Što je elektromotorna sila EMF

Elektromotorna sila (EMS) - u uređaju koji vrši prisilno odvajanje pozitivnih i negativnih naboja (generator), vrijednost brojčano jednaka potencijalnoj razlici između stezaljki generatora u odsutnosti struje u njegovom krugu mjeri se u voltima.

Izvori elektromagnetske energije (generatori) — uređaji koji pretvaraju bilo koju neelektričnu energiju u električnu. Takvi izvori, na primjer, satsa:

• generatori u elektranama (termo, vjetroelektrane, nuklearne, hidroelektrane), koji mehaničku energiju pretvaraju u električnu;

• galvanske ćelije (baterije) i akumulatori svih vrsta, koji pretvaraju kemijsku energiju u električnu i dr.

EMF je brojčano jednak radu vanjskih sila pri pomicanju jediničnog pozitivnog naboja unutar izvora ili samom izvoru koji provodi jedinični pozitivni naboj u zatvorenom krugu.

Elektromotorna sila EMF E je skalarna veličina koja karakterizira sposobnost vanjskog polja i induciranog električnog polja da induciraju električnu struju.EMF E brojčano je jednak radu (energiji) W u džulima (J) utrošenom ovim poljem da pomakne jedinični naboj (1 C) s jedne točke polja na drugu.

Mjerna jedinica za EMF je volt (V). Dakle, emf je jednak 1 V ako se, kada se naboj od 1 C kreće kroz zatvoreni krug, izvrši rad od 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Naknade za prijenos putem stranice strujni krug popraćeno utroškom energije.

Vrijednost čija je znamenka jednaka radu koji izvor izvrši provođenjem jednog pozitivnog naboja duž određenog dijela kruga naziva se napon U. Budući da se krug sastoji od vanjskog i unutarnjeg dijela, razlikuju se pojmovi napona vanjskog Uvsh i unutarnji Uvt odsjeci.

Iz onoga što je rečeno, očito je da je EMF izvora jednak zbroju napona vanjskih U i unutarnjih U dijelova kruga:

E = Uears + UW

Ova formula izražava zakon održanja energije za električni krug.

Moguće je mjeriti napone u različitim dijelovima strujnog kruga samo kada je strujni krug zatvoren. EMF se mjeri između priključaka izvora otvorenog kruga.

Napon, EMF i pad napona za aktivnu dvopolnu mrežu

EMF smjer — to je smjer prisilnog kretanja pozitivnih naboja unutar generatora od minusa do plusa pod utjecajem prirode koja nije električna.

Unutarnji otpor generatora je otpor konstrukcijskih elemenata u njemu.

Idealan izvor EMF - generator, unutarnji otpor koji je nula, a napon na njegovim stezaljkama ne ovisi o opterećenju. Snaga idealnog EMF izvora je beskonačna.

Uvjetna slika (električni dijagram) idealnog EMF generatora s vrijednošću E prikazana je na sl.1, a.

Pravi EMF izvor, za razliku od idealnog, sadrži unutarnji otpor Ri i njegov napon ovisi o opterećenju (slika 1., b), a snaga izvora je konačna. Električni krug realnog EMF generatora je serijski spoj idealnog EMF generatora E i njegovog unutarnjeg otpora Ri.

Izvori EMF: a — idealni; b — pravi

U praksi, da bi se režim rada realnog generatora EMF približio idealnom režimu rada, unutarnji otpor realnog generatora Ri nastoji se učiniti što manjim, a otpor opterećenja Rn potrebno je priključiti najmanje 10 puta veća od vrijednosti unutarnjeg otpora generatora, tj. potrebno je ispuniti uvjet: Rn >> Ri

Kako bi izlazni napon stvarnog EMF generatora bio neovisan o opterećenju, on se stabilizira pomoću posebnih elektroničkih krugova za stabilizaciju napona.

Budući da se unutarnji otpor stvarnog EMF generatora ne može učiniti beskonačno malim, minimiziran je i izveden kao standard za mogućnost koordiniranog povezivanja potrošača energije s njim. U radiotehnici, standardne vrijednosti izlaznog otpora EMF generatora su 50 ohma (industrijski standard) i 75 ohma (kućni standard).

Primjerice, svi televizijski prijamnici imaju ulaznu impedanciju od 75 ohma i na antene se spajaju koaksijalnim kabelom upravo te karakteristične impedancije.

Kako bi se približili idealnim EMF generatorima, izvori napona napajanja koji se koriste u svoj industrijskoj i kućanskoj elektroničkoj opremi izrađeni su pomoću posebnih elektroničkih sklopova za stabilizaciju izlaznog napona, koji omogućuju izdržavanje gotovo konstantnog izlaznog napona izvora napajanja u zadanom rasponu. struja koje povlači izvor EMF (ponekad zvan izvor napona).

Na električnim dijagramima izvori EMF-a prikazani su na sljedeći način: E — izvor konstantnog EMF-a, e (t) je izvor harmonijskog (promjenljivog) EMF-a u obliku funkcije vremena.

Elektromotorna sila E baterije istih ćelija spojenih u seriju jednaka je elektromotornoj sili jedne ćelije E pomnoženoj s brojem elemenata n baterije: E = nE.

Vidi također o ovoj temi: Izvori EMF i struje: glavne karakteristike i razlike