Что называется источником эдс: Электродвижущая сила — Умскул Учебник — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Источник эдс. идеальный и реальный источники

Содержание

История

Электричество как источник энергии было известно ещё с древних времён, ведь сама природа генерирует его в огромных объёмах. Яркий пример — молния или электрический скат. Несмотря на такую близость к человеку, обуздать эту энергию удалось лишь в середине семнадцатого века: Отто фон Герике, бургомистр из Магдебурга, создал машину, позволяющую генерировать электростатический заряд. В середине восемнадцатого века Питер фон Мушенбрук — учёный из Голландии — создаёт первый в мире электрический конденсатор, названный Лейденской банкой в честь университета, где он работал.

Пожалуй, отсчёт эпохи настоящих открытий, посвящённых электричеству, принято начинать с работ Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта, изучивших соответственно электрические токи в мышцах и возникновение тока в так называемых гальванических элементах. Дальнейшие исследования открыли нам глаза на связь электричества и магнетизма, а также на несколько очень полезных явлений (таких как электромагнитная индукция), без которых сегодня невозможно представить нашу жизнь.

Но мы не будем углубляться в магнитные явления и остановимся только на электрических. Итак, разберём, как же возникает электричество в гальванических элементах и что это вообще такое.

Идеальный источник тока (генератор)

Для начала рассмотрим абстрактный вариант: сила тока, созданная в этом устройстве, всегда одинаковая. Опираясь на закон Ома, можно легко сделать заключение, что напряжение находится в зависимости лишь от сопротивления подключенной нагрузки. Внутреннее сопротивление такого элемента питания имеет бесконечную величину, поэтому не воздействует на основной параметр. Вследствие того, что сила тока значение постоянное, то на значение мощности теоретического агрегата влияет только сопротивление подключенной нагрузки. В устройстве, при возникновении короткого замыкания, также сохраняется основное свойство источника.

Такой идеальный элемент можно создать лишь в теории, его применяют при моделировании электромагнитных процессов. На практике такой системы достичь невозможно, поэтому рассмотрим материальную вариацию.

Принцип действия

Каждая маркировка источников тока определяет принцип его действия. В стандартной ситуации выработка энергии производится посредством взаимодействия составляющих частей, а именно:

Механический тип. В результате взаимодействия деталей механизма, возникает трение. Благодаря такому явлению, возникает статическое электричество, преобразуемое в ток.
Механические конструкции работают посредством образования последовательно движущихся заряженных частиц. Явление возникает благодаря взаимодействию химического элемента с электролитом. Заряженные частицы покидают структуру кристаллической решётки металла, входя в состав проводящей жидкости.
Солнечные батареи (световые источники) работают за счет выбивания заряженных частиц из диэлектрической (кремниевой) основы под воздействием светового потока. Благодаря этому возникает постоянное напряжение.
Тепловые. Как правило, это 2 последовательно соединенных металлических основания. Одна часть нагревается, а вторая остается охлажденной. При изменении температурного режима возникает разница температур, в результате чего происходит движение заряженных частиц.

Важно! Любое изменение в строении вещества может привести к необратимым последствиям, которые проявятся при работе устройства

Конструкция

Конструкция элемента влияет на принцип его работы. Каждый источник, который выдает электрический ток, имеет определенную конструкцию:

Самый простой бытовой аккумулятор включает в себя металлический корпус, внутри которого используется щелочная среда. Дополнительными элементами являются свинцовые пластины, на которых накапливаются катоды и аноды.

Аккумулятор

Обычная бытовая батарейка с входящим в её состав сухим элементом имеет металлический корпус, в который помещен стержень-накопитель катодов. Всё прочее пространство заполнено солевым электролитом.

Батарейка

Генератор переменного тока – это устройство, состоящее из трещоток или металлической рамки.

Механический принцип устройства

Тепловой источник тока, который уже включен в цепь. Это обычная рамка, установленная на подставке из диэлектрика. Обычно, конструкция подключена к измерительному прибору, типа амперметра. Источник тепла – это пламя или внешний электрический импульс.

Тепловое устройство

Важно! Подобная конструкция помогает точно понять, как образуется энергия, которая впоследствии преобразуется в ток. Каждый вариант строения обычно заключен в специальный корпус из диэлектрического материала

Так в чем же отличие

Для лучшего понимания, в чем состоит разница электродвижущей силы от напряжения, рассмотрим пример. Имеется источник электрической энергии бесконечной мощности, в котором отсутствует внутреннее сопротивление. В электрической цепи смонтирована нагрузка. В этом случае будет справедливо утверждение, что ЭДС и напряжение тождественно равны, т.е между этими понятиями отсутствует разница.

Однако, это идеальные условия, которые в реальной жизни не встречаются. Эти условия используют исключительно при расчетах. В реальной жизни учитывается внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае ЭДС и напряжение имеют отличия.

На рисунке представлено, какая разница будет в значениях электродвижущей силы и напряжении в реальных условиях. Вышеприведенная формула закона Ома для полной цепи описывает все процессы. При разомкнутой цепи на клеммах батарейки будет значение 1,5 Вольта. Это значение ЭДС. Подключив нагрузку, в данном случае это лампочка, на ней будет напряжение 1 вольт.

Разница от идеального источника заключается в наличии внутреннего сопротивления источника питания. На этом сопротивлении и происходит падение напряжения. Эти процессы описывает закон Ома для полной цепи.

Если измерительный прибор на зажимах источника электроэнергии показывает значение 1,5 Вольта, это будет электродвижущая сила, но повторим, при условии отсутствия нагрузки.

При подключении нагрузки на клеммах будет заведомо меньшее значение. Это и есть напряжение.

Применение

Рисунок 2. Генератор тока типа «токовое зеркало», собранный на биполярных транзисторах

Источники тока широко используются в аналоговой схемотехнике, например, для питания измерительных мостов, для питания каскадов дифференциальных усилителей, в частности операционных усилителей.

Концепция генератора тока используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Для описания активных элементов для них вводятся эквивалентные схемы, содержащие управляемые генераторы:

Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Применяется в основном для полевых транзисторов и электронных ламп.
Источник тока, управляемый током (ИТУТ). Применяется, как правило, для биполярных транзисторов.

В схеме токового зеркала (рисунок 2) ток нагрузки в правой ветви задается равным эталонному току в левой ветви, так что по отношению к нагрузке R2 эта схема выступает как источник тока.

Реальный генератор

Главное различие между реальным и идеальным устройством — наличие внутреннего сопротивления. Чем выше данный параметр, тем ближе элемент к улучшенному варианту. Из этого следует, что напряжение и мощность значения конечные, т. е имеют определенный рабочий диапазон. При этом система также обладает ограничением по присоединяемой нагрузке. При решении задач, реальное устройство изображают в качестве идеального, с подключенным в параллель внутренним сопротивлением.

Эксплуатация данного агрегата возможна при холостом ходе (без внешней нагрузки) вследствие того, что имеем замкнутый контур за счет внутреннего сопротивления. Ток на выходе во время такого режима снижается до нулевого значения. При подключении накоротко (режим короткого замыкания) получим максимальную величину, а выходное напряжение опустится до 0.

В качестве примера такого устройства, обратимся к катушке индуктивности. Это положение справедливо в момент размыкания цепи. Так разность потенциалов в таком режиме резко увеличивается по сравнению с предыдущим состоянием. Все дело в ЭДС самоиндукции возникающей в этом элементе. При увеличении напряжения катушка накапливает энергию, при снижении отдает ее в сеть.

Еще одним примером является вторичная обмотка трансформатора тока, которая в нормальных условиях работы всегда должна быть закорочена. В противном случае, если в ней произойдет разрыв, то она станет генератором. Все дело в законе сохранения энергии, так мощность на первичной и вторичной обмотке должна быть одинаковой. Параметры первичной обмотки неизменны, вследствие конструктивных особенностей трансформатора (обмотка имеет один виток). При обрыве во вторичной обмотке, упорядоченного движения заряженных частиц не будет, соответственно напряжение резко возрастет.

Примеры

Источником тока является катушка индуктивности, по которой шёл ток от внешнего источника, в течение некоторого времени (t≪LR{\displaystyle t\ll L/R}) после отключения источника. Этим объясняется искрение контактов при быстром отключении индуктивной нагрузки: стремление к сохранению тока при резком возрастании сопротивления (появление воздушного зазора) приводит к резкому возрастанию напряжения между контактами и к пробою зазора.

Вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого последовательно включена в мощную линию переменного тока, может рассматриваться как почти идеальный источник переменного тока. Следовательно, размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо. Вместо этого при необходимости перекоммутации в цепи вторичной обмотки (без отключения линии) эту обмотку предварительно шунтируют.

Определение полюсов

Чтобы определить, который полюс источника постоянного напряжения является положительным, а какой — отрицательным, используются специальные «полюсоискатели», действие которых основано на явлении электролиза. Полюсоискатель представляет собой стеклянную ампулу, заполненную раствором поваренной соли с добавкой фенолфталеина. В ампулу снаружи введены электроды. При подключении к электродам источника напряжения начинается электролиз: на отрицательном полюсе идёт выделение водорода и образуется щелочная среда. Из-за наличия щёлочи фенолфталеин меняет свою окраску — краснеет, по красной окраске у электрода и судят о том, что он соединён с отрицательным полюсом источника напряжения.

Условия работы источников тока

Любой источник тока работает при определенных условиях. В отсутствие химической реакции внутри элементов не смогут образовываться заряженные частицы. Если будет отсутствовать анод и катод, то движения частиц не возникнет даже при наличии реакции.

В аккумуляторах происходит похожий процесс, но толчком для возникновения химической реакции является замыкание во внешней электрической цепи. Заряженные элементы начинают двигаться от анода к катоду и наоборот, создавая постоянный поток.

Идеальный и реальный

Световые типы не могут работать без наличия источника света. КПД зависит от типа используемого диэлектрического элемента. Дополнительно необходимо иметь в наличии приспособление ля преобразования полученной энергии.

Тепловой вариант не будет работать, если в его основу входит 1 тип металла. Если будет отсутствовать источник тепла, то ни о каком возникновение движущихся частиц не может быть и речи.

Источники

Для выработки электрической энергии требуется выбрать источник тока, соответствующий потребностям в конкретной сфере применения. {2}\cdot R}

Поскольку ток через идеальный источник тока всегда одинаков, то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

Реальный источник

В линейном приближении любой реальный источник тока (не путать с описанным выше источником тока — моделью!) или иной двухполюсник может быть представлен в виде модели, содержащей, по меньшей мере, два элемента: идеальный источник и внутреннее сопротивление (проводимость). Одна из двух простейших моделей — модель Тевенина — содержит источник ЭДС, соединенный последовательно с сопротивлением, а другая, противоположная ей, модель Нортона — источник тока, соединенный параллельно с проводимостью (т. е. идеальным резистором, свойства которого принято характеризовать значением проводимости). Соответственно, реальный источник в линейном приближении может быть описан при помощи двух параметров: ЭДС E{\displaystyle {\mathcal {E}}} источника напряжения (или силы тока I{\displaystyle I} источника тока) и внутреннего сопротивления r{\displaystyle r} (или внутренней проводимости y=1r{\displaystyle y=1/r}). {2}}}.}

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например, по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. В частности, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.

Источник ЭДС и его характеристика.

Электродвижущей
силой источника (ЭДС) называется скалярная величина, численно равная
работе сторонних сил при перемещении единицы положительного заряда; ЭДС
источника числено равна разности потенциалов на концах разомкнутого элемента (без
нарузки). Электродвижущая сила измеряется в тех же единицах, что и
напряжение. = / = Дж/Кл = В×А×с/А×с
= В (вольт). Тогда разность потенциалов (напряжение)
1 вольта равна 1 джоулю энергии необходимому для перемещения заряда в 1 кулон
из одной точки проводника в другую.

ЭДС
возникает при диффузии ионов в электролитах, при электромагнитной индукции, при
электромагнитной индукции, при освещении светом полупроводниковых элементов и
т.д.

Источник
электродвижущей силы – это источники электромагнитной энергии,
характеризирующейся электродвижущей силой E и
внутренним электрическим сопротивлением R_вт.

Принципы
работы независимого источника ЭДС рассмотрим на примере простейшей цепи,
состоящей из этого источника ЭДС и резистивного элемента-приемника с переменным
сопротивлением R (сопротивлением проводов
пренебрегаем). На схеме замещения источник ЭДС представляют в виде двух
элементов: идеального источника ЭДС E,
внутреннее сопротивление которого равно нулю, и последовательного соединенного
с ним резистора, сопротивление которого R_вт.

Электродвижущая
сила E численно равна разности потенциалов или
напряжению U₁₂_X
между положительным 1 и отрицательным 2 зажимами источника энергии при
отсутствии в нем тока ( I=0 ), т. е. в режиме холостого
хода (ХХ),

и
действует в источнике от зажима с меньшим потенциалом ( 2 ) к зажиму с большим
потенциалом (1). Направление действия ЭДС указывается в кружочке стрелкой. При
подключении к выводам 1 и 2 нагрузки R в замкнутом контуре
цепи возникает ток I; при этом напряжение на зажимах 1
и 2 уже не будет равно ЭДС E вследствие падения
напряжения на внутреннем сопротивлении R_вт источника ЭДС:

Зависимость напряжения на зажимах источника ЭДС от

тока в нем носит название внешней характеристики источника, т.е. U₁₂ = f (I).
При увеличении тока от нуля до номинального значения I = I₁ напряжение на зажимах источника ЭДС убывает
практически по прямолинейному закону. При дальнейшем увеличении тока (при
уменьшении сопротивления R) эта пропорциональность нарушается (кривая 1) при
этом величена ЭДС E
у некоторых источников уменьшается и возрастает значение внутреннего
сопротивления R_вт.

Что такое источники тока

Источники тока – это элементы электрической цепи, который поддерживают энергию с заданными параметрами. При этом, энергоснабжение цепи не зависит от характеристик элементов, входящих в её состав, в частности, сопротивления.

Прибор для выработки тока

Различают идеальные и реальные устройства для выработки тока:

Идеальные определяются только благодаря гипотезам и теоретическим выкладкам. Так, учёные нередко определяют ряд условий, при которых ток имеет максимальные значения, приближенные к идеалу. То есть, осуществляется имитация идеального источника.
Реальные условия поддерживают заданные параметры выходного тока и напряжения. Любой прибор обеспечивает свою работу, при условии, что это позволяют сделать его технические характеристики.

Важно! Таким образом, максимальное значение тока и напряжения дают возможность определить, какой именно вариант источника будет использован в цепи – идеальный или реальный

Вывод

Из вышесказанного можно сделать вывод, что основная разница между ЭДС и напряжением состоит:

Электродвижущая сила зависит от источника питания, а напряжение зависит от подключенной нагрузки и тока, протекающего по цепи.
Электродвижущая сила это физическая величина, характеризующая работу сторонних сил неэлектрического происхождения, происходящих в цепях постоянного и переменного тока.
Напряжение и ЭДС имеет единую единицу измерения – Вольт.
U -величина физическая, равная работе эффективного электрического поля, производимой при переносе единичного пробного заряда из точки А в точку В.

Таким образом, кратко, если представить U в виде столба воды, то ЭДС можно представить что это насос, поддерживающий уровень воды на постоянном уровне. Надеемся, после прочтения статьи Вам стало понятно основное отличие!

Материалы по теме:

Чем отличается трансформатор от автотрансформатора
Разница между контактором и пускателем
Как узнать, есть ли напряжение в розетке

Опубликовано:
15.08.2019
Обновлено: 15.08.2019

Помогла ли вам статья?

Задать вопрос

Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях

Эдс источника является энергетической характеристики тока.

Вопросы и предложения админу

Проходил по цепи продолжительное время, нужно непрерывно поддерживать на полюсах источника напряжения разность потенциалов. Аналогично этому, если соединить трубкой два сосуда с различными уровнями воды, то вода будет переходить из одного сосуда в другой до тех пор, пока уровни в сосудах не сравняются. Доливая воду в один сосуд и отводя ее из другого, можно добиться того, что движение воды по трубке между сосудами будет продолжаться непрерывно.

