Materyalde, ortaya çıktığı durumlarda EMF indüksiyonu kavramını anlayacağız. Ayrıca endüktansı, bir iletkende bir elektrik alanı oluştuğunda manyetik akının oluşması için anahtar bir parametre olarak görüyoruz.

Elektromanyetik indüksiyon, zamanla değişen manyetik alanlar tarafından elektrik akımı üretilmesidir. Faraday ve Lenz'in keşifleri sayesinde modeller, elektromanyetik akışların anlaşılmasına simetriyi getiren yasalar halinde formüle edildi. Maxwell'in teorisi elektrik akımı ve manyetik akı hakkındaki bilgileri bir araya getirdi. Hertz'in keşfi sayesinde insanlık telekomünikasyonu öğrendi.

Elektrik akımı olan bir iletkenin etrafında bir elektromanyetik alan belirir, ancak paralel olarak ters fenomen de meydana gelir - elektromanyetik indüksiyon. Örnek olarak manyetik akıyı düşünün: bir iletkenden gelen bir çerçeve indüksiyonlu bir elektrik alanına yerleştirilirse ve manyetik kuvvet çizgileri boyunca yukarıdan aşağıya veya bunlara dik olarak sağa veya sola doğru hareket ettirilirse, o zaman manyetik akı içinden geçer çerçeve sabit olacaktır.

Çerçeve kendi ekseni etrafında döndüğünde, bir süre sonra manyetik akı belirli bir miktarda değişecektir. Sonuç olarak, çerçevede bir indüksiyon EMF'si ortaya çıkar ve indüksiyon adı verilen bir elektrik akımı ortaya çıkar.

EMF indüksiyonu

İndüksiyon EMF kavramının ne olduğunu detaylı olarak inceleyelim. Bir iletken manyetik alana yerleştirildiğinde ve alan çizgilerinin kesişimiyle hareket ettiğinde, iletkende indüksiyon EMF adı verilen bir elektromotor kuvvet ortaya çıkar. Ayrıca iletken sabit kalırsa ve manyetik alan hareket ederse ve iletkenin kuvvet çizgileriyle kesişirse de meydana gelir.

EMF'nin oluştuğu iletken dış devreye kapandığında, bu emk'nin varlığından dolayı devreden bir endüksiyon akımı akmaya başlar. Elektromanyetik indüksiyon, bir iletkenin manyetik alan çizgileriyle kesiştiği anda bir EMF'nin indüklenmesi olayını içerir.

Elektromanyetik indüksiyon, mekanik enerjiyi elektrik akımına dönüştürmenin ters işlemidir. Bu kavram ve yasaları elektrik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır; çoğu elektrikli makine bu olguya dayanmaktadır.

Faraday ve Lenz yasaları

Faraday ve Lenz yasaları elektromanyetik indüksiyonun oluşum kalıplarını yansıtır.

Faraday, manyetik etkilerin zaman içinde manyetik akıdaki değişikliklerin bir sonucu olarak ortaya çıktığını buldu. İletkeni alternatif bir manyetik akımla geçtiği anda, içinde bir elektrik akımının ortaya çıkmasına neden olan bir elektromotor kuvvet ortaya çıkar. Hem kalıcı mıknatıs hem de elektromıknatıs akım üretebilir.

Bilim adamı, devreden geçen kuvvet çizgilerinin sayısındaki hızlı değişiklikle akımın yoğunluğunun arttığını belirledi. Yani, elektromanyetik indüksiyonun EMF'si, manyetik akının hızıyla doğru orantılıdır.

Faraday yasasına göre indüksiyon EMF formülleri şu şekilde tanımlanır:

Eksi işareti, indüklenen EMF'nin polaritesi, akışın yönü ve değişen hız arasındaki ilişkiyi gösterir.

Lenz yasasına göre elektromotor kuvveti yönüne bağlı olarak karakterize etmek mümkündür. Bobin içindeki manyetik akıdaki herhangi bir değişiklik, bir indüksiyon EMF'sinin ortaya çıkmasına neden olur ve hızlı bir değişiklikle, artan bir EMF gözlenir.

