F este afectată de schimbări în situații:

• când se modifică fluxul magnetic, vectorul direcției se schimbă;
• zona cuprinsă în contur se modifică;
• modificări de unghi.

Este permisă inducerea EMF cu un magnet staționar sau un curent constant, dar pur și simplu atunci când bobina se rotește în jurul axei sale în câmpul magnetic. În acest caz, fluxul magnetic se modifică pe măsură ce se schimbă unghiul. Bobina în procesul de rotație traversează liniile de forță ale fluxului magnetic, ca urmare, apare un EMF. Cu o rotație uniformă, are loc o schimbare periodică a fluxului magnetic. De asemenea, numărul de linii de câmp care se traversează în fiecare secundă devine egal cu valorile la intervale regulate.

În practică, la generatoarele de curent alternativ, bobina rămâne staționară, iar electromagnetul se rotește în jurul ei.

Auto-inducție EMF

Când un curent electric alternativ trece prin bobină, se generează un câmp magnetic alternativ, care este caracterizat printr-un flux magnetic în schimbare care induce un EMF. Acest fenomen se numește auto-inducție.

Datorită faptului că fluxul magnetic este proporțional cu intensitatea curentului electric, atunci formula EMF de auto-inducție arată astfel:

Ф = L x I, unde L este inductanța, care se măsoară în H. Valoarea acestuia este determinată de numărul de spire pe unitate de lungime și de valoarea secțiunii lor transversale.

Inducerea reciprocă

Când două bobine sunt situate una lângă alta, ele observă EMF de inducție reciprocă, care este determinată de configurația celor două circuite și de orientarea lor reciprocă. Odată cu creșterea separării circuitelor, valoarea inductanței reciproce scade, deoarece există o scădere a fluxului magnetic total pentru cele două bobine.

Să luăm în considerare în detaliu procesul de apariție a inducției reciproce. Sunt două bobine, curentul I1 curge prin firul uneia cu N1 spire, care creează un flux magnetic și trece prin a doua bobină cu N2 număr de spire.

Valoarea inductanței reciproce a celei de-a doua bobine în raport cu prima:

M21 = (N2 x F21)/I1.

Valoarea fluxului magnetic:

F21 = (M21/N2) x I1.

FEM indusă se calculează prin formula:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt.

În prima bobină, valoarea emf indusă:

E1 = - M12 x dI2/dt.

Este important de menționat că forța electromotoare provocată de inductanța reciprocă într-una dintre bobine este în orice caz direct proporțională cu modificarea curentului electric din cealaltă bobină.

Atunci inductanța reciprocă este considerată egală cu:

M12 = M21 = M.

Ca rezultat, E1 = - M x dI2/dt și E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2), unde K este coeficientul de cuplare dintre cele două valori ale inductanței.

Inductanța reciprocă este utilizată pe scară largă în transformatoare, care fac posibilă modificarea valorii unui curent electric alternativ. Dispozitivul este o pereche de bobine care sunt înfășurate pe un miez comun. Curentul din prima bobină formează un flux magnetic schimbător în circuitul magnetic și un curent în a doua bobină. Cu mai puține spire în prima bobină decât în ​​a doua, tensiunea crește și, în consecință, cu un număr mai mare de spire în prima bobină, tensiunea scade.

Pe lângă generarea și transformarea energiei electrice, fenomenul inducției magnetice este utilizat și în alte dispozitive. De exemplu, în trenurile cu levitație magnetică se deplasează fără contact direct cu curentul din șine, dar cu câțiva centimetri mai sus din cauza repulsiei electromagnetice.

Forța electromotoare (EMF)- într-un dispozitiv care efectuează separarea forțată a sarcinilor pozitive și negative (generator), se măsoară în Volți o valoare egală numeric cu diferența de potențial dintre bornele generatorului în absența curentului în circuitul său.

Surse de energie electromagnetică (generatoare)- dispozitive care convertesc energia de orice formă neelectrică în energie electrică. Astfel de surse sunt, de exemplu:

generatoare la centralele electrice (centrale termice, eoliene, nucleare, hidroelectrice) care transformă energia mecanică în energie electrică;

celule galvanice (baterii) și acumulatori de toate tipurile care transformă energia chimică în energie electrică etc.

EMF este numeric egal cu munca pe care o fac forțele externe atunci când mută o sarcină pozitivă unitară în interiorul sursei sau sursa însăși, conducând o sarcină pozitivă unitară printr-un circuit închis.

Forța electromotoare EMF E este o mărime scalară care caracterizează capacitatea unui câmp extern și a unui câmp electric indus de a induce un curent electric. EMF E este numeric egal cu munca (energia) W în jouli (J) consumată de acest câmp a muta o unitate de sarcină (1 C) dintr-un punct al câmpului în altul.