При работе источника электрической энергии электроны с анода переходят на катод.

Отсюда можно заключить, что внутри источника электрической энергии действует сила, которая должна непрерывно поддерживать ток в цепи, то есть иначе говоря, должна обеспечивать работу этого источника.

Причина, которая устанавливает и поддерживает разность потенциалов, вызывает ток в цепи, преодолевая ее внешнее и внутреннее сопротивление, называется (сокращенно э. д. с.) и обозначается буквой E .

Электродвижущая сила источников электрической энергии возникает под влиянием причин, специфических для каждого из них.

В химических источниках электрической энергии (гальванических элементах, аккумуляторах) э. д. с. получается в результате химических реакций, в генераторах э. д. с. возникает вследствие , в термоэлементах – за счет тепловой энергии.

Разность потенциалов, вызывающее прохождение тока через сопротивление участка электрической цепи, называется напряжением между концами этого участка. Электродвижущая сила и напряжение измеряются в вольтах. Для измерения э. д. с. и напряжения служат приборы – вольтметры (рисунок 1).

Тысячные доли вольта – милливольты – измеряются милливольтметрами, тысячи вольт – киловольты – киловольтметрами.

Чтобы измерить э. д. с. источника электрической энергии необходимо вольтметр включить к зажимам этого источника при разомкнутой внешней цепи (рисунок 2). Для измерения напряжения на каком-либо участке электрической цепи вольтметр нужно включить к концам этого участка (рисунок 3).


Рисунок 2. Измерение вольтметром электродвижущей силы элемента	Рисунок 3. Измерение вольтметром напряжений на различных участках электрической цепи

Видео 1. Что такое электродвижущая сила (э. д. с.)

Источник ЭДС

Рисунок 1 — Обозначение на схемах источника ЭДС (слева) и реального источника напряжения (справа)

Источник ЭДС (идеальный источник напряжения ) — двухполюсник , напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи). Напряжение может быть задано как константа, как функция времени, либо как внешнее управляющее воздействие.

В простейшем случае напряжение определено как константа, то есть напряжение источника ЭДС постоянно.

Реальные источники напряжения

Рисунок 2

Рисунок 3 — Нагрузочная характеристика

Идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, то есть подобное устройство не может существовать. Если допустить существование такого устройства, то электрический ток I , протекающий через него, стремился бы к бесконечности при подключении нагрузки,сопротивление R H которой стремится к нулю. Но при этом получается, что

мощность источника ЭДС также стремится к бесконечности, так как . Но это невозможно, по той причине, что мощность любого источника энергии конечна.

В реальности, любой источник напряжения обладает внутренним сопротивлением r , которое имеет обратную зависимость от мощности источника. То есть, чем больше мощность, тем меньше сопротивление (при заданном неизменном напряжении источника) и наоборот. Наличие внутреннего сопротивления отличает реальный источник напряжения от идеального. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника энергии. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение источника ЭДС —

Е (идеального источника напряжения) и внутреннего сопротивления — r .

На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (источника ЭДС) (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).

Падение напряжения на внутреннем сопротивлении;

Падение напряжения на нагрузке.

При коротком замыкании () , то есть вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток будет максимальным для данного источника ЭДС. Зная напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:

Рисунок 1 — схема с условным обозначением источника тока

Рисунок 2.1 — Обозначение на схемах источника тока

Рисунок 3 — Генератор тока типа токовое зеркало, собранный на биполярных транзисторах

Исто́чник то́ка (также генератор тока ) — двухполюсник, который создаёт ток , не зависящий от сопротивления нагрузки, к которой он присоединён. В быту «источником тока» часто неточно называют любой источник электрического напряжения (батарею, генератор, розетку), но в строго физическом смысле это не так, более того, обычно используемые в быту источники напряжения по своим характеристикам гораздо ближе кисточнику ЭДС, чем к источнику тока.

На рисунке 1 представлена схема замещения биполярного транзистора, содержащая источник тока (с указанием S·U бэ; стрелка в кружке указывает положительное направление тока источника тока), генерирующий ток S·U бэ, т. е. ток, зависящий от напряжения на другом участке схемы.

Идеальный источник тока

Напряжение на клеммах идеального источника тока зависит только от сопротивления внешней цепи:

Мощность, отдаваемая источником тока в сеть, равна:

Так как для источника тока , напряжение и мощность, выделяемая им, неограниченно растут при росте сопротивления..

Реальный источник тока

Реальный источник тока, так же как и источник ЭДС, в линейном приближении может быть описан таким параметром, как внутреннее сопротивление . Отличие состоит в том, что чем больше внутреннее сопротивление, тем ближе источник тока к идеальному (источник ЭДС, наоборот, чем ближе к идеальному, тем меньше его внутреннее сопротивление). Реальный источник тока с внутренним сопротивлением эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление и ЭДС .

Напряжение на клеммах реального источника тока равно:

Сила тока в цепи равна:

Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна:

Примеры

Источником тока является катушка индуктивности, по которой шёл ток от внешнего источника, в течение некоторого времени () после отключения источника. Этим объясняется искрение контактов при быстром отключении индуктивной нагрузки: стремление к сохранению тока при резком возрастании сопротивления (появление воздушного зазора) ведёт кпробою зазора.

Вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого последовательно включена в мощную линию переменного тока, может рассматриваться как почти идеальный источник тока, только не постоянного, а переменного. Поэтому размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо; вместо этого при необходимости перекоммутации в цепи вторичной обмотки без отключения линии эту обмотку предварительно шунтируют.

Применение

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. Например, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.

Источник тока, управляемый напряжением (сокращенно ИТУН)

Источник тока, управляемый током (сокращенно ИТУТ)

Господа, сегодня речь пойдет про напряжение . Все не раз слышали это слово. Все что-то про него знают.

Но что же именно такое это самое напряжение? Что представляет собой физически? Откуда оно берется? На все эти вопросы мы попытаемся сегодня дать ответ.

Для начала определимся с тем, что же такое это самое напряжение? Классическая физика дает достаточно сложное для быстрого понимания формальное определение. Оно завязано на формальном определении потенциальной энергии зарядов в поле, собственно, потенциале и их разности. Вся сия ботва подкреплена целым каскадом формул. На мой взгляд сие положение дел сильно усложняет понимание именно физики процесса возникновения напряжения и замечательная лишь с точки зрения решения академических задач, мало имеющих отношения к действительности. Сейчас мы постараемся разобраться с напряжением, что называется, на пальцах, понять физику протекающих процессов. Многим этого уже будет достаточно. Если же нет — надеюсь, после сего объяснения формулы из школьного учебника физики будут пониматься чуточку проще и быстрее.

Возьмем два электрода. Например, клеммы источника питания, или клеммы батарейки. Теперь, если мы каким-нибудь образом создадим такие условия, что на «минусовой» клемме будет избыток электронов по сравнению с «плюсовой» клеммой, то можно говорить, что между этими двумя клеммами существует напряжение. Суть возникновения напряжения заключается в том, что часть электронов с одной клеммы («плюсовой») переносится на другую («минусовую»). Чем больше мы электронов перенесем, тем больше будет созданное напряжение. Теперь, если мы замкнем между собой эти клеммы, то электроны начнут возвращаться с минусовой клеммы обратно на плюсовую, откуда они были взяты — потечет электрический ток. То есть напряжение порождает электрический ток при определенных условиях.

Напряжение, как, думаю, все из вас знают, измеряется в вольтах. Однако вольт не входит в основные единицы системы СИ. Вольт — это 1 Джоуль (единица измерения энергии)/1 Кулон (единица измерения заряда). Почему это так? Формальный вывод вы можете глянуть в учебнике физики. А если объяснять на пальцах — то все достаточно просто. Заряды одного знака (в частности, электроны) как мы с вами помним — отталкиваются друг от друга. Поэтому что бы перетащить электрон с плюсовой клеммы на минусовую — где и так уже куча электронов — надо совершить определенную работу. Минусовая клемма отталкивает от себя электроны, а мы их силой на нее запихиваем. Это как пытаться еще больше сжать уже наполовину сжатую пружину. Трудно довольно-таки. Напряжение в один вольт между клеммам возникает, когда мы совершаем работу в 1 Джоуль при переносе с одной клеммы на другую заряда в 1 кулон.

Не следует думать, что эта работа совершается впустую. Нет и еще раз нет! Эта энергия запасается. После, когда мы замкнем цепь и электрончики побегут с минуса обратно на плюс — они от радости, что возвращаются домой, они уже сами могут совершить некоторую работу — например, нагреть сопротивление или повращать электродвигатель или еще что-нибудь. Так что напряжение — это такая штука, что всегда готова вырваться наружу с энергией.

Возникает резонный вопрос — а как же перенести электроны с плюсовой клеммы на минусовую? Как создать это самое напряжение? Способов довольно много. Например, в батарейках — этот перенос возникает благодаря химической реакции. В фотоэлементах — благодаря действию энергии света на полупроводниковые материалы. В генераторах — благодаря действию магнитного поля на перемещающиеся в нем проводники. Возможно, позднее мы коснемся природы этих вещей более подробно.

Эти силы, которые участвуют в переносе электронов с плюса на минус — называют сторонними силами. А работа, которая ими совершается, очевидно, будет называться работой сторонних сил. И тут сам собой возникает термин ЭДС — электродвижущая сила .

ЭДС — это отношение работы сторонних сил по перемещению некоторого заряда, к этому самому заряду. По сути же получается то же самое напряжение, только, если можно так выразиться — с другой стороны. Напряжение все-таки возникает у нас между клеммами и открыто для потребителя. А ЭДС — это то, что скрыто от потребителя и характеризует процессы внутри источника . Эти процессы, эта работа протекает все время, пока источник функционирует и поддерживает напряжение, которое он выдает.

Рассмотрим чуть подробнее внутреннее устройство источника напряжения на примере простой модели. Эта модель представляет собой последовательное сопротивление ядра источника — устройства, в котором происходят различные процессы формирования напряжения и внутреннего сопротивления источника . Безусловно, в реальных устройствах они неотделимы друг от друга. Однако для облегчения понимания происходящих процессов их можно разделить, суть от этого не изменится. Итак, господа, так называемое ядро источника и выдает нам напряжение, точно равное ЭДС. А вот на клеммах источника питания — снаружи — мы может намерить напряжение, как равное ЭДС, так и меньше его.

Рассмотрим три разных случая (Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3). Во всех этих рисунках кружок с плюсом и минусом — это ядро источника, то, что непосредственно формирует напряжение. В нем как раз и работают сторонние силы и формируется ЭДС. Это самое ядро выдает нам напряжение точно равное значению ЭДС. Сопротивление R1 здесь — это внутреннее сопротивление источника. Обычно на практике оно составляет от долей Ома до единиц Ом. Заметьте, господа, и ядро E1 и сопротивление R1 обведены пунктиром — они находятся внутри батарейки! А вот сопротивление R2 находится за пределами батарейки — это наша полезная нагрузка. Например, лампочка. Или плеер. Или еще что.

Случай 1 — у нас идеальная батарейка. Этот случай соответствует рисунку 1. Она не имеет внутреннего сопротивления. В жизни, увы, такое не встретишь, но для понимания физики процессов рассмотреть будет полезно. В этом случае даже при подключенной нагрузке мы будем иметь на выходных клеммах батарейки напряжение, равное ЭДС.

Рисунок 1 — Идеальный источник напряжения

Случай 2 — у нас не идеальная батарейка. У нее есть свое внутреннее сопротивление R1. Но мы не нагружаем батарейку, ничего к ней не подключаем. Этот случай соответствует рисунку 2. Тогда на выходных клеммах батарейки мы так же будем наблюдать напряжение U3, равное ЭДС.

Рисунок 2 — Реальный источник напряжения без нагрузки (холостой ход)

Случай 3 — у нас не идеальная батарейка и мы ее нагружаем сопротивлением R2. По цепи течет ток I. Этот случай соответствует рисунку 3. И вот в этом случае напряжение на клеммах, которое мы наблюдаем, не будет равно ЭДС! Оно будет меньше. Да, источник Е1 где-то в недрах батарейки все так же формирует напряжение U1, равное ЭДС. Но это напряжение делится между внутренним сопротивлением батарейки R1 и нашей нагрузкой R2. А сопротивление R1, как мы помним, так же находится в недрах батарейки и нам, юзерам, оно недоступно. Поэтому на клеммах батареи мы будем наблюдать напряжение, меньшее, чем ЭДС батареи. Этот случай чаще всего встречается в жизни. И именно он хорошо иллюстрирует, чем же отличается ЭДС источника и напряжение, формируемое источником.

Рисунок 3 — Реальный источник напряжения с нагрузкой

Итак, господа, краткий итог таков: напряжение, выдаваемое источником напряжения равно ЭДС тогда, когда мы можем пренебречь внутренним сопротивлением источника, а точнее падением напряжения на нем. Если же на внутреннем напряжении источника падает какое-либо напряжение, очевидно, выходное напряжение, формируемое источником, будем меньше ЭДС. Да, грань между понятиями ЭДС и напряжение довольно размытая, часто бывает путаница, но, господа, теперь ее будет меньше.

Коснемся теперь такого момента, как знак напряжения. Да, напряжение может быть как положительным, так и отрицательным. Физики процесса это нисколько не поменяет. Все остается в силе — на «отрицательной» клемме у нас электронов по прежнему больше, чем на «положительной». Все зависит от того, какой электрод мы примем за начальную точку отсчета , то есть за ноль . А что считать нулем, вообще говоря? Принято считать, что ноль в данном случае — это наша земля-матушка. То есть что происходит. Мы берем наш изначально отвязанный (не соединенный никакими проводами) от земли источник. И дальше одну его клемму — на выбор — соединяем с землей. Если мы соединили с землей отрицательную клемму — значит, на свободной от земли клемме электронов меньше, чем на той, которую мы заземлили и у нас положительный источник. Если наоборот — соединили с землей положительную клемму — у нас источник выдает отрицательное напряжение. Только и всего. Если у нас никакая клемма источника не соединена с землей, либо с какой-либо другой общей точкой, принятой в данной установке за ноль , то про такой источник питания бессмысленно говорить — положительный он или отрицательный. Можно лишь сказать, что на «отрицательной» клемме электронов больше, чем на положительной или то, что она имеет меньший потенциал.

Если у нас изначально источник питания сконструирован таким образом, что одна из его клемм подключена к земле — тут вообще все очевидно.

Спешу предупредить опасное заблуждение. Поскольку мы рассматриваем изначально отвязанные от земли источники питания , то соединение одной его клеммы с землей не вызовет протекание никакого тока ! Часто можно встретить утверждение, что какие-то там токи потекут на землю, если подсоединить к ней одну из клемм источника. Нет, господа, нет и еще раз нет. Ничего там не потечет. Вы можете сами в этом убедиться. Возьмите вольтметр и измерьте напряжение между клеммами вашего отвязанного от земли источника и землей. Он покажет 0 Вольт, напряжения нет. Нет напряжения — не будет и тока. Однако если источник питания подключен одной из клемм к земле — тогда совсем другое дело, замыкание другой клеммы на землю приведет к короткому замыканию источника.

Вообще же тема земли и заземления совсем не такая простая, как кажется на первый взгляд. Там много хитрых моментов и подводных камней, особенно, когда речь заходит о заземлении высокочастотных цепей, либо цепей, в которых протекает очень большой ток. Однако это тема уже совсем другой статьи.

А пока мы заканчиваем. Всем удачи и до новых встреч!

Вступайте в нашу

определение и формула, в чём измеряется, работа источника электродвижущей силы

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.

Вам это будет интересно Понятие, виды и свойства электрического тока

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.

