Site Loader

Содержание

Электродвижущая сила — Викизнание… Это Вам НЕ Википедия!

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что такое ЭДС, разность потенциалов и напряжение

Что такое ЭДС, разность потенциалов и напряжение

В этой статье ЭлектроВести расскажув вам, что такое ЭДС, разность потенциалов и напряжение , какая между ними разницаю

В материалах по электротехнике и электронике часто можно встретить три физические величины, имеющие одну и ту же единицу измерения — Вольт: разность электрических потенциалов, электрическое напряжение и ЭДС — электродвижущая сила.

Чтобы раз и навсегда избавиться от путаницы в терминах, давайте разберемся, в чем же заключаются различия между этими тремя понятиями. Для этого подробно рассмотрим каждое из них по отдельности.

Разность электрических потенциалов

На сегодняшний день физикам известно, что источниками электрических полей являются электрические заряды или изменяющиеся магнитные поля. Когда же мы рассматриваем определенные точки А и В в электростатическом поле известной напряженности E, то можем тут же говорить и о разности электростатических потенциалов между двумя данными точками в текущий момент времени.

Эта разность потенциалов находится как интеграл электрической напряженности между точками А и В, расположенными в данном электрическом поле на определенном расстоянии друг от друга:

Практически такая характеристика как потенциал относится к одному электрическому заряду, который теоретически может быть неподвижно установлен в данную точку электростатического поля, и тогда величина электрического потенциала для этого заряда q будет равна отношению потенциальной энергии W (взаимодействия данного заряда с данным полем) к величине этого заряда:

Отсюда следует, что 

разность потенциалов оказывается численно равна отношению работы A (работа по сути — изменение потенциальной энергии заряда), совершаемой данным электростатическим полем при переносе рассматриваемого заряда q из точки поля 1 в точку поля 2, к величине данного пробного заряда q:

В этом и заключается практический смысл термина «разность потенциалов», применительно к электротехнике, электронике, и вообще — к электрическим явлениям.

И если мы говорим о какой-нибудь электрической цепи, то можем судить и о разности потенциалов между двумя точками такой цепи, если в ней в данный момент действует электростатическое поле, причем как раз потому, что рассматриваемые точки цепи будут находится одновременно и в электростатическом поле определенной напряженности.

Как было сказано выше, разность электрических потенциалов измеряется в вольтах (1 вольт = 1 Дж/1Кл).

Электрическое напряжение U

Теперь рассмотрим такое понятие как электрическое напряжение U между точками А и В в электрическом поле или в электрической цепи. Электрическим напряжением называется скалярная физическая величина, численно равная работе эффективного электрического поля (включая и сторонние поля!), совершаемой при переносе единичного электрического заряда из точки А в точку В.

Электрическое напряжение измеряется в вольтах, как и разность электрических потенциалов. В случае с напряжением принято считать, что перенос заряда не изменит распределения зарядов, являющихся источниками эффективного электростатического поля. И напряжение в этом случае будет складываться из работы электрических сил и работы сторонних сил.

Если сторонние силы отсутствуют, то работу совершит лишь потенциальное электрическое поле, и в этом случае электрическое напряжение между точками А и В цепи будет численно в точности равно разности потенциалов между данными точками, то есть отношению работы по переносу заряда из точки А в точку В к величине заряда q:

Однако в общем случае напряжение между точками A и B отличается от разности потенциалов между этими точками на работу сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда:

Эту работу сторонних сил как раз и называют электродвижущей силой на данном участке цепи, сокращенно — ЭДС:

Электродвижущая сила — ЭДС

Электродвижущая сила — ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах.

ЭДС является скалярной физической величиной, характеризующей работу непосредственно действующих сторонних сил (любых сил за исключением электростатических) в цепях постоянного или переменного тока.

В частности, в замкнутой проводящей цепи ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура.

Здесь при необходимости вводят в рассмотрение электрическую напряженность сторонних сил Еex, являющуюся векторной физической величиной, равной отношению величины действующей на пробный электрический заряд сторонней силы к величине данного заряда. Тогда в замкнутом контуре L ЭДС будет равна:

Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке электрической цепи. Это будет, по сути, удельная работа сторонних сил лишь на рассматриваемом ее участке. 

ЭДС гальванического элемента, к примеру, есть ни что иное, как работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда только внутри этого гальванического элемента, а именно — от одного его полюса к другому.

Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит (!) от формы траектории. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами источника тока за пределами данного источника равна нулю.

Ранее ЭлектроВести писали, что дожди могут стать новым источником возобновляемой и предельно дешевой энергии: ученые из Гонконга придумали новый тип электрогенератора с высоким КПД и удельной мощностью в тысячу раз большей, чем у существовавших до сих пор других подобных устройств. Их изобретение позволяет получать из падения одной капли воды с высоты 15 см напряжение свыше 140 вольт, а энергии этого падения хватит для питания 100 небольших светодиодных ламп.

По материалам: electrik.info.

Какая единица служит для измерения эдс индукции

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

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

.

Самоиндукция – возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре при изменении тока, протекающего по контуру. При изменении тока I в контуре пропорционально меняется и магнитный поток Bчерез поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС E. Это явление и называется самоиндукцией.

Понятие родственно понятию взаимоиндукции, являясь его частным случаем.

Мощность. Мощность – это работа производимая единицу времени.Мощность-это работа производимая в еденицу времени, т.е для переноса заряда в эл. цепи или в замкнутой затрачивается энергия, которая равна А=U*Q так как кол-во электричества равна произведению силы тока , то Q=I*t отсюда следует что A=U*I*t.

2*R-теряемая мощность. Для того что бы цепь функционировала необходимо соблюдать баланс мощности в эл.цепи.

12.Закон Ома для участка цепи.

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

13.Закон Ома для полной цепи.

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

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

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

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

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

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

При последовательном соединении сопротивление цепи увеличивается.

Параллельное соединение резисторов.

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

Общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений определяется по формуле

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

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

Причиной электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление называетсяэлектромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением

где — поток магнитного поля через замкнутую поверхность , ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца).

41. Индуктивность, ее единица СИ. Индуктивность длинного соленоида.

Индукти́вность (или коэффициент самоиндукции) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность [1] , краем которой является этот контур. [2][3][4] .

— магнитный поток, — ток в контуре, — индуктивность.

Нередко говорят об индуктивности прямого длинного провода(см.). В этом случае и других (особенно – в не отвечающих квазистационарному приближению) случаях, когда замкнутый контур непросто адекватно и однозначно указать, приведенное выше определение требует особых уточнений; отчасти полезным для этого оказывается подход (упоминаемый ниже), связывающий индуктивность с энергией магнитного поля.

Через индуктивность выражается ЭДС самоиндукции в контуре, возникающая при изменении в нём тока [4] :

.

Из этой формулы следует, что индуктивность численно равна ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

При заданной силе тока индуктивность определяет энергию магнитного поля, создаваемого этим током [4] :

.

Обозначение и единицы измерения

В системе единиц СИ индуктивность измеряется в генри [7] , сокращенно Гн, в системе СГС — в сантиметрах (1 Гн = 10 9 см) [4] . Контур обладает индуктивностью в один генри, если при изменении тока на один ампер в секунду на выводах контура будет возникать напряжение в один вольт. Реальный, не сверхпроводящий, контур обладает омическим сопротивлением R, поэтому на нём будет дополнительно возникать напряжение U=I*R, где I — сила тока, протекающего по контуру в данное мгновение времени.

Символ , используемый для обозначения индуктивности, был взят в честь Ленца Эмилия Христиановича (Heinrich Friedrich Emil Lenz) [ источник не указан 1017 дней ] . Единица измерения индуктивности названа в честь Джозефа Генри (Joseph Henry) [8] . Сам термин индуктивность был предложен Оливером Хевисайдом (Oliver Heaviside) в феврале 1886 года [ источник не указан 1017 дней ] .