Unitatea de măsură pentru EMF este voltul (V). Astfel, EMF este egal cu 1 V dacă, atunci când o sarcină de 1 C este deplasată de-a lungul unui circuit închis, se efectuează un lucru de 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Mișcarea sarcinilor în jurul șantierului este însoțită de consumul de energie.

Valoarea egală numeric cu munca efectuată de sursă, conducând o singură sarcină pozitivă printr-o secțiune dată a circuitului, se numește tensiune U. Deoarece circuitul este format din secțiuni externe și interne, conceptele de tensiuni în Uin extern și intern Se disting secțiunile Uvt.

Din cele spuse, este evident că EMF-ul sursei este egal cu suma tensiunilor de pe secțiunile U externe și U interne ale circuitului:

E \u003d Uvsh + Uvt.

Această formulă exprimă legea conservării energiei pentru un circuit electric.

Este posibil să se măsoare tensiunile în diferite părți ale circuitului numai atunci când circuitul este închis. EMF se măsoară între bornele sursei cu un circuit deschis.

Direcția EMF este direcția mișcării forțate a sarcinilor pozitive în interiorul generatorului de la minus la plus sub acțiunea unei alte naturi decât electrice.

Rezistența internă a generatorului este rezistența elementelor structurale din interiorul acestuia.

Sursa EMF ideală- un generator, care este egal cu zero, iar tensiunea la bornele sale nu depinde de sarcină. Puterea unei surse EMF ideale este infinită.

Imagine condiționată (circuit electric) a unui generator EMF ideal cu o valoare E prezentată în fig. 1, a.

O sursă EMF reală, spre deosebire de una ideală, conține o rezistență internă Ri și tensiunea acesteia depinde de sarcină (Fig. 1., b), iar puterea sursei este finită. Circuitul electric al unui generator EMF real este o conexiune în serie a unui generator EMF ideal E și rezistența sa internă Ri.

În practică, pentru a aduce modul de funcționare al unui generator EMF real mai aproape de modul de funcționare ideal, ei încearcă să facă cât mai mică rezistența internă a unui generator real Ri, iar rezistența de sarcină Rn trebuie conectată cu o valoare. de cel puţin 10 ori valoarea rezistenţei interne a generatorului , adică trebuie îndeplinită condiția: Rn >> Ri

Pentru ca tensiunea de ieșire a unui generator EMF real să nu depindă de sarcină, acesta este stabilizat folosind circuite electronice speciale de stabilizare a tensiunii.

Deoarece rezistența internă a unui generator EMF real nu poate fi redusă la infinit, este redusă la minimum și realizată ca standard pentru posibilitatea unei conexiuni consistente a consumatorilor de energie la acesta. În inginerie radio, impedanța standard de ieșire a generatoarelor EMF este de 50 ohmi (standard industrial) și 75 ohmi (standard de uz casnic).

De exemplu, toate receptoarele de televiziune au o impedanță de intrare de 75 ohmi și sunt conectate la antene cu un cablu coaxial de o astfel de impedanță de undă.

Pentru a aborda generatoarele EMF ideale, sursele de tensiune de alimentare utilizate în toate echipamentele radio-electronice industriale și casnice sunt realizate folosind circuite electronice speciale de stabilizare a tensiunii de ieșire care vă permit să mențineți o tensiune de ieșire aproape constantă a sursei de alimentare într-un interval dat de curenți consumați. de la sursa EMF (uneori numită sursă de tensiune).

Pe circuitele electrice, sursele EMF sunt descrise după cum urmează: E - o sursă de EMF constantă, e (t) - o sursă de EMF armonică (variabilă) sub forma unei funcții de timp.

Forța electromotoare E a unei baterii cu celule identice conectate în serie este egală cu forța electromotoare a unei celule E înmulțită cu numărul de celule n ale bateriei: E = nE.

Forțe terțe (nepotențiale) în sursele postului. sau alternativ. actual; într-un circuit conductor închis este egală cu munca acestor forțe pentru a deplasa unitatea pusă. încărcați de-a lungul întregului circuit. Dacă prin Egr notăm intensitatea câmpului forțelor externe, atunci emf? într-o buclă închisă L este egal cu

unde dl este elementul de lungime a conturului.