1.04. Источники тока и напряжения

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Напряжение, ток и сопротивление

Подразделы: 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06

Идеальный источник напряжения — это «чёрный ящик», имеющий два вывода, между которыми он поддерживает постоянное падение напряжения независимо от величины сопротивления нагрузки. Это означает, например, что он должен порождать ток, равный I = UR, если к выводам подключить резистор с сопротивлением R. Реальный источник напряжения не может дать ток, больший некоторого предельного максимального значения, и в общем случае он ведёт себя как идеальный источник напряжения, к которому последовательно подключён резистор с небольшим сопротивлением. Очевидно, чем меньше сопротивление этого последовательно подключённого резистора, тем лучше. Например, стандартная щелочная батарея на 9 В в последовательном соединении с резистором, имеющим сопротивление 3 Ом, ведёт себя как идеальный источник напряжения 9 В и даёт максимальный ток (при замыкании накоротко) величиной 3 А (который, к сожалению, погубит батарею за несколько минут). По понятным причинам источник напряжения «предпочитает» нагрузку в виде разомкнутой цепи, а нагрузку в виде замкнутой цепи «недолюбливает». (Понятия «разомкнутая цепь» и «замкнутая цепь» очевидны: к разомкнутой цепи ничего не подключено, а в замкнутой цепи кусок провода замыкает выход.) Условные обозначения источников напряжения приведены на рис. 1.7.

Рис. 1.7.

Идеальный источник тока — это «чёрный ящик», имеющий два вывода и поддерживающий постоянный ток во внешней цепи независимо от величины сопротивления нагрузки и приложенного напряжения. Для того чтобы выполнять свои функции, он должен уметь поддерживать нужное напряжение между своими выводами. Реальные источники тока (самая нелюбимая тема для большинства учебников) имеют ограниченный диапазон, в котором может изменяться создаваемое ими напряжение (он называется рабочим диапазоном выходного напряжения или просто диапазоном), и, кроме того, выходной ток источника нельзя считать абсолютно постоянным. Источник тока «предпочитает» нагрузку в виде замкнутой цепи, а нагрузку в виде разомкнутой цепи «недолюбливает». Условные обозначения источника тока приведены на рис. 1.8.

Рис. 1.8.

Хорошим примером источника напряжения может служить батарея (для источника тока подобной аналогии найти нельзя). Например, стандартная батарейка от карманного фонаря обеспечивает напряжение 1.5 В, ее эквивалентное последовательное сопротивление составляет 1/4 Ом, а общий запас энергии равен приблизительно 10000 Вт·с (постепенно эти характеристики ухудшаются; к концу срока службы батарейки напряжение может составлять около 1 В, а внутреннее сопротивление — несколько ом). О том, как создать источник напряжения с лучшими характеристиками, вы узнаете, когда мы изучим обратную связь. В электронных устройствах, за исключением портативных, батарейки используются редко. В гл. 14 мы рассмотрим интересную тему конструирования маломощных схем (на батарейках).

Подразделы: 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06

Сигналы

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.

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!

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.

Вам это будет интересно Физика и последствия поражения электрическим током

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.

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Основы электроники >

Теги статьи:

Добавить тег

ЭДС и напряжение. Внутреннее сопротивление источников питания.

Автор: ДЖИНА Опубликовано 26.10.2005

Небольшое дополнение к разговору о батарейках и аккумуляторах, а также — о законе Ома. Прислала ДЖИНА.

Ликбез так ликбез! Несмотря на то, что многие из посетителей этого сайта являются продвинутыми радиокотами и уже успешно занимаются программированием и конструированием, существуют еще отдельные котята, у которых возникают иногда вопросы, связанные с азами радио- (или даже электро) техники.

Итак, вернемся к азам… По азу- я всех везу! Ой! Это из другой оперы…

Закон Ома. Вот я о чем.

О законе Ома мы уже говорили. Поговорим еще раз — с несколько иной стороны. Не вдаваясь в физические подробности и выражаясь простым кошачьим языком, закон Ома гласит: чем больше э. д.с. ( электродвижущая сила), тем больше ток, чем больше сопротивление, тем меньше ток.

Переведя сие заклинание на язык сухих формул получаем:

I=E/R

где: I — сила тока, E — Э.Д.С. — электродвижущая сила R — сопротивление

Ток измеряется в амперах, э.д.с. — в вольтах, а сопротивление носит гордое имя товарища Ома. Э.д.с. — это есть характеристика идеального генератора, внутренне сопротивление которого принято считать бесконечно малым. В реальной жизни такое бывает редко, поэтому в силу вступает закон Ома для последовательной цепи (более знакомый нам):

I=U/R

где: U — напряжение источника непосредственно на его клеммах.

Рассмотрим простой пример.

Представим себе обычную батарейку в виде источника э.д.с. и включенного последовательно с ним некоего резистора, который будет олицетворять собой внутреннее сопротивление батарейки. Подключим параллельно батарейке вольтметр. Его входное сопротивление значительно больше внутреннего сопротивления батарейки, но не бесконечно большое — то есть, через него потечет ток. Величина напряжения, которую покажет вольтметр будет меньше величины э.д.с. как раз на величину падения напряжения на внутреннем воображаемом резисторе при данном токе. Но, тем не менее именно эта величина и принимается за напряжение батарейки.

Формула конечного напряжения при этом будет иметь следующий вид:

U(бат)=E-U(внутр)

Так как со временем у всех элементов питания внутреннее сопротивление увеличивается, то и падение напряжения на внутреннем сопротивлении тоже увеличивается. При этом напряжение на клеммах батарейки уменьшается. Мяу!

Разобрались!

Что же происходит, если вместо вольтметра к батарейке подключить амперметр? Так как собственное сопротивление амперметра стремится к нулю, мы фактически будем измерять ток, протекающий через внутреннее сопротивление батарейки. Так как внутренне сопротивление источника очень небольшое, измеренный при этом ток может достигать н ескольких ампер.

Однако следует заметить, что внутреннее сопротивление источника является таким же элементом цепи, как и все остальные. Поэтому при увеличении тока нагрузки падение напряжения на внутреннем сопротивлении также увеличится, что приводит к уменьшению напряжения на нагрузке. Или как мы, радиокоты, любим выражаться — к просадке напруги.

Чтобы изменение нагрузки как можно меньше влияло на выходное напряжение источника его внутреннее сопротивление стараются свести к минимуму.

Можно так подобрать элементы последовательной цепи, чтобы на каком-нибудь из них получить напряжение, уменьшенное, по сравнению с исходным, во сколько угодно раз.

Простейший делитель напряжения состоит из двух резисторов. Чем меньшую часть исходного напряжения мы хотим получить и передать в нагрузку, тем меньше должно быть сопротивление резистора, с которого оно снимается. Кроме того, сопротивление этого резистора должно быть значительно меньше, чем сопротивление нагрузки, иначе подключение нагрузки изменит сопротивление всего участка, и напряжение на нем изменится.

Частенько вместо одного из резисторов делителя используют саму нагрузку. В этом случае второй резистор, на котором гасится избыток напряжения, называют гасящим сопротивлением.

Подключив резистор параллельно нагрузке, можно уменьшить идущий через нее ток. Резистор, который включается для ответвления лишнего тока, порядочные коты называют шунтом (ШУНТ в переводе на русский — обходной путь).

Нормальные герои всегда идут шунтом! (Шутка!)

Чем меньше сопротивление шунта, тем большая часть тока пойдет через него и меньшая через нагрузку. Уф! Запарилась писать такие объемы на своей КПКошке… Вопросы есть? Будут — пишите. Может, чего еще из школьной программы вспомню.

<<—Вспомним пройденное—-Поехали дальше—>>

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?
73	11	17

Лабораторная работа №6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ЭДС и внутреннее сопротивление источников постоянного тока. Закон Ома для полной цепи.
Цель работы: определить внутреннее сопротивление источника тока и его ЭДС.

1.Пояснение к работе
Краткие теоретические сведения

Электрический ток в проводниках вызывают так называемые источники постоянного тока. Силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называются сторонними силами. Отношение работы Астор., совершаемой сторонними силами по перемещению заряда D Q вдоль цепи, к значению этого заряда называется электродвижущей силой e источника (ЭДС):

(1) Электродвижущая сила выражается в тех же единицах, что и напряжение или разность потенциалов, т.е. в Вольтах.

Работа – эта мера превращения энергии из одного вида в другой. Следовательно, в источнике сторонняя энергия преобразуется в энергию электрического поля

W = e * Q (2)

При движении заряда Q на внешнем участке цепи преобразуется энергия стационарного поля, созданного и поддерживаемого источником:
W1 = U * Q , (3)

а на внутреннем участке:
W2 = Uвн. * Q (4)

По закону сохранения энергии
W = W1 + W2 или e * Q = U * Q + Uвн. * Q (5)

Сократив на Q, получим:
e = Uвн. + U (6)

т. е. электродвижущая сила источника равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участке цепи.
При разомкнутой цепи Uвн.= 0, то
e = U (7)

Подставив в равенство (6) выражения для U и Uвн. по закону Ома для участка цепи
U = I * R; Uвн. = I * r,

получим:
e = I * R + I * r = I * (R + r) (8)

Отсюда (9)
Таким образом, сила тока в цепи равна отношению электродвижущей силы источника к сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. Это закон Ома для полной цепи. В формулу (9) входит внутреннее сопротивление r.

Рисунок 1. Схема электрическая принципиальная.Пусть известны значения сил токов I1 и I2 и падения напряжений на реостате U1 и U2 (см. рис.1.). Для ЭДС можно записать:

e = I1 * (R1 + r) и e = I2 * (R2 + r) (10)

Приравнивая правые части этих двух равенств, получим

I1 * (R1 + r) = I2 * (R2 + r)

или

I1 * R1 + I1 * r = I2 * R2 + I2* r

I1 * r – I2 * r = I2 * R2 — I1 * R1

Т.к. I1 * R1 = U1 и I2 * R2 = U2, то можно последнее равенство записать так

r * (I1 – I2) = U2 – U1 ,

откуда

2.Техническое задание
2.1.Собрать электрическую цепь (рисунок 1)
2.2.Снять показания приборов и записать их в таблицу
2. 3.Произвести расчеты
2.4.Ответить на контрольные вопросы
2.5. Сделать вывод

3.Работа в лаборатории

3.1. Собрать схему (Рисунок 2).

Рисунок 2. Схема исследования.
3.2. Установите сопротивление реостата 7 Ом + N, ЭДС батарейки 5 В, внутреннее сопротивление батарейки 2 Ом + N
,
где N — номер студента по журналу.
3.3. При помощи мультиметра определите напряжение на батарейке при разомкнутом ключе. Это и будет ЭДС батарейки в соответствии с формулой (7)
3.4. Замкните ключ и измерьте силу тока и напряжение на реостате. Результаты запишите в таблицу 1.
3.5. Измените сопротивление реостата и запишите другие значения силы тока и напряжения в таблицу 1.
3.6. Повторите измерения силы тока и напряжения для 7 различных положений ползунка реостата и запишите полученные значения в таблицу 1.
3.7. Рассчитайте внутреннее сопротивление по формуле (11).
3.8. Отключить схему.
Таблица 1 — Результаты измерений

№ изм.

U

I

R_реост

r

В

А

Ом

Ом

1

2

3

4

5

6

7

8

4. Содержание отчета
4.1. Название и цель работы
4.2. Схемы
4.3. Таблицы
4.4. Ответы на контрольные вопросы
4.5. Вывод

5.Контрольные вопросы
5.1. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.
5.2. Чему равно ЭДС источника при разомкнутой цепи?
5.3. Чем обусловлено внутреннее сопротивление источника тока?
5.4. Чем определяется сила тока короткого замыкания батарейки?
Назад в оглавление

Сайт создан в системе uCoz

Напряжение эдс в цепи постоянного тока
Резюме
Количество, адекватно представляющее генератор как элемент электрической цепи и количественно характеризующее его способность поддерживать ток в цепи и преобразовывать другие формы энергии в электрическую, называется электродвижущей силой. Для того чтобы источник имел разность потенциалов полюса, электроны должны «перемещаться» от одного полюса к другому, т. Е. Требуется операция разделения заряда. Работа, выполняемая на блоке заряда внешней силой путем деления зарядов на источнике электрического тока, называется электродвижущей силой. Электродвижущая сила (ЭДС) имеет размер напряжения (единица напряжения) и также называется внутренним напряжением источника (U0). Электродвижущая сила того же размера, что и разность потенциалов между положительным и отрицательным соединениями генератора, когда он находится в режиме ожидания.
Разность потенциалов между двумя точками электрического поля называется напряжением, а единица также равна напряжению. Электрическое напряжение является причиной потока электронов в электрической цепи на (-) отрицательный полюс с избытком электронов на (+) положительный полюс с электронным дефектом — электроны движутся от (-) половины до (+) полюса ,
Что такое ЭДС: объяснение простыми словами
Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи. Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов.
Что такое фоторезистор.
Читать далее
Маркировка SMD транзисторов.
Читать далее
Как сделать датчик движения своими руками.
Читать далее
В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки. Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение. Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.
Электродвижущая сила (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. Если через Eстр обозначить напряжённость поля сторонних сил, то эдс в замкнутом контуре (L) равна , где dl — элемент длины контура. Потенциальные силы электростатического (или стационарного) поля не могут поддерживать постоянный ток в цепи, т. к. работа этих сил на замкнутом пути равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — нагреванием проводников.
Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри источников тока: генераторов, гальванических элементов, аккумуляторов и т. д. Происхождение сторонних сил может быть различным. В генераторах сторонние силы — это силы со стороны вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля со временем, или Лоренца сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике; в гальванических элементах и аккумуляторах — это химические силы и т. д. Эдс определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении (см. Ома закон). Измеряется эдс, как и напряжение, в вольтах.
Что такое ЭДС.
ЭДС источника тока
Если на участке цепи не действуют сторонние силы (однородный участок цепи) и, значит, источника тока на нём нет, то, как это следует из закона Ома для неоднородного участка цепи, выполняется:
Значит, если в качестве точки 1 выбрать анод источника, а в качестве точки 2 — его катод, то для разности между потенциалами анода и катода можно записать:
где как и ранее — сопротивление внешнего участка цепи.
Из этого соотношения и закона Ома для замкнутой цепи, записанного в виде нетрудно получить
и затем
Из полученного соотношения следуют два вывода:
Во всех случаях, когда по цепи течёт ток, разность потенциалов между клеммами источника тока меньше, чем ЭДС источника.
В предельном случае, когда бесконечно (цепь разорвана), выполняется
Таким образом, ЭДС источника тока равна разности потенциалов между его клеммами в состоянии, когда источник отключён от цепи.
Как образуется ЭДС
Идеальный источник ЭДС – генератор, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его зажимах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭДС бесконечна. Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1., б), а мощность источника конечна. Электрическая схема реального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС Е и его внутреннего сопротивления Ri.
Будет интересно Законы Кирхгофа простыми словами: определение для электрической цепи
На практике для того чтобы приблизить режим работы реального генератора ЭДС к режиму работы идеального, внутреннее сопротивление реального генератора Ri стараются делать как можно меньше, а сопротивление нагрузки Rн необходимо подключать величиной не менее чем в 10 раз большей величины внутреннего сопротивления генератора, т. е. необходимо выполнять условие: Rн >> Ri
Для того чтобы выходное напряжение реального генератора ЭДС не зависело от нагрузки, его стабилизируют применением специальных электронных схем стабилизации напряжения. Поскольку внутреннее сопротивление реального генератора ЭДС не может быть выполнено бесконечно малым, его минимизируют и выполняют стандартным для возможности согласованного подключения к нему потребителей энергии. В радиотехнике величины стандартного выходного сопротивления генераторов ЭДС составляют 50 Ом (промышленный стандарт) и 75 Ом (бытовой стандарт).
Например, все телевизионные приемники имеют входное сопротивление 75 Ом и подключены к антеннам коаксиальным кабелем именно такого волнового сопротивления. Для приближения к идеальным генераторам ЭДС источники питающего напряжения, используемые во всей промышленной и бытовой радиоэлектронной аппаратуре, выполняют с применением специальных электронных схем стабилизации выходного напряжения, которые позволяют выдерживать практически неизменное выходное напряжение источника питания в заданном диапазоне токов, потребляемых от источника ЭДС (иногда его называют источником напряжения).
На электрических схемах источники ЭДС изображаются так: Е — источник постоянной ЭДС, е(t) – источник гармонической (переменной) ЭДС в форме функции времени. Электродвижущая сила Е батареи последовательно соединенных одинаковых элементов равна электродвижущей силе одного элемента Е, умноженной на число элементов n батареи: Е = nЕ.