Bir indüksiyon EMF'sinin bulunduğu bobinin harici bir devreye kısa devresi varsa, içinden bir endüksiyon akımı akar, bunun sonucunda iletken çevresinde bir manyetik alan ortaya çıkar ve bobin bir solenoidin özelliklerini kazanır. . Sonuç olarak bobinin etrafında bir manyetik alan oluşur.

E.Kh. Lenz, bobindeki endüksiyon akımının yönünün ve endüksiyon EMF'sinin belirlendiği bir model oluşturdu. Kanun, manyetik akı değiştiğinde bobindeki endüksiyon EMF'sinin, bobinde belirli bir manyetik akısının yabancı manyetik akıdaki değişikliklerden kaçınmayı mümkün kıldığı, bobinde yönlü bir akım oluşturduğunu belirtir.

Lenz yasası, konfigürasyonlarına ve harici manyetik alanı değiştirme yöntemine bakılmaksızın iletkenlerde elektrik akımı indüksiyonunun tüm durumları için geçerlidir.

Bir telin manyetik alandaki hareketi

İndüklenen emk'nin değeri, alan kuvvet çizgilerinin geçtiği iletkenin uzunluğuna bağlı olarak belirlenir. Daha fazla sayıda alan çizgisi ile indüklenen emk'nin değeri artar. Manyetik alan ve indüksiyonun artmasıyla iletkende daha büyük bir EMF değeri oluşur. Bu nedenle, manyetik alanda hareket eden bir iletkendeki indüksiyonun EMF'sinin değeri, doğrudan manyetik alanın indüksiyonuna, iletkenin uzunluğuna ve hareketinin hızına bağlıdır.

Bu bağımlılık E = Blv formülünde yansıtılmaktadır; burada E, indüksiyon emk'sidir; B - manyetik indüksiyonun değeri; I - iletken uzunluğu; v, hareketinin hızıdır.

Manyetik alanda hareket eden bir iletkende indüksiyon EMF'sinin yalnızca manyetik alan çizgilerini geçtiğinde ortaya çıktığını unutmayın. İletken kuvvet çizgileri boyunca hareket ederse EMF indüklenmez. Bu nedenle formül yalnızca iletkenin hareketinin kuvvet çizgilerine dik olduğu durumlarda geçerlidir.

İletkende indüklenen EMF'nin ve elektrik akımının yönü, iletkenin kendisinin hareket yönü ile belirlenir. Yönü belirlemek için sağ el kuralı geliştirilmiştir. Sağ elinizin avucunu alan çizgileri kendi yönüne girecek şekilde tutarsanız ve başparmak iletkenin hareket yönünü gösterirse, geri kalan dört parmak indüklenen emk'nin yönünü ve elektrik akımının yönünü gösterir. iletkende.

Dönen bobin

Elektrik akımı jeneratörünün çalışması, belirli sayıda dönüşün olduğu bobinin manyetik akı içinde dönmesine dayanır. EMF, bir elektrik devresinde her zaman manyetik akı formülü Ф \u003d B x S x cos α (manyetik akının içinden geçtiği yüzey alanıyla çarpılan manyetik indüksiyon ve kosinüs) temel alınarak manyetik bir akı ile geçtiğinde indüklenir. yön vektörü ve dik düzlem çizgileri tarafından oluşturulan açının ölçüsü).

Formüle göre F, durumlardaki değişikliklerden etkilenir:

• manyetik akı değiştiğinde yön vektörü de değişir;
• konturun içine alınan alan değişir;
• açı değişiklikleri.

EMF'nin sabit bir mıknatısla veya sabit bir akımla indüklenmesine izin verilir, ancak yalnızca bobin manyetik alan içinde kendi ekseni etrafında döndüğünde. Bu durumda açı değiştikçe manyetik akı da değişir. Dönme sürecindeki bobin, manyetik akının kuvvet çizgilerini geçer, bunun sonucunda bir EMF ortaya çıkar. Düzgün dönüşle manyetik akıda periyodik bir değişiklik meydana gelir. Ayrıca her saniyede geçen alan çizgilerinin sayısı da düzenli aralıklarlaki değerlere eşit olur.

Pratikte alternatif akım jeneratörlerinde bobin sabit kalır ve elektromıknatıs onun etrafında döner.

EMF kendi kendine indüksiyon

Bobin içinden alternatif bir elektrik akımı geçtiğinde, bir EMF'yi indükleyen değişen bir manyetik akı ile karakterize edilen alternatif bir manyetik alan oluşturulur. Bu olguya kendi kendine indüksiyon denir.