Oală. forțe electrostatice. câmpurile nu pot accepta postarea. dintre aceste forțe pe un drum închis este zero. Trecerea curentului prin conductori este însoțită de eliberarea de energie - încălzirea conductorilor. Forțele terțelor duc la acuzare. h-tsy în interiorul generatoarelor, galvanic. elemente, acumulatori și alte surse de curent. Originea forțelor externe poate fi diferită: în generatoare, acestea sunt forțe din vortexul electric. câmpul care apare atunci când câmpul magnetic se modifică. câmp cu timpul, sau Lorentz, care acționează din magnetic. câmpuri pe e-ns într-un conductor în mișcare; în galvanică celule și baterii - aceasta este o substanță chimică. forțe etc. FEM sursă este egală cu tensiunea electrică la bornele sale cu circuit deschis. EMF determină puterea curentului din circuit pentru o anumită rezistență (vezi LEGEA OHMA). Este măsurat, precum și electric. , în volți.

Dicţionar enciclopedic fizic. - M.: Enciclopedia Sovietică. . 1983 .

FORTA ELECTROMOTOARE

(emf) - caracteristică fenomenologică a surselor de curent. Introdus de G. Ohm în 1827 pentru circuitele DC. curent și definit de G. Kirchhoff (G. Kirchhoff) în 1857 ca lucrarea forțelor „externe” în timpul transferului unui singur electric. încărcați de-a lungul unei bucle închise. Apoi conceptul de fem a început să fie interpretat mai larg - ca o măsură a transformărilor energetice specifice (pe unitate de sarcină transportată de curent) efectuate în cvasi-staționare [vezi. Aproximație cvasi-staționară (cvasi-statică).]electric circuite nu numai prin surse „terte” (baterii galvanice, baterii, generatoare etc.), ci si prin elemente de „sarcina” (motoare electrice, baterii in regim de incarcare, choke, transformatoare etc.).

Numele complet magnitudine - E. s. - asociată cu mecanică. analogii ale proceselor în electricitate. lanțuri și rar utilizate; mai frecventă este abrevierea - emf. În SI, fem se măsoară în volți (V); în sistemul Gaussian (CGSE) unitate emf spec. nu are nume (1 SGSE 300 V).

În cazul unui post cvasi-liniar. curent într-un circuit închis (fără ramificare) a influxului total de el.-mag. energia generată de surse este cheltuită complet pentru generarea de căldură (vezi. Pierderi în Joule):

unde este FEM în circuitul conductor, eu-actual, R- rezistență (semnul emf, precum și semnul curentului, depind de alegerea direcției de bypass de-a lungul circuitului).

La descrierea proceselor cvasi-staţionare în electricitate. lanturi in ur-nii energetice. sold (*) este necesar să se țină cont de modificările magnetice acumulate Wm si electrice Noi energii:

La schimbarea magneticului câmp în timp există un vortex electric. E s, a cărei circulație de-a lungul circuitului conductor se numește de obicei fem inductie electromagnetica:

Modificări electrice. energiile sunt semnificative, de regulă, în cazurile în care circuitul conține un mare electric. capacitate, de ex. condensatoare. Apoi dW e /dt = D U. eu unde D U- diferența de potențial dintre plăcile condensatorului.

Cu toate acestea, sunt posibile și alte interpretări ale energeticii. conversie în energie electrică. lanţuri. Deci, de exemplu, dacă în circuitul AC. armonic curent conectat cu inductanță L apoi transformări reciproce de electrice. şi magn. energiile din ea pot fi caracterizate ca emf el.-magn. inducție și cădere de tensiune pe reactanța efectivă Z L(cm. Impedanta):În deplasarea în mag. corpuri de câmp (de exemplu, în armătura unui inductor unipolar), chiar și munca forțelor de rezistență poate contribui la fem.

În circuitele ramificate de curenți cvasiliniari, relația dintre fem și căderile de tensiune în secțiunile circuitului care alcătuiesc un circuit închis este determinată de al doilea domnia Kirchhoff.

EMF este o caracteristică integrală a unui circuit închis și, în cazul general, este imposibil să se indice cu strictețe locul „aplicației” acestuia. Cu toate acestea, destul de des, emf poate fi considerat aproximativ localizat în anumite dispozitive sau elemente de circuit. În astfel de cazuri, se obișnuiește să se considere o caracteristică a dispozitivului (baterie galvanică, baterie, dinam etc.) și să o determine prin diferența de potențial dintre polii săi deschiși. După tipul de conversie a energiei în aceste dispozitive, se disting următoarele tipuri de fem: chimică și mimică în galvanică. baterii, băi, acumulatori, în timpul proceselor corozive (efecte galvanice), fem fotoelectrice (foto fem) la exterior. și ext. efect fotoelectric (fotocelule, fotodiode); electro magnetic inducție (dinamuri, transformatoare, șocuri, motoare electrice etc.); EMF electrostatică care apare, de exemplu, în timpul mecanicului. frecare (mașini cu electrofor, electrificarea norilor de tunete etc.); piezoelectric emf - la strângerea sau întinderea piezoelectricilor (senzori piezoelectrici, hidrofoane, stabilizatoare de frecvență etc.); fem termoionică asociată cu sarcina termoionică. particule de pe suprafața electrozilor încălziți; EMF termoelectrică ( termoputere)- pe contactele conductorilor diferiți ( Efect SeebeckȘi Efectul Peltier) sau în secțiuni ale circuitului cu o distribuție neuniformă a temperaturii ( efectul Thomson). Thermopower este utilizat în termocupluri, pirometre, frigidere.