Постоянный ток и ЭДС.

Так в чем же отличие
Для лучшего понимания, в чем состоит разница электродвижущей силы от напряжения, рассмотрим пример. Имеется источник электрической энергии бесконечной мощности, в котором отсутствует внутреннее сопротивление. В электрической цепи смонтирована нагрузка. В этом случае будет справедливо утверждение, что ЭДС и напряжение тождественно равны, т. е между этими понятиями отсутствует разница.
Однако, это идеальные условия, которые в реальной жизни не встречаются. Эти условия используют исключительно при расчетах. В реальной жизни учитывается внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае ЭДС и напряжение имеют отличия.
На рисунке представлено, какая разница будет в значениях электродвижущей силы и напряжении в реальных условиях. Вышеприведенная формула закона Ома для полной цепи описывает все процессы. При разомкнутой цепи на клеммах батарейки будет значение 1,5 Вольта. Это значение ЭДС. Подключив нагрузку, в данном случае это лампочка, на ней будет напряжение 1 вольт.
Разница от идеального источника заключается в наличии внутреннего сопротивления источника питания. На этом сопротивлении и происходит падение напряжения. Эти процессы описывает закон Ома для полной цепи.
Если измерительный прибор на зажимах источника электроэнергии показывает значение 1,5 Вольта, это будет электродвижущая сила, но повторим, при условии отсутствия нагрузки.
При подключении нагрузки на клеммах будет заведомо меньшее значение. Это и есть напряжение.
Закон Ома для участка цепи
С камушками в трубе все понятно, но не только же от них зависит сила, с которой поток воды идет по трубе — от насоса, которым мы эту воду качаем, тоже зависит. Чем сильнее качаем, тем больше течение. В электрической цепи функцию насоса выполняет источник тока.
Например, источником может быть гальванический элемент (привычная батарейка). Батарейка работает на основе химических реакций внутри нее. В результате этих реакций выделяется энергия, которая потом передается электрической цепи.
У любого источника обязательно есть полюса — «плюс» и «минус». Полюса — это его крайние положения, по сути клеммы, к которым присоединяется электрическая цепь. Собственно, ток как раз течет от «+» к «−».
У нас уже есть две величины, от которых зависит электрический ток в цепи — напряжение и сопротивление. Кажется, пора объединять их в закон.
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Математически его можно описать вот так:
Закон Ома для участка цепи
I = U/R
I — сила тока
U — напряжение
R — сопротивление
Напряжение измеряется в Вольтах и показывает разницу между двумя точками цепи: от этой разницы зависит, насколько сильно будет течь ток — чем больше разница, тем выше напряжение и ток будет течь сильнее.
Сила тока измеряется в амперах, а подробнее о ней вы можете прочитать в нашей статье.
Давайте решим несколько задач на закон Ома для участка цепи.
Задача раз
Найти силу тока в лампочке накаливания торшера, если его включили в сеть напряжением 220 В, а сопротивление нити накаливания равно 880 Ом.
Решение:
Возьмем закон Ома для участка цепи:
I = U/R
Подставим значения:
I = 220/880 = 0,25 А
Ответ: сила тока, проходящего через лампочку, равна 0,25 А
Давайте усложним задачу. И найдем силу тока, зная все параметры для вычисления сопротивления и напряжение.
Задача два
Найти силу тока в лампочке накаливания, если торшер включили в сеть напряжением 220 В, а длина нити накаливания равна 0,5 м, площадь поперечного сечения 0,01 мм2, а удельное сопротивление нити равно 1,05 Ом · мм2/м.
Решение:
Сначала найдем сопротивление проводника.
R = ρ · l/S
Площадь дана в мм2, а удельное сопротивления тоже содержит мм2 в размерности.
Это значит, что все величины уже даны в СИ и перевод не требуется:
R = 1,05 · 0,5/0,01 = 52,5 Ом
Теперь возьмем закон Ома для участка цепи:
I = U/R
Подставим значения:
I = 220/52,5 ≃ 4,2 А
Ответ: сила тока, проходящего через лампочку, приблизительно равна 4,2 А
А теперь совсем усложним! Определим материал, из которого изготовлена нить накаливания.
Задача три
Из какого материала изготовлена нить накаливания лампочки, если настольная лампа включена в сеть напряжением 220 В, длина нити равна 0,5 м, площадь ее поперечного сечения равна 0,01 мм2, а сила тока в цепи — 8,8 А
Решение:
Возьмем закон Ома для участка цепи и выразим из него сопротивление:
I = U/R
R = U/I
Подставим значения и найдем сопротивление нити:
R = 220/8,8 = 25 Ом
Теперь возьмем формулу сопротивления и выразим из нее удельное сопротивление материала:
R = ρ · l/S
ρ = RS/l
Подставим значения и получим:
ρ = 25 · 0,01/0,5 = 0,5 Ом · мм2/м
Обратимся к таблице удельных сопротивлений материалов, чтобы выяснить, из какого материала сделана эта нить накаливания.
Ответ: нить накаливания сделана из константана.
Электрическое напряжение и ЭДС
Допустим, у нас имеется электрическое поле. Рассмотрим в нем произвольную кривую (рис.1) $l$, которая соединяет точки $A$ и $B$. Укажем на этой криво положительное направление.
Рисунок 1. Электрическое поле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Напряжение по избранной нами кривой равно:
$U=\int\limits_l {\vec{E}d\vec{l}=\int\limits_l {E_{l}dl} \left( 2 \right).} $
Так как напряженность $\vec E$ имеет смысл силы, которая действует на единичный положительный заряд, то интеграл (2) – это работа поля по движению заряда по кривой $l$. Напряжение равно разности потенциалов в начале и конце рассматриваемой кривой:
$U=\varphi_{1}-\varphi_{2}\left( 3 \right)$.
Электрическое напряжение вдоль кривой не зависит от ее формы и полностью определено положением начала и конца линии.
Рассмотрим циркуляцию вектора напряженности по контуру $L$ рис.2.
Рисунок 2. A {\vec{E}d\vec{l}=} } } \left( \varphi{1}-\varphi_{2} \right)+\left( \varphi_{2}-\varphi_{1} \right)=0\,\left( 4 \right)$
Мы получили, что циркуляция вектора напряженности по замкнутому контуру равна нулю.
Определение 3
В теории электричества электродвижущей силой контура (ЭДС) называют циркуляцию вектора напряженности по этому контуру.
$Ɛ=\oint\limits_L {\vec{E}d\vec{l}=0\, \left( 5 \right).} $
В электростатическом поле ЭДС любого замкнутого контура равна нулю.
Параллельное и последовательное соединение
В электрике элементы соединяются либо последовательно — один за другим, либо параллельно — это когда к одной точке подключены несколько входов, к другой — выходы от тех же элементов.
Закон Ома для параллельного и последовательного соединения
Последовательное соединение
Как работает закон Ома для этих случаев? При последовательном соединении сила тока, протекающая через цепочку элементов, будет одинаковой. Напряжение участка цепи с последовательно подключенными элементами считается как сумма напряжений на каждом участке. Как можно это объяснить? Протекание тока через элемент — это перенос части заряда с одной его части в другую. То есть, это определенная работа. Величина этой работы и есть напряжение. Это физический смысл напряжения. Если с этим понятно, двигаемся дальше.
Последовательное соединение и параметры этого участка цепи
При последовательном соединении приходится переносить заряд по очереди через каждый элемент. И на каждом элементе это определенный «объем» работы. А чтобы найти объем работы на всем участке цепи, надо работу на каждом элементе сложить. Вот и получается, что общее напряжение — это сумма напряжений на каждом из элементов.
Точно так же — при помощи сложения — находится и общее сопротивление участка цепи. Как можно это себе представить? Ток, протекая по цепочке элементов, последовательно преодолевает все сопротивления. Одно за другим. То есть чтобы найти сопротивление, которое он преодолел, надо сопротивления сложить. Примерно так. Математический вывод более сложен, а так понять механизм действия этого закона проще.
Параллельное соединение
Параллельное соединение — это когда начала проводников/элементов сходятся в одной точке, а в другой — соединены их концы. Постараемся объяснить законы, которые справедливы для соединений этого типа. Начнем с тока. Ток какой-то величины подается в точку соединения элементов. Он разделяется, протекая по всем проводникам. Отсюда делаем вывод, что общий ток на участке равен сумме тока на каждом из элементов: I = I1 + I2 + I3.
Теперь относительно напряжения. Если напряжение — это работа по перемещению заряда, тоо работа, которая необходима на перемещение одного заряда будет одинакова на любом элементе. То есть, напряжение на каждом параллельно подключенном элементе будет одинаковым. U = U1=U2=U3. Не так весело и наглядно, как в случае с объяснением закона Ома для участка цепи, но понять можно.
Законы для параллельного соединения
Для сопротивления все несколько сложнее. Давайте введем понятие проводимости. Это характеристика, которая показывает насколько легко или сложно заряду проходить по этому проводнику. Понятно, что чем меньше сопротивление, тем проще току будет проходить. Поэтому проводимость — G — вычисляется как величина обратная сопротивлению. В формуле это выглядит так: G = 1/R.
Для чего мы говорили о проводимости? Потому что общая проводимость участка с параллельным соединением элементов равна сумме проводимости для каждого из участков. G = G1 + G2 + G3 — понять несложно. Насколько легко току будет преодолеть этот узел из параллельных элементов, зависит от проводимости каждого из элементов. Вот и получается, что их надо складывать.
Теперь можем перейти к сопротивлению. Так как проводимость — обратная к сопротивлению величина, можем получить следующую формулу: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.
Что нам дает параллельное и последовательное соединение?
Теоретические знания — это хорошо, но как их применить на практике? Параллельно и последовательно могут соединяться элементы любого типа. Но мы рассматривали только простейшие формулы, описывающие линейные элементы. Линейные элементы — это сопротивления, которые еще называют «резисторы». Итак, вот как можно использовать полученные знания:
Если в наличии нет резистора большого номинала, но есть несколько более «мелких», нужное сопротивление можно получить соединив последовательно несколько резисторов. Как видите, это полезный прием.
Для продления срока жизни батареек, их можно соединять параллельно. Напряжение при этом, согласно закону Ома, останется прежним (можно убедиться, измерив напряжение мультиметром). А «срок жизни» сдвоенного элемента питания будет значительно больше, нежели у двух элементов, которые сменят друг друга
Только обратите внимание: параллельно соединять можно только источники питания с одинаковым потенциалом. То есть, севшую и новую батарейки соединять нельзя
Если все-таки соединить, та батарейка которая имеет больший заряд, будет стремиться зарядить менее заряженную. В результате общий их заряд упадет до низкого значения.
В общем, это наиболее распространенные варианты использования этих соединений.
Что такое электрический ток и напряжение
Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда). Носителями электрического тока являются электроны (в металлах и газах), катионы и анионы (в электролитах), дырки при электронно-дырочной проводимости. Данное явление проявляется созданием магнитного поля, изменением химического состава или нагреванием проводников. Основными характеристиками тока являются:
сила тока, определяемая по закону Ома и измеряемая в Амперах (А), в формулах обозначается буквой I;
мощность, согласно закону Джоуля-Ленца, измеряемая в ваттах (Вт), обозначается буквой P;
частота, измеряемая в герцах (Гц).
Электрический ток, как носитель энергии используют для получения механической энергии с помощью электродвигателей, для получения тепловой энергии в отопительных приборах, электросварке и нагревателях, возбуждения электромагнитных волн различной частоты, создания магнитного поля в электромагнитах и для получения световой энергии в осветительных приборах и различного рода лампах.
Напряжение – это работа, совершаемая электрическим полем для перемещения заряда в 1 кулон (Кл) из одной точки проводника в другую. Исходя из данного определения, все-таки сложно осознать, что же такое напряжение.
Чтобы заряженные частицы перемещались от одного полюса к другому, необходимо создать между этими полюсами разность потенциалов (именно она и именуется напряжением). Единицей измерения напряжения является вольт (В).
Для окончательного понимания определения электрического тока и напряжения, можно привести интересную аналогию: представьте, что электрический заряд — это вода, тогда давление воды в столбе – это и есть напряжение, а скорость потока воды в трубе – это сила электрического тока. Чем выше напряжение, тем больше сила электрического тока.
Что такое переменный ток
Если менять полярность потенциалов, то направление протекания электрического тока меняется. Именно такой ток и называется переменным. Количество изменений направления за определенный промежуток времени называется частотой и измеряется, как уже было сказано выше, в герцах (Гц). Например, в стандартной электрической сети в нашей стране частота равна 50 Гц, то есть направление движения тока за секунду меняется 50 раз.
Что такое постоянный ток
Когда упорядоченное движение заряженных частиц имеет всегда только одно направление, то такой ток именуется постоянным. Постоянный ток возникает в сети постоянного напряжения, когда полярность зарядов с одной и другой стороны постоянна во времени. Его очень часто используют в различных электронных устройствах и технике, когда не требуется передача энергии на большое расстояние.
ЭДС в быту и единицы измерения
Другие примеры встречаются в практической жизни любого рядового человека. Под эту категорию попадают такие привычные вещи, как малогабаритные батарейки, а также другие миниатюрные элементы питания. В этом случае рабочая ЭДС формируется за счет химических процессов, протекающих внутри источников постоянного напряжения.
Когда оно возникает на клеммах (полюсах) батареи вследствие внутренних изменений – элемент полностью готов к работе. Со временем величина ЭДС несколько снижается, а внутреннее сопротивление заметно возрастает.
В результате если вы измеряете напряжение на не подключенной ни к чему пальчиковой батарейке вы видите нормальные для неё 1.5В (или около того), но когда к батарейке подключается нагрузка, допустим, вы установили её в какой-то прибор — он не работает.
Почему? Потому что если предположить, что у вольтметра внутреннее сопротивление во много раз выше, чем внутреннее сопротивлении батарейки — то вы измеряли её ЭДС. Когда батарейка начала отдавать ток в нагрузке на её выводах стало не 1.5В, а, допустим, 1.2В — прибору недостаточно ни напряжения, ни тока для нормальной работы. Как раз вот эти 0.3В и упали на внутреннем сопротивлении гальванического элемента. Если батарейка совсем старая и её электроды разрушены, то на клеммах батареи может не быть вообще никакой электродвижущей силы или напряжения — т.е. ноль.
Этот пример наглядно демонстрирует в чем отличие ЭДС и напряжения. То же рассказывает автор в конце видеоролика, который вы видите ниже.
<noscript><img loading='lazy' src='/800/600/http/ledsshop.ru/wp-content/uploads/1/c/f/1cfc9960ff5de5e488180876f22c2864.jpeg' /></noscript> youtube.com/embed/RjuB-YlXRWI?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>
Подробнее о том, как возникает ЭДС гальванического элемента и в чем оно измеряется вы можете узнать в следующем ролике:

Совсем небольшая по величине электродвижущая сила наводится и в рамках антенны приемника, которая усиливается затем специальными каскадами, и мы получаем наш телевизионный, радио и даже Wi-Fi сигнал.
Примеры задач на применение закона Ома для замкнутой цепи
К источнику ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 4 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.
Дано: Решение:
ε = 10 В
r = 1 Ом
R = 4 Ом
I – ?
U – ?
Запишем закон Ома для замкнутой цепи – I=ε/(R+r) .
Падение напряжения на зажимах источника найдем по формуле U=ε-Ir=εR/(R+r).
Подставим заданные значения и вычислим I=(10 В)/((4+1)Ом)=2 А, U=(10 В∙4Ом)/(4+1)Ом=8 В.
Ответ: 2 А, 8 В.
При подключении к батарее гальванических элементов резистора сопротивлением 20 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 10 Ом сила тока стала 1,5 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
§ 5. Электродвижущая сила и напряжение источника электрической энергии
При соединении проводником двух разноименно заряженных тел а и б (рис. 11, а), т. е. таких тел, между которыми действует некоторая разность потенциалов, свободные электроны в этих телах и в соединительном проводнике придут в движение и возникнет электрический ток. Этот ток будет протекать по проводнику до тех пор, пока потенциалы обоих тел не станут равными.
Можно, однако, обеспечить и непрерывное движение электронов по проводнику, соединяющему два разноименно заряженных тела, т.е. непрерывное прохождение электрического тока. Для этого надо каким-то образом возвращать электроны обратно на отрицательно заряженное тело, другими словами, поддерживать постоянными заряды этих тел. Это означает, что для прохождения постоянного тока по металлическому проводнику необходимо все время обеспечивать на его концах разность потенциалов, или напряжение. Для этого проводник надо подключить к источнику электрической энергии и создать замкнутую электрическую цепь (рис. 11, б). В проводнике положительные заряды движутся от точек с более высоким потенциалом к точкам с более низким потенциалом, т. е. от положительного зажима источника электрической энергии к отрицательному. Но внутри источника эти заряды должны перемещаться от отрицательного зажима к положительному, т. е. от точки с низшим потенциалом к точке с высшим потенциалом. Такое перемещение зарядов внутри источника совершается благо-

Рис. 11. Схемы прохождения электрического тока между двумя заряженными телами (а) и по замкнутой электрической цепи (б)
даря электродвижущей силе (э. д. с), которая возбуждается в источнике. Э. д. с. поддерживает разность потенциалов на зажимах источника электрической энергии, обеспечивая прохождение тока по электрической цепи. Эта разность потенциалов определяет собой напряжение источника электрической энергии. Э. д. с. обозначается буквой Е (е) и численно равна работе, которую нужно затратить на перемещение единицы положительного заряда от одного зажима источника к другому. Э. д. с. и напряжение источника тесно связаны друг с другом. Если в источнике не возбуждается э. д. с, то будет отсутствовать и напряжение на его зажимах.
Следует отметить, что э. д. с. и напряжение источника могут существовать независимо от наличия тока в цепи. Если электрическая цепь постоянного тока разомкнута, то ток по цепи не проходит, но при работающем генераторе или аккумуляторе в них возбуждается э. д. с. и между их зажимами действует напряжение.
За единицу э. д. с, также как и напряжения, принят вольт. В разных источниках электрической энергии э. д. с. возникает по различным физическим причинам. Например, в электрических генераторах э. д. с. получается в результате электромагнитной индукции, в химических источниках тока (аккумуляторах, гальванических элементах) — вследствие электрохимических реакций.
Количественная разница между э. д. с. и напряжением источника будет рассмотрена в § 9.
Вывод
Из вышесказанного можно сделать вывод, что основная разница между ЭДС и напряжением состоит:
Электродвижущая сила зависит от источника питания, а напряжение зависит от подключенной нагрузки и тока, протекающего по цепи.
Электродвижущая сила это физическая величина, характеризующая работу сторонних сил неэлектрического происхождения, происходящих в цепях постоянного и переменного тока.
Напряжение и ЭДС имеет единую единицу измерения – Вольт.
U -величина физическая, равная работе эффективного электрического поля, производимой при переносе единичного пробного заряда из точки А в точку В.
Таким образом, кратко, если представить U в виде столба воды, то ЭДС можно представить что это насос, поддерживающий уровень воды на постоянном уровне. Надеемся, после прочтения статьи Вам стало понятно основное отличие!
Источник
Какой источник называется источником тока?

Какой источник называется источником тока?
Исто́чник то́ка (в теории электрических цепей) — элемент, двухполюсник, сила тока которого не зависит от напряжения на его зажимах (полюсах). Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока. … В электротехнике источником тока называют любой источник электрической энергии.
Что может быть источником тока?
Таким образом, физическое устройство — источник тока характеризуется двумя независимыми величинами или параметрами: электродвижущей силой E и внутренним сопротивлением r. Для характеристики источника тока вводятся также следующие два параметра: ток короткого замыкания I=E/r и внутренняя проводимость g=1/r.
Что такое идеальный источник тока?
§ 2.
Что такое источник тока и источник напряжения?
Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи). … Исто́чник то́ка (также генератор тока) — двухполюсник, который создаёт ток не зависящий от сопротивления нагрузки, к которой он присоединён.
Чем характеризуется идеализированный источник напряжения?
Источник напряжения — идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока. Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю. … Внутреннее сопротивление идеального источника тока равно бесконечности.
Что такое источник постоянного тока?
Источником постоянного электрического тока можно назвать в определенном смысле электрический конденсатор. Конденсатор накапливает электрическую энергию в форме постоянного электрического поля между своими обкладками, а затем может отдавать эту энергию в форме постоянного тока или импульсного разряда.
Что называют сторонними силами?
сторонние силы. электродвижущая сила и напряжение 1) Сторонние силы — силы неэлектрической природы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока. Сторонними считаются все силы отличные от кулоновских сил.
Что такое переменный ток и чем он отличается от постоянного?
Переменный ток, в отличие от тока постоянного, непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению, причем изменения эти происходят периодически, т. е. точно повторяются через равные промежутки времени. … Такие источники называются генераторами переменного тока.
Как идет постоянный ток?
Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся по времени и по направлению. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. В том случае, если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, направление его считают противоположным направлению движения частиц.
Как идет ток от?
Традиционно считается, что во внешней цепи ток имеет направление от плюса источника к минусу в то время, как внутри источника питания — от минуса к плюсу. … Однако во внешней цепи электроны движутся именно от минуса (отрицательного полюса) к плюсу (положительному полюсу), а не от плюса к минусу.
Как идет ток в цепи?
Итак, мы узнали, что направление тока в электрической цепи соответствует направлению движения положительных зарядов, то есть от плюсового потенциала (плюса) к минусовому потенциалу (минусу).
Какой ток в сети переменный или постоянный?
Переменный ток — это тот ток, который у нас в розетке. Он называется переменным, потому что направление движения электронов постоянно меняется. У переменного тока из розеток бывает разная частота и электрическое напряжение. … А 220 вольт — это максимально возможный «напор», с которым движутся электроны в этой сети.
Какой ток у нас в розетках?
Параметры домашней сети всегда известны: переменный ток, напряжение 220 вольт и частота 50 герц. Они подходят преимущественно для электродвигателей, холодильников и пылесосов, а также ламп накаливания и многих других приборов.
Какой ток в сети 220?
Стандартные розетки рассчитаны на силу тока в 16 Ампер. Поскольку напряжение в сети составляет 220 Вольт, то максимальная мощность составляет 16 Ампер * 220 Вольт = 3 520 Ватт или 3,5 Киловатт. 2. На линию розеток, как правило, ставят автоматы 16 Ампер.
Какой ток опасен для человека переменный или постоянный?
Переменный ток частотой 50 Герц в три-четыре раза опаснее для жизни, чем постоянный ток. Если частота тока более 1000 Герц, то он считается менее опасным. При напряжениях около 400-600 Вольт переменный и постоянный токи считаются одинаково опасными. При напряжении более 600 Вольт более опасен постоянный ток.
Какой ток является опасным?
Самый опасный — переменный ток частотой 50 — 60 Гц. С увеличением частоты токи начинают распространяться по поверхности кожи, вызывая сильные ожоги, но не приводя к электрическому удару. Величина тока, проходящего через тело человека, зависит от сопротивления тела и приложенного напряжения.
Какой ток опасен для человека в амперах?
Токи более 80–100 мА переменного и 300 мА постоянного напряжения вызывают фибрилляцию сердца и (или) прекращение работы легких. При этом наступает клиническая смерть, продолжающаяся 5–7 минут. Величина электрического тока более 100 миллиАмпер считается смертельно опасной.
Какое напряжение и ток считается опасным для жизни человека?
Опасным принято считать напряжение свыше 50 вольт и силу тока равную 50 мА. Но при неблагоприятных обстоятельствах, например, при высокой влажности, опасность может представлять и менее высокое напряжение. … Опасным принято считать напряжение свыше 50 вольт и силу тока равную 50 мА.
Какое напряжение является опасным для жизни человека?
Самое большое, что можно ощутить — это укол. Самой большой опасностью является переменный ток. Опасным уровнем напряжения для жизни можно назвать величину в 50 Вольт, а при дополнительных условиях, например, влажности, эта цифра может опуститься до 12 Вольт. Кроме того, опасной силой тока является 50 мА.
Сколько вольт опасно для жизни человека?
Напряжение в 36 вольт и выше может вызхвать остановку сердца. Но убивает не напряжение, а сила тока. Смерть происходит от электрического удара, поражаются все системы организма, происходит спазм мышц и остановка сердца. Смертельная для человека сила тока — 100 миллиампер .
Что убивает человека напряжение или сила тока?
И если было большое напряжение и большое сопротивление, то сила тока будет маленькой, а значит и меньше последствий. Ещё зависит от индивидуального сопротивления организма и как проходит ток. Итог: убивает сила тока, которая равна напряжение/сопротивление.
Как ток убивает людей?
Напряжение от 36 вольт и выше вполне способно вызвать остановку сердца или дыхания, однако убивает не напряжение, а сила тока. … Смертельный исход вызывает электрический удар, при котором ток поражает все системы организма. Происходит резкий спазм мышц и внезапная остановка сердца.
Что такое напряжение и ток?
Разность потенциалов называют напряжением. Потенциал и напряжение (обозначаются буквой U или V) мерятся в вольтах; сила тока (обозначается буквой I) или просто ток — в амперах. В микроэлектронике обычно используются напряжения от долей вольт до десятков вольт и силы тока от долей миллиампер (мА) до сотен миллиампер.
Чем меньше напряжение тем больше сила тока?
Простыми словами, чем больше напряжение, тем больше ток. И выражение «обратно пропорциональна его сопротивлению» значит, что чем больше сопротивление, тем меньше будет сила тока. … чем меньше напряжение, тем меньше сила тока.
Чем больше напряжение тем больше сопротивление?
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на нем. … Чем больше сила тока в проводнике при данном напряжении, тем меньше его сопротивление. Чем больше напряжение при данной силе тока, тем больше сопротивление проводника. Формулу можно переписать по отношению к силе тока: I = U/R (закон Ома).
Как правильно звучит закон Ома?
Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. … Ток в амперах можно всегда определить, если разделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Поэтому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: I = U/R.
Как влияет на силу тока повышение сопротивления?
Обрати внимание! Сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника. … Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Как влияет напряжение на сопротивление?
Закон Ома связывает напряжение и ток через резистор . В общем случае изменение сопротивления приведет к изменению как напряжения, так и тока через резистор. Только в том случае, если напряжение в цепи фиксируется цепью, будет изменяться только текущий ток при изменении сопротивления.
Как изменится сила тока при увеличении напряжения?
Ученики: При увеличении напряжения в два раза, сила тока увеличивается вдвое. … Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Как влияет на величину сопротивления увеличение напряжения на зажимах цепи?
Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится.
10 Источники электромагнитного излучения в вашем доме и что с этим делать
В вашем доме много источников электромагнитного излучения. Некоторые из них очевидны, а некоторые скрыты. И хотя существует естественное излучение ЭМП, излучение ЭМП, испускаемое искусственными источниками в домашних условиях, сильнее и более разрушительно, чем естественные источники.
Вот список из 10 основных источников электромагнитного излучения, которые, вероятно, есть в вашем доме, и что вы можете сделать, чтобы защитить себя.
Начнем с самых очевидных.
Содержание
Общеизвестные источники электромагнитного излучения
1. Мобильные телефоны
Мобильные телефоны являются одним из основных источников электромагнитного излучения. Это происходит не только из-за силы излучения ЭМП, которое они излучают. Это потому, что у большинства людей мобильный телефон находится очень близко к телу почти весь день.
Это не первый раз, когда я упоминаю мобильные телефоны в «Защити свое тело». Но это важная тема для повторения. Большинство людей просто не осознают, какому вреду они подвергают себя из-за электромагнитного излучения мобильного телефона.
Появляется все больше научных данных, связывающих использование сотовых телефонов с опухолями головного мозга, а также с многочисленными другими негативными последствиями для здоровья. Даже Международное агентство по изучению рака классифицирует мобильные телефоны как потенциально канцерогенные для человека.
Как защитить себя:
Не спите с телефоном
Не кладите телефон в карман или бюстгальтер. В общем, держите мобильный телефон как можно дальше от тела.
2. Телевидение
Когда я был ребенком, мои родители всегда говорили мне отойти от телевизора. Это потому, что старая технология излучала много электромагнитного излучения. Дисплеи новых телевизоров с плоским экраном на самом деле излучают гораздо меньше излучения, чем когда я был ребенком.
Тем не менее, современные телевизоры производят значительные уровни электромагнитного излучения. И это потому, что они стали «умнее».
«Умные телевизоры» или телевизоры, способные подключаться к Интернету, излучают больше ЭМП, чем обычные «тупые» телевизоры. У них есть Wi-Fi и другие технологии связи ближнего радиуса действия, работающие без перерыва.
Популярность смарт-телевизоров растет. По оценкам одного источника, в первом квартале 2016 года более половины всех телевизоров, поставляемых по всему миру, были смарт-телевизорами.
Если у вас есть телевизор, ограничьте частоту его использования.
Держитесь как можно дальше от телевизора.
3. Микроволновые печи
Микроволновые печи излучают ЭМП чрезвычайно мощного уровня — достаточно сильного, чтобы приготовить еду!
Микроволновые печи невероятно удобны и невероятно популярны. По данным Бюро статистики труда США, к 1997 году 90% американских семей имели микроволновую печь. К 2011 году это число выросло до 95 %. Почти у каждого есть. Быстрая прогулка по отделам вашего супермаркета показывает, сколько продуктов специально предназначено для приготовления в микроволновой печи.
Микроволновые печи работают за счет излучения микроволнового ЭМП. Это тот же тип излучения, который излучают ваши мобильные телефоны, Wi-Fi-маршрутизаторы и ноутбуки (внесен в список Всемирной организации здравоохранения как канцероген класса 2B). За исключением микроволновых печей, излучающих лот больше мощности. Излучение ЭМП, излучаемое вашей микроволновой печью, имеет такую мощность, что ее достаточно для нагревания и приготовления пищи (и тканей человека).
Многие люди не понимают, что микроволновые печи на самом деле пропускают это излучение — на самом деле, им это разрешено законом!
В США допускается утечка микроволновых печей мощностью 5 мВт/см2 — и это на момент покупки. По мере того, как уплотнение дверцы микроволновой печи со временем изнашивается, утечка увеличивается (это одна из причин, по которой производители микроволновых печей рекомендуют регулярное техническое обслуживание вашей духовки, хотя почти никто этого не делает).
Как защитить себя:
Вместо этого используйте плиту или тостер.
Если у вас есть микроволновая печь, ежегодно проводите ее техническое обслуживание, чтобы убедиться, что уплотнение является максимально прочным.
Держитесь подальше от включенной микроволновой печи. Идите в соседнюю комнату, если это возможно. Серьезно. Есть причина, по которой они говорят беременным женщинам не использовать их.
4. Компьютеры
Компьютеры, как и сотовые телефоны, производят большое количество электромагнитного излучения из-за продолжительности вашего воздействия на них.
Один из худших способов использования компьютера — класть его на колени во время работы. Мало того, что большая часть вашего тела соприкасается с излучением ЭМП, ваши репродуктивные органы также подвергаются наибольшему воздействию.
Как защитить себя:
Не кладите компьютер на колени — ноутбуки не для коленей.
Купите коврик для компьютера, чтобы блокировать электромагнитное излучение.
Выключайте компьютер, когда вы им не пользуетесь.
5. Устройства Wi-Fi
Любое устройство, подключенное к сети Wi-Fi или генерирующее сеть Wi-Fi, производит огромное количество электромагнитного излучения. И со всеми «умными» технологиями, которые проникают в домохозяйства, нет ничего необычного в том, чтобы иметь дюжину (или несколько десятков!) активных беспроводных устройств в вашем доме, работающих круглосуточно и без выходных.
В некоторых источниках упоминаются наиболее вредные последствия устройств Wi-Fi, включая влияние на развитие нервной системы, рак и репродуктивные проблемы.
Как защитить себя:
Отключайте маршрутизаторы Wi-Fi, когда вы их не используете.
Не держите маршрутизаторы в спальне или других местах, где часто бывают люди.
Вы можете приобрести Wi-Fi-маршрутизатор с низким уровнем излучения.
Подумайте, нужно ли вам это новое беспроводное «умное» устройство.
Скрытые источники ЭМП в вашем доме
Это хорошее начало того, как вы можете устранить некоторые из наиболее известных источников ЭМП в вашем доме. Но вы, наверное, не знали, что есть и много других. Несмотря на то, что они в значительной степени скрыты, они могут излучать очень значительные уровни электромагнитного излучения.
1. Электрическая проводка
Грязные удлинители и разветвители могут усиливать электромагнитное излучение.
Вы можете этого не осознавать, но электропроводка в вашем доме излучает ЭМП. Это относится ко всей электропроводке, линиям электропередач и электроприборам.
Вся электропроводка в вашем доме тоже может быть источником грязного электричества.
Фактически, плохо спроектированная электропроводка может создавать даже более высокие уровни радиации, чем обычно. Вы можете проверить уровни ЭМП в различных областях вашего дома с помощью измерителя ЭДС (вы можете использовать гауссметр, который может обнаруживать то, что называется КНЧ, или ЭДС крайне низкой частоты). Предупредите своего электрика во время его следующего визита, чтобы он обращал внимание на высокие уровни ЭМП.
Как защитить себя:
Держите мебель подальше от розеток.
Держитесь подальше от горячих точек ЭМП вокруг блоков предохранителей и блоков питания.
Выключайте свет и приборы, когда вы ими не пользуетесь.
Убедитесь, что имеющиеся у вас удлинители не переплетаются друг с другом.
2. Диммерные выключатели
Диммерные выключатели в большей степени, чем обычные выключатели освещения, являются источником ЭМП.
Почему это так?
Когда вы регулируете яркость света с помощью диммера, часть электрического тока, которая не используется, передается в виде излучения ЭМП.
Это означает, что диммеры в вашем доме могут постоянно излучать ненужное количество электромагнитного излучения.
Как защитить себя:
Избегайте установки диммерных выключателей
Замените диммерные выключатели обычными выключателями
3. Сантехника
Мало кто знает, что водопровод тоже излучает ЭМП.
Видите ли, большинство домов построено из металлических водопроводных труб, которые проходят под землей. Если поблизости есть источник ЭМП, например линия электропередач, металлические трубы могут проводить электричество, испускаемое этим источником.
Из-за этого металлические трубы сами могут стать источниками ЭМП.
Как защитить себя:
Убедитесь, что линии электропередач вокруг вашего дома не имеют плохого заземления. Обращайтесь с подобными жалобами на электричество в местные органы власти.
4. Электрическое лучистое отопление
Такие напольные лучистые обогреватели являются мощным источником электромагнитного излучения.
Лучистое электрическое отопление — подобное тому, которое вы устанавливаете под полом в ванной или на кухне — является основным источником электромагнитного излучения.
Сначала на черновой пол укладывается электронагревательный мат, затем поверх него укладывается термостойкий пластик перед укладкой плитки. Электрический ток приводит в действие процесс нагрева, в то время как он испускает излучение ЭМП.
Некоторые источники предполагают, что лучистое электрическое отопление может быть связано с заболеваемостью раком. Мало того, что это дорого, лучистое электрическое отопление вредно для вашего здоровья.
Как защитить себя:
Избегайте установки лучистого электрического отопления. И если он у вас уже установлен, просто отключите его.
5. Ваш сосед
Сколько сетей Wi-Fi вы видите, когда находитесь дома?
Это может стать для вас неожиданностью, но если подумать, то в этом есть смысл. Если вы живете в непосредственной близости с другими людьми, есть вероятность, что их ЭМП-излучение проникнет и в ваш дом. Их сети Wi-Fi, их интеллектуальные технологии, их измерители мощности… ЭМП распространяется так, что излучение ваших соседей окружает вас.
Люди, живущие в квартирах, имеют больше шансов подвергнуться воздействию радиации, создаваемой другими людьми, находящимися поблизости.
Если вы не живете в зоне, свободной от ЭМП, вы, вероятно, подвергаетесь воздействию ЭМП вашего соседа.
Как защитить себя:
С этим сложнее справиться, потому что, хотя вы можете контролировать обстановку в своем доме, вы не можете контролировать среду своего соседа. Вы можете попытаться найти районы, в которых можно жить, с домами, разбросанными далеко друг от друга. И если это не сработает, вам следует провести некоторые измерения ЭМП, чтобы увидеть, насколько серьезной может быть проблема, прежде чем определять план действий.
Твоя очередь
Кажется, электромагнитное излучение в доме повсюду. К счастью, есть много способов защитить себя и избежать вредных побочных эффектов.
Лучшее, что вы можете сделать, это начать с изучения того, как защитить себя от своего мобильного телефона, что вы можете сделать бесплатно прямо сейчас.
Вы подвергаетесь воздействию повышенных электромагнитных полей? Это основные источники излучения на сегодняшний день..
Знаете ли вы, что…
Уровни электромагнитного излучения в помещениях и на открытом воздухе за последние годы значительно возросли.
В настоящее время мачты сотовой связи есть почти в каждом районе, обычно замаскированные под дымоходы, обогреватели, вывески и т. д.
Низковольтные линии электропередачи часто перегружены, излучая сильные магнитные поля в близлежащих домах.
Беспроводные телефоны, беспроводные модемы (Wi-Fi) и десятки других беспроводных устройств, которыми пользуетесь вы или ваши соседи, представляют собой передающие высокочастотные антенны, создающие точки доступа электромагнитного излучения.
Эти источники являются наиболее распространенными причинами превышения предлагаемых сегодня пределов воздействия электромагнитных полей!
«В последние десятилетия воздействие искусственных источников ЭМП на окружающую среду постоянно возрастало, что обусловлено спросом на электроэнергию, все более специализированными беспроводными технологиями и изменениями в организации общества; в то время как конечным результатом является то, что теперь каждый человек подвергается воздействию сложной смеси электрических и магнитных полей различных частот как дома, так и на работе»9. 0059 Резолюция Европейского парламента о проблемах со здоровьем, связанных с электромагнитными полями (2008/2211) [1]
Электромагнитные поля всех частот представляют собой одно из наиболее распространенных и быстрорастущих влияний окружающей среды, по поводу которого распространяются опасения и спекуляции. Все население в настоящее время подвергается воздействию ЭМП различной степени, и уровни будут продолжать расти по мере развития технологий. Всемирная организация здравоохранения [2]
1
Мачты для мобильных телефонов
Вышки сотовой связи, антенны мобильных телефонов или базовые станции, которые теперь расположены в каждом районе, являются основной причиной быстрого роста электромагнитного загрязнения в последние годы.
Они обычно находятся на террасах зданий и постоянно излучают беспроводное высокочастотное излучение, позволяя звонить по мобильному телефону, обмениваться SMS-сообщениями и выходить в Интернет с мобильных телефонов.
Постоянная технологическая модернизация передаваемых сигналов (2G, 3G, 4G и т. д.) и растущий спрос на более быструю и качественную передачу данных (аудио, изображения, видео, Интернет) пользователями мобильных телефонов приводят к увеличению числа сотовых сетей. телефонные мачты, многие из которых работают нелегально.
«Таким образом, в диапазоне частот от 100 кГц до 300 ГГц 50 лет назад едва ли можно было измерить 10 пВт/см2 на земле в наших странах. Сегодня, в зависимости от местоположения, значения в миллион-миллиард раз выше. записано из-за взрыва телекоммуникаций». Резолюция Европейского парламента B3-0280/92 [3]
Антенны часто маскируют под обогреватели, вывески, дымоходы и т. д., чтобы избежать конфронтации с соседями.
Где чаще всего регистрируются высокие значения радиации?
В густонаселенных районах из-за наличия большого количества мачт сотовой связи и особенно на верхних этажах зданий, поскольку они обычно более подвержены беспроводному излучению, чем нижние этажи.
Возможны ли какие-либо последствия для здоровья?
Не менее пяти эпидемиологических исследований связывают наличие мачт сотовой связи со значительным ухудшением здоровья соседнего населения (рост онкологических заболеваний, бессонницы, головных болей, невозможности сосредоточиться, потери памяти, нарушений зрения и слуха, тошноты, раздражительности, кожных, проблемы с сердечно-сосудистой системой и подвижностью).
С мая 2011 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила беспроводное излучение в список «возможных канцерогенов».
Подробнее о вышках мобильной связи и их влиянии на здоровье..
«Более значимым является вопрос о том, существует ли установленный потенциальный риск для здоровья человека в результате воздействия излучения GSM/TETRA: ответ, несомненно, «да». субъективной вредоносности, полученной в случае нового лекарства или продукта питания, маловероятно, что они когда-либо будут лицензированы». Д-р Джерард Хайланд, биофизик, Уорикский университет, двукратный лауреат Нобелевской премии [4]
Насколько безопасно излучение мачт сотовых телефонов?
Многие научные организации в последние годы предполагают воздействие излучения высокой частоты <100 микроватт/м2 (более высокие значения могут быть зафиксированы даже на расстоянии >500 метров от антенны, особенно при прямой видимости).
Допустимые пределы по закону намного выше. Подробнее о безопасных уровнях воздействия…
Как я могу измерить излучение мачт сотовой связи в моем районе?
Вы можете купить измеритель высокочастотного электромагнитного поля.
Как я могу уменьшить воздействие излучения мачт сотовых телефонов?
Определите зоны с наибольшей нагрузкой с помощью измерителя радиации и переместите часто используемые зоны (например, спальню, гостиную, офис) подальше от точек беспроводного доступа.
Защитите свои помещения с помощью современных электромагнитных экранирующих материалов, отражающих беспроводное излучение более чем в 9 раз.9%.
Оконные пленки или шторы, экранирующие электромагнитные поля, на окнах, наиболее уязвимых для проникновения беспроводного излучения
. Покрасьте стены, обращенные к антенне, краской, экранирующей электромагнитные поля.
Окрашивание всех остальных стен или потолков в комнате, как правило, еще больше снизит уровень радиации и даже защитит вас от других скрытых или будущих источников излучения.
Накройте кровать экранирующим пологом, гарантирующим низкий уровень электромагнитных помех в критические часы сна.
Посмотрите в этом видео, как найти вышки сотовой связи в вашем районе и как защитить свой дом

