В чем измеряется электродвижущая сила: Электродвижущая сила

Содержание

Электродвижущая сила — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, характеризующая [[электрический потенциал|потенциал сторонних (непотенциальных) сил на заряженные тела. В замкнутом контуре с током ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

Обозначается
Единица измерения СИ: вольт (В, V).

В силу потенциальности электростатические силы неспособны вызвать постоянный электрический ток, совершающий работу (работа потенциального поля по замкнутой траектории равна нулю для любого потенциального поля). Для этого необходимо действие сил, имеющих иную природу.

Работа по перемещению заряда по замкнутому контуру может выражена через величину заряда, помноженному на потенциал этих сил, называемый электродвижущей силой:

Как видно из формулы, размерность ЭДС совпадает с размерностью потенциала, т.е. измеряется в вольтах.
Однако следует помнить, что поле сторонних сил не является потенциальным, и к нему нельзя применять термин разность потенциалов или напряжение.

В выражении мгновенного значения во времени эта формула будет выражать мощность через силу тока :

ЭДС играет важнейшую роль в теории электрических цепей, так как в силу допущения замкнутости электрического тока его могут вызвать только сторонние силы, а значит действие любого источника тока можно выразить через ЭДС. Это нашло выражение, например, в законе Ома для всей цепи: , показывающем, что ток в цепи зависит только от ЭДС и сопротивления.

ЭДС является одной из основных характеристик элементов электрических цепей, являющихся источниками электрической энергии. Так, напряжение на концах двухполюсника без нагрузки будет равно его ЭДС.

ЭДС может иметь различную природу. В электрических машинах она вызвана электромагнитным взаимодействием ротора и статора. В химических источниках тока — электрохимическими реакциями, вызывающими перенос заряда между электродами.

Электродвижущая сила и её виды

В физике такое понятие, как электродвижущая сила (сокращенно – ЭДС) используется в качестве основной энергетической характеристики источников тока.

Электродвижущая сила ( ЭДС )

Электродвижущая сила (ЭДС) – способность источника энергии создавать и поддерживать на зажимах разность потенциалов.

ЭДС – измеряется в Вольтах

E = 1в

Напряжение на зажимах источника всегда меньше ЭДС на величину падения напряжения.

Электродвижущая сила

E = U_R0 + U_RH

U_RH = E – U_R0

U_RH – напряжение на зажимах источника. Измеряется при замкнутой внешней цепи.

Е – ЭДС – измеряется на заводе изготовителе.

Электродвижущая сила (ЭДС) представляет собой физическую величину, которая равна частному от деления той работы, которая при перемещении электрического заряда совершается сторонними силами в условиях замкнутой цепи, к самому этому заряду.

Следует заметить, что электродвижущая сила в источнике тока возникает и при отсутствии самого тока, то есть тогда, когда цепь является разомкнутой. Такую ситуацию принято именовать «холостым ходом», а сама величина ЭДС при ней равняется разнице тех потенциалов, которые имеются на зажимах источника тока.

Химическая электродвижущая сила

Химическая электродвижущая сила наличествует в аккумуляторах, гальванических батареях при протекании коррозионных процессов. В зависимости от того, на каком именно принципе построена работа того или иного источника питания, они именуются либо аккумуляторами, либо гальваническими элементами.

Одной из основных отличительных характеристик гальванических элементов является то, что эти источники тока являются, так сказать, одноразовыми. При их функционировании те активные вещества, благодаря которым выделяется электрическая энергия, в результате протекания химических реакций распадаются практически полностью. Именно поэтому если гальванический элемент разряжен полностью, то в качестве источника тока использовать его далее невозможно.

В отличие от гальванических элементов аккумуляторы предполагают многократное использование. Это возможно потому, что те химические реакции, которые в них протекают, имеют обратимый характер.

Электромагнитная электродвижущая сила

Электромагнитная ЭДС возникает при функционировании таких устройств, как динамо-машины, электродвигатели, дроссели, трансформаторы и т.п.

Суть ее состоит в следующем: при помещении проводников в магнитное поле и их перемещении в нем таким образом, чтобы происходило пересечение магнитных силовых линий, происходит наведение ЭДС. Если цепь замкнута, то в ней возникает электрический ток.

В физике описанное выше явление называется электромагнитной индукцией. Электродвижущую силу, которая при этом индуктируется, именуют ЭДС индукции.

Следует заметить, что наведение ЭДС индукции происходит не только в тех случаях, когда в магнитном поле проводник перемещается, но и тогда, когда он остается неподвижным, но при этом осуществляется изменение величины самого магнитного поля.

Фотоэлектрическая электродвижущая сила

Эта разновидность электродвижущей силы возникает тогда, когда наличествует или внешний, или внутренний фотоэффект.

В физике под фотоэффектом (фотоэлектрическим эффектом) подразумевается та группа явлений, которая возникает тогда, когда на вещество воздействует свет, и при этом в нем происходит эмиссия электронов. Это называют внешним фотоэффектом. Если же при этом появляется электродвижущая сила или изменяется электропроводимость вещества, то говорят о внутреннем фотоэффекте.

Сейчас и внешний, и внутренний фотоэффекты очень широко используются для проектирования и производства огромного количества таких приемников светового излучения, которые преобразуют световые сигналы в электрические. Все эти устройства называются фотоэлементами и используются как в технике, так и при проведении разнообразных научных исследований. В частности, именно фотоэлементы используются для того, чтобы производить наиболее объективные оптические измерения.

Электростатическая движущая сила

Что касается этого типа электродвижущей силы, то она, к примеру, возникает при механическом трении, возникающем в электрофорных агрегатах (специальных лабораторных демонстрационных и вспомогательных приборах), она же имеет место быть и в грозовых облаках.

Генераторы Вимшурста (это еще одно название электрофорных машин) для своего функционирования используют такое явление, как электростатическая индукция. При их работе электрические заряды накапливаются на полюсах, в лейденских банках, причем разность потенциалов может достигать очень солидных величин (до нескольких сотен тысяч вольт).

Природа статического электричества заключается в том, что оно возникает тогда, когда из-за потери или приобретения электронов нарушается внутримолекулярное или внутриатомное равновесие.

Пьезоэлектрическая электродвижущая сила

Эта разновидность электродвижущей силы возникает тогда, когда происходит или сдавливание, или растяжение веществ, называемых пьезоэлектриками. Они широко используются в таких конструкциях, как пьезодатчики, кварцевых генераторах, гидрофонах и некоторых другиех.

Именно пьезоэлектрический эффект положен в основу работы пьезоэлектрических датчиков. Сами они относятся к датчикам так называемого генераторного типа. В них входной величиной является прилагаемая сила, а выходной – количество электричества.

Что касается таких устройств, как гидрофоны, то в основу их функционирования заложен принцип так называемого прямого пьезоэлектрического эффекта, который имеют пьезокерамические материалы. Суть его состоит в том, что если на поверхность этих материалов оказывается звуковое давление, то на их электродах возникает разность потенциалов. При этом она пропорциональна величине звукового давления.

Одной из основных сфер применения пьезоэлектрических материалов является производство кварцевых генераторов, имеющих в своей конструкции кварцевые резонаторы. Предназначены такие устройства для того, чтобы получать колебания строго фиксированной частоты, которые стабильны как по времени, так и при изменении температуры, а также имеют совсем невысокий уровень фазовых шумов.

Термоионная электродвижущая сила

Эта разновидность электродвижущей силы возникает тогда, когда с поверхности разогретых электродов происходит термоэмиссия заряженных частиц. Термоионная эмиссия на практике применяется достаточно широко, например, на ней основана работа практически всех радиоламп.