Manyetik akının elektrik akımının yoğunluğuyla orantılı olması nedeniyle, kendi kendine indüksiyonlu EMF formülü şöyle görünür:

Ф = L x I, burada L, H cinsinden ölçülen endüktanstır. Değeri, birim uzunluk başına dönüş sayısı ve kesitlerinin değeri ile belirlenir.

Karşılıklı indüksiyon

İki bobin yan yana yerleştirildiğinde, iki devrenin konfigürasyonu ve karşılıklı yönelimleri ile belirlenen karşılıklı endüksiyon EMF'sini gözlemlerler. Devrelerin ayrılması arttıkça, iki bobin için toplam manyetik akıda bir azalma olduğu için karşılıklı endüktans değeri azalır.

Karşılıklı indüksiyonun ortaya çıkma sürecini ayrıntılı olarak ele alalım. İki bobin vardır, N1 sarımlı bir telden I1 akımı akar, bu da manyetik bir akı oluşturur ve N2 sarım sayısıyla ikinci bobinden geçer.

Birinciye göre ikinci bobinin karşılıklı endüktansının değeri:

M21 = (N2 x F21)/I1.

Manyetik akı değeri:

F21 = (M21/N2) x I1.

İndüklenen emk aşağıdaki formülle hesaplanır:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt.

İlk bobinde indüklenen emf'nin değeri:

E1 = - M12 x dI2/dt.

Bobinlerden birinde karşılıklı endüktansın tetiklediği elektromotor kuvvetin her durumda diğer bobindeki elektrik akımındaki değişiklikle doğru orantılı olduğuna dikkat etmek önemlidir.

Daha sonra karşılıklı endüktans şuna eşit kabul edilir:

M12 = M21 = M.

Sonuç olarak, E1 = - M x dI2/dt ve E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2), burada K, iki endüktans değeri arasındaki bağlantı katsayısıdır.

Karşılıklı endüktans, transformatörlerde yaygın olarak kullanılır ve bu, alternatif bir elektrik akımının değerini değiştirmeyi mümkün kılar. Cihaz, ortak bir çekirdeğe sarılmış bir çift bobindir. Birinci bobindeki akım, manyetik devrede değişen bir manyetik akı ve ikinci bobinde bir akım oluşturur. Birinci bobinde ikinciye göre daha az sayıda dönüş olması durumunda voltaj artar ve buna göre birinci sargıda daha fazla sayıda dönüş olması durumunda voltaj azalır.

Elektrik enerjisinin üretilmesi ve dönüştürülmesinin yanı sıra, manyetik indüksiyon olgusu diğer cihazlarda da kullanılmaktadır. Örneğin, raylardaki akımla doğrudan temas etmeden, ancak elektromanyetik itme nedeniyle birkaç santimetre daha yüksekte hareket eden manyetik kaldırma trenlerinde.

Elektromotor Kuvvet (EMF)- Pozitif ve negatif yüklerin (jeneratör) zorla ayrılmasını sağlayan bir cihazda, devresinde akım olmadığında jeneratör terminalleri arasındaki potansiyel farkına sayısal olarak eşit bir değer Volt cinsinden ölçülür.

Elektromanyetik enerji kaynakları (jeneratörler)- herhangi bir elektrik dışı formdaki enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren cihazlar. Bu tür kaynaklar örneğin şunlardır:

mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren enerji santrallerindeki (termik, rüzgar, nükleer, hidroelektrik santraller) jeneratörler;

kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren her türden galvanik hücreler (piller) ve akümülatörler vb.

EMF sayısal olarak, bir birim pozitif yükü kaynağın içinde veya kaynağın içinde hareket ettirirken, bir birim pozitif yükü kapalı bir devre boyunca iletirken dış kuvvetlerin yaptığı işe eşittir.

Elektromotor kuvvet EMF E, bir dış alanın ve indüklenen bir elektrik alanın bir elektrik akımını indükleme yeteneğini karakterize eden skaler bir miktardır. EMF E sayısal olarak bu alan tarafından harcanan joule (J) cinsinden W işine (enerjisine) eşittir Bir birim yükü (1 C) alanın bir noktasından diğerine taşımak.

EMF'nin ölçü birimi volttur (V). Bu nedenle, 1 C'lik bir yük kapalı bir devre boyunca hareket ettirildiğinde, 1 J'lik bir iş yapılırsa EMF 1 V'ye eşittir: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Yüklerin saha etrafındaki hareketine enerji harcaması eşlik eder.

Devrenin belirli bir bölümünde tek bir pozitif yük ileten kaynak tarafından yapılan işe sayısal olarak eşit olan değere U gerilimi denir. Devre dış ve iç bölümlerden oluştuğundan, dış Uin ve iç gerilim kavramları Uvt bölümleri ayırt edilir.

Söylenenlerden açıkça görülüyor ki Kaynağın EMF'si, devrenin harici U ve dahili U bölümlerindeki gerilimlerin toplamına eşittir:

E \u003d Uvsh + Uvt.

Bu formül bir elektrik devresi için enerjinin korunumu yasasını ifade eder.

Devrenin çeşitli yerlerindeki gerilimleri ancak devre kapalıyken ölçmek mümkündür. EMF, açık devre ile kaynak terminalleri arasında ölçülür.

EMF'nin yönü, elektrikten başka bir doğanın etkisi altında jeneratör içindeki pozitif yüklerin eksiden artıya zorunlu hareketinin yönüdür.

Jeneratörün iç direnci, içindeki yapısal elemanların direncidir.

İdeal EMF kaynağı- sıfıra eşit bir jeneratör ve terminallerindeki voltaj yüke bağlı değildir. İdeal bir EMF kaynağının gücü sonsuzdur.

E değerine sahip ideal bir EMF jeneratörünün koşullu görüntüsü (elektrik devresi) Şekil 2'de gösterilmiştir. 1 A.

Gerçek bir EMF kaynağı, ideal olanın aksine, bir iç direnç Ri içerir ve voltajı yüke bağlıdır (Şekil 1., b) ve kaynağın gücü sonludur. Gerçek bir EMF jeneratörünün elektrik devresi, ideal bir EMF jeneratörü E ve onun iç direnci Ri'nin seri bağlantısıdır.

Pratikte, gerçek bir EMF jeneratörünün çalışma modunu ideal çalışma moduna yaklaştırmak için, gerçek bir jeneratör Ri'nin iç direncini mümkün olduğu kadar küçük yapmaya çalışırlar ve yük direnci Rn'nin bir değere bağlanması gerekir. Jeneratörün iç direncinin en az 10 katı yani koşulun karşılanması gerekir: Rn >> Ri

Gerçek bir EMF jeneratörünün çıkış voltajının yüke bağlı olmaması için özel elektronik voltaj stabilizasyon devreleri kullanılarak stabilize edilir.

Gerçek bir EMF jeneratörünün iç direnci sonsuz derecede küçük yapılamayacağından, enerji tüketicilerinin ona tutarlı bir şekilde bağlanma olasılığı için en aza indirilir ve standart olarak gerçekleştirilir. Radyo mühendisliğinde EMF jeneratörlerinin standart çıkış empedansı 50 ohm (endüstriyel standart) ve 75 ohm'dur (ev standardı).

Örneğin, tüm televizyon alıcıları 75 ohm'luk bir giriş empedansına sahiptir ve antenlere tam da bu dalga empedansına sahip bir koaksiyel kabloyla bağlanır.

İdeal EMF jeneratörlerine yaklaşmak için, tüm endüstriyel ve ev radyo-elektronik ekipmanlarında kullanılan besleme voltajı kaynakları, tüketilen belirli bir akım aralığında güç kaynağının neredeyse sabit bir çıkış voltajını korumanıza olanak tanıyan özel elektronik çıkış voltajı stabilizasyon devreleri kullanılarak gerçekleştirilir. EMF kaynağından (bazen buna voltaj kaynağı da denir).

Elektrik devrelerinde, EMF kaynakları şu şekilde gösterilmektedir: E - sabit bir EMF kaynağı, e (t) - zamanın bir fonksiyonu şeklinde bir harmonik (değişken) EMF kaynağı.

Seri olarak bağlanan özdeş hücrelerden oluşan bir pilin elektromotor kuvveti E, bir hücrenin E elektromotor kuvvetinin pilin n hücre sayısıyla çarpımına eşittir: E = nE.

Gönderi kaynaklarındaki üçüncü taraf (potansiyel olmayan) güçler. veya değişir. akım; Kapalı bir iletken devrede, bu kuvvetlerin üniteyi hareket ettirmek için yaptıkları işe eşittir. tüm devre boyunca şarj edin. Egr aracılığıyla dış kuvvetlerin alan gücünü belirtirsek, o zaman emf? kapalı bir döngüde L eşittir

burada dl kontur uzunluğu elemanıdır.

Tencere. elektrostatik kuvvetler. alanlar gönderiyi destekleyemez. kapalı bir yol üzerinde bu kuvvetlerin oranı sıfırdır. Akımın iletkenlerden geçişine enerjinin salınması - iletkenlerin ısınması eşlik eder. Üçüncü taraf güçler hücuma yol açar. jeneratörlerin içindeki h-tsy, galvanik. elementler, akümülatörler ve diğer mevcut kaynaklar. Dış kuvvetlerin kökeni farklı olabilir: jeneratörlerde bunlar girdap elektriğinden gelen kuvvetlerdir. manyetik alan değiştiğinde oluşan alan. zamana bağlı alan veya manyetikten etki eden Lorentz. hareketli bir iletkendeki e-ns üzerindeki alanlar; galvanik olarak hücreler ve piller – bu bir kimyasaldır. kuvvetler vb. Kaynak emk'si, açık devre ile terminallerindeki elektrik voltajına eşittir. EMF, belirli bir direnç için devredeki akımın gücünü belirler (bkz. OHMA YASASI). Elektrik yanı sıra ölçülür. , volt cinsinden.

Fiziksel Ansiklopedik Sözlük. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. . 1983 .

ELEKTRİK HAREKET GÜCÜ

(emf) - mevcut kaynakların fenomenolojik özelliği. DC devreleri için 1827'de G. Ohm tarafından tanıtıldı. akım ve 1857'de G. Kirchhoff (G. Kirchhoff) tarafından tek bir elektriğin aktarımı sırasında "dış" kuvvetlerin işi olarak tanımlanmıştır. kapalı bir döngü boyunca şarj edin. Daha sonra emf kavramı daha geniş bir şekilde yorumlanmaya başlandı - yarı sabit olarak gerçekleştirilen spesifik (akım tarafından taşınan birim yük başına) enerji dönüşümlerinin bir ölçüsü olarak [bkz. Yarı durağan (yarı statik) yaklaşım]elektrik devreler yalnızca "üçüncü taraf" kaynaklarla (galvanik piller, piller, jeneratörler vb.) değil, aynı zamanda "yük" elemanlarıyla da (elektrik motorları, şarj modunda piller, bobinler, transformatörler vb.)

Ad Soyad büyüklük - E. s. - mekanikle ilişkili. Elektrikteki süreçlerin analojileri. zincirler ve nadiren kullanılır; kısaltması daha yaygın olanıdır - emf. SI'da emk volt (V) cinsinden ölçülür; Gauss sistemi (CGSE) birimi emf spesifikasyonunda. adı yoktur (1 SGSE 300 V).

Yarı doğrusal bir yazı durumunda. toplam el.-mag akışının kapalı (dallanma olmadan) devresindeki akım. Kaynaklar tarafından üretilen enerji tamamen ısı üretimine harcanmaktadır (bkz. Joule kayıpları):

iletken devredeki emk nerede, BEN-akım, R- direnç (emf'nin işareti ve akımın işareti, devre boyunca bypass yönünün seçimine bağlıdır).

Elektrikte yarı-durağan süreçleri tanımlarken. ur-nii enerjik zincirler. denge (*) birikmiş manyetikteki değişiklikleri hesaba katmak gerekir Wm ve elektrik Biz enerjiler:

Manyetik değiştirilirken Zaman alanında bir girdap elektriği var. e S , iletken devre boyunca dolaşımına genellikle emf denir elektromanyetik indüksiyon:

Elektriksel değişiklikler. Devrenin büyük bir elektrik içerdiği durumlarda enerjiler kural olarak önemlidir. kapasite, örn. kapasitörler. Daha sonra dW e /dt = D U. BEN D nerede U- kapasitör plakaları arasındaki potansiyel farkı.

Ancak enerji biliminin başka yorumları da mümkündür. elektriğe dönüşüm. zincirler. Yani, örneğin AC devresindeyse. harmonik endüktansla bağlantılı akım L daha sonra elektriğin karşılıklı dönüşümleri. ve magn. içindeki enerjiler emf el.-magn olarak karakterize edilebilir. Etkili reaktans boyunca indüksiyon ve voltaj düşüşü ZL(santimetre. İç direnç): Magn'de hareket halindeyken. alan gövdeleri (örneğin, tek kutuplu bir indüktörün armatüründe), direnç kuvvetlerinin çalışması bile emf'ye katkıda bulunabilir.

Yarı doğrusal akımların dallanmış devrelerinde, kapalı devreyi oluşturan devre bölümlerindeki emk ile voltaj düşüşleri arasındaki ilişki ikinci tarafından belirlenir. Kirchhoff kuralı.

EMF, kapalı bir devrenin ayrılmaz bir özelliğidir ve genel durumda "uygulamanın" yerini kesin olarak belirtmek imkansızdır. Bununla birlikte, çoğu zaman emf'nin belirli cihazlarda veya devre elemanlarında yaklaşık olarak lokalize olduğu düşünülebilir. Bu gibi durumlarda, bunun cihazın bir özelliği (galvanik pil, pil, dinamo vb.) olarak kabul edilmesi ve açık kutupları arasındaki potansiyel fark aracılığıyla belirlenmesi gelenekseldir. Bu cihazlardaki enerji dönüşüm türüne göre, aşağıdaki emf türleri ayırt edilir: galvanikteki kimyasal ve taklit emf. piller, banyolar, akümülatörler, aşındırıcı işlemler sırasında (galvanik etkiler), harici olarak fotoelektrik emk (foto emf). ve int. fotoelektrik etki (fotoseller, fotodiyotlar); elektro manyetik endüksiyon (dinamolar, transformatörler, bobinler, elektrik motorları vb.); örneğin mekanik sırasında ortaya çıkan elektro statik emk. sürtünme (elektrofor makineleri, fırtına bulutlarının elektrifikasyonu, vb.); piezoelektrik emf - piezoelektrikleri (piezoelektrik sensörler, hidrofonlar, frekans stabilizatörleri vb.) sıkarken veya gererken; termiyonik yük ile ilişkili termoiyonik emk. ısıtılmış elektrotların yüzeyindeki parçacıklar; termoelektrik emk ( termogüç)- farklı iletkenlerin kontaklarında ( Seebeck etkisi Ve Peltier etkisi) veya devrenin düzgün olmayan sıcaklık dağılımına sahip bölümlerinde ( Thomson etkisi). Termoelektrik termokupllarda, pirometrelerde, buzdolaplarında kullanılır.

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

Fiziksel ansiklopedi. 5 cilt halinde. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. Genel Yayın Yönetmeni A. M. Prokhorov. 1988 .

Diğer sözlüklerde "ELEKTRİK TAHRİK KUVVETİ" nin ne olduğunu görün:

elektrik hareket gücü- Bir dış alanın ve indüklenen bir elektrik alanın bir elektrik akımına neden olma yeteneğini karakterize eden skaler bir değer. Not - Elektromotor kuvvet, dış alanın kuvvetinin ve indüklenen kuvvetin doğrusal integraline eşittir ... ... Teknik Çevirmen El Kitabı Modern Ansiklopedi, bir dış alanın ve indüklenen bir elektrik alanının bir elektrik akımına neden olma yeteneğini karakterize eden skaler bir değerdir ...

Ne oldu EMF(elektromotor kuvvet) fizikte? Elektrik akımı herkes tarafından anlaşılamıyor. Uzay mesafesi gibi, sadece burnun altında. Genel olarak bilim adamları tarafından da tam olarak anlaşılamamıştır. Hatırlamak yeterli Nikola Teslaünlü deneyleriyle, zamanının yüzyıllar ötesinde ve bugün bile bir gizem halesi içinde kalıyor. Bugün büyük gizemleri çözmüyoruz ama çözmeye çalışıyoruz. fizikte emk nedir.

Fizikte EMF'nin tanımı

EMF elektromotor kuvvettir. Harfle gösterilir e veya küçük Yunanca harf epsilon.

Elektrik hareket gücü- dış kuvvetlerin çalışmasını karakterize eden skaler fiziksel miktar ( elektrik kökenli olmayan kuvvetler) alternatif ve doğru akımın elektrik devrelerinde çalışmak.

EMF, beğenmek tansiyon e, volt cinsinden ölçülür. Ancak EMF ve voltaj farklı olgulardır.

Gerilim(A ve B noktaları arasında), bir birim test yükünün bir noktadan diğerine aktarılması sırasında gerçekleştirilen etkili elektrik alanının çalışmasına eşit fiziksel bir miktardır.

EMF'nin özünü "parmaklarda" açıklıyoruz

Neyin ne olduğunu anlamak için bir benzetme örneği verebiliriz. Tamamen suyla dolu bir su kulemiz olduğunu hayal edin. Bu kuleyi bir bataryayla karşılaştırın.

Kule dolduğunda su, kulenin tabanına maksimum basınç uygular. Buna göre kulede ne kadar az su varsa musluktan akan suyun basıncı ve basıncı da o kadar zayıf olur. Musluğu açarsanız, su önce güçlü basınç altında yavaş yavaş, ardından basınç tamamen zayıflayana kadar giderek daha yavaş akacaktır. Burada stres suyun tabana uyguladığı basınçtır. Sıfır voltaj seviyesi için kulenin en altını alacağız.

Pil için de durum aynı. Öncelikle akım kaynağımızı (pil) devreye dahil edip kapatıyoruz. Bir saat ya da el feneri olsun. Voltaj seviyesi yeterliyken ve pil boşalmamışken el feneri parlak bir şekilde parlar, ardından tamamen sönene kadar yavaş yavaş söner.

Ancak basıncın tükenmeyeceğinden nasıl emin olunur? Başka bir deyişle, kulede sabit bir su seviyesinin ve mevcut kaynağın kutuplarında sabit bir potansiyel farkının nasıl korunacağı. Kule örneğini takiben EMF, kuleye yeni su akışını sağlayan bir pompa olarak sunulmaktadır.

EMF'nin doğası

Farklı akım kaynaklarında EMF'nin ortaya çıkma nedeni farklıdır. Oluşumun niteliğine göre, aşağıdaki türler ayırt edilir:

• Kimyasal emf. Pil ve akümülatörlerde kimyasal reaksiyonlar sonucu oluşur.
• Termo EMF. Farklı sıcaklıklardaki farklı iletkenlerin kontakları bağlandığında meydana gelir.
• İndüksiyonun EMF'si. Dönen bir iletken manyetik alana yerleştirildiğinde jeneratörde meydana gelir. İletken sabit bir manyetik alanın kuvvet çizgilerini geçtiğinde veya manyetik alanın büyüklüğü değiştiğinde bir iletkende EMF indüklenecektir.
• Fotoelektrik EMF. Bu EMF'nin ortaya çıkışı, harici veya dahili bir fotoelektrik etki olgusu ile kolaylaştırılır.
• Piezoelektrik emk. EMF, bir madde gerildiğinde veya sıkıştırıldığında meydana gelir.

Sevgili dostlar, bugün "Aptallar için EMF" konusunu ele aldık. Gördüğünüz gibi EMF elektrik kökenli olmayan kuvvet devredeki elektrik akımının akışını korur. EMF ile ilgili sorunların nasıl çözüldüğünü bilmek istiyorsanız, iletişime geçmenizi tavsiye ederiz. yazarlarımız– herhangi bir tematik problemin çözüm sürecini hızlı ve net bir şekilde açıklayacak, titizlikle seçilmiş ve kendini kanıtlamış uzmanlar. Ve gelenek gereği, sonunda sizi eğitim videosunu izlemeye davet ediyoruz. İyi izlemeler ve çalışmalarınızda iyi şanslar!

Okul yılının zirvesinde, birçok bilim adamı çeşitli hesaplamalar için bir emk formülüne ihtiyaç duyuyor. İle ilgili deneyler aynı zamanda elektromotor kuvvet hakkında da bilgiye ihtiyaç duyar. Ancak yeni başlayanlar için bunun ne olduğunu anlamak o kadar kolay değil.

EMF bulma formülü

Önce tanımı ele alalım. Bu kısaltma ne anlama geliyor?

EMF veya elektromotor kuvveti, hem doğrudan hem de alternatif akım gücünün tüm uzunluk boyunca aynı olduğu devrelerde çalışan, elektriksel olmayan nitelikteki herhangi bir kuvvetin çalışmasını karakterize eden bir parametredir. Birleşik iletken devrede EMF, tek bir pozitif (pozitif) yükü tüm devre boyunca hareket ettirmek için bu kuvvetlerin çalışmasına eşittir.

Aşağıdaki şekil emf formülünü göstermektedir.

Ast - dış kuvvetlerin joule cinsinden işi anlamına gelir.

q, coulomb cinsinden aktarılan yüktür.

Üçüncü taraf güçleri- bunlar kaynaktaki yüklerin ayrılmasını sağlayan ve sonuç olarak kutuplarında potansiyel bir fark oluşturan kuvvetlerdir.

Bu kuvvetin ölçü birimi volt. Formüllerde harfle gösterilir « E".

Sadece aküde akım olmadığı anda elektromotor si-a kutuplardaki gerilime eşit olacaktır.

EMF indüksiyonu:

Bir devrede indüksiyonun EMF'siNdönüşler:

Taşınırken:

Elektrik hareket gücü Manyetik alanda belirli bir hızda dönen bir devrede indüksiyonw:

Değer tablosu

Elektromotor kuvvetin basit bir açıklaması

Diyelim ki köyümüzde bir su kulesi var. Tamamen su ile doldurulur. Bunun sıradan bir pil olduğunu düşünelim. Kule bir bataryadır!

Tüm su taretimizin tabanına çok fazla baskı uygulayacaktır. Ancak yalnızca bu yapı tamamen H2O ile dolduğunda güçlü olacaktır.

Sonuç olarak su ne kadar az olursa basınç da o kadar zayıf olacak ve jetin basıncı da daha az olacaktır. Musluğu açtığımızda jet menzilinin her dakika azalacağını not ediyoruz.

Sonuç olarak:

1. Gerilim, suyun dibe baskı yaptığı kuvvettir. Bu baskıdır.
2. Sıfır voltaj kulenin alt kısmıdır.

Pil aynı.

Öncelikle devreye bir enerji kaynağı bağlıyoruz. Ve buna göre kapatıyoruz. Örneğin, bir el fenerine pil takın ve açın. Başlangıçta cihazın parlak bir şekilde yandığına dikkat edin. Bir süre sonra parlaklığı gözle görülür şekilde azalacaktır. Yani elektromotor kuvvet azalmıştır (kuledeki su ile karşılaştırıldığında sızıntı).

Örnek olarak bir su kulesini ele alırsak, EMF sürekli olarak kuleye su pompalayan bir pompadır. Ve iş asla burada bitmiyor.

Galvanik hücrenin EMF'si - formül

Bir pilin elektromotor kuvveti iki şekilde hesaplanabilir:

• Hesaplamayı Nernst denklemini kullanarak gerçekleştirin. GE'ye dahil edilen her elektrotun elektrot potansiyelini hesaplamak gerekli olacaktır. Daha sonra formülü kullanarak EMF'yi hesaplayın.
• GE'nin çalışması sırasında meydana gelen reaksiyonu oluşturan toplam akım için Nernst formülünü kullanarak EMF'yi hesaplayın.

Böylece bu formüllerle donatıldığında pilin elektromotor kuvvetini hesaplamak daha kolay olacaktır.

Farklı EMF türleri nerede kullanılır?

1. Piezoelektrik, bir malzeme gerildiğinde veya sıkıştırıldığında kullanılır. Bunun yardımıyla kuvars enerji jeneratörleri ve çeşitli sensörler yapılır.
2. Pillerde ve pillerde kimyasal kullanılır.
3. İndüksiyon, iletkenin manyetik alanı geçtiği anda ortaya çıkar. Özellikleri transformatörlerde, elektrik motorlarında, jeneratörlerde kullanılır.
4. Termoelektrik, farklı metal türlerinin temas noktalarının ısıtılması anında oluşur. Uygulama alanını soğutma ünitelerinde ve termokupllarda buldu.
5. Fotoelektrik, fotovoltaik hücreler üretmek için kullanılır.