2
Силовые распределительные кабели
Знаете ли вы, что силовые кабели низкого напряжения, по которым электричество поступает в наши дома, могут подвергать вас воздействию более сильных магнитных полей, чем высоковольтные линии электропередачи?
Это связано с тем, что магнитные поля зависят от количества протекающего электричества, а кабели низкого напряжения могут быть перегружены, особенно в густонаселенных районах.
Кроме того, кабели низкого напряжения обычно прокладываются ближе к жилым помещениям, чем кабели высокого напряжения.
Магнитные поля значительно увеличились в последние годы из-за увеличения потребления электроэнергии.
Где чаще всего регистрируются высокие значения радиации?
На расстоянии <10 метров от кабелей низкого и/или среднего напряжения, особенно в густонаселенных районах.
Сильные магнитные поля могут фиксироваться в квартирах на 1 и 2 этажах, вблизи которых проложены воздушные кабели низкого или среднего напряжения.
Также в подземных или цокольных этажах, когда есть подземные кабели низкого или среднего напряжения (например, магазины на цокольных этажах торговых улиц).
Вы можете определить местонахождение кабеля с помощью измерителя магнитного поля.
Более высокие магнитные поля от силовых кабелей обычно регистрируются вблизи силовых трансформаторов/подстанций.
Возможны ли какие-либо последствия для здоровья?
Низкочастотное излучение связывают с выкидышем, лейкемией, раком молочной железы и кожи, бессонницей, тромбозом, повреждением ДНК, диабетом, рассеянным склерозом, невротическими расстройствами и депрессией.
Подробнее о силовых кабелях и их влиянии на здоровье человека..
«Совсем недавно новое исследование предполагает, что почти все болезни человека, появившиеся в двадцатом веке, такие как распространенный острый лимфобластный лейкоз у детей, рак молочной железы у женщин, злокачественная меланома и астма, могут быть связаны с тем или иным аспектом нашего использования электричества. .Настоятельно необходимо, чтобы правительства и отдельные лица предприняли шаги, чтобы свести к минимуму воздействие ЭМП на общество и лично». Д-р Сэмюэл Милхэм, медицинский исследователь, профессиональная эпидемиология [5]
Насколько безопасно излучение силовых кабелей?
В последние годы многие научные организации предполагают воздействие магнитных полей <200 нТл.
Всемирная организация здравоохранения включила низкочастотные магнитные поля в список «возможных канцерогенов» на основании исследований, в которых сообщается об удвоении заболеваемости детской лейкемией при воздействии 300–400 нТл.
Допустимые пределы по закону намного выше. Подробнее о безопасных уровнях воздействия..
Как мне измерить излучение кабелей, которые проходят рядом с моим домом?
Вы можете купить измеритель высокочастотного электромагнитного поля.
Как уменьшить воздействие магнитных полей от близлежащих проводов?
Найдите зоны с наибольшей нагрузкой с помощью низкочастотного измерителя радиации и переместите зоны с интенсивным использованием (например, спальню, гостиную, офис) подальше от сильных магнитных полей.
Магнитные поля проникают в большинство строительных материалов практически без изменений, но уменьшаются по мере удаления от кабелей.
Обратитесь в местную энергетическую компанию и попросите их принять меры для снижения уровня излучения в вашем районе путем переноса соседних кабелей или их перемещения под землю (если это увеличивает расстояние от ваших районов) и/или принятия мер для лучшего распределения электрических нагрузок, изменение нагрузки в каждой линии, добавление линий среднего напряжения и/или трансформаторов, избегание соединения нейтрали различных цепей и/или других конкретных мер, предложенных соответствующими руководствами по уменьшению магнитных полей [6]
Используйте магнитные экранирующие материалы, представляющие собой металлические сплавы (не свинец!) с очень высокой магнитной проницаемостью. Проблема в их высокой стоимости (>150 евро/м2) и не гарантируют высокого процента затухания из-за особенностей передачи магнитных полей. Использование их не рекомендуется без предварительного измерения магнитных полей.
3
Беспроводные телефоны DECT и модемы Wi-Fi
Знаете ли вы, что антенны беспроводных телефонов и модемов могут подвергать вас воздействию более высокочастотных электромагнитных полей, чем расположенная поблизости мачта сотового телефона?
Это потому, что они используются в помещении на очень небольшом расстоянии от нашего тела.
Где мы обычно регистрируем самые высокие значения радиации?
В многоквартирных домах и офисах из-за множества беспроводных устройств.
Возможны ли какие-либо последствия для здоровья?
Излучение от беспроводных телефонов и модемов было связано с повышенным риском рака головного мозга, сердечной аритмии, бесплодия и т. д.
С мая 2011 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) причисляет беспроводное излучение к «потенциальным канцерогенам». Подробнее о беспроводных телефонах и модемах и их влиянии на здоровье…
Подробнее о беспроводных телефонах и модемах и их влиянии на здоровье..
«Исходя из существующих научных данных, многие эксперты в области общественного здравоохранения считают, что в будущем мы можем столкнуться с эпидемией рака в результате неконтролируемого использования сотовых телефонов и увеличения воздействия Wi-Fi и других беспроводных устройств на население. Таким образом, важно, чтобы все из нас, и особенно дети, ограничивают использование сотовых телефонов, ограничивают воздействие фоновых уровней Wi-Fi и что правительство и промышленность изучают способы, позволяющие использовать беспроводные устройства без такого повышенного риска серьезных заболеваний. информировать лиц, принимающих решения, о том, что «обычный бизнес» неприемлем. Важность этой проблемы общественного здравоохранения нельзя недооценивать». Д-р Дэвид Карпентер, Школа общественного здравоохранения, Олбани, Нью-Йоркский университет [5]
Какой уровень излучения от беспроводных телефонов и модемов является безопасным?
Большинство научных организаций в последние годы предлагают значения воздействия высокочастотного излучения <100 микроватт/м2 (более высокие значения регистрируются обычно при наличии беспроводного устройства на расстоянии <4 метров в том же или соседнем районе).
Допустимые пределы по закону намного выше. Подробнее о безопасных уровнях воздействия…
Как измерить излучение от беспроводных телефонов и модемов, моих и соседей?
Вы можете купить измеритель высокочастотного электромагнитного поля.
Как уменьшить воздействие излучения беспроводных телефонов и модемов?
Замените беспроводной телефон проводным или хотя бы любым беспроводным телефоном с нулевым излучением в режиме ожидания (например, беспроводными телефонами фирмы Gigaset Siemens, поддерживающими режим ECO+).
Замените беспроводное подключение к Интернету на проводное, используя сетевой (Ethernet) кабель для подключения компьютера к модему.
В качестве альтернативы можно использовать систему под названием «Широкополосный доступ по линиям электропередач» (BPL) или Интернет по линиям электропередач (вы подключаете адаптер Powerline к розетке и подключаете его к маршрутизатору, а другие адаптеры Powerline подключаете к розеткам удаленных комнат, где вы хотите Интернет и вы подключаете к ним свой ПК или ноутбук).
Найдите модемы и беспроводные телефоны ваших соседей с помощью высокочастотного измерителя и попросите своих соседей убрать или отключить их или заменить их более безопасными альтернативами. , офис) вдали от точек беспроводного доступа.
В качестве альтернативы, защитите свою область с помощью современных электромагнитных экранирующих материалов, которые отражают беспроводное излучение> 99%.
Поместите ткань, отражающую беспроводное излучение, под диван или кровать, если под ними находится беспроводной телефон или модем.
Покрасьте стены краской, защищающей от электромагнитных полей.
Накройте кровать экранированным пологом, который гарантирует минимальные электромагнитные помехи в критические часы сна.