Электрический ток, который течет в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, согласно закону Био-Савара-Лапласа, пропорциональна току. Сцепленный с контуром магнитный поток Ф поэтому прямо пропорционален току I в контуре: (1) где коэффициент пропорциональности L называетсяиндуктивностью контура. При изменении в контуре силы тока будет также изменяться и сцепленный с ним магнитный поток; значит, в контуре будет индуцироваться э.д.с. Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называетсясамоиндукцией. Из выражения (1) задается единица индуктивности генри (Гн): 1 Гн — индуктивность контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе в 1 А равен 1 Вб: 1 Гн = 1 Вб/с = 1 В

Вычислим индуктивность бесконечно длинного соленоида. Полный магнитный поток сквозь соленоид (потокосцепление) равен μμ(N 2 I/l)S . Подставив в (1), найдем (2) т. е. индуктивность соленоида зависит от длиныl солениода, числа его витков N, его , площади S и магнитной проницаемости μ вещества, из которого изготовлен сердечник соленоида. Доказано, что индуктивность контура зависит в общем случае только от геометрической формы контура, его размеров и магнитной проницаемости среды, в которой он расположен, и можно провести аналог индуктивности контура с электрической емкостью уединенного проводника, которая также зависит только от формы проводника, его размеров и диэлектрической проницаемости среды. Найдем, применяя к явлению самоиндукции закон Фарадея, что э.д.с. самоиндукции равна Если контур не претерпевает деформаций и магнитная проницаемость среды остается неизменной (в дальнейшем будет показано, что последнее условие выполняется не всегда), то L = const и(3) где знак минус, определяемый правилом Ленца, говорит о том, чтоналичие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока в нем. Если ток со временем увеличивается, то (dI/dt 0 т. е. ток самоиндукции направлен навстречу току, обусловленному внешним источником, и замедляет его увеличение. Если ток со временем уменьшается, то (dI/dt>0) и ξs >1), обладающей боль­шой индуктивностью, э.д.с. самоиндукции может во много раз превышать э.д.с. источника тока, включенного в цепь. Таким образом, необходимо учитывать, что контур, содержащий индуктивность, нельзя резко размыкать, так как это (возникнове­ние значительных э.д.с. самоиндукции) может привести к пробою изоляции и выводу из строя измерительных приборов. Если в контур сопротивление вводить постепенно, то э.д.с. самоиндукции не достигнет больших значений.

43. Явление взаимной индукции. Трансформатор.

Рассмотрим два неподвижных контура (1 и 2), которые расположены достаточно близко друг от друга (рис. 1). Если в контуре 1 протекает ток I1, то магнитный поток, который создавается этим током (поле, создающее этот поток, на рисунке изображено сплошными линиями), прямо пропорционален I1. Обозначим через Ф21 часть потока,пронизывающая контур 2. Тогда (1) где L21 — коэффициент пропорциональности.

Если ток I1 меняет свое значение, то в контуре 2 индуцируется э.д.с. ξi2 , которая по закону Фарадея будет равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф21, который создается током в первом контуре и пронизыващет второй: Аналогичным образом, при протекании в контуре 2 тока I2 магнитный поток (его поле изображено на рис. 1 штрихами) пронизывает первый контур. Если Ф12 — часть этого потока, который пронизывает контур 1, то Если ток I2 меняет свое значение, то в контуре 1 индуцируется э.д.с. ξi1 , которая равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф12, который создается током во втором контуре и пронизывает первый: Явление возникновения э.д.с. в одном из контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией. Коэффициенты пропорциональности L21 и L12 называются взаимной индуктивностью контуров. Расчеты, которые подтверждены опытом, показывают, что L21 и L12 равны друг другу, т. е. (2) Коэффициенты пропорциональности L12 и L21 зависят от размеров, геометрической формы, взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости среды, окружающей контуры. Единица взаимной индуктивности та же, что и для индуктивности, — генри (Гн). Найдем взаимную индуктивность двух катушек, которые намотаны на общий тороидальный сердечник. Этот случай имеет большое практическое значение (рис. 2). Магнитная индукция поля, которое создавается первой катушкой с числом витков N1, током I1 и магнитной проницаемостью μ сердечника, B = μμ(N1I1/l) где l — длина сердечника по средней линии. Магнитный поток сквозь один виток второй катушки Ф2 = BS = μμ(N1I1/l)S

Значит, полный магнитный поток (потокосцепление) сквозь вторичную обмотку, которая содержит N2 витков, Поток Ψ создается током I1, поэтому, используя (1), найдем (3) Если рассчитать магнитный поток, который создавается катушкой 2 сквозь катушку 1, то для L12 получим выражение в соответствии с формулой (3). Значит, взаимная индуктивность двух катушек, которые намотаны на общий тороидальный сердечник,

Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредствомэлектромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока

В материале разберемся в понятии ЭДС индукции в ситуациях ее возникновения. Также рассмотрим индуктивность в качестве ключевого параметра возникновения магнитного потока при появлении электрического поля в проводнике.

Электромагнитная индукция представляет собой генерирование электрического тока магнитными полями, которые изменяются во времени. Благодаря открытиям Фарадея и Ленца закономерности были сформулированы в законы, что ввело симметрию в понимание электромагнитных потоков. Теория Максвелла собрала воедино знания об электрическом токе и магнитных потоках. Благодаря открытия Герца человечество узнало о телекоммуникациях.

Магнитный поток

Вокруг проводника с электротоком появляется электромагнитное поле, однако параллельно возникает также обратное явление – электромагнитная индукция. Рассмотрим магнитный поток на примере: если рамку из проводника поместить в электрическое поле с индукцией и перемещать ее сверху вниз по магнитным силовым линиям или вправо-влево перпендикулярно им, тогда магнитный поток, проходящий через рамку, будет постоянной величиной.

При вращении рамки вокруг своей оси, тогда через некоторое время магнитный поток изменится на определенную величину. В результате в рамке возникает ЭДС индукции и появится электрический ток, который называется индукционным.

ЭДС индукции

Разберемся детально, что такое понятие ЭДС индукции. При помещении в магнитное поле проводника и его движении с пересечением силовых линий поля, в проводнике появляется электродвижущая сила под названием ЭДС индукции. Также она возникает, если проводник остается в неподвижном состоянии, а магнитное поле перемещается и пересекается с проводником силовыми линиями.

Когда проводник, где происходит возникновение ЭДС, замыкается на вешнюю цепь, благодаря наличию данной ЭДС по цепи начинает протекать индукционный ток. Электромагнитная индукция предполагает явление индуктирования ЭДС в проводнике в момент его пересечения силовыми линиями магнитного поля.

Электромагнитная индукция являет собой обратный процесс трансформации механической энергии в электроток. Данное понятие и его закономерности широко используются в электротехнике, большинство электромашин основывается на данном явлении.

Законы Фарадея и Ленца

Законы Фарадея и Ленца отображают закономерности возникновения электромагнитной индукции.

Фарадей выявил, что магнитные эффекты появляются в результате изменения магнитного потока во времени. В момент пересечения проводника переменным магнитным током, в нем возникает электродвижущая сила, которая приводит к возникновению электрического тока. Генерировать ток может как постоянный магнит, так и электромагнит.

Ученый определил, что интенсивность тока возрастает при быстром изменении количества силовых линий, которые пересекают контур. То есть ЭДС электромагнитной индукции пребывает в прямой зависимости от скорости магнитного потока.

Согласно закону Фарадея, формулы ЭДС индукции определяются следующим образом:

Знак «минус» указывает на взаимосвязь между полярностью индуцированной ЭДС, направлением потока и изменяющейся скоростью.

Согласно закону Ленца, можно охарактеризовать электродвижущую силу в зависимости от ее направленности. Любое изменение магнитного потока в катушке приводит к появлению ЭДС индукции, причем при быстром изменении наблюдается возрастающая ЭДС.

Если катушка, где есть ЭДС индукции, имеет замыкание на внешнюю цепь, тогда по ней течет индукционный ток, вследствие чего вокруг проводника появляется магнитное поле и катушка приобретает свойства соленоида. В результате вокруг катушки формируется свое магнитное поле.

Э.Х. Ленц установил закономерность, согласно которой определяется направление индукционного тока в катушке и ЭДС индукции. Закон гласит, что ЭДС индукции в катушке при изменении магнитного потока формирует в катушке ток направления, при котором данный магнитный поток катушки дает возможность избежать изменения постороннего магнитного потока.

Закон Ленца применяется для всех ситуаций индуктирования электротока в проводниках, вне зависимости от их конфигурации и метода изменения внешнего магнитного поля.

Движение провода в магнитном поле

Значение индуктированной ЭДС определяется в зависимости от длины проводника, пересекаемого силовыми линиями поля. При большем количестве силовых линий возрастает величина индуктируемой ЭДС. При увеличении магнитного поля и индукции, большее значение ЭДС возникает в проводнике. Таким образом, значение ЭДС индукции в движущемся в магнитном поле проводнике находится в прямой зависимости от индукции магнитного поля, длины проводника и скорости его движения.

Данная зависимость отражена в формуле Е = Blv, где Е — ЭДС индукции; В — значение магнитной индукции; I — длина проводника; v —скорость его перемещения.