M. A. Miller, G. V. Permitin.

Enciclopedie fizică. În 5 volume. - M.: Enciclopedia Sovietică. Redactor-șef A. M. Prokhorov. 1988 .

Vedeți ce este „Forța de antrenare electrică” în alte dicționare:

forta electromotoare- O valoare scalară care caracterizează capacitatea unui câmp extern și a unui câmp electric indus de a provoca un curent electric. Notă - Forța electromotoare este egală cu integrala liniară a intensității câmpului extern și a indusului ... ... Manualul Traducătorului Tehnic Enciclopedia modernă este o valoare scalară care caracterizează capacitatea unui câmp extern și a unui câmp electric indus de a provoca un curent electric...

Ce s-a întâmplat EMF(forța electromotoare) în fizică? Curentul electric nu este înțeles de toată lumea. Ca distanța spațială, doar sub nas. În general, nu este pe deplin înțeles nici de oamenii de știință. Destul de amintit Nikola Tesla cu celebrele sale experimente, cu secole înaintea timpului lor și chiar și astăzi rămânând într-un halou de mister. Astăzi nu rezolvăm mari mistere, dar încercăm să ne dăm seama ce este emf în fizică.

Definiția EMF în fizică

EMF este forța electromotoare. Notat prin literă E sau litera greacă mică epsilon.

Forta electromotoare- mărime fizică scalară care caracterizează munca forțelor externe ( forţe de origine neelectrică) care funcționează în circuite electrice de curent alternativ și continuu.

EMF, ca Voltaj e, măsurată în volți. Cu toate acestea, EMF și tensiunea sunt fenomene diferite.

Voltaj(între punctele A și B) este o mărime fizică egală cu munca câmpului electric efectiv efectuat în timpul transferului unei sarcini unitare de testare dintr-un punct în altul.

Explicăm esența EMF „pe degete”

Pentru a înțelege ce este ce, putem da un exemplu de analogie. Imaginează-ți că avem un turn de apă plin complet cu apă. Comparați acest turn cu o baterie.

Apa exercită presiune maximă pe fundul turnului atunci când turnul este plin. În consecință, cu cât este mai puțină apă în turn, cu atât presiunea și presiunea apei care curge de la robinet sunt mai slabe. Dacă deschideți robinetul, apa va curge treptat la început sub presiune puternică, apoi din ce în ce mai încet până când presiunea va slăbi complet. Aici stresul este presiunea pe care apa o exercită pe fund. Pentru nivelul de tensiune zero, vom lua chiar partea de jos a turnului.

La fel e si cu bateria. În primul rând, includem sursa noastră de curent (bateria) în circuit, închizând-o. Să fie un ceas sau o lanternă. În timp ce nivelul de tensiune este suficient și bateria nu este descărcată, lanterna strălucește puternic, apoi se stinge treptat până se stinge complet.

Dar cum să vă asigurați că presiunea nu se epuizează? Cu alte cuvinte, cum să mențineți un nivel constant al apei în turn și o diferență constantă de potențial la polii sursei de curent. După exemplul turnului, EMF este prezentat ca o pompă, care asigură afluxul de apă nouă în turn.

Natura emf

Motivul apariției EMF în diferite surse de curent este diferit. În funcție de natura apariției, se disting următoarele tipuri:

• EMF chimică. Apare în baterii și acumulatori din cauza reacțiilor chimice.
• Thermo EMF. Apare atunci când sunt conectate contacte ale conductorilor diferiți la temperaturi diferite.
• EMF de inducție. Apare într-un generator atunci când un conductor rotativ este plasat într-un câmp magnetic. EMF va fi indusă într-un conductor atunci când conductorul traversează liniile de forță ale unui câmp magnetic constant sau când câmpul magnetic își schimbă magnitudinea.
• EMF fotoelectric. Apariția acestui EMF este facilitată de fenomenul unui efect fotoelectric extern sau intern.
• EMF piezoelectrică. EMF apare atunci când o substanță este întinsă sau comprimată.