[1] Резолюция Европейского парламента от 2 апреля 2009 г. о проблемах со здоровьем, связанных с электромагнитными полями (2008/2211(INI)) [2] Всемирная организация здравоохранения, Электромагнитные поля, http://www. who.int/peh-emf/en/ [3] Фактическое или потенциальное воздействие КНЧ и РЧ/СВЧ-излучения на усиление насилия и убийств, а также на ускорение старения клеток человека, животных или растений. Д-р Нил Черри, адъюнкт-профессор гигиены окружающей среды Линкольнского университета, Новая Зеландия, neilcherry.com/documents/90_s8_EMR_and_Aging_and_violence.pdf [4] Как воздействие излучения базовых станций GSM и TETRA может неблагоприятно повлиять на людей, Г. Дж. Хайланд. [5] http://electromagnetichealth.org/quotes-from-experts/ [6] Книга по управлению электрическими и магнитными полями, Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI).

Заявление о позиции по проблемам электромагнитного излучения
В связи с недавней информацией в средствах массовой информации о работе в среде с электромагнитным полем (ЭМП), а также опасениями по поводу воздействия, высказанными некоторыми сотрудниками Университета, Департамент охраны здоровья и безопасности окружающей среды (EHS) подготовил заявление о позиции в отношении безопасности работает в среде ЭМП.
К источникам воздействия ЭМП относятся КНЧ (чрезвычайно низкая частота), сотовые и мобильные телефоны, беспроводные сети, интеллектуальные счетчики и микроволновые устройства. Это обсуждение предоставляет информацию о текущем консенсусе в научном и медицинском сообществе об опасностях воздействия излучения ЭМП, статусе правил, регулирующих такие области, и текущей позиции EHS в отношении руководств по воздействию ЭМП.
ЭМП, испускаемые электрическими устройствами
EMF включает в себя как электрические, так и магнитные поля, исходящие от электрических устройств. Электромагнитное излучение находится в диапазоне частот от 50/60 Гц (от типичных линий электропередач) через диапазон радиочастот (беспроводные сети на 2,4–5,8 ГГц) до 300 ГГц (микроволновые устройства). Все эти частоты ниже, чем видимый свет, который представляет собой электромагнитное излучение с частотой в сотни ТГц и намного ниже по энергии, чем ионизирующее излучение (например, тип излучения, испускаемый рентгеновскими аппаратами и радиоактивными материалами), и биологические эффекты, связанные с этим. с экспозицией сильно отличаются.
Потенциальные опасности
Давно признанным и хорошо изученным неблагоприятным биологическим эффектом, возникающим в результате воздействия высоких уровней радиочастотного излучения, является нагрев тканей и клеток. Совсем недавно были высказаны опасения по поводу того, могут ли быть эффекты, включая канцерогенность, при уровнях ЭМП ниже тех уровней, которые вызывают обнаруживаемый вредный нагрев. Было проведено множество исследований, чтобы определить, существует ли причинно-следственная связь между низкоуровневым радиочастотным воздействием и вредными последствиями, такими как рак и неблагоприятные исходы беременности.
Большинство исследований, проведенных на сегодняшний день, касались радиочастотного излучения мобильных телефонов. Из-за близкого расстояния между мобильным телефоном и головой, а также из-за более высоких уровней мощности, связанных с использованием мобильного телефона, уровень воздействия на тех, кто часто пользуется мобильным телефоном, значительно выше, чем на тех, кто работает в местах, где есть Wi-Fi. системы существуют. Эпидемиологические исследования, проведенные авторитетными учеными, постоянно не давали убедительных доказательств каких-либо неблагоприятных последствий для здоровья от воздействия РЧ ниже нормативных пределов и руководств, указанных ниже. Ссылки, приведенные в конце этого обсуждения, содержат более подробную информацию об этих исследованиях и их выводах.
Правила и инструкции
Пределы воздействия радиочастотного излучения были установлены Федеральной комиссией по связи (FCC), Управлением по охране труда и технике безопасности (OSHA) и различными регулирующими организациями штата. Кроме того, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) разработали рекомендации по воздействию Радиочастотное излучение.
Заключение и общие рекомендации
Техническая литература противоречива в отношении воздействия ЭМП и воздействия на здоровье. В то время как многие исследования приходят к выводу, что установленные допустимые уровни воздействия ЭМП не оказывают неблагоприятного воздействия на здоровье, другие приходят к выводу, что неблагоприятные последствия для здоровья могут возникнуть в результате длительного воздействия ЭМП высокого уровня. Тем не менее, большинство научного сообщества сходятся во мнении, что научные исследования, проведенные на сегодняшний день, показали, что существование вредных последствий от уровней воздействия в окружающей среде не было подтверждено, но остается возможным.
В результате EHS будет продолжать использовать преобладающие руководящие принципы, выпущенные авторитетными научными организациями на сегодняшний день, признавая при этом, что технологии, производящие ЭМП, постоянно развиваются (например, системы связи 4G и технология интеллектуальных счетчиков), и что литература по ЭМП будет продолжать развиваться. и приходится часто пересматривать.
Ссылки и ресурсы
В следующих справочных материалах содержится дополнительная информация о последствиях и опасностях воздействия РЧ-полей, а также информация о руководящих принципах, стандартах и правилах по РЧ-излучению:
Возможные вредные биологические эффекты низкоуровневых электромагнитных полей частотой до 300 ГГц
2012 Позиция Инженерно-технологического института.
Отчет об оценке радиочастот (РЧ)
, февраль 2013 г. Подготовлен URS, Омаха, Небраска.
Рекомендации по ограничению воздействия изменяющихся во времени электрических, магнитных и электромагнитных полей (до 300 ГГц)
Апрель 1998 г. Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP).
C95.6 – Стандарт IEEE 2002 г. для уровней безопасности в отношении воздействия электромагнитных полей на человека от 0 до 3 кГц
2002 г. Институт инженеров по электротехнике и электронике, Inc.
Информационный бюллетень по рекомендациям по ограничению воздействия изменяющихся во времени электрических и магнитных полей (1 Гц – 100 кГц) , ноябрь 2010 г., Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP).
C95.1- Стандарт IEEE 2005 г. для уровней безопасности в отношении воздействия электромагнитных полей на человека, от 3 кГц до 300 ГГц
Линии электропередач, электрические устройства и излучение крайне низкой частоты
Что такое излучение сверхнизкой частоты (СНЧ)?
Излучение – это излучение или выброс энергии из любого источника. Рентгеновские лучи являются примером радиации, но таковы же свет, исходящий от солнца, и тепло, которое постоянно исходит от наших тел.
Говоря о радиации и раке, многие люди думают об определенных видах радиации, таких как рентгеновские лучи или радиация в ядерных реакторах. Но это не единственные виды излучения, которые беспокоят нас, когда мы думаем о радиационных рисках для здоровья человека.
Излучение существует в спектре от очень высокоэнергетического (также называемого высокочастотным) излучения до очень низкоэнергетического (или низкочастотного) излучения. Это иногда называют электромагнитным спектром .
Примеры высокоэнергетического излучения включают рентгеновское и гамма-излучение. Они, как и некоторые ультрафиолетовые (УФ) лучи с более высокой энергией, классифицируются как ионизирующее излучение , что означает, что они обладают достаточной энергией, чтобы удалить электрон из (ионизировать) атом. Ионизирующее излучение может повредить ДНК внутри клеток, что может привести к мутациям и неконтролируемому росту клеток, известному нам как рак.
Крайне низкочастотное (ELF) излучение находится на низкоэнергетическом конце электромагнитного спектра и относится к типу неионизирующего излучения . Энергии неионизирующего излучения достаточно, чтобы перемещать атомы или заставлять их вибрировать, но недостаточно, чтобы напрямую повредить ДНК. Излучение КНЧ имеет даже более низкую энергию, чем другие типы неионизирующего излучения, такие как радиочастотное излучение, видимый свет и инфракрасное излучение.
В большинстве типов излучения электрическое и магнитное поля связаны. Поскольку они действуют как единое целое, вместе они рассматриваются как электромагнитное поле (ЭМП). Но при СНЧ-излучении магнитное поле и электрическое поле могут существовать и действовать независимо друг от друга, поэтому их часто изучают отдельно. Как правило, мы используем термин «магнитное поле» для обозначения КНЧ-излучения от магнитного поля, в то время как мы используем термин «электрическое поле» для обозначения КНЧ-излучения от электрического поля.
Возможная связь между электромагнитными полями и раком является предметом споров на протяжении нескольких десятилетий. Точно неясно, как электромагнитные поля, форма низкоэнергетического неионизирующего излучения, могут увеличить риск развития рака. Кроме того, поскольку мы все в разное время подвергаемся воздействию этих полей в разной степени, этот вопрос было трудно изучить.
Электрические и магнитные поля
Все излучение в электромагнитном спектре создается взаимодействием двух сил, называемых полей . Излучение имеет как электрическое поле, так и магнитное поле.
Электрические поля – это силы, действующие на заряженные частицы (части атомов), такие как электроны или протоны, которые заставляют их двигаться. Электрический ток — это просто поток электронов, создаваемый электрическим полем. Напряженность электрического поля часто выражается в вольтах на метр (В/м) или, для более сильных полей, в киловольтах на метр (кВ/м), где киловольт равен 1000 вольт.
А магнитное поле создается, когда заряженные частицы находятся в движении. Сила магнитного поля может быть выражена во многих различных единицах, включая тесла (Тл), микротесла (мкТл или одна миллионная часть тесла) и гаусс (Гс), где один G равен 100 мкТл.
Как люди подвергаются воздействию КНЧ-излучения?