Отметим, что в проводнике, который движется в магнитном поле, ЭДС индукции появляется, только когда он пересекает силовые линии магнитного поля. Если проводник движется по силовым линиям, тогда ЭДС не индуктируется. По этой причине формула применяется только в случаях, когда движением проводника направлено перпендикулярно силовым линиям.

Направление индуктированной ЭДС и электротока в проводнике определяется направлением движения самого проводника. Для выявления направления разработано правило правой руки. Если держать ладонь правой руки таким образом, чтобы в ее направлении входили силовые линии поля, а большой палец указывает направление движения проводника, тогда остальные четыре пальца показывают направление индуктированной ЭДС и направление электротока в проводнике.

Вращающаяся катушка

Функционирование генератора электротока основывается на вращении катушки в магнитном потоке, где имеется определенное количество витков. ЭДС индуцируется в электрической цепи всегда при пересечении ее магнитным потоком, на основании формулы магнитного потока Ф = B x S х cos α (магнитная индукция, умноженная на площадь поверхности, через которую проходит магнитный поток, и косинус угла, сформированный вектором направления и перпендикулярной плоскости линии).

Согласно формуле, на Ф воздействуют изменения в ситуациях:

  • при изменении магнитного потока меняется вектор направления;
  • изменяется площадь, заключенная в контур;
  • меняется угол.

Допускается индуцирование ЭДС при неподвижном магните или неизменном токе, а просто при вращении катушки вокруг своей оси в пределах магнитного поля. В данном случае магнитный поток изменяется при смене значения угла. Катушка в процессе вращения пересекает силовые линии магнитного потока, в итоге появляется ЭДС. При равномерном вращении возникает периодическое изменение магнитного потока. Также число силовых линий, которые пересекаются ежесекундно, становится равным значениям через равные временные промежутки.

На практике в генераторах переменного электротока катушка остается в неподвижном состоянии, а электромагнит выполняет вращения вокруг нее.

ЭДС самоиндукции

При прохождении через катушку переменного электротока генерируется переменное магнитное поле, которое характеризуется меняющимся магнитным потоком, индуцирующим ЭДС. Данное явление называется самоиндукцией.

В силу того, что магнитный поток пропорционален интенсивности электротока, тогда формула ЭДС самоиндукции выглядит таким образом:

Ф = L x I, где L – индуктивность, которая измеряется в Гн. Ее величина определяется числом витков на единицу длины и величиной их поперечного сечения.

Взаимоиндукция

При расположении двух катушек рядом в них наблюдается ЭДС взаимоиндукции, которая определяется конфигурацией двух схем и их взаимной ориентацией. При возрастании разделения цепей значение взаимоиндуктивности уменьшается, поскольку наблюдается уменьшение общего для двух катушек магнитного потока.

Рассмотрим детально процесс возникновения взаимоиндукции. Есть две катушки, по проводу одной с N1 витков течет ток I1, которым создается магнитный поток и идет через вторую катушку с N2 числом витков.

Значение взаимоиндуктивности второй катушки в отношении первой:

М21 = (N2 x F21)/I1.

Значение магнитного потока:

Ф21 = (М21/N2) x I1.

Индуцированная ЭДС вычисляется по формуле:

Е2 = — N2 x dФ21/dt = — M21x dI1/dt.

В первой катушке значение индуцируемой ЭДС:

Е1 = — M12 x dI2/dt.

Важно отметить, что электродвижущая сила, спровоцированная взаимоиндукцией в одной из катушек, в любом случае прямо пропорциональна изменению электрического тока в другой катушке.

Тогда взаимоиндуктивность считается равной:

Вследствие этого , E1 = — M x dI2/dt и E2 = M x dI1/dt. М = К √ (L1 x L2), где К является коэффициентом связи между двумя значениями инжуктивности.

Взаимоиндукция широко используется в трансформаторах, которые дают возможность менять значения переменного электротока. Прибор представляет собой пару катушек, которые намотаны на общий сердечник. Ток в первой катушке формирует изменяющийся магнитный поток в магнитопроводе и ток во второй катушке. При меньшем числе витков в первой катушке, чем во второй, возрастает напряжение, и соответственно при большем количестве витков в первой обмотке напряжение снижается.

Помимо генерирования и трансформации электрической энергии, явление магнитной индукции используется в прочих приборах. К примеру, в магнитных левитационных поездах, движущихся без непосредственного контакта с током в рельсах, а на пару сантиметров выше по причине электромагнитного отталкивания.

Электродвижущая сила единица — Справочник химика 21

    Единица измерения ЭДС — вольт — представляет собой ту электродвижущую силу, которая необходима, чтобы заряд з [c.261]

    Если концентрации (точнее говоря, активности) веществ, участвующих в реакции, равны единице, т. е. если соблюдаются стандартные условия, то э. д. с. элемента называется его стандартной электродвижущей силой и обозначается Е°, При этом последнее уравнение принимает вид  [c.276]


    Если концентрации (активности) веществ, участвующих в реакции, равны единице, то э.д.с. элемента называется его стандартной электродвижущей силой и обозначается Е°. [c.118]

    Согласно теории Аррениуса степень электролитической диссоциации а, определяющая долю ионизированных молекул в растворе, должна быть при заданных условиях одной и той же (независимо от метода ее измерения). При этом, согласно ее физическому смыслу, она не может быть больше единицы и меньше пуля. Однако многочисленные экспериментальные данные, полученные разными учеными, противоречили этим положениям теории. В качестве примера в табл, 13 приведены величины а для растворов соляной кислоты, вычисленные на основании измерений электрической проводимости ( i) и электродвижущих сил (02). [c.113]

    Выведенные уравнения справедливы и по отношению к процессам в гальваническом элементе. Положим, что рассмотренная ранее реакция происходит в гальваническом элементе, электродвижущая сила которого равна Е, а zF (где f = 96 500) есть количество электричества, протекающее в элементе, когда в реакцию вступает а молей вещества А, Ь молей вещества Вит. д. Работа этой реакции в электрических единицах выразится произведением zFE. С другой стороны, она равна, как это было показано, убыли химического потенциала. На основании этого приходим к общему уравнению, связывающему э. д. с. гальванического элемента с изменением химического потенциала [c. 65]

    Следовательно, вследствие детонации при замыкании контактов в цепи (датчик детонации — тепловой элемент) тепловой элемент нагревается, в цепи термопары возникает термо-электродвижущая сила, и стрелка указателя детонации отклоняется от нулевого положения. Чем интенсивнее детонация, тем на большее время замыкаются контакты датчика детонации, интенсивнее нагрев теплового элемента и большее отклонение показывает стрелка указателя детонации (шкала указателя детонации — в условных единицах). [c.616]

    Чтобы вычислить э. д. с. элемента по величинам электродных потенциалов на основе схемы элемента (У.26), всегда следует проводить вычитание в порядке, указанном в выражении (У.27). Общим правилом является следующее. Если стандартная электродвижущая сила элемента Е >, вычисленная по правилу правого плюса , положительна, то суммарная реакция будет термодинамически самопроизвольной. Самопроизвольная реакция элемента, согласно принятому в термодинамике условию, характеризуется отрицательной величиной изобарного потенциала системы (изменения свободной энергии), численно равной электрической работе (в вольт-кулонах или джоулях), т. е. если все реагенты находятся в стандартном состоянии (активности равны единице), то, пользуясь уравнением (У.9) и подставляя численные значения постоянной Фарадея, получим выражение для изменения свободной энергии системы (AF)  [c.157]

    Э. д.с. элемента, относящуюся к стандартным условиям, когда Да =яв =iiL = Е = 1. обозначают через E»» и называют стандартной или нормальной электродвижущей силой. При активностях участников реакции равных единице из (VII, 107) получим [c.271]

    Из сопоставления основных свойств магния, алюминия и цинка очевидно, что наиболее эффективными материалами по количеству электроэнергии, получаемой с единицы массы, будут алюминий и магний, причем по величине создаваемой электродвижущей силы предпочтение следует отдать магнию. Вместе с тем магний характеризуется несколько повышенной скоростью раство- [c.155]

    Для определения pH растворов электролитов чаще всего используют метод, основанный на измерении электродвижущей силы гальванических элементов (см. 16.3). Кроме того, pH можно определить с помощью индикаторов — веществ, которые имеют различную окраску, находясь в форме кислоты и сопряженного основания. При значениях pH, существенно меньших, чем рК. индикатора, раствор, содержащий небольшую добавку индикатора, будет иметь окраску, соответствующую кислой форме индикатора НА. При pH, превосходящих р С индикатора, окраска будет соответствовать окраске основной формы индикатора А». При изменении pH раствора в интервале од-ной-двух единиц pH вблизи р/С индикатора будет происходить изменение окраски раствора. Разные окраски двух форм означают, что различны спектры поглощения двух форм индикатора, в частности различны положения максимумов поглощения в спектре. Измеряя интенсивность (оптическую плотность) в максимумах поглощения, можно по (10.6) определить концентрации обеих форм индикатора и тем самым по (15.15), зная р/С индикатора, вычислить pH раствора. Существенно, что для этого расчета нужно знать отношение концен- [c.243]