Dragi prieteni, astăzi am luat în considerare subiectul „EMF for Dummies”. După cum puteți vedea, EMF forță de origine neelectrică, care menține fluxul de curent electric în circuit. Dacă doriți să aflați cum se rezolvă problemele cu EMF, vă sfătuim să contactați autorii noștri– specialiști selecționați și dovediți cu grijă, care vor explica rapid și clar cursul rezolvării oricărei probleme tematice. Și prin tradiție, la final vă invităm să urmăriți videoclipul de antrenament. Vizionare fericită și mult succes la studii!

La apogeul anului școlar, mulți oameni de știință au nevoie de o formulă EMF pentru diferite calcule. Experimentele legate de necesită, de asemenea, informații despre forța electromotoare. Dar pentru începători, nu este atât de ușor să înțelegi ce este.

Formula pentru găsirea emf

Să ne ocupăm mai întâi de definiție. Ce înseamnă această abreviere?

EMF sau forța electromotoare este un parametru care caracterizează activitatea oricăror forțe de natură neelectrică care funcționează în circuite în care puterea curentului, atât directă cât și alternativă, este aceeași pe toată lungimea. Într-un circuit conductiv cuplat, EMF este echivalat cu munca acestor forțe în deplasarea unei singure sarcini pozitive (pozitive) de-a lungul întregului circuit.

Figura de mai jos arată formula emf.

Ast - înseamnă munca forțelor externe în jouli.

q este sarcina transferată în coulombi.

Forțe terțe- acestea sunt forțele care realizează separarea sarcinilor în sursă și, ca urmare, formează o diferență de potențial la polii acesteia.

Pentru această forță, unitatea de măsură este volt. Se notează în formule prin literă « E".

Numai în momentul absenței curentului în baterie, electromotorul si-a va fi egal cu tensiunea la poli.

Inducerea EMF:

EMF de inducție într-un circuit avândNse intoarce:

Când conduceți:

Forta electromotoare inducție într-un circuit care se rotește într-un câmp magnetic cu o vitezăw:

Tabelul de valori

O explicație simplă a forței electromotoare

Să presupunem că există un turn de apă în satul nostru. Este complet umplut cu apă. Să credem că aceasta este o baterie obișnuită. Turnul este o baterie!

Toată apa va pune multă presiune pe fundul turelei noastre. Dar va fi puternic numai atunci când această structură este complet umplută cu H2O.

Ca urmare, cu cât mai puțină apă, cu atât presiunea va fi mai slabă și presiunea jetului va fi mai mică. Deschizând robinetul, observăm că în fiecare minut raza de acțiune a jetului se va reduce.

Ca urmare:

1. Tensiunea este forța cu care apa apasă pe fund. Asta este presiunea.
2. Tensiunea zero este partea de jos a turnului.

Bateria este aceeași.

În primul rând, conectăm o sursă de energie la circuit. Și o închidem în consecință. De exemplu, introduceți o baterie într-o lanternă și porniți-o. Inițial, rețineți că dispozitivul este luminat puternic. După un timp, luminozitatea sa va scădea vizibil. Adică, forța electromotoare a scăzut (a scurs în comparație cu apa din turn).

Dacă luăm ca exemplu un turn de apă, atunci EMF este o pompă care pompează constant apă în turn. Și nu se termină niciodată aici.

EMF al unei celule galvanice - formulă

Forța electromotoare a unei baterii poate fi calculată în două moduri:

• Efectuați calculul folosind ecuația Nernst. Va fi necesar să se calculeze potențialele de electrod ale fiecărui electrod inclus în GE. Apoi calculați EMF folosind formula.
• Calculați EMF folosind formula Nernst pentru curentul total care generează reacția care are loc în timpul funcționării GE.

Astfel, înarmat cu aceste formule, va fi mai ușor de calculat forța electromotoare a bateriei.

Unde sunt utilizate diferite tipuri de EMF?

1. Piezoelectric este utilizat atunci când un material este întins sau comprimat. Cu ajutorul acestuia se realizează generatoare de energie cu cuarț și diverși senzori.
2. Produsul chimic este folosit în și baterii.
3. Inducția apare în momentul în care conductorul traversează câmpul magnetic. Proprietățile sale sunt utilizate în transformatoare, motoare electrice, generatoare.
4. Termoelectric se formează în momentul încălzirii contactelor diferitelor tipuri de metale. Și-a găsit aplicația în unități frigorifice și termocupluri.
5. Fotoelectric este folosit pentru a produce celule fotovoltaice.