Термоэлектрическая электродвижущая сила

Эта разновидность ЭДС возникает тогда, когда на различных концах разнородных проводников или же просто на различных участках цепи температура распределяется очень неоднородно.

Термоэлектрическая электродвижущая сила используется в таких устройствах, как пирометры, термопары и холодильные машины. Датчики, работа которых основана на этом явлении, называются термоэлектрическими, и являются, по сути дела, термопарами, состоящими из спаянных между собой электродов, изготовленных из разных металлов. Когда эти элементы или нагреваются, или охлаждаются, между ними возникает ЭДС, которая по своей величине пропорциональна изменению температуры.

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии

Для поддержания электрического тока в проводнике требуется внешний источник энергии, создающий все время разность потенциалов между концами этого проводника. Такие источники энергии получили название источников электрической энергии (или источников тока).

Источники электрической энергии обладают определенной электродвижущей силой (сокращенно ЭДС), которая создает и длительное время поддерживает разность потенциалов между концами проводника. Иногда говорят, что ЭДС создает электрический ток в цепи. Нужно помнить об условности такого определения, так как выше мы уже установили, что причина возникновения и существования электрического тока — электрическое поле.

Источник электрической энергии производит определенную работу, перемещая электрические заряды по всей замкнутой цепи..

Определение: Работа, совершаемая источником электрической энергии при переносе единицы положительного заряда по всей замкнутой цепи, называется ЭДС источника

За единицу измерения электродвижущей силы принят вольт (сокращенно вольт обозначается буквой В или V — «вэ» латинское).

ЭДС источника электрической энергии равна одному вольту, если при перемещении одного кулона электричества по всей замкнутой, цепи источник электрической энергии совершает работу, равную одному джоулю:

В практике для измерения ЭДС используются как более крупные, так и более мелкие единицы, а именно:

1 киловольт (кВ, kV), равный 1000 В;

1 милливольт (мВ, mV), равный одной тысячной доле вольта (10-3 В),

1 микровольт (мкВ, μV), равный одной миллионной доле вольта (10-6 В).

Очевидно, что 1 кВ = 1000 В; 1 В = 1000 мВ = 1 000 000 мкВ; 1 мВ= 1000 мкВ.

В настоящее, время существует несколько видов источников электрической энергии. Впервые в качестве источника электрической энергии была использована гальваническая батарея, состоящая из нескольких цинковых и медных кружков, между которыми была проложена кожа, смоченная в подкисленной воде. В гальванической батарее химическая энергия превращалась в электрическую (подробнее об этом будет рассказано в главе XVI). Свое название гальваническая батарея получила по имени итальянского физиолога Луиджи Гальвани (1737—1798), одного из основателей учения об электричестве.

Многочисленные опыты по усовершенствованию и практическому использованию гальванических батарей были проведены русским ученым Василием Владимировичем Петровым. Еще в начале прошлого века он создал самую большую в мире гальваническую батарею и использовал ее для ряда блестящих опытов.

Источники электрической энергии, работающие по принципу преобразования химической энергии в электрическую, называются химическими источниками электрической энергии.

Другим основным источником электрической энергий, получившим широкое применение в электротехнике и радиотехнике, является генератор. В генераторах механическая энергия преобразуется в электрическую.

На электрических схемах источники электрической энергии и генераторы обозначаются так, как это показано на рис. 1.

Рисунок 1. Условные обозначения источников электрической энергии: а — источник ЭДС, общее обозначение, б — источник тока, общее обозначение; в — химический источник электрической энергии; г — батарея химических источников; д — источник потоянного напряжения; е — источник переменного нарияжения; ж — генератор.

У химических источников электрической энергии и у генераторов электродвижущая сила проявляется одинаково, создавая на зажимах источника разность потенциалов и поддерживая ее длительное время. Эти зажимы называются полюсами источника электрической энергии. Один полюс источника электрической энергии имеет положительный потенциал (недостаток электронов), обозначается знаком плюс ( + ) и называется положительным полюсом. Другой полюс имеет отрицательный потенциал (избыток электронов), обозначается знаком минус (—) и называется отрицательным полюсом.

От источников электрической энергии электрическая энергия передается по проводам к ее потребителям (электрические лампы, электродвигатели, электрические дуги, электронагревательные приборы и т. д.).

Определение: Совокупность источника электрической энергии, ее потребителя и соединительных проводов называется электрической цепью.

Простейшая электрическая цепь показана на рис. 2.

Рисунок 2. Простейшая электрическая цепь: Б — источник электрической энергии; SA — выключатель; EL — потребитель электрической энергии (лампа).

Для того чтобы по цепи проходил электрический ток, она должна быть замкнутой. По замкнутой электрической цепи непрерывно проходит ток, так как между полюсами источника электрической энергии существует некоторая разность потенциалов. Эта разность потенциалов называется напряжением источника и обозначается буквой U. Единицей измерения напряжения служит вольт. Так же как и ЭДС, напряжение может измеряться в киловольтах, милливольтах и микровольтах.

Для измерения величины ЭДС и напряжения применяется прибор, называемый вольтметром. Если вольтметр подключить непосредственно к полюсам источника электрической энергии, то при разомкнутой электрической цепи он покажет ЭДС источника электрической энергии, а при замкнутой — напряжение на его зажимах: (рис. 3).

Рисунок 3. Измерение ЭДС и напряжения источника электрической энергии: а— измерение ЭДС источника электрической энергии; б — измерение напряжения на зажимах источника электрической энергии..

Заметим, что напряжение на зажимах источника электрической энергии всегда меньше его ЭДС.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

В чем измеряется электродвижущая сила

Электродвижущая сила ( ЭДС )

ЭДС – измеряется в Вольтах

Напряжение на зажимах источника всегда меньше ЭДС на величину падения напряжения.

U_RH – напряжение на зажимах источника. Измеряется при замкнутой внешней цепи.

Е – ЭДС – измеряется на заводе изготовителе.

ЭДС. Численно электродвижущая сила измеряется работой, совершаемой источником электрической энергии при переносе единичного положительного заряда по всей замкнутой цепи. Если источник энергии, совершая работу A, обеспечивает перенос по всей замкнутой цепи заряда q, то его электродвижущая сила (Е) будет равна

За единицу измерения электродвижущей силы в системе СИ принимается вольт (в). Источник электрической энергии обладает эдс в 1 вольт, если при перемещении по всей замкнутой цепи заряда в 1 кулон совершается работа, равная 1 джоулю. Физическая природа электродвижущих сил в разных источниках весьма различна.

Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре при изменении тока, протекающего по контуру. При изменении тока I в контуре пропорционально меняется и магнитный поток Bчерез поверхность, ограниченную этим контуром.2*R-теряемая мощность. Для того что бы цепь функционировала необходимо соблюдать баланс мощности в эл.цепи.

12.Закон Ома для участка цепи.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению:
I = U / R; [A = В / Ом]

13.Закон Ома для полной цепи.

Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника.

— ЭДС источника напряжения(В), — сила тока в цепи (А), — сопротивление всех внешних элементов цепи(Ом), — внутреннее сопротивление источника напряжения(Ом) .1)E=I(R+r)? 2)R+r=E/I

14.Последовательное, параллельное соединение резисторов, эквивалентное сопротивление. Распределение токов и напряжения.

При последовательном соединении нескольких резисторов конец первого резисторасоединяют с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д. При таком соединении по всем элементам последовательной цепи проходит
один и тот же ток I.

Uэ=U1+U2+U3. Следовательно, напряжение U на зажимах источника равно сумме напряжений на каждом из последовательно включенных резисторов.

Rэ=R1+R2+R3, Iэ=I1=I2=I3, Uэ=U1+U2+U3.

При последовательном соединении сопротивление цепи увеличивается.