Генерация, передача, распределение и использование электричества подвергают людей воздействию КНЧ-излучения. Линии электропередач, бытовая электропроводка и любые устройства, использующие электричество, могут генерировать сверхнизкочастотное излучение. Таким образом, любые электрические устройства, от холодильников и пылесосов до телевизоров и компьютерных мониторов (когда они включены), являются источниками сверхнизкочастотного излучения. Даже электрические одеяла подвергают людей воздействию КНЧ-излучения.
Уровень электромагнитного излучения, которому вы подвергаетесь, зависит от силы электромагнитного поля, вашего расстояния от источника поля и продолжительности воздействия. Максимальное облучение происходит, когда человек находится очень близко к источнику сильного поля и остается там в течение длительного периода времени.
Вызывает ли КНЧ-излучение рак?
Исследователи используют 2 основных типа исследований, чтобы попытаться выяснить, вызывает ли что-то рак.
Лабораторные исследования: В лабораторных исследованиях животных подвергают воздействию различных концентраций вещества (иногда чрезвычайно высоких), чтобы выяснить, вызывает ли это воздействие опухоли или другие проблемы со здоровьем. Исследователи также могут подвергнуть воздействию нормальные человеческие клетки в лабораторной посуде, чтобы увидеть, вызывает ли это такие изменения, которые наблюдаются в раковых клетках. Не всегда ясно, применимы ли результаты таких исследований непосредственно к людям, но лабораторные исследования — хороший способ выяснить, может ли воздействие вызвать рак.
Исследования на людях: В других видах исследований изучается уровень заболеваемости раком в разных группах людей. Такое исследование могло бы сравнить уровень заболеваемости раком в группе, подвергшейся воздействию, с уровнем в группе с более низким воздействием или с группой, не подвергавшейся воздействию вообще. Иногда уровень заболеваемости раком в группе, подвергшейся воздействию, сравнивают с уровнем заболеваемости раком среди населения в целом. Но может быть трудно понять, что означают результаты этих исследований, потому что на результаты могут повлиять многие другие факторы. Например, люди обычно подвергаются воздействию многих веществ, отличных от изучаемого, и эти другие воздействия могут повлиять на результаты.
В большинстве случаев ни один из типов исследований не дает убедительных доказательств сам по себе, поэтому исследователи обычно рассматривают как лабораторные, так и человеческие исследования, пытаясь выяснить, может ли что-то вызывать рак.
Лабораторные исследования
Несколько крупных исследований изучали возможное влияние магнитных полей сверхнизких частот на рак у крыс и мышей. В ходе этих исследований животных подвергают воздействию магнитных полей, намного более сильных, чем те, которым люди обычно подвергаются дома, с полями в диапазоне от 2 до 5000 микротесла (мкТл). Большинство этих исследований не выявили увеличения риска любого типа рака. На самом деле, риск некоторых видов рака был ниже у животных, подвергшихся воздействию КНЧ-излучения. Одно исследование действительно показало повышенный риск возникновения опухолей, которые начинаются в клетках щитовидной железы, называемых С-клетками, у самцов крыс при некоторых воздействиях. Этот повышенный риск не наблюдался у самок крыс или мышей и не наблюдался при самой высокой напряженности поля. Эти несоответствия и тот факт, что эти результаты не были последовательно обнаружены в других исследованиях, затрудняют вывод ученых о том, что наблюдаемый повышенный риск развития опухолей связан с излучением КНЧ.
В других исследованиях на мышах и крысах специально изучалось увеличение заболеваемости лейкемией и лимфомой в результате воздействия КНЧ-излучения, но эти исследования также не обнаружили связи.
Исследования на людях
Изучение воздействия КНЧ-излучения на людей может быть затруднено по многим причинам:
Воздействие КНЧ-излучения очень распространено, поэтому невозможно сравнивать людей, подвергшихся облучению, с людьми, которые не подвергались воздействию. . Вместо этого в исследованиях пытаются сравнить людей, подвергшихся воздействию более высоких уровней, с людьми, подвергшимися воздействию более низких уровней.
Очень сложно определить, какое количество КНЧ облучения получил человек, особенно в течение длительного периода времени. Насколько нам известно, эффекты КНЧ-излучения не складываются со временем, и нет теста, который мог бы измерить, сколько облучения получил человек.
Исследователи могут получить моментальный снимок воздействия КНЧ, попросив человека носить устройство, которое записывает уровни их воздействия в течение нескольких часов или дней. Кроме того, исследователи могут измерить напряженность магнитного или электрического поля человека дома или на рабочем месте.
Другие варианты включают оценку воздействия на основе конфигурации проводки на чьем-либо рабочем месте/доме или на расстоянии от линий электропередач. Но эти методы приводят к оценкам воздействия, которые имеют большую неопределенность и могут давать необъективные оценки общего воздействия. Обычно они не учитывают воздействие КНЧ на человека, в то время как в других местах они не измеряют воздействие КНЧ в каждом месте, где этот человек когда-либо жил или работал на протяжении всей своей жизни. В результате нет хороших способов точно оценить чье-либо долгосрочное воздействие, что наиболее важно при поиске возможных последствий для риска развития рака.
У детей
В ряде исследований рассматривалась возможная связь между КНЧ-излучением от магнитных полей в семье и детской лейкемией со смешанными результатами. Тем не менее, когда результаты этих исследований объединены, наблюдается небольшое увеличение риска для детей с самыми высокими уровнями воздействия по сравнению с детьми с самыми низкими уровнями воздействия. Исследования, изучающие влияние электрических полей ELF на детскую лейкемию, не обнаружили связи.
Исследования, как правило, не выявили какой-либо сильной связи между электрическими или магнитными полями сверхнизких частот и другими видами рака у детей.
У взрослых
Хотя в нескольких исследованиях рассматривалась возможная связь между воздействием КНЧ на взрослых и раком, в большинстве из них связь не была обнаружена.
Что говорят экспертные агентства
Несколько национальных и международных агентств изучают различные воздействия окружающей среды, чтобы определить, могут ли они вызывать рак. (То, что вызывает рак или способствует его росту, называется канцероген .) Американское онкологическое общество обращается к этим организациям для оценки рисков на основе данных лабораторных исследований, исследований на животных и людях.
Основываясь на данных, полученных на животных и людях, подобных приведенным выше примерам, некоторые экспертные агентства оценили канцерогенный характер излучения КНЧ.
Международное агентство по изучению рака (IARC) является частью Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Одной из его основных целей является выявление причин рака. В 2002 г. IARC отдельно рассмотрело доказательства существования магнитных и электрических полей сверхнизких частот:
Было обнаружено «ограниченное доказательство» у людей канцерогенности магнитных полей ELF в отношении детской лейкемии с «неадекватными доказательствами» в отношении всех других видов рака. Он обнаружил «неадекватные доказательства» канцерогенности магнитных полей сверхнизких частот, основанные на исследованиях на лабораторных животных.
Он обнаружил «неадекватные доказательства» канцерогенности электрических полей ELF для человека.
На основании этой оценки IARC классифицировало ELF магнитные поля как «возможно канцерогенные для человека». Он классифицировал электрические поля ELF как «не поддающиеся классификации в отношении их канцерогенности для человека».
В 1999 году Национальный институт наук об окружающей среде США (NIEHS) описал научные данные, свидетельствующие о том, что воздействие КНЧ представляет риск для здоровья, как «слабый», но отметил, что его нельзя признать полностью безопасным, и посчитал его быть «возможным» канцерогеном для человека.
Как избежать воздействия КНЧ-излучения?
Неясно, вредно ли воздействие КНЧ-излучения, но есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы уменьшить воздействие, если вас это беспокоит. Ваше воздействие основано на силе излучения ELF, исходящего от каждого источника, насколько близко вы находитесь к каждому из них и как долго вы проводите в поле.
NIEHS рекомендует людям, обеспокоенным воздействием ЭМП (и КНЧ-излучения), выяснить, где находятся их основные источники ЭМП, и отойти от них или ограничить время, проводимое рядом с ними. Например, удаление даже на расстояние вытянутой руки от источника может значительно снизить экспозицию его поля.
Линии электропередач
Люди, обеспокоенные воздействием КНЧ-излучения от мощных линий электропередач, должны помнить, что интенсивность любого воздействия значительно снижается по мере удаления от источника. На земле напряженность электромагнитного поля наиболее высока непосредственно под линией электропередач. По мере того, как вы удаляетесь, вы подвергаетесь все меньшему и меньшему воздействию, и уровень в конечном итоге соответствует нормальному домашнему фоновому уровню. Электромагнитное поле непосредственно под линией электропередачи обычно находится в диапазоне того, которому вы можете подвергаться при использовании определенных бытовых приборов.
Если вас беспокоит воздействие окружающих вас электромагнитных источников (включая линии электропередач), вы можете измерить напряженность поля с помощью устройства, называемого гауссметром .
[PDF] 19.4 Источники электродвижущей силы
3 февраля 2018 г. | Автор: Аноним | Категория: Инженерия и технологии, Электротехника
19.4 Источники электродвижущей силы • (m) определяет э.д.с. с точки зрения энергии, передаваемой источником в заряде приводного устройства по полной цепи • (n) различать э. д.с. и п.д. с точки зрения энергетических соображений • (o) продемонстрировать понимание эффектов внутреннего сопротивления • источника Э.Д.С. от разности потенциалов на клеммах и выходной мощности.
19.4 Источники электродвижущей силы
(м) определяют э.д.с. с точки зрения энергии, передаваемой источником в заряде приводного устройства по полной цепи.
19.4 Источники электродвижущей силы • Напряжение, создаваемое ячейкой, называется электродвижущей силой или э.д.с. коротко.
Э.д.с. определяется как энергия, передаваемая источником в заряде приводной единицы по полной цепи. Объясните, что означает, что ЭДС элемента равна 1,5 вольта.
19.4 Источники электродвижущей силы
(n) различают э.д.с. и п.д. по энергетическим соображениям.
19.4 Источники электродвижущей силы • Разность потенциалов и напряжение — это одно и то же. • P.d — технический термин • Обычно используется напряжение, так как разность потенциалов измеряется в вольтах • Это было бы то же самое, как если бы расстояние называлось «метром», а скорость — «километрами в час». • Оба значения являются количество энергии на заряд, которое будет рассеяно (или получено) между двумя точками • например, 1 вольт означает, что 1 кулон заряда потеряет или приобретет 1 джоуль энергии
19.4 Источники электродвижущей силы • ЭДС немного отличается, так как относится к реальному источнику разности потенциалов. • Часто с точки зрения батареи, но также и других источников, таких как изменение магнитного поля. • Таким образом, ЭДС относится к конкретному механизму, в котором этот заряд получает свою энергию.
19.4 Источники электродвижущей силы • Лучше всего о них думать так: • ЭДС – это количество энергии в любой форме, которое превращается в электрическую энергию на кулон заряда. • pd – это количество электрической энергии, которая преобразуется в другие формы энергии на кулон заряда.
19.4 Источники электродвижущей силы • Источники ЭДС: • Элемент, батарея (комбинация элементов), солнечный элемент, генератор, динамо-машина, термопара.
19.4 Источники электродвижущей силы
(o) показывают понимание влияния внутреннего сопротивления источника ЭДС. от разности потенциалов на клеммах и выходной мощности.
19.4 Источники электродвижущей силы • Внутреннее сопротивление • Элементы и батареи не идеальны. Используйте их некоторое время, и вы заметите, что они становятся горячими. • Откуда поступает тепловая энергия? • Это от тока, проходящего внутри клетки. Сопротивление внутри клетки превращает часть производимой ею электрической энергии в тепловую энергию, когда электроны движутся через нее.
19.4 Источники электродвижущей силы • Представьте, что каждая ячейка идеальна, за исключением того, что по какой-то странной причине производители помещают резистор последовательно с ячейкой внутри корпуса. • Следовательно, внутри клетки энергия передается в цепь ячейкой (ЭДС). • Но часть этой энергии забирается из цепи внутренним резистором (pd). • Таким образом, pd, доступный для остальной части цепи (внешней цепи), равен ЭДС за вычетом pd, потерянного внутри ячейки.
19.4 Источники ЭДС электродвижущей силы и внутреннего сопротивления Напряжение, создаваемое ячейкой, называется электродвижущей силой или сокращенно ЭДС, и это создает частичную долю на ячейке и на внешнем резисторе (R).
E = IR + Ir = V + Ir
19.4 Источники электродвижущей силы • ЭДС (E) элемента может быть описана как максимальное значение p.d, которое элемент может создать на своих клеммах, или p.d разомкнутой цепи с момента, когда из ячейки не течет ток, в ней не может теряться электрическая энергия.
19.4 Источники электродвижущей силы • Количество полезной электрической энергии на единицу заряда, доступной вне клетки, равно IR • и Ir — это энергия на единицу заряда, преобразованная в другие формы внутри самой ячейки.
19.4 Источники электродвижущей силы • ЭДС и эксперимент с внутренним сопротивлением
19.4 Источники электродвижущей силы 1. Батарея на 9,0 В имеет внутреннее сопротивление 12,0 Ом. (a) (b)
Какова разность потенциалов на его клеммах при подаче тока 50,0 мА? Какой максимальный ток может дать эта батарея?
2. Ячейка в слуховом аппарате подает ток 25,0 мА через сопротивление 400 Ом. Когда пользователь увеличивает громкость, сопротивление изменяется до 100 Ом, а ток возрастает до 60 мА. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление элемента? 3.
Батарея соединена последовательно с переменным резистором и амперметром. При сопротивлении резистора 10 Ом ток равен 2,0 А. При сопротивлении 5 Ом ток равен 3,8 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
4.
Когда элемент подключен непосредственно к вольтметру высокого сопротивления, показание составляет 1,50 В. Когда элемент закорочен через амперметр низкого сопротивления, ток равен 2,5 А. Каковы ЭДС и внутреннее сопротивление элемента?
19.4 Источники электродвижущей силы 1. (a) pd = E – I r = 9 – (50 x 10-3 x 12) = 8,4 В (b) Максимальный ток = E/r = 9 / 12 = 0,75 A 2 E = I(R + r) E = 25 x 10-3 (400 + r) и E = 60 x 10-3 (100 + r) Таким образом, 25 x 10-3 (400 + r) = 60 x 10- 3 (100 + r), поэтому r = 114,3  E = 10 + (25 x 10-3 x 114,3) = 12,86 В
3. E = I(R +r) E = 2 (10 + r) и E = 3,8 (5 + r), так что r= 0,56 Ом E = 20 + (2 x 0,56) = 21,1 В 4. E = 1,5 В E = I r, так что 1,5 В = 2,5 А r и r = 0,6 Ом
19,4 Источники электродвижущей силы сила • Фары автомобиля соединены параллельно через двенадцативольтовую батарею. • Стартер также параллельно управляется выключателем зажигания. • Поскольку стартер имеет низкое сопротивление, ему требуется очень большой ток (скажем, 60 А). • Сама батарея имеет низкое внутреннее сопротивление (скажем, 0,01 Ом). • Сами фары потребляют значительно меньший ток. • Что происходит, когда двигатель запускается (включите стартер на короткое время).
19.4 Источники электродвижущей силы • • • • •
внезапная потребность в большем токе большая потеря напряжения (около 0,01 Ом  60 А = 6 В) напряжение на клеммах падает до 12 В – 6 В = 6 В фары тускнеют При включении двигателя загорается, выключатель стартера размыкается и ток падает. Напряжение на клеммах повышается, и фары возвращаются в нормальное состояние. • Перед запуском автомобиля лучше выключать фары.
19.4 Источники электродвижущей силы • • • • • •
Дополнительные вопросы P217 q11-15 P275 q7 Дополнительная литература P212-3 и 215 Веб-ссылки
• http://www.s-cool.co.uk/alevel/physics/resistance/internalresistance-emf-and-potential-difference. html • http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase /electric/dcex6.html
Электрический ток в электромагнитных полях
Все мы зависим от электричества для удовлетворения основных потребностей, таких как отопление, охлаждение и освещение наших домов. Мы также зависим от электричества для удовлетворения транспортных, коммуникационных, коммерческих, развлекательных, промышленных и медицинских потребностей нашего общества. Везде, где мы используем электричество, присутствуют электрические и/или магнитные поля промышленной частоты (ЭМП).
Электрические поля

Электрические поля создаются вокруг приборов и проводов везде, где напряжение есть. Вы можете думать об электрическом напряжении как о давлении вода в садовом шланге – чем больше напряжение, тем сильнее электрическое поле прочность. Электрические поля присутствуют, когда электрический прибор включается даже в выключенном состоянии. Электрические поля быстро уменьшаются с расстоянии от источника и может быть экранирован такими объектами, как деревья или стены здания.
Магнитные поля

Магнитные поля создаются при наличии электрического тока. Это можно представить как поток воды в садовом шланге. По мере увеличения протекающего тока увеличивается и магнитное поле. Магнитные поля присутствуют, когда есть поток электричества, например, когда работает электрический прибор. Магнитные поля измеряются в миллигауссах (мГс) и быстро уменьшаются по мере удаления от источника, но не экранируются такими объектами, как деревья или здания. Уровень магнитных полей от электроприборов в домах может быть таким же или выше, чем магнитные поля, которые люди могут испытывать под линиями электропередач. Сила магнитного поля от линий электропередач зависит от многих факторов, в том числе от конструкции линии, величины тока, который проходит по линии, и расстояния от линии.
Earth’s magnetic field (direct current) ^*
250 — 650 mG
Video display terminals (VSTs) (distance 1′) ^*
5 mG
Electric range (distance 1′)
8 mG
Dishwasher (distance 1′)
10 mG
Copy machine (distance 1′)
20 mG
Vacuum cleaner (distance 1′)
60 mG
Electric shaver ( расстояние 6″)
100 мг
фен (расстояние 6 ”)
300 мг
¹ NIEHS, Вопросы EMF и ответы, июнь 2002 г.
до вершины
Magnetic Fieldease Distease Distease As As Top
. источников электроэнергии увеличивается
^{*уровни, показанные выше, являются только примерами, а не прогнозами фактического ЭДС от линий PSE.
Источник: Национальный институт наук об окружающей среде (NIEHS), EMF Вопросы и ответы. Июнь 2002 г.}
В НАЧАЛО
Исследование ЭМП
На протяжении более 40 лет проводилось множество научных исследований ЭМП промышленной частоты. Обширные обзоры и исследования, проведенные ведущими агентствами общественного здравоохранения, такими как World Организация здравоохранения (ВОЗ) и Национальный институт рака США (NCI) (один из национальных институтов здравоохранения) – не установлено, что ЭМП промышленной частоты вызывают какие-либо неблагоприятные последствия в люди или животные.

По мнению ВОЗ
На основе недавнего углубленного обзора научной литературы ВОЗ пришли к выводу, что «имеющиеся доказательства не подтверждают существование каких-либо последствия для здоровья от воздействия низкоуровневых электромагнитных ²
² Веб-сайт программы ВОЗ по ЭМП: эпидемиологические исследования и всесторонние обзоры научной литературы оценили возможные связи между воздействие неионизирующих ЭМП и риск развития рака у детей. … Нет последовательных доказательств была обнаружена связь между любым источником неионизирующего ЭМП и раком».
Информационный бюллетень NCI «Электромагнитные поля и рак» — www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/ информационный бюллетень о риске/радиации/электромагнитных полях
Предел воздействия
Ни правительство США, ни штат Вашингтон не установили стандарты воздействия для населения. воздействие ЭМП промышленной частоты. Две международные организации, Международная комиссия по Защита от неионизирующего излучения (ICNIRP) и Институт инженеров по электротехнике и электронике Международный комитет по электромагнитной безопасности (ICES) разработал рекомендации по воздействию, которые были одобрены ВОЗ.
Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения
2 000 мГ
IEEE Международный комитет по электромагнитной безопасности
9 040 мГ
Превышение этих стандартов безопасности требует, чтобы человек подвергался воздействию ЭМП выше перечисленных уровней.