    В разбавленных растворах, приближающихся по свойствам к идеальным, коэффициент активности достигает единицы. Коэффициенты активности экспериментально определяются по измерениям осмотического давления, понижения температуры замерзания, упругости пара, электродвижущей силы и др. [c.247]

    Если концентрации (точнее, активности) веществ, участвующих в реакции, равны единице, т. е. соблюдаются стандартные условия, то ЭДС называется его стандартной электродвижущей силой и обозначается . медно-цинкового элемента равно разности между стандартными потенциалами меди (катода) и цинка (анода), т. е. [c.335]

    За электродный потенциал принимают электродвижущую силу электрохимической цепи, которая составлена из исследуемого электрода и стандартного водородного электрода. Электродный потенциал обычно обозначают буквой Е. Единицей СИ электродного потенциала является вольт (В). [c.205]

    Под стандартным потенциалом (фо) подразумевают равновесный потенциал электрода, когда концентрация ионов, участвующих в реакции, равна единице. Величины стандартных потенциалов характеризуют процессы окисления и восстановления. Сравнивая величины стандартных потенциалов двух электродов, можно оценить, насколько относительно велики окислительные или восстановительные свойства этих электродов и какую электродвижущую силу может иметь источник тока с такими электродами. [c.13]


    Магнитный поток в системах МКСА и СИ принимается равным единице (вебер), если при равномерном его убывании до нуля в течение одной секунды в сцепленном с ним контуре в один виток возникает электродвижущая сила в один вольт. [c.594]

    За единицу индуктивности в системах МКСА и СИ принимается генри — индуктивность такого проводника, в котором при изменении силы тока на один ампер в секунду возникает электродвижущая сила, равная одному вольту. [c.595]

    На основании экспериментальных данных составлена таблица, показывающая способность одних металлов замещать ионы других метал лов (табл. 11.1). Металл, обладающий наибольшей способностью замещать другие металлы, занимает первое место в этом ряду. Такой ряд называют рядом напряжений, поскольку стремление одного металла восстанавливать ионы другого металла можно измерить, построив гальванический элемент и определив напряжение, которое он создает. (Слово напряжение здесь имеет тот же смысл, что и электродвижущая сила .) В таблицах обычно указывают напряжение, соответствующее активности, равной единице, для каждого иона иными словами, концентрацию иона умножают на коэффициент, учитывающий межионные взаимодействия в концентрированных растворах. Таким образом, элемент, приведенный на рис. 11.4, можно применять для измерения напряжения между электродами, на которых протекают реакции [c.316]

    Перенос кислоты, соответствуюш ий уравнениям (15), (16) и (17), определен для раствора с активностью и коэффициентом активности, равными единице (гипотетический идеальный раствор с моляльностью, равной единице), т, е. без учета влияния ионных атмосфер. Электростатическая теория этого влияния была рассмотрена в гл. П1, 10, причем было показано, что она приводит к уравнению Борна [уравнение (109) гл. Ш]. Если в этом уравнении заменить 1п/ (() соответствующим выражением для электродвижущей силы, тогда для 1,1-электролита при 25° получается уравнение [c.321]

    Сущность метода компенсации состоит в том, что электродвижущая сила исследуемого элемента уравновешивается падением напряжения от аккумулятора на части ав реохорда аб. Для питания реохорда к концам его присоединяют аккумулятор 1. Если проволока аб на реохорде совершенно однородна, то на единицу длины проволоки приходится падение напряжения Е /аб. [c.288]

    Константы уравнений (19), (22) и (23) были найдены с помощью метода наименьших квадратов из значений приведенных в табл. 107. Основанные на этих данных уравнения для —с численными значениями параметров, а также соответствующие численные уравнения для определения Д7 , ДЯ , ДСр. и Д , полученные из уравнения (19), приведены в табл. 109. Данные, получаемые с помощью трех уравнений, прекрасно совпадают друг с другом. Так, средние величины отклонения расчетных данных от опытных составляют для этих трех уравнений соответственно всего 0,00045, 0,0005 и 0,0005 (в единицах —lg w), а максимальное отклонение составляет 0,0014. Среднее отклонение соответствует ошибке в 0,03 мв, а максимальное — в 0,08 мв, что не превышает воспроизводимости результатов опытов по определению электродвижущих сил. Такой [c.458]

    Таким образом, электродвижущая сила источника имеет те же размерность и единицу, что и напряжение  [c.407]

    Рекомендуемые кратные и дольные единицы электродвижущей силы МВ, кВ, мВ, мкВ, нВ. [c.407]

    В качестве стандартного элемента для определения электродвижущих сил гальванических цепей применяется нормальный элемент Вестона. Этот элемент принят по международному соглашению в качестве единицы сравнения электродвижущих сил ввиду того, что он имеет малый температурный коэффициент, пе меняет своей электродвижущей силы во времени и легко и строго воспроизводится. Э. д. с. разных экземпляров, приготовленных по определенному стандарту, отличаются друг от друг не более, чем на одну стотысячную вольта. [c.218]

    Следует заметить, что метод электродвижущих сил приложим для определения коэффициентов активности как сильных, так и слабых неполностью диссоциированных электролитов, у которых константы диссоциации могут быть заметно меньше единицы. Кроме того, работами последних лет показано, что ионы типичных сильных электролитов находятся в равновесии с ионными ассоциатами. Константы этих равновесий могут быть больше или меньше единицы. [c.93]

    Таким образом, в процессе окислительно-восстановительной реакции электроны переносятся от одного из реагирующих веществ к другому. Поток электронов представляет собой электрический ток соответственно перенос электронов можно измерить в электрических единицах. Окислительно-восстановительный потенциал или электродвижущую силу системы (Е) измеряют в вольтах. [c.352]

    Величины pH обычно выражают с точностью до сотых долей едпиицы. С такой точностью можно определить величину pH, измеряя электродвижущие силы с помощью водородного электрода, находящегося в испытуемом растворе, и второго стандартного электрода, потенциал которого известен. Индикаторный метод меиее точен, и им можно определить величины pH с точностью до целых чисел или до десятых долей единицы. Индикаторный метод основан на сравнении окраски индикатора в испытуемом раст1юре с его окраской в растворах с известными величинами pH. [c.12]

    Можно представить себе, что у гальванического элемента существует движущая сила (или электрическое давление ), которая перемещает электроны по- внещней цепи элемента. Эта движущая сила называется электродвижущей силой (сокращенно э.д.с.) элемента э.д.с. измеряется в единицах электрического напряжения (вольтах) и иначе называется напряжением, или потенциалом, гальванического элемента. Один вольт представляет собой э.д.с., необходимую для того, чтобы заряд в 1 кулон приобрел энфгию в 1 Дж  [c.207]

    Таким образом, электродным потеициалом любого неизвестного электрода, опущенного в раствор, содержащий его ионы, принято называть электродвижущую силу элемента, составленного из исследуемого электрода и водородного электрода, находящегося в цормальных условиях. Если все вещества, участвующие в электрохимическом процессе, цротекающем в обратимом элементе,. находятся в нормальных условиях, т. е. их активности. или отношшие их активностей равны едини це, э. д. с. такого элемента равна своему нормальному (стандартному) значению. В соответствии с этим нормальным (стандартным) электродным потенциалом называют потенциал любого электрода, опущенного в раствор, содержащий его ионы, при условии, если активность или отношение активностей ионов, относительно которых электрод является обратимым, равны единице. [c.147]

    НлО+ -1-е-=Н-1-Н20 Если пластинку металла, погруженную в раствор его соли с активностью ионов, равной единице, соединить со стандартным водородным электродом, как показано на рис. 62, то получится гальванический элемент (электрохимическая цепь), электродвижущую силу (ЭДС) которого легко измерить. ЭДС, измеренная при 25 °С, и будет величиной стандартного электродного потенциала металла. Стандартный электродньсй потенциал обычно обозначают Е°. [c.230]

    Свойства соляной кислоты в водных и неводных растворах, а также в смешанных водно-неводных растворителях были исследованы более подробно, чем свойства любого другого электролита, и они могут служить иллюстрацией основных свойств ионных растворов для того случая, когда отсутствуют затруднения, связанные с наличием ионов с зарядом больше единицы. В начале данной главы будет рассмотрен вопрос об определении степени диссоциации этой кислоты в средах с различной диэлектрической постоянной на основании данных об электропроводности. Затем будут подробно описаны свойства соляной кислотц на основании данных об электродвижущей силе элемента [c.311]

    Понятия электродный потенциал и электродвижущие силы будут употребляться вместо напряжение (tension), рекомендованного Интернациональным комитетом электрохимической термодинамики и кинетики ( IT E), так как автор предполагает, что эти термины и концепции более знакомы большинству читателей. Рекомендации IT E суммированы в журнале [3]. Единица [c.12]

    Из прямых методов определения коэффициентов активности чаще всего применяют метод измерения электродвижущих сил цепей без переноса. Таким путем определены коэффициенты активности НС1 во многих неводных растворителях и в их смесях с водой (табл. 11), коэффициенты активности многих галогенидов щелочных металлов (табл. 12). Коэффициенты активности хлористого лития в амилово.м спирте определены, кроме того, на основании коэффициентов распределения. Криоскопический метод широко применялся для определения коэффициентов активности солей в формамиде и в других растворителях, применялся также эбулиосконический метод. Затруднения в применении этих методов в неводных растворах, особенно в растворителях с низкой диэлектрической постоянной, связаны обычно с трудностями в экстраполяции свойств, например электродвижущих сил, к бесконечному разведению. Это объясняется тем, что даже в разведенных растворах коэффициенты активности электролитов значительно меньше единицы. [c.141]

    Вместо реохорда удобно пользоваться ии1бКЦЙОМ ТрОМ, основную часть которого составляет набор сопротивлений, соответствующих сотням, десяткам, и единицам милливольт. Пользуясь им, находят непосредственно электродвижущую силу гальванического элемента, выражаемую в милливольтах. В переносных потенциометрах аккумулятор, нормальный элемент и гальванометр вмонл рованы в один ящик с набором сопротивлений. В стационарных установках они находятся отдельно от собственно потенциометра и подключаются к нему только на время работы. Эта установка, разумеется, более точная, чем переносной потенциометр. [c.34]


ЭДС

Разность потенциалов и электродвижущая сила

Тело можно наэлектризовать (т. е. прибавить к нему некоторое количество электронов или отнять их), тогда оно станет обладать  электрическим потенциалом или просто потенциалом тела. В результате, тело, заряженное положительно, станет обладать положительным потенциалом, а тело, заряженное отрицательно, — отрицательным потенциалом.

Разность уровней электрических зарядов двух тел принято называть разностью электрических потенциалов или просто разностью потенциалов. Следует иметь в виду, что если два одинаковых тела заряжены одноименными зарядами, но одно больше, чем другое, то между ними также будет существовать разность потенциалов. Кроме того, разность потенциалов существует между двумя такими телами, одно из которых заряжено, а другое не имеет заряда. Итак, если два тела заряжены таким образом, что потенциалы их неодинаковы, между ними неизбежно существует разность потенциалов.

Говоря о разности потенциалов, мы имеем в виду два заряженных тела, однако разность потенциалов можно получить и между различными частями (точками) одного и того же тела. Так, например, приложим внешнюю силу к  куску медной проволоки,  под действием которой свободные электроны, находящиеся в проволоке, переместятся к одному ее концу. Очевидно, на другом конце проволоки получится недостаток электронов, и тогда между концами проволоки возникнет разность потенциалов. Стоит нам прекратить действие внешней силы, как электроны тотчас же, в силу притяжения разноименных зарядов, устремятся к концу проволоки, заряженному положительно, т. е. к месту, где их недостает, и в проволоке вновь наступит электрическое равновесие.

Для поддержания электрического тока в проводнике необходим внешний источник энергии, который все время поддерживал бы разность потенциалов на концах этого проводника. Протекание электрического тока сопровождается непрерывным расходованием энергии на преодоление сопротивления. Эту энергию доставляет источник электрической энергии, в котором происходит процесс преобразования механической, химической, тепловой или других видов энергии в электрическую. Способность источника электрической энергии создавать и поддерживать на своих зажимах определенную разность потенциалов называется электродвижущей силой, сокращенно э. д. с.

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

E=A/q

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

Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции  в замкнутом проводящем контуре при изменении тока, протекающего по контуру. 

  

При изменении тока I в контуре пропорционально меняется и магнитный поток B через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС E. Это явление и называется самоиндукцией. 

Понятие родственно понятию взаимоиндукции, являясь его частным случаем.

 

Источники:  

http://electricalschool.info/main/osnovy/390-pro-raznost-potencialov.html

http://jamshyt.ru/wnopa/f/?p=21

 http://ru.wikipedia.org/

Что такое ЭДС (электродвижущая сила) — объяснение и описание

Когда родилось понятие «электрон», люди сразу связали его с определенной работой. Электрон – это по-гречески «янтарь». То, что грекам для того, чтобы найти этот бесполезный, в общем-то, магический камушек, надо было довольно далеко проехать на север — такие усилия тут, в общем-то, не в счет. А вот стоило проделать некоторую работу — руками по натиранию камушка о шерстяную сухую тряпочку — и он приобретал новые свойства. Это знали все. Натереть просто так, ради сугубо бескорыстного интереса, чтобы понаблюдать, как теперь к «электрону» начинает притягиваться мелкий мусор: пылинки, шерстинки, ниточки, перышки. В дальнейшем, когда появился целый класс явлений, объединенных потом в понятие «электричество», работа, которую надо обязательно затратить, не давала людям покоя. Раз нужно затратить, чтобы получился фокус с пылинками — значит, хорошо бы эту работу как-то сохранить, накопить, а потом и получить обратно.

Иллюстрация 1

Таким образом из все более усложнявшихся фокусов с разными материалами и философских рассуждений и научились эту магическую силу собирать в баночку. А потом сделать и так, чтобы она из баночки постепенно высвобождалась, вызывая действия, которые стало уже можно ощутить, а очень скоро и померить. И померили настолько остроумно, имея всего-то пару шелковых шариков или палочек и пружинные крутильные весы, что и теперь мы вполне серьезно пользуемся все теми же формулами для расчетов электрических цепей, которые уже пронизали теперь всю планету, бесконечно сложных, сравнительно с теми первыми приспособлениями.

  Иллюстрация 2

А название этого могучего джинна, сидящего в баночке, так до сих пор и содержит восторг давних открывателей: «Электродвижущая сила». Но только сила эта — совсем не электрическая. А наоборот, посторонняя страшная сила, заставляющая электрические заряды двигаться «против воли», то есть преодолевая взаимное отталкивание, и собираться где-то с одной стороны. От этого получается разность потенциалов. Ее и можно использовать, пустив заряды другим путем. Где их «не сторожит» эта страшная ЭДС. И заставить, тем самым, выполнить некоторую работу.

Принцип работы

ЭДС — это сила самой разной природы, хотя измеряется она в вольтах:

Схема простейшего прибора
  • Химической. Происходит от процессов химического замещения ионов одних металлов ионами других (более активных). В результате образуются лишние электроны, стремящиеся «спастись» на краю ближайшего проводника. Такой процесс бывает обратимым или необратимым. Обратимый — в аккумуляторах. Их можно зарядить, вернув заряженные ионы обратно в раствор, отчего он приобретет больше, например, кислотности (в кислотных аккумуляторах). Кислотность электролита и есть причина ЭДС аккумулятора, работает непрерывно, пока раствор не станет абсолютно нейтральным химически.
Аккумуляторная батарея в разрезе       Схематическое изображение аккумуляторной батареи
  • Магнитодинамической. Возникает при воздействии на проводник, некоторым образом ориентированный в пространстве, изменяющегося магнитного поля. Или от магнита, движущегося относительно проводника, или от движения проводника относительно магнитного поля. Электроны в этом случае тоже стремятся двигаться в проводнике, что позволяет их улавливать и помещать на выходные контакты устройства, создавая разность потенциалов.
Работа фотоэлемента   Электрогенератор
  • Электромагнитной. Переменное магнитное поле создается в магнитном материале переменным электрическим напряжением первичной обмотки. Во вторичной обмотке возникает движение электронов, а значит и напряжение, пропорциональное напряжению в первичной обмотке. Значком ЭДС трансформаторы могут обозначаться в схемах эквивалентного замещения.
Схема работы трансформатора
  • Фотоэлектрической. Свет, попадая на некоторые проводящие материалы, способен выбивать электроны, то есть делать их свободными. Создается избыток этих частиц, отчего лишние выталкиваются к одному из электродов (аноду). Возникает напряжение, которое и способно породить электрический ток. Такие приборы называются фотоэлементами. Первоначально были придуманы вакуумные фотоэлементы, в которых электроды были установлены в колбе с вакуумом. Электроны в этом случае выталкивались за пределы металлической пластинки (катод), а улавливались другим электродом (анод). Такие фотоэлементы нашли применение в датчиках света. С изобретением же более практичных полупроводниковых фотоэлементов стало возможным создавать из них мощные батареи, чтобы суммированием электродвижущей силы каждого из них вырабатывать существенное напряжение.
Схема работы солнечной батареи
  • Теплоэлектрической. Если два разных металла или полупроводника спаять в одной точке, а потом в эту точку доставить тепло, например, свечи, то на противоположных концах пары металлов (термопары) возникает разница в плотностях электронного газа. Эта разница может накапливаться, если соединить термопары последовательной цепочкой, подобно соединению гальванических элементов в батарее или отдельных фотоэлементов в солнечной батарее. ТермоЭДС используется в очень точных датчиках температуры. С этим явлением связано несколько эффектов (Пельтье, Томсона, Зеебека), которые успешно исследуются. Фактом является то, что теплота способна непосредственно превратиться в электродвижущую силу, то есть напряжение.
Схема работы тепловой батареи
  • Электростатической. Такие источники ЭДС были придуманы практически одновременно с гальваническими элементами или даже раньше (если считать натирание янтаря шелком нормальным производством ЭДС). Они еще называются электрофорными машинами, или, по имени изобретателя, генераторами Вимшурста. Хотя Вимшурст создал внятное техническое решение, позволяющее снятый потенциал накапливать в лейденской банке — первом конденсаторе (причем, хорошей емкости). Первой же электрофорной машиной можно считать огромный шар из серы, насаженный на ось, — аппарат магдебургского бургомистра Отто фон Герике в середине XVII века. Принцип работы — натирание легко электризующихся от трения материалов. Правда прогресс у фон Герике можно назвать, по поговорке, движимым ленью, когда нет охоты натирать янтарь или что-то другое вручную. Хотя, конечно, этому любознательному политику чего-чего, а фантазии и активности было не занимать. Вспомним хотя бы его же всем известный опыт с разрыванием двумя вереницами ослов (или мулов) шара без воздуха за цепи на два полушария.
Электрофорная машина

Электризация, как первоначально предполагали, происходит именно от «трения», то есть, натирая янтарь тряпкой, мы «срываем» с его поверхности электроны. Однако исследования показали, что здесь не так все просто. Оказывается, на поверхности диэлектриков всегда имеются неравномерности заряда, и к этим неравномерностям притягиваются ионы из воздуха. Образуется такая воздушно-ионная шуба, которую мы и повреждаем, натирая поверхность.

  • Термоэмиссионной. При нагревании металлов с их поверхности срываются электроны. В вакууме они достигают другого электрода и наводят там отрицательный потенциал. Очень перспективное сейчас направление. На рисунке приведена схема защиты гиперзвукового летательного аппарата от перегрева частей корпуса встречным потоком воздуха, причем термоэлектроны, испускаемые катодом (который при этом охлаждается — одновременное действие эффектов Пельтье и/или Томсона), достигают анода, наводя на нем заряд. Заряд, вернее, напряжение, которое равно полученной ЭДС, можно использовать в цепи потребления внутри аппарата.
Термоэмиссионный заряд

1 — катод, 2 — анод, 3, 4 — отводы катода и анода, 5 — потребитель

  • Пьезоэлектрической. Многие кристаллические диэлектрики, когда испытывают механическое давление на себя в каком-либо направлении, реагируют на него наведением разницы потенциалов между своими поверхностями. Эта разность зависит от приложенного давления, поэтому уже используется в датчиках давления. Пьезоэлектрические зажигалки для газовых плит не требуют никакого другого источника энергии — только нажатия пальцем на кнопочку. Известны попытки создания пьезоэлектрической системы зажигания в автомобилях на основе пьезокерамики, получающей давление от системы кулачков, связанных с главным валом двигателя. «Хорошие» пьезоэлектрики — у которых пропорциональность ЭДС от давления высоко точна — бывают очень тверды (например, кварц), при механическом давлении почти не деформируются.
   Пьезоэлектрический элемент  Схема пьезоэлектрического элемента
  • Однако долгое воздействие давлением на них вызывает их разрушение. В природе мощные слои каменных пород также являются пьезоэлектриками, давления земных толщ наводят громадные заряды на их поверхностях, что порождает в глубинах земли титанические бури и грозы. Однако, не все так страшно.Уже были разработаны и эластичные пьезоэлектрики, и даже уже началось изготовление на их основе (и на основе нанотехнологий) изделий, идущих на продажу.

То, что единицей измерения ЭДС является единица электрического напряжения, понятно. Так как самые разнородные механизмы, создающие электродвижущую силу источника тока, все преобразуют свои виды энергии в движение и накопление электронов, а это в конечном счете и приводит к появлению такого напряжения.

Ток, возникающий от ЭДС

Электродвижущая сила источника тока на то и движущая сила, что электроны от нее начинают двигаться, если замкнуть электрическую цепь. Их к этому принуждает ЭДС, пользуясь своей неэлектрической «половиной» природы, которая не зависит, все-таки, от половины, связанной с электронами. Так как считается, что ток в цепи течет от плюса к минусу (такое определение направления было сделано раньше, чем все узнали, что электрон — отрицательная частица), то внутри прибора с ЭДС ток делает движение завершающее — от минуса к плюсу. И всегда рисуют у знака ЭДС, куда направлена стрелочка – +. Только в обоих случаях — и внутри ЭДС источника тока, и снаружи, то есть в потребляющей цепи, — мы имеем дело с электрическим током со всеми его обязательными свойствами. В проводниках ток наталкивается на их сопротивление. И здесь, в первой половине цикла, имеем сопротивление нагрузки, во второй, внутренней, — сопротивление источника или внутреннее сопротивление.

Внутренний процесс работает не мгновенно (хотя очень быстро), а с определенной интенсивностью. Он совершает работу по доставке зарядов от минуса к плюсу, и это тоже встречает сопротивление…

Работа электрической батарейки

Сопротивление это двоякого рода.

  1. Внутреннее сопротивление работает против сил, разъединяющих заряды, оно имеет природу, «близкую» этим разъединяющим силам. По крайней мере, работает с ними в едином механизме. Например, кислота, отбирающая кислород у двуокиси свинца и замещающая его на ионы SO4-, определенно испытывает некоторое химическое сопротивление. И это как раз и проявляется как работа внутреннего сопротивления аккумулятора.
  2. Когда наружная (выходная) половина цепи не замкнута, появление все новых и новых электронов на одном из полюсов (и убывание их с другого полюса) вызывает усиление напряженности электростатического поля на полюсах аккумулятора и усиление отталкивания между электронами. Что позволяет системе «не идти вразнос» и остановиться на некотором состоянии насыщенности. Больше электронов из аккумулятора наружу не принимается. И это внешне выглядит как наличие постоянного электрического напряжения между клеммами аккумулятора, которое называется Uхх, напряжением холостого хода. И оно численно равно ЭДС — электродвижущей силе. Поэтому и единицей измерения ЭДС является вольт (в системе СИ).

Но если только подключить к аккумулятору нагрузку из проводников, имеющих отличное от нуля сопротивление, то немедленно потечет ток, сила которого определяется по закону Ома.  

Померить внутреннее сопротивление источника ЭДС, казалось бы, можно. Стоит включить в цепь амперметр и шунтировать (закоротить) внешнее сопротивление. Однако внутреннее сопротивление настолько низко, что аккумулятор начнет разряжаться катастрофически, вырабатывая огромное количество теплоты, как на внешних закороченных проводниках, так и во внутреннем пространстве источника.

Однако можно поступить иначе:

  1.  Измерить E (помним, напряжение холостого хода, единица измерения — вольт).
  2. Подключить в качестве нагрузки некоторый резистор и померить падение напряжения на нем. Вычислить ток I1.
  3. Вычислить значение внутреннего сопротивления источника ЭДС можно, воспользовавшись выражением для r  
Иллюстрация

Обычно способность аккумулятора выдавать электроэнергию оценивается его энергетической «емкостью» в амперчасах. Но интересно было бы посмотреть, какой максимальный ток он может вырабатывать. Несмотря на то, что, быть может, электродвижущая сила источника тока заставит его взорваться. Так как идея устроить на нем короткое замыкание показалась не очень заманчивой, можно вычислить эту величину чисто теоретически. ЭДС равно Uхх. Просто нужно дорисовать график зависимости падения напряжения на резисторе от тока (следовательно, и от сопротивления нагрузки) до точки, в которой сопротивление нагрузки будет равно нулю. Это точка Iкз, пересечения красной линии с линией координаты I, в которой напряжение U стало нулевым, а все напряжение E источника будет падать на внутреннее сопротивление.

Часто кажущие простыми основные понятия не всегда бывает можно понять без привлечения примеров и аналогий. Что такое электродвижущая сила, и как она работает, можно представить, только рассмотрев множество ее проявлений. А стоит рассмотреть определение ЭДС, как оно дается солидными источниками посредством умных академических слов — и все начинай с начала: электродвижущая сила источника тока. Или просто выбей на стене золотыми буквами:

Надпись Похожие статьи:

Электродвижущая сила (ЭДС): формула расчета и определение

Электродвижущая сила или сокращено ЭДС – это способность источника тока ил по-другому питающий элемент, создавать в электрической цепи разность потенциалов. Элементами питания являются аккумуляторы или батареи. Это скалярная физическая величина, равная работе сторонних сил для перемещения одного заряда с положительной величиной. В данной статье будут рассмотрены теоритические вопросы ЭДС, как она образуется, а также для чего она может быть использована на практике и где используются, а главное как рассчитать ее.

Формула ЭДС.

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.

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.

Дополнительный материал по теме: Простыми словами о преобразователях напряжения.

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.

Природа ЭДС

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

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

Электромагнитная индукция (самоиндукция)

Начнем с электромагнитной индукции. Это явление описывает закон электромагнитной индукции Фарадея. Физический смысл этого явления состоит в способности электромагнитного поля наводить ЭДС в находящемся рядом проводнике. При этом или поле должно изменяться, например, по величине и направлению векторов, или перемещаться относительно проводника, или должен двигаться проводник относительно этого поля. На концах проводника в этом случае возникает разность потенциалов.

Опыт демонстрирует появление ЭДС в катушке при воздействии изменяющегося магнитного поля постоянного магнита. Есть и другое похожее по смыслу явление — взаимоиндукция. Оно заключается в том, что изменение направления и силы тока одной катушки индуцирует ЭДС на выводах расположенной рядом катушки, широко применяется в различных областях техники, включая электрику и электронику. Оно лежит в основе работы трансформаторов, где магнитный поток одной обмотки наводит ток и напряжение во второй.

Что такое самоиндукция.

В электрике физический эффект под названием ЭДС используется при изготовлении специальных преобразователей переменного тока, обеспечивающих получение нужных значений действующих величин (тока и напряжения). Благодаря явлениям индукции и самоиндукции инженерам удалось разработать множество электротехнических устройств: от обычной катушки индуктивности (дросселя) и вплоть до трансформатора. Понятие взаимоиндукции касается только переменного тока, при протекании которого в контуре или проводнике меняется магнитный поток.

Таблица параметров электродвижущей силы индукции.

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.

Расчет ЭДС.

Как раз вот эти 0.3 В 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. 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.

Материал по теме: Выбираем цифро-аналоговый преобразователь.

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.

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.

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.

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Задать вопрос

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. 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:

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии.

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.

Полезно знать: Как рассчитать мощность электрического тока.

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

Примеры решения задач

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

ФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Решение: Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.

Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.

ЭДС определяется по формуле:

Сила тока определяется по формуле:

Сопротивление определяется по формуле:

Разность потенциалов определяется по формуле:

Правильный ответ:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Что такое электродвижущая сила?

Это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда.

Что такое электрическая цепь?

Набор устройств, которые соединены проводниками, предназначенный для протекания тока.

Как звучит закон Ома для полной цепи?

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.

Заключение

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Задать вопрос

Если в проводнике создать электрическое поле и не поддерживать это поле, то перемещение носителей тока приведет к тому, что поле внутри проводника исчезнет, и ток прекратится. Для того чтобы поддерживать ток в цепи достаточно долго, необходимо осуществить движение зарядов по замкнутой траектории, то есть сделать линии постоянного тока замкнутыми. Следовательно, в замкнутой цепи должны быть участки, на которых носители заряда будут двигаться против сил электростатического поля, то есть от точек с меньшим потенциалом к точкам с большим потенциалом. Это возможно лишь при наличии неэлектрических сил, называемых сторонними силами. Сторонними силами являются силы любой природы, кроме кулоновских.

Дополнительную информацию о предмете статьи можно узнать из файла «Электродвижущая сила в цепях электрического тока». А также в нашей группе ВК публикуются интересные материалы, с которыми вы можете познакомиться первыми. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение хочу выразить благодарность источникам, откуда почерпнут материал для подготовки статьи:

www.booksite.ru

www.scsiexplorer.com.ua

www.samelectrik.ru

www.electricalschool.info

www.sxemotehnika.ru

www.zaochnik.ru

www.ido.tsu.ru

Мне нравится1Не нравится1 Предыдущая

ТеорияЧто такое термопара: об устройстве простыми словами

Следующая

ТеорияЧто такое заземление простыми словами

Единица электродвижущей силы в системе СИ соответствует 11 классу физики CBSE

. Подсказка: Электродвижущая сила — это энергия, выделяемая батареей или элементом на кулон заряда, проходящего через них, она измеряется в вольтах $ \ left (V \ right) $. Электродвижущая сила обозначается аббревиатурой ЭДС.

Полное пошаговое решение:
Изменяющееся во времени магнитное поле внутри электрического генератора создает электрическое поле за счет электромагнитной индукции, в которой между выводами генератора возникает разница напряжений. {- 1}} $

$ \ поэтому $ Единицей измерения ЭДС является $ вольт $. также единица измерения разности потенциалов и электрического потенциала.

Примечание:
Электродвижущая сила используется в электромагнитном расходомере, который является применением закона Фарадея. Когда индуктор создает ЭДС, противоположную входящей мощности, она считается отрицательной, поскольку направление потока противоположно реальной мощности.

Вы в одном шаге от ответа!

Подпишитесь бесплатно!

Регистрируясь, вы также получаете доступ к тысячам решенных вопросов, викторин
и загружаемым PDF-файлам БЕСПЛАТНО!

Определение электродвижущей силы в физике.

Примеры электродвижущей силы в следующих разделах:

  • Источники ЭМП

    • Электродвижущая сила сила (ЭДС) — это напряжение, генерируемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом индукции Фарадея.
    • Электродвижущая сила Сила , также называемая ЭДС (обозначается и измеряется в вольтах), относится к напряжению, генерируемому батареей или магнитной силой в соответствии с Законом индукции Фарадея, который гласит, что изменяющееся во времени магнитное поле будет индуцировать электрический ток.
    • Электродвижущая сила « сила » не считается силой (поскольку сила измеряется в ньютонах), а является потенциалом или энергией на единицу заряда, измеряемой в вольтах.
    • Приведите примеры устройств, обеспечивающих электродвижущую силу силы
  • ЭДС и напряжение на клеммах

    • Выходное напряжение или напряжение на клеммах источника напряжения, такого как батарея, зависит от его электродвижущей силы силы и его внутреннего сопротивления.
    • Мы называем эту разность потенциалов электродвижущей силой силой (сокращенно ЭДС).
    • ЭДС
    • — это вовсе не сила ; это особый тип разности потенциалов источника при отсутствии тока.
    • Электродвижущая сила Сила напрямую связана с источником разности потенциалов, например с конкретной комбинацией химических веществ в батарее.
    • Выразите взаимосвязь между электродвижущей силой силой и напряжением на клеммах в виде уравнения
  • Количественная интерпретация ЭДС движения

    • A ЭДС движения — это электродвижущая сила сила (ЭДС), индуцированная движением относительно магнитного поля B.
    • Электродвижущая сила Сила (ЭДС), индуцированная движением относительно магнитного поля B, называется двигательной ЭДС.
    • Приравнивая две силы к , получаем $ E = vB $.
    • В проводнике, однако, мы находим электродвижущую силу сила , которой сама по себе нет соответствующей энергии, но которая вызывает — при условии равенства относительного движения в двух рассмотренных случаях — электрические токи одного и того же пути. и интенсивность, как у электрического сил в первом случае.«
    • Сформулируйте два вида, которые применяются для расчета электродвижущей силы силы
  • Motional EMF

    • Движение в магнитном поле, которое является стационарным относительно Земли, индуцирует ЭДС движения (электродвижущая сила сила ).
    • Как видно из предыдущих Атомов, любое изменение магнитного потока индуцирует электродвижущую силу сила (ЭДС), противодействующую этому изменению — процесс, известный как индукция.
    • Существует множество связей между электрической силой и магнитной силой .
    • То, что движущееся магнитное поле создает электрическое поле (и, наоборот, движущееся электрическое поле создает магнитное поле), является частью причины, по которой электрические и магнитные силы теперь рассматриваются как разные проявления одной и той же силы (впервые замеченной Альберт Эйнштейн).
    • Это классическое объединение электрических и магнитных сил в так называемую электромагнитную силу является источником вдохновения для современных усилий по объединению других базовых сил .
  • Индуцированные ЭДС и магнитный поток

    • Закон индукции Фарадея гласит, что электродвижущая сила сила индуцируется изменением магнитного потока.
    • Более важным, чем текущий ток, является электродвижущая сила сила (ЭДС), которая его вызывает.
    • Объясните взаимосвязь между магнитным полем и электродвижущей силой силы
  • Изменение магнитного потока создает электрическое поле

    • Мы узнали взаимосвязь между наведенной электродвижущей силой силой (ЭДС) и магнитным потоком.
    • Количество витков катушки может быть включено в магнитный поток, поэтому коэффициент не является обязательным. ) Закон индукции Фарадея — это основной закон электромагнетизма, который предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с электрической цепью, создавая электродвижущую силу сила (ЭДС).
    • Устройство, которое может поддерживать разность потенциалов, несмотря на протекание тока, является источником электродвижущей силы силы .
  • Аккумулятор

    • Каждая полуячейка имеет электродвижущую силу сила (или ЭДС), определяемую ее способностью управлять электрическим током изнутри наружу ячейки.
    • Электрическая движущая сила на выводах элемента известна как напряжение на выводах (разность) и измеряется в вольтах.
    • Напряжение батареи является синонимом ее электродвижущей силы силы , или ЭДС.
    • Эта сила отвечает за прохождение заряда через цепь, известную как электрический ток.
  • Электрогенераторы

    • Они индуцируют электродвижущую силу силу (ЭДС), вращая катушку в магнитном поле.
    • Генератор заставляет электрический заряд (обычно переносимый электронами) проходить через внешнюю электрическую цепь.
    • Заряды в проводах петли испытывают магнитную силу , потому что они движутся в магнитном поле.
    • Заряды в вертикальных проводах испытывают сил и параллельно проводу, вызывая токи.
    • Однако те, кто находится в верхнем и нижнем сегментах, ощущают силу перпендикулярно проводу; эта сила тока не вызывает.
  • Зарядка аккумулятора: последовательные и параллельные ЭДС

    • Когда источники напряжения включены последовательно в одном направлении, их внутренние сопротивления складываются, а их электродвижущая сила сила или ЭДС складываются алгебраически.
    • Сравните сопротивления и электродвижущие силы для источников напряжения, подключенных с одинаковой и противоположной полярностью, а также последовательно и параллельно
  • Правило петли

    • Другими словами, сумма значений электродвижущей силы , , силы, (ЭДС) в любом замкнутом контуре равна сумме падений потенциала в этом контуре (которые могут исходить от резисторов).
    • Другое эквивалентное утверждение состоит в том, что алгебраическая сумма произведений сопротивлений проводников (и токов в них) в замкнутом контуре равна общей электродвижущей силы силы , доступной в этом контуре.

си единица электромагнитной силы

электродвижущая сила (ЭДС): энергия, вырабатываемая на единицу заряда, полученная из источника, который производит электрический ток. Сила — это векторная величина, которая имеет как направление, так и величину.Укажите единицу СИ для давления. Электрические поля создаются грозами. Магнитные поля создаются землей. Для получения дополнительной информации см. Учебное пособие по единицам измерения. Поддерживаются общие альтернативные имена для единиц, которые соответствуют перечисленным здесь именам. Старыми системами были системы CGS и гауссова система, основанная на сочетании электростатических единиц (ESU) и электромагнитных единиц (EMU). Что такое единица СИ? По некоторым проблемам с ЭДС он указывает, что блок ЭДС указан как Вебер. Вебер, названный в его честь, является единицей измерения магнитного потока в системе СИ.Только некоторые изменения скорости или направления вызваны силами. Одна система, известная как SI (от французской Le Systeme International d’Unit` es), основана на лабораторных условиях. (1.9) Теперь в системе СИ сила между двумя зарядами определяется выражением F = q ′ 1q ′ 2 4πǫ 0R2 = γ2q 1q 2 4πǫ 0R2. Единицей заряда является кулон, названный в честь Шарля Огюстена де Кулона. Сила — это толчок или тяга, которые можно определить с помощью различных стандартов, и это вектор, который имеет как величину, так и направление. Напряжение по обобщенному закону Гука Напряжение — это сила или комбинация сил, распределенных по всему объекту, которые действуют для его деформации.[39] Электромагнитная волна, которую радио- или телестанция использует для передачи своих звуковых или графических сигналов по беспроводной сети. 1 ампер равен 1 ампер. Единицей измерения магнитной индукции B в системе СИ является тесла (Тл): 1 Тл = 1 Вб / м 2 = 1 Вс / м 2. Он завоевал признание инженерного сообщества… ОСНОВНЫЕ СИЛЫ. ЭДС обозначается ε. Это… Перечень единиц и систем единиц. Чистая сила — это векторная сумма этих двух сил. Дайте его название и символ. И снова рассмотрение закона Фарадея говорит нам, что совершенно законной единицей СИ (которую многие предпочитают) для ΦB является V s.10.2 Электромагнитная индукция и сила Лоренца Например, единицей силы СИ является ньютон (Н), единицей давления СИ является паскаль (Па), а паскаль можно определить как «ньютоны на квадратный метр» (Н / м 2). Единица проницаемости в системе СИ — Генри / метр (Гн / м). B-поле — это своего рода магнитное поле, которое относится к силе, которую оно оказывает на движущуюся заряженную частицу. Размер электродвижущей силы [M L 2 T-3 I-1] Электродвижущая сила… Символ: — B. Международная система единиц (СИ) — это метрическая система, которая повсеместно используется в качестве стандарта для измерений.Единицы СИ играют жизненно важную роль в научных и технологических исследованиях и разработках. 12. … создавали бы между этими проводниками силу, равную 2 × 10-7 ньютон на метр длины «. Джеймс Клерк Максвелл, Трактат об электричестве и магнетизме. Тема. Сила определяется как толкающее или притягивающее действие, действующее на объект. h. быть 6,626 070 15 × 10 –34. Электростатика (1785): Изучение электрического поля, создаваемого статическими зарядами. ⊥ Φ = dA d B B. 10. … Напряженность гравитационного поля — это сила на единица массы на объекте, на Земле напряженность гравитационного поля равна 9.8Н на килограмм (9,8Н / кг). электромагнитные волны и свет в 1861 году, тем самым объединив прежде отдельные области электромагнетизма и оптики. Его можно преобразовать в соответствующую стандартную единицу СИ, Вт / м 2-Гц, умножив его значение на коэффициент 1E-026. Электромагнитная волна, которую радио или телевизионная станция использует для беспроводной передачи звуковых или графических сигналов. амплитуда — расстояние от положения равновесия до максимальной или минимальной интенсивности волны. электромагнитная волна — колеблющиеся электрические и магнитные поля, которые не нуждаются в физической среде для перемещения.. частота (f) — количество длин волн, которые проходят заданную точку за секунду; Единица СИ — герцы (Гц). Единица измерения частоты в системе СИ, герц (1 Гц = 1 цикл / с, 1 Гц = 1 цикл / с), названа в его честь. ; Напряжения имеют общую форму силы, деленной на площадь (F / A). Единица измерения напряжения в системе СИ — паскаль или ньютон на квадратный метр [Па = Н / м 2]; штамм Дайте его название и символ. Герц: единица СИ, обозначающая частоту электромагнитной волны в циклах в секунду. Определение работы. Дина, абсолютная единица силы cgs, представляет собой силу, которая сообщает ускорение в 1 сантиметр в секунду в квадрате (1 см / с 2)… Внешние силы — это любые внешние силы, действующие на тело.По… Базовой единицей СИ для электрического тока является ампер. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является Вебер (Вб) (в производных единицах: вольт-секунды), а единицей СГС — максвелл. Эта научная статья незавершена. Напряжения имеют общую форму силы, деленной на площадь (F / A). Электродвижущая сила измеряется в вольтах, что является единицей СИ. 1 Вебер = 1 тесла x 1 см 2. Представьте себе вертикальный цилиндрический стакан