Параллельное соединение резисторов. Параллельным соединением сопротивлений называется такое соединение, при котором к одному зажиму источника подключаются начала сопротивлений, а к другому зажиму — концы.

Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений определяется по формуле

Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений всегда меньше наименьшего сопротивления, входящего в данное соединение.

при параллельном соединении сопротивлений напряжения на них равны между собой. Uэ=U1=U2=U3 В цепи притекает ток I, а токи I₁, I_2, I₃ утекают из нее. Так как движущиеся электрические заряды не скапливаются в точке, то очевидно, что суммарный заряд, притекающий к точке разветвления, равен суммарному заряду утекающему от нее:Iэ=I1+I2+I3 Следовательно, третье свойство параллельного соединения может сформулирована так: Величина тока в не разветвленной части цепи равна сумме токов в параллельных ветвях. Для двух парал.резисторов:

Электрический ток не протекает в медном проводе по той же причине, по которой остаётся неподвижной вода в горизонтальной трубе. Если один конец трубы соединить с резервуаром таким образом, чтобы образовалась разность давлений, жидкость будет вытекать из одного конца. Аналогичным образом, для поддержания постоянного тока необходимо внешнее воздействие, перемещающее заряды. Это воздействие называется электродвижущая сила или ЭДС.

От электростатики к электрокинетике

Между концом XVIII и началом XIX века работы таких учёных, как Кулон, Лагранж и Пуассон, заложили математические основы определения электростатических величин. Прогресс в понимании электричества на этом историческом этапе очевиден. Франклин уже ввёл понятие «количество электрической субстанции», но пока ещё и он, ни его преемники не смогли его измерить.

Следуя за экспериментами Гальвани, Вольта пытался найти подтверждения того, что «гальванические жидкости» животного были одной природы со статическим электричеством. В поисках истины он обнаружил, что когда два электрода из разных металлов контактируют через электролит, оба заряжаются и остаются заряженными несмотря на замыкание контура нагрузкой. Это явление не соответствовало существующим представлениям об электричестве потому, что электростатические заряды в подобном случае должны были рекомбинировать.

Вольта ввёл новое определение силы, действующей в направлении разделения зарядов и поддержании их в таком состоянии. Он назвал её электродвижущей. Подобное объяснение описания работы батареи не вписывалось в теоретические основы физики того времени. В Кулоновской парадигме первой трети XIX века э. д. с. Вольта определялась способностью одних тел вырабатывать электричество в других.

Важнейший вклад в объяснение работы электрических цепей внёс Ом. Результаты ряда экспериментов привели его к построению теории электропроводности. Он ввёл величину «напряжение» и определил её как разность потенциалов на контактах. Подобно Фурье, который в своей теории различал количество тепла и температуру в теплопередаче, Ом создал модель по аналогии, связывающую количество перемещаемого заряда, напряжение и электропроводность. Закон Ома не противоречил накопленным знаниям об электростатическом электричестве.

Затем, благодаря Максвеллу и Фарадею, пояснительные модели тока получили новую теорию поля. Это позволило разработать связанную с полем концепцию энергии как для статических потенциалов, так и для электродвижущей силы. Основные даты эволюции понятия ЭДС:

1800 г. — создание Вольтой гальванической батареи;
1826 г. — Ом формулирует свой закон для полной цепи;
1831 г. — обнаружение электромагнитной индукции Фарадеем.

Определение и физический смысл

Приложение некоторой разности потенциалов между двумя концами проводника создаст перетекание электронов от одного конца к другому. Но этого недостаточно для поддержания потока зарядов в проводнике. Дрейф электронов приводит к уменьшению потенциала до момента его уравновешивания (прекращение тока). Таким образом, для создания постоянного тока необходимы механизмы, непрерывно возвращающие описанную систему в первоначальную конфигурацию, то есть, препятствующие агрегации зарядов в результате их движения. Для этой цели используются специальные устройства, называемые источники питания.

В качестве иллюстрации их работы удобно рассматривать замкнутый контур из сопротивления и гальванического источника питания (батареи). Если предположить, что внутри батареи тока нет, то описанная проблема объединения зарядов остаётся неразрешённой. Но в цепи с реальным источником питания электроны перемещаются постоянно. Это происходит благодаря тому, что поток ионов протекает и внутри батареи от отрицательного электрода к положительному. Источник энергии, перемещающий эти заряды в батарее — химические реакции. Такая энергия называется электродвижущей силой.

ЭДС является характеристикой любого источника энергии, способного управлять движением электрических зарядов в цепи. В аналогии с замкнутым гидравлическим контуром работа источника э. д. с. соответствует работе насоса для создания давления воды. Поэтому значок, обозначающий эти устройства, неотличим на гидравлических и электрических схемах.

Несмотря на название, электродвижущая сила на самом деле не является силой и измеряется в вольтах. Её численное значение равно работе по перемещению заряда по замкнутой цепи. ЭДС источника выражается формулой E=A/q, в которой:

E — электродвижущая сила в вольтах;
A — работа сторонних сил по перемещению заряда в джоулях;
q — перемещённый заряд в кулонах.

Из этой формулы ЭДС следует, что электродвижущая сила не является свойством цепи или нагрузки, а есть способность генератора электроэнергии к разделению зарядов.

Сравнение с разностью потенциалов

Электродвижущая сила и разность потенциалов в цепи очень похожие физические величины, так как оба измеряются в вольтах и определяются работой по перемещению заряда. Одно из основных смысловых различий заключается в том, что э. д. с. (E) вызывается путём преобразования какой-либо энергии в электрическую, тогда как разность потенциалов (U) реализует электрическую энергию в другие виды. Другие различия выглядят так:

E передаёт энергию всей цепи. U является мерой энергии между двумя точками на схеме.
Е является причиной U, но не наоборот.
Е индуцируется в электрическом, магнитном и гравитационном поле.
Концепция э. д. с. применима только к электрическому полю, в то время как разность потенциалов применима к магнитным, гравитационным и электрическим полям.

Напряжение на клеммах источника питания, как правило, отличается от ЭДС источника. Это происходит из-за наличия внутреннего сопротивления источника (электролита и электродов, обмоток генератора). Связывающая разность потенциалов и ЭДС источника тока формула выглядит как U=E-Ir. В этом выражении:

U — напряжение на клеммах источника;
r — внутреннее сопротивление источника;
I — ток в цепи.

Из этой формулы электродвижущей силы следует, что э. д. с. равна напряжению когда ток в цепи не течёт. Идеальный источник ЭДС создаёт разность потенциалов независимо от нагрузки (протекающего тока) и не обладает внутренним сопротивлением.

В природе не может существовать источника с бесконечной мощностью при замыкании на клеммах, как и материала с бесконечной проводимостью. Идеальный источник используется как абстрактная математическая модель.

Источники электродвижущей силы

Суть источника ЭДС заключается в преобразовании других видов энергии в электрическую с помощью сторонних сил. С точки зрения физики обеспечения э. д. с различают следующие два основных вида источников:

Первые представляют собой электрохимические источники, основанные на вовлечение в химическую реакцию процесса переноса электронов. В обычных условиях химические взаимодействия сопровождаются выделением или поглощением тепла, но существует немало реакций, в результате которых генерируется электрическая энергия.

Электрохимические процессы в большинстве случаев обратимы, поскольку энергия электрического тока может быть использована, чтобы заставить реагировать вещества между собой. Эта возможность позволяет создавать возобновляемые гальванические источники — аккумуляторы.

В генераторах тока э. д. с. создаётся другим способом. Разделение зарядов происходит с помощью явления электромагнитной индукции, которое заключается в том, что изменение величины или направления магнитного поля создаёт ЭДС. Согласно закону Фарадея, нахождение э. д. с. индукции возможно из выражения E=—dФ/dt. В этой формуле:

ЭДС индукции измеряется также в вольтах. В зависимости от того, каким способом вызываются изменения магнитного потока, различают:

Динамически индуцированную. Когда в стационарном магнитном поле перемещается проводник. Характерен для генераторов.
Статически индуцированную. Когда изменения потока возникают из-за изменений магнитного поля вокруг неподвижного проводника. Так работают трансформаторы.

Существуют также источники э. д. с, не основанные на электрохимии или магнитной индукции. К таким устройствам можно отнести полупроводниковые фотоэлементы, контактные потенциалы и пьезокристаллы. Понятие ЭДС имеет практическое применение прежде всего как параметр выбора источников питания для тех или иных целей. Чтобы получить максимальный эффект от работы устройств в цепи, нужно согласовывать их возможности и характеристики. Прежде всего внутреннее сопротивление источника ЭДС силы с характеристиками подключаемой нагрузки.

суть и принцип для начинающих чайников

Что такое ЭДС (электродвижущая сила) в физике? Электрический ток понятен далеко не каждому. Как космическая даль, только под самым носом. Вообще, он и ученым понятен не до конца. Достаточно вспомнить Николу Тесла с его знаменитыми экспериментами, на века опередившими свое время и даже в наши дни остающимися в ореоле тайны. Сегодня мы не разгадываем больших тайн, но пытаемся разобраться в том, что такое ЭДС в физике.

Определение ЭДС в физике

ЭДС – электродвижущая сила. Обозначается буквой E или маленькой греческой буквой эпсилон.

Электродвижущая сила — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (сил неэлектрического происхождения), действующих в электрических цепях переменного и постоянного тока.

ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтах. Однако ЭДС и напряжение – явления разные.

Напряжение (между точками А и Б) – физическая величина, равная работе эффективного электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из одной точки в другую.

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

Чтобы разобраться в том, что есть что, можно привести пример-аналогию. Представим, что у нас есть водонапорная башня, полностью заполненная водой. Сравним эту башню с батарейкой.

Схема водонапорной башни

Вода оказывает максимальное давление на дно башни, когда башня заполнена полностью. Соответственно, чем меньше воды в башне, тем слабее давление и напор вытекающей из крана воды. Если открыть кран, вода будет постепенно вытекать сначала под сильным напором, а потом все медленнее, пока напор не ослабнет совсем. Здесь напряжение – это то давление, которое вода оказывает на дно. За уровень нулевого напряжения примем само дно башни.

Водокачка

То же самое и с батарейкой. Сначала мы включаем наш источник тока (батарейку) в цепь, замыкая ее. Пусть это будут часы или фонарик. Пока уровень напряжения достаточный и батарейка не разрядилась, фонарик светит ярко, затем постепенно гаснет, пока не потухнет совсем.

Но как сделать так, чтобы напор не иссякал? Иными словами, как поддерживать в башне постоянный уровень воды, а на полюсах источника тока – постоянную разность потенциалов. По примеру башни ЭДС представляется как бы насосом, который обеспечивает приток в башню новой воды.

Советская батарейка

Природа ЭДС

Причина возникновения ЭДС в разных источниках тока разная. По природе возникновения различают следующие типы:

Химическая ЭДС. Возникает в батарейках и аккумуляторах вследствие химических реакций.
Термо ЭДС. Возникает, когда находящиеся при разных температурах контакты разнородных проводников соединены.
ЭДС индукции. Возникает в генераторе при помещении вращающегося проводника в магнитное поле. ЭДС будет наводиться в проводнике, когда проводник пересекает силовые линии постоянного магнитного поля или когда магнитное поле изменяется по величине.
Фотоэлектрическая ЭДС. Возникновению этой ЭДС способствует явление внешнего или внутреннего фотоэффекта.
Пьезоэлектрическая ЭДС. ЭДС возникает при растяжении или сдавливании веществ.

Дорогие друзья, сегодня мы рассмотрели тему «ЭДС для чайников». Как видим, ЭДС – сила неэлектрического происхождения, которая поддерживает протекание электрического тока в цепи. Если Вы хотите узнать, как решаются задачи с ЭДС, советуем обратиться к нашим авторам – скрупулезно отобранным и проверенным специалистам, которые быстро и доходчиво разъяснят ход решения любой тематической задачи. И по традиции в конце предлагаем Вам посмотреть обучающее видео. Приятного просмотра и успехов в учебе!

Автор:
Иван

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Какая единица используется для измерения электродвижущей силы — MOREREMONTA

Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре при изменении тока, протекающего по контуру. При изменении тока I в контуре пропорционально меняется и магнитный поток Bчерез поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС E.2*R-теряемая мощность. Для того что бы цепь функционировала необходимо соблюдать баланс мощности в эл.цепи.

12.Закон Ома для участка цепи.

13.Закон Ома для полной цепи.

Rэ=R1+R2+R3, Iэ=I1=I2=I3, Uэ=U1+U2+U3.

При последовательном соединении сопротивление цепи увеличивается.

Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений определяется по формуле

В практике для измерения ЭДС используются как более крупные, так и более мелкие единицы, а именно:

1 киловольт (кВ, kV), равный 1000 В;

1 милливольт (мВ, mV), равный одной тысячной доле вольта (10-3 В),

1 микровольт (мкВ, μV), равный одной миллионной доле вольта (10-6 В).

Очевидно, что 1 кВ = 1000 В; 1 В = 1000 мВ = 1 000 000 мкВ; 1 мВ= 1000 мкВ.

Определение : Совокупность источника электрической энергии, ее потребителя и соединительных проводов называется электрической цепью.

Простейшая электрическая цепь показана на рис. 2.

Заметим, что напряжение на зажимах источника электрической энергии всегда меньше его ЭДС.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Определение ЭДС в физике

ЭДС – электродвижущая сила. Обозначается буквой E или маленькой греческой буквой эпсилон.

Электродвижущая сила — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (сил неэлектрического происхождения), действующих в электрических цепях переменного и постоянного тока.

ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтах. Однако ЭДС и напряжение – явления разные.

Напряжение (между точками А и Б) – физическая величина, равная работе эффективного электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из одной точки в другую.

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

Схема водонапорной башни

Водокачка

Советская батарейка

Природа ЭДС

Химическая ЭДС. Возникает в батарейках и аккумуляторах вследствие химических реакций.
Термо ЭДС. Возникает, когда находящиеся при разных температурах контакты разнородных проводников соединены.
ЭДС индукции. Возникает в генераторе при помещении вращающегося проводника в магнитное поле. ЭДС будет наводиться в проводнике, когда проводник пересекает силовые линии постоянного магнитного поля или когда магнитное поле изменяется по величине.
Фотоэлектрическая ЭДС. Возникновению этой ЭДС способствует явление внешнего или внутреннего фотоэффекта.
Пьезоэлектрическая ЭДС. ЭДС возникает при растяжении или сдавливании веществ.

что это такое, единица измерения в СИ, формула ЭДС

Что такое электродвижущая сила — определение, физический смысл

Определение

Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, описывающая работу любых сил, которые действуют в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока, за исключением диссипативных и электростатических сил.

Для определения силы тока Георг Симон Ом использовал принцип крутильных весов Кулона. На длинной тонкой нити подвешено горизонтальное коромысло с заряженным шариком на конце. Второй заряд закреплен на cпицe, пропущенной сквозь крышку весов. При их взаимодействии коромысло поворачивается. Вращение головки в верхней части весов закручивало нить, возвращая коромысло в исходное состояние. По углу закручивания можно рассчитать силу взаимодействия зарядов в зависимости от расстояния между ними.

Ом по величине угла закрутки судил о силе тока I в проводнике, т. е. количестве электричества, перенесенном через поперечное сечение проводника за единицу времени. В качестве основной характеристики источника тока Ом брал величину напряжения \varepsilon на электродах гальванического элемента при разомкнутой цепи. Эту величину $\varepsilon$ он назвал электродвижущей силой, сокращенно ЭДС.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

В чем измеряется в системе СИ, как обозначается на схеме

Электродвижущая сила в системе СИ измеряется в вольтах.

На схеме обозначение источника тока с ЭДС — две линии с плюсом и минусом, иногда круг.

Природа ЭДС, какими причинами порождается

Определение

Термопара — проволоки из разнородных металлов, соединенные концами.

Изучая термопары, немецкий физик Томас Иоганн Зеебек обнаружил в 1821 году следующую закономерность: когда точки соединения имеют разную температуру, в цепи возникает электродвижущая сила. Это явление назвали термоэлектрическим эффектом Зеебека. Величина такой электродвижущей силы зависит от температуры и неодинакова для разных пар металлов. Наиболее точных измерений Ом добился в 1826 году, использовав термопару из меди и висмута.

Внутри источника ЭДС электрический ток течет не от «плюса» к «минусу», а в противоположном направлении. Чтобы заставить ток двигаться в направлении, противоположном электростатической силе, которая воздействует на положительные заряды, необходимо приложить стороннюю силу: силу Лоренца, силу электрохимической природы, центробежную силу и т. п. Диссипативные силы не могут двигать электрические заряды против направления электростатической силы, поэтому к сторонним силам в данном случае не относятся.

По какой формуле определяется электродвижущая сила

В первых опытах Ом подключал к источнику тока проводники из разных материалов — серебра, меди, золота, — но одинакового сечения. Изменяя их длину l, Ом добивался, чтобы получалась одна и та же сила тока I. Обобщив результаты измерений, он вывел отношение:

$I\;=\;\frac\varepsilon{R_i\;+\;R(l)}$

Здесь $R_i$ — некоторая постоянная, характеризующая внутреннее сопротивление гальванического элемента, а $R(l)$ — величина, названная Омом сопротивлением проводника; она оказалась пропорциональна его длине, т. е. $\;R(l)\;\sim\;l.$

Из этой формулы следует, что найти электродвижущую силу можно, перемножив силу тока и полное сопротивление всей цепи:

$\varepsilon\;=\;I\;\times\;R_i\;+\;I\;\times\;R(l)$

Разность потенциалов на концах участка цепи равна падению напряжения на нем. Если в цепь включен источник тока, то ЭДС прибавляется к величине разности потенциалов или вычитается из нее в зависимости от полярности подключения. Когда на участке АВ имеется источник тока с ЭДС $\varepsilon$, разность потенциалов изменяется на величину $\triangle U\;=\;\pm\;\varepsilon.$

Знак выбирается в зависимости от полярности включения источника: по току или против него. Закон Ома в этом случае принимает вид:

$\varphi_А\;-\;\varphi_В\;\pm\;\varepsilon\;=\;IR$

При последовательном соединении источников полная электродвижущая сила цепи будет равняться сумме ЭДС отдельных источников. При параллельном соединении только источник с самой большой ЭДС будет источником, остальные окажутся потребителями.

Чему равна электродвижущая сила источника тока

ЭДС источника тока — это работа сторонних сил, нужная для перемещения единичного положительного заряда внутри источника от одного полюса к другому. Эту работу нельзя выразить через разность потенциалов, так как сторонние силы не имеют потенциала, их работа зависит от траектории.

Пример

При перемещении заряда между клеммами источника вне самого источника работа сторонних сил окажется нулевой.

Физика — Электродвижущая сила — Бирмингемский университет

Электродвижущая сила (ЭДС) равна разности потенциалов на клеммах при отсутствии тока. ЭДС и разность потенциалов на клеммах ( В, ) измеряются в вольтах, но это не одно и то же. ЭДС ( ϵ ) — это количество энергии ( E ), обеспечиваемое батареей на каждый кулон заряда ( Q ), проходящий через нее.

Как рассчитать ЭДС?

ЭДС можно записать через внутреннее сопротивление батареи ( r ) где: ϵ = I (r + R )

Что из закона Ома, мы можем затем изменить это в терминах оконечного сопротивления: ϵ = В + Ir

ЭДС ячейки может быть определена путем измерения напряжения на ячейке с помощью вольтметра и тока в цепи с помощью амперметра для различных сопротивлений.Затем мы можем настроить схему для определения ЭДС, как показано ниже.

ЭДС и внутреннее сопротивление электрических элементов и батарей

Исследование ЭМП

Как закон Фарадея соотносится с ЭМП?

Закон Фарадея гласит, что любое изменение магнитного поля катушки будет индуцировать в катушке ЭДС (а следовательно, и ток). Он пропорционален минус скорости изменения магнитного потока ( ϕ ) (примечание N — количество витков в катушке).

Согласно закону Фарадея, общество извлекло выгоду из таких важных технологий, как трансформаторы, которые используются для передачи электроэнергии в национальной энергосистеме Великобритании, которая сейчас необходима в наших домах. Также он используется в электрических генераторах и двигателях, таких как плотины гидроэлектростанций, которые производят электричество, которое сейчас является неотъемлемой частью наших современных технологических потребностей. Текущий исследовательский проект MAG-DRIVE в Бирмингеме направлен на поиск способов разработки и улучшения материалов с постоянными магнитами, которые могут быть использованы в электромобилях следующего поколения.ЭМП также генерируется солнечными батареями, поэтому они важны для исследований в области возобновляемых источников энергии.

Лабораторные признания

Исследователи подкаста In the Laboratory Confessions рассказывают о своем лабораторном опыте в контексте практических экзаменов A Level. Эпизоды, посвященные правильному использованию цифровых инструментов (простое гармоническое движение), правильному построению принципиальных схем (удельное сопротивление в проводе) и использованию источников питания постоянного тока (конденсаторов), имеют отношение к эксперименту по ЭДС, ниже вы можете услышать удельное сопротивление. в проводном подкасте.

Как мы интерпретируем наши данные?

По мере увеличения сопротивления переменного резистора величина тока будет уменьшаться. График зависимости напряжения от тока должен давать линейную зависимость, где градиент линии дает отрицательное внутреннее сопротивление ячейки ( -r ), а точка пересечения дает ЭДС (напряжение, при котором ток равен 0).

Выполнение нескольких измерений при разных значениях сопротивления даст больше точек на графике V-I, что сделает подбор более надежным.Также рекомендуется повторить измерения, так как ячейка будет постепенно стекать, что повлияет на показания. Во избежание разряда элемента / батареи ее следует отключать между измерениями. В качестве альтернативы в схему можно включить выключатель. Также не рекомендуется использовать аккумуляторные батареи, так как они имеют низкое внутреннее сопротивление.

Несмотря на то, что этот эксперимент довольно прост, он поможет вам отличить конечную разницу от ЭДС, что может быть сложной концепцией для понимания учащимися.Поскольку люди становятся все более зависимыми от электричества, исследования, связанные с ЭМП, важны для развития и технического прогресса электричества.

Следующие шаги

Эти ссылки предоставляются только для удобства и в информационных целях; они не означают одобрения или одобрения Бирмингемским университетом какой-либо информации, содержащейся на внешнем веб-сайте. Бирмингемский университет не несет ответственности за точность, законность или содержание внешнего сайта или последующих ссылок.Пожалуйста, свяжитесь с внешним сайтом для получения ответов на вопросы относительно его содержания.

Электромагнетизм

— Почему электродвижущая сила измеряется как изменение PE за заряд?

электромагнетизм — Почему электродвижущая сила измеряется как изменение PE за заряд? — Обмен физическими стеками

Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

0
+0
Авторизоваться
Зарегистрироваться

Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил
3 года, 1 месяц назад

Просмотрено
83 раза

$ \ begingroup $

Мне кажется, что напряжение или электродвижущая сила будет измеряться в обычных единицах силы, а не в джоулях / кулонах.Я смущен этим, поэтому я много думал об этом и много изучал, и вот мои выводы. Пожалуйста, дайте мне знать, согласны ли вы или не согласны с тем, что вы думаете, или в чем я ошибаюсь или прав.

Если существует разделение положительного и отрицательного заряда между двумя точками, такими как клеммы аккумулятора, их притягивает сила.
Это сила, которая вызывает прохождение заряда или тока в цепи.
Поскольку заряды будут естественным образом сцепляться друг с другом, над отрицательным зарядом должна быть произведена работа по их разделению (поскольку перемещаться могут только электроны).Это увеличивает потенциальную энергию отрицательного заряда.
Когда заряд течет по цепи, он теряет свой PE, поскольку он сталкивается с атомами металла в цепи и передает энергию нагрузке.
Мы можем измерить это изменение PE заряда.
Это изменение PE заряда является способом косвенного измерения сил, действующих на заряд, или вероятности его протекания. Это связано с тем, что более высокие потери PE означают, что на негативе нужно было проделать больше работы.заряд для первоначального разделения двух положительных и отрицательных зарядов. Если было выполнено больше работы, это означает, что на заряд действовала более сильная сила электрического поля.
Я полагаю, что было бы сложнее измерить силы, действующие на заряд, протекающий по цепи, чем при статическом электричестве, поэтому мы измеряем электродвижущую силу с точки зрения изменения PE заряда между двумя точками.

Эмилио Пизанти

11k2828 золотых знаков284284 серебряных знака576576 бронзовых знаков

Создан 24 июн.

Питер БладПитер Блад

47722 серебряных знака1010 бронзовых знаков

$ \ endgroup $

$ \ begingroup $

Вы правы.ЭДС исторически называется силой, но на самом деле это напряжение.

Создан 24 июн.

my2ctsmy2cts

18.6k22 золотых знака1515 серебряных знаков5555 бронзовых знаков

$ \ endgroup $

Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie

Настроить параметры

электричество — разность потенциалов (PD) и электродвижущая сила (ЭДС) в пересчете на электроны?

Различие между ЭДС и разностью потенциалов часто замалчивается и часто неправильно понимается, так что это уместный и интересный вопрос.

Поскольку и ЭДС, и разность потенциалов измеряются в вольтах, довольно легко использовать эти термины как взаимозаменяемые, и во многих случаях это не причинит вреда, но факт в том, что ЭДС и разность потенциалов — совершенно разные концепции.

По сути, именно ЭДС перемещает заряд по замкнутому пути — цепи, в то время как разность потенциалов возникает из-за распределения заряда по цепи.

Рассмотрим первую схему; есть аккумулятор (или собственно элемент), источник ЭДС.Если к аккумулятору не подключена цепь, разность потенциалов между выводами аккумулятора по величине равна ЭДС.

Из статьи в Википедии «Электродвижущая сила»:

В случае разрыва цепи электрический заряд, который был
разделенный механизмом, генерирующим ЭДС, создает электрическую
поле , противостоящее механизму разделения. Например, химический
реакция в гальваническом элементе прекращается, когда противоположное электрическое поле на
каждый электрод достаточно силен, чтобы остановить реакции.
Разделенный электрический заряд создает электрический
разность потенциалов , которую можно измерить с помощью вольтметра между
клеммы устройства. Величина ЭДС для АКБ (или
другой источник) — значение этого напряжения холостого хода.

Если к источнику ЭДС подключена внешняя цепь (путь прохождения заряда), электроны от более отрицательной клеммы будут проходить через цепь к более положительной клемме.

Нет лучшей демонстрации различия между ЭДС и разностью потенциалов, чем короткое замыкание на выводах батареи (это нужно делать осторожно и быстро) для определения тока короткого замыкания .

Предполагая эффективное идеальное короткое замыкание, разность потенциалов между клеммами батареи будет фактически 0 В , но при этом будет большой ток через короткое замыкание .

Это ЭДС, которая «гонит» этот ток по замкнутому пути.

Теперь еще раз рассмотрим первую схему. Ясно, что ЭДС движет электроны по часовой стрелке, но также ясно, что для прохождения тока через резистор должна быть разность потенциалов (закон Ома). Таким образом, плотность электронов немного больше на проводнике, подключенном к более отрицательной клемме резистора, чем на проводе, подключенном к более положительной клемме.

В emf гораздо больше, чем то, что я здесь обрисовал, а статья в Википедии (а также ссылки и ссылки в ней), на которые я ссылался выше, дает гораздо больше подробностей.

Определение электродвижущей силы в физике.

Примеры электродвижущей силы в следующих разделах:

Источники ЭМП
- Электродвижущая сила сила (ЭДС) — это напряжение, генерируемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом индукции Фарадея.
- Электродвижущая сила Сила , также называемая ЭДС (обозначается и измеряется в вольтах), относится к напряжению, генерируемому батареей или магнитной силой в соответствии с Законом индукции Фарадея, который гласит, что изменяющееся во времени магнитное поле вызывает электрический ток.
- Электродвижущая сила « сила » не считается силой (поскольку сила измеряется в ньютонах), а считается потенциалом или энергией на единицу заряда, измеряемой в вольтах.
- Приведите примеры устройств, обеспечивающих электродвижущую силу силу
ЭДС и напряжение на клеммах
- Выходное напряжение или напряжение на клеммах источника напряжения, такого как аккумулятор, зависит от его электродвижущей силы силы и его внутреннего сопротивления.
- Мы называем эту разность потенциалов электродвижущей силой силой (сокращенно ЭДС).
- — это вообще не сила ; это особый тип разности потенциалов источника при отсутствии тока.
- Electromotive force напрямую связано с источником разности потенциалов, например с конкретной комбинацией химических веществ в батарее.
- Выразите взаимосвязь между электродвижущей силой силы и напряжением на клеммах в виде уравнения
Количественная интерпретация ЭДС движения
- A ЭДС движения — это электродвижущая сила сила (ЭДС), индуцированная движением относительно магнитного поля B.
- Электродвижущая сила Сила (ЭДС), индуцированная движением относительно магнитного поля B, называется ЭДС движения.
- Приравнивая две силы , получаем $ E = vB $.
- В проводнике, однако, мы находим электродвижущую силу силу , которой сама по себе не соответствует энергия, но которая вызывает — при условии равенства относительного движения в двух рассмотренных случаях — электрические токи одного и того же пути. и интенсивность такой же, как у электрического двигателя силы в первом случае.«
- Сформулируйте два вида, которые применяются для расчета электродвижущей силы силы
ЭДС движения
- Движение в магнитном поле, которое является стационарным относительно Земли, индуцирует двигательную ЭДС (электродвижущая сила сила ).
- Как видно из предыдущих Атомов, любое изменение магнитного потока индуцирует электродвижущую силу (ЭДС), противодействующую этому изменению — процесс, известный как индукция.
- Между электрической силой и магнитной силой существует множество связей.
- То, что движущееся магнитное поле создает электрическое поле (и, наоборот, движущееся электрическое поле создает магнитное поле), является частью причины, по которой электрические и магнитные силы теперь рассматриваются как разные проявления одной и той же силы (впервые замеченной Альберт Эйнштейн).
- Это классическое объединение электрических и магнитных сил в так называемую электромагнитную силу является источником вдохновения для современных усилий по объединению других основных сил .
Индуцированные ЭДС и магнитный поток
- Закон индукции Фарадея гласит, что электродвижущая сила индуцируется изменением магнитного потока.
- Более основным, чем текущий ток, является электродвижущая сила сила (ЭДС), которая его вызывает.
- Объясните взаимосвязь между магнитным полем и электродвижущей силой силой
Изменение магнитного потока создает электрическое поле
- Мы узнали взаимосвязь между наведенной электродвижущей силой силой (ЭДС) и магнитным потоком.
- Количество витков катушки может быть включено в магнитный поток, поэтому коэффициент не является обязательным. ) Закон индукции Фарадея — это основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвигатель сила (ЭДС).
- Устройство, которое может поддерживать разность потенциалов, несмотря на протекание тока, является источником электродвижущей силы силы .
Аккумулятор
- Каждая полуячейка имеет электродвижущую силу силу (или ЭДС), определяемую ее способностью направлять электрический ток изнутри во внешнюю часть ячейки.
- Электрическая движущая сила силы на выводах ячейки известна как напряжение на клеммах (разность) и измеряется в вольтах.
- Напряжение батареи является синонимом ее электродвижущей силы силы , или ЭДС.
- Эта сила отвечает за прохождение заряда через цепь, известную как электрический ток.
Электрогенераторы
- Они индуцируют электродвижущую силу силу (ЭДС), вращая катушку в магнитном поле.
- Генератор заставляет электрического заряда (обычно переносимого электронами) проходить через внешнюю электрическую цепь.
- Заряды в проводах петли испытывают магнитную силу , потому что они движутся в магнитном поле.
- Заряды в вертикальных проводах испытывают сил, параллельных проводу, вызывая токи.
- Однако те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, ощущают силу перпендикулярно проводу; эта сила не вызывает тока.
Зарядка аккумулятора: последовательные и параллельные ЭДС
- Когда источники напряжения включены последовательно в одном направлении, их внутренние сопротивления складываются, а их электродвижущая сила сила , или ЭДС, складывается алгебраически.
- Сравните сопротивления и электродвижущих сил сил для источников напряжения, подключенных с одинаковой и противоположной полярностью, а также последовательно и параллельно
Правило петли
- Другими словами, сумма значений электродвижущей силы (ЭДС) в любом замкнутом контуре равна сумме падений потенциала в этом контуре (которые могут исходить от резисторов).
- Другое эквивалентное утверждение состоит в том, что алгебраическая сумма произведений сопротивлений проводников (и токов в них) в замкнутом контуре равна общей электродвижущей силы , доступной в этом контуре.

Электродвижущая сила | Что такое, характеристики, как измеряется, формула, примеры

Физика

Электродвижущая сила (ЭДС), — это энергия, исходящая от любого средства, канала или устройства, которое обеспечивает электрический ток , причем вся энергия способна обеспечить или служит для обеспечения жизнеспособного электрического тока, который может использоваться устройством, не требуя движущихся частей, таких как батареи или портативные батареи.

Что такое электродвижущая сила?

Электродвижущая сила, представленная как EMF , будет любым соотношением , существующим между потребляемой электрической энергией и электрическим зарядом, который проходит через нее , в результате чего ток течет в направлении генерируемой электрической цепи. Это может происходить как в разомкнутой, так и в замкнутой цепи. Полезность электродвижущей силы заключается в обеспечении энергией устройства без использования движущихся частей , например батарей, которым для правильного функционирования требуется ЭДС.

Характеристики электродвижущей силы

Для того, чтобы соотношение электродвижущей силы имело место, необходимо наличие разности потенциалов между двумя полюсами , где один отрицательный, а другой положительный, чтобы иметь возможность для уравновешивания электрических зарядов с помощью разомкнутой или замкнутой цепи.

Цепи электродвижущей силы могут быть как разомкнутыми, так и замкнутыми, разомкнутая цепь характеризуется тем, что она генерирует электрический ток, который, будучи прерван или нет, не передается через электрический проводник, не проходит .Это приводит к тому, что он не может производить правильный поток энергии, производя эту энергию, которая не используется электрическим током, и соединение неэффективно, когда оно разомкнуто.

С другой стороны, замкнутая или параллельная электрическая цепь работает правильно благодаря тому факту, что электрический ток продвигается от источника, генерирующего энергию , например, батареи, проводящего провода , к приемникам , для Например, лампочка проходит через выключатель и поворачивает генератор в том месте, где она подключена, обеспечивая эффективность электрической цепи.

Как измеряется электродвижущая сила

Электродвижущая сила измеряется или вычисляется исходя из напряжения , которое называется потенциалом или напряжением . Сила с электрическими зарядами распространяется от отрицательного зарядного устройства к положительному полюсу. Он делится на его значение в кулонах (выражается в джоулях / кулонах). Подводя итог, мы говорим о вольтах (В), что эквивалентно джоулям между кулонами (Дж / Кл).

Формула

Электродвижущая сила в замкнутой цепи эквивалентна изменению индукционного потока магнитного поля .Это выражается следующей формулой, ссылающейся на закон Фарадея:

Эта формула также может иметь знак минус «-».

Источники

Электродвижущая сила может создаваться разными источниками:

Прямой источник электродвижущей силы : Получает поток электрического заряда от устройств прямого действия, таких как батареи, аккумуляторные батареи, неперезаряжаемые и солнечные батареи, аккумуляторы. Это приводит к тому, что генерируемый ток имеет постоянное значение и интервал относительно большой продолжительности, пропорциональный размеру и силе генерирующего устройства.
Источник переменной электродвижущей силы : В этом случае получаемый электрический ток изменяется во времени, как в случае автомобильных генераторов, которые отвечают за обеспечение электричеством для его правильного функционирования.
Непеременный источник переменной электродвижущей силы : Существует переменный источник энергии, как в случае пьезоэлектрических зажигалок на кухне, поскольку они производят в воздухе электрический разряд, который изменяется в зависимости от интенсивности и подвержен влиянию окружающей среды, приобретая таким образом фактор небольшой прочности.

Как генерируется электродвижущая сила

Она может создаваться посредством статического электричества, где силы притяжения и отталкивания на другие электрические заряды генерируются трением, например, когда пластиковый гребень натирается, и генерируется статический электрический заряд . Точно так же электродвижущая сила может создаваться посредством индукции , где электрические заряды приобретают движение, когда они находятся в жизнеспособном магнитном поле.

Примеры

Батареи : внесены в каталог как источники электродвижущей энергии, поскольку они способны генерировать энергию химическими средствами.Некоторые из них, как, например, угольно-цинковые и щелочные батареи, при использовании с максимальной емкостью не подлежат перезарядке. С другой стороны, батареи, состоящие из никель-кадмиевых (NiCad), никель-металлогидридных (Ni-MH) и литий-ионных аккумуляторов, могут быть перезаряжаемыми.
Электромагнитные машины : Это машины, которые вырабатывают электрическую энергию на основе магнитных и механических средств, как в случае небольших динамо-машин и генераторов, таких как, например, те, которые часто используются в транспортных средствах, переносных электрических установках и др. .Они способны снабжать электроэнергией крупные сооружения, такие как промышленные предприятия и города.

Автор Габриэла Брисеньо В.

Электродвижущая сила (напряжение) — Engineer-Educators.com

В отличие от тока, который легко представить в виде потока, напряжение — это переменная, которая определяется между двумя точками. Часто мы называем напряжение величиной между двумя точками. Это электродвижущая сила (ЭДС) или толчок или давление, ощущаемое в проводнике, которое в конечном итоге перемещает электроны в потоке.Символом ЭДС является заглавная буква «Е».

Напряжение на клеммах типовой батареи можно измерить как разность потенциалов 12 или 24 вольт. То есть между двумя клеммами батареи имеется электродвижущая сила в 12 или 24 вольта для проталкивания тока через цепь. Относительно свободные электроны на отрицательной клемме будут двигаться в сторону избыточного количества положительных зарядов на положительной клемме. Вспомните из обсуждения статического электричества, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, но противоположные заряды притягиваются друг к другу.Конечный результат — поток или ток через проводник. В проводнике не может быть потока, если нет приложенного напряжения от батареи, генератора или заземленного блока питания. Разность потенциалов или напряжение между любыми двумя точками в электрической системе можно определить следующим образом:

Где

E = ε / Q
E = разность потенциалов в вольтах
ε = расширенная или поглощенная энергия в джоулях (Дж)
Q = Заряд, измеренный в кулонах

На рисунке 36 показан поток электронов электрического тока.Два соединенных между собой резервуара для воды демонстрируют, что при разнице давлений между двумя резервуарами вода будет течь до тех пор, пока два резервуара не уравняются. На рисунке показано, что уровень воды в резервуаре A должен быть на более высоком уровне, показывающий 10 фунтов на квадратный дюйм (более высокая потенциальная энергия), чем уровень воды в резервуаре B, показывающий 2 фунта на квадратный дюйм (более низкая потенциальная энергия). Между двумя резервуарами существует разность потенциалов 8 фунтов на квадратный дюйм. Если клапан на соединительной линии между резервуарами открыт, вода будет течь из резервуара A в резервуар B до тех пор, пока уровень воды (потенциальная энергия) в обоих резервуарах не выровняется.

Рисунок 36. Перепад давления.

Важно отметить, что не давление в резервуаре A заставило воду течь; скорее, это была разница в давлении между баком A и баком B, которая вызвала поток.

Это сравнение иллюстрирует принцип, согласно которому электроны движутся, когда есть путь, от точки с избытком электронов (более высокая потенциальная энергия) к точке с дефицитом электронов (более низкая потенциальная энергия). Сила, вызывающая это движение, представляет собой разность потенциалов электрической энергии между двумя точками.Эта сила называется электрическим давлением, разностью потенциалов или электродвижущей силой (движущей силой электрона).

Электродвижущая сила (ЭДС): определение, пример и уравнение

Что такое электродвижущая сила (ЭДС)

Электродвижущая сила или ЭДС — это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда источником энергии, таким как батарея, элемент или генератор. Он определяется как разность потенциалов на выводах, через которые не проходит ток, т.е.е., разомкнутая цепь с одним положительным концом, а другим — отрицательным.

На самом деле электродвижущая сила — это не сила, а мера энергии. Источник преобразует одну форму энергии в электрическую. Например, батарея преобразует химическую энергию, а генератор преобразует механическую энергию.

Электродвижущая сила ЭДС

Термин электродвижущая сила был придуман итальянским физиком и химиком Алессандро Вольта, который изобрел электрическую батарею в 1800 году.

Уравнение электродвижущей силы (ЭДС)

Предположим, что схема состоит из батареи и резистора.Электродвижущую силу можно рассчитать с помощью закона Кирхгофа о напряжении. Следующая формула дает его значение.

Символ: ε, греческая буква эпсилон

Формула : ε = IR + Ir

Где,

I : Ток, проходящий через цепь

R : Сопротивление резистора

r : Внутреннее сопротивление аккумулятора

Используя закон Ома,

В = ИК

Следовательно,

ε = V + Ir

Вольтметр используется для измерения ЭДС.

СИ Единица электромагнитной силы

Электродвижущая сила измеряется в вольтах, что является единицей СИ. Вольт определяется как Джоуль на кулон.

Вольт = Джоуль / Кулон

Измерение электромагнитной силы

Размер электродвижущей силы составляет [M L ² T ^-3 I ^-1]

Формула уравнения ЭДС электродвижущей силы

Электродвижущая сила (ЭДС) vs.Напряжение

Как упоминалось ранее, электродвижущая сила — это конечная разность потенциалов, когда через нее не протекает ток. В следующей таблице перечислены различия между ЭДС и разностью потенциалов или напряжением.

Электродвижущая сила ЭДС в зависимости от напряжения

	Электродвижущая сила (ЭДС)	Разница потенциалов или напряжение
Определение	Количество энергии, поставляемой источником для заряда единицы энергии	для перемещения из одной точки в другую в цепи
Символ	ε	V
Формула	ε 1 = V + V = IR
Величина	Больше, чем напряжение	Меньше ЭДС
Где это измеряется	Между конечными точками источника, когда через него не проходит ток	Через резистор, когда ток течет по цепи
Измерение d evice	Измеритель ЭДС	Вольтметр
Источник	Свет (солнечные элементы), химические реакции (аккумулятор) и тепло (термопара)	Элемент, батарея и генератор

Последний раз статья была пересмотрена 5 апреля 2021 г.

Электродвижущая сила — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

Электродвижущая сила и её виды

Химическая электродвижущая сила

Электромагнитная электродвижущая сила

Фотоэлектрическая электродвижущая сила

Электростатическая движущая сила

Пьезоэлектрическая электродвижущая сила

Термоионная электродвижущая сила

Термоэлектрическая электродвижущая сила

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии

Похожие материалы:

Добавить комментарий

В чем измеряется электродвижущая сила

От электростатики к электрокинетике

Определение и физический смысл

Сравнение с разностью потенциалов

Источники электродвижущей силы

суть и принцип для начинающих чайников

Определение ЭДС в физике

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

Природа ЭДС

Какая единица используется для измерения электродвижущей силы — MOREREMONTA

Определение ЭДС в физике

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

Природа ЭДС

что это такое, единица измерения в СИ, формула ЭДС

Что такое электродвижущая сила — определение, физический смысл

В чем измеряется в системе СИ, как обозначается на схеме

Природа ЭДС, какими причинами порождается

По какой формуле определяется электродвижущая сила

Чему равна электродвижущая сила источника тока

Физика — Электродвижущая сила — Бирмингемский университет

Как рассчитать ЭДС?

ЭДС и внутреннее сопротивление электрических элементов и батарей

Как закон Фарадея соотносится с ЭМП?

Лабораторные признания

Как мы интерпретируем наши данные?

Следующие шаги

— Почему электродвижущая сила измеряется как изменение PE за заряд?

Сеть обмена стеками

электричество — разность потенциалов (PD) и электродвижущая сила (ЭДС) в пересчете на электроны?

Определение электродвижущей силы в физике.

Примеры электродвижущей силы в следующих разделах:

Источники ЭМП

ЭДС и напряжение на клеммах

Количественная интерпретация ЭДС движения

ЭДС движения

Индуцированные ЭДС и магнитный поток

Изменение магнитного потока создает электрическое поле

Аккумулятор

Электрогенераторы

Зарядка аккумулятора: последовательные и параллельные ЭДС

Правило петли

Электродвижущая сила | Что такое, характеристики, как измеряется, формула, примеры

Что такое электродвижущая сила?

Характеристики электродвижущей силы

Как измеряется электродвижущая сила

Формула

Источники

Как генерируется электродвижущая сила

Примеры

Электродвижущая сила (напряжение) — Engineer-Educators.com

Электродвижущая сила (ЭДС): определение, пример и уравнение

Что такое электродвижущая сила (ЭДС)

Уравнение электродвижущей силы (ЭДС)

Электродвижущая сила (ЭДС) vs.Напряжение

alexxlab

Вам также может понравиться

Ап 50б: Автоматический выключатель АП50Б КЭАЗ, автомат ап 50б, АП50Б

Лэп влияние на здоровье: влияние на людей и окружающую среду.Статья vse-e.com / Новости

Как работает прокол для сип кабеля: Как работают прокалывающие зажимы?

Добавить комментарий Отменить ответ