Ce este forța electromotoare EMF

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

Surse de energie electromagnetică (generatoare) — dispozitive care convertesc energia de orice tip neelectric în electrică. Astfel de surse, de exemplu, satsa:

• generatoare din centralele electrice (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 efectuată de forțele externe în deplasarea unei unități de sarcină pozitivă în interiorul sursei sau a sursei în sine conducând o unitate de sarcină pozitivă într-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.FEM E este numeric egală cu munca (energia) W în jouli (J) consumată de acest câmp pentru a muta o unitate de sarcină (1 C) dintr-un punct al câmpului în altul.

Unitatea de măsură pentru EMF este voltul (V). Astfel, fem este egală cu 1 V dacă, atunci când o sarcină de 1 C se deplasează printr-un circuit închis, se realizează lucru de 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Taxe de transfer prin intermediul site-ului circuit electric însoţită de cheltuieli energetice.

O valoare a cărei cifră este egală cu munca pe care o face sursa prin conducerea unei singure sarcini pozitive de-a lungul unei anumite secțiuni a circuitului se numește tensiune U. Deoarece circuitul este format din secțiuni externe și interne, ele disting conceptele de tensiuni ale circuitului extern. Uvsh și secțiuni interne Uvt.

Din ceea ce s-a spus, este evident că EMF al sursei este egal cu suma tensiunilor secțiunilor U externe și U interne ale circuitului:

E = Uears + UW

Această formulă exprimă legea conservării energiei pentru un circuit electric.

Este posibilă măsurarea tensiunilor în diferite părți ale circuitului numai cu circuitul închis. EMF este măsurată între bornele sursei de circuit deschis.

Tensiune, EMF și cădere de tensiune pentru o rețea activă cu două terminale

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

Rezistența internă a generatorului este rezistența elementelor structurale din acesta.

O sursă ideală de EMF - un generator, rezistență internă care este zero, iar tensiunea la bornele sale este independentă de sarcină. Puterea unei surse EMF ideale este infinită.

În Fig.1, a.

Sursa EMF reală, spre deosebire de cea 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.

Surse CEM: a — ideal; b — real

În practică, pentru a aduce modul de funcționare al generatorului EMF real mai aproape de modul de funcționare ideal, se încearcă ca rezistența internă a generatorului real Ri să fie cât mai mică posibil, iar rezistența de sarcină Rn trebuie conectată cel puțin de 10 ori valoarea rezistenței interne a generatorului, adică este necesar să se îndeplinească condiţia: Rn >> Ri

Pentru ca tensiunea de ieșire a unui generator EMF real să fie independentă de sarcină, aceasta este stabilizată prin utilizarea circuitelor 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 conectării coordonate a consumatorilor de energie la acesta. În inginerie radio, valorile standard ale rezistenței de ieșire ale generatoarelor EMF sunt de 50 ohmi (standard industrial) și 75 ohmi (standard de acasă).

De exemplu, toate receptoarele de televiziune au o impedanță de intrare de 75 ohmi și sunt conectate la antene cu cablu coaxial de exact acea impedanță caracteristică.

Pentru a aproxima generatoarele EMF ideale, sursele de tensiune de alimentare utilizate în toate echipamentele electronice industriale și casnice sunt realizate folosind circuite electronice speciale pentru stabilizarea tensiunii de ieșire, care permit să reziste la o tensiune de ieșire aproape constantă a sursei de alimentare într-un interval dat. a curenților atrași de sursa EMF (numită uneori sursă de tensiune).

Pe schemele electrice, sursele de EMF sunt prezentate după cum urmează: E — o sursă de EMF constantă, e (t) este 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 elemente n ale bateriei: E = nE.

Vezi și pe acest subiect: Surse de CEM și curent: principalele caracteristici și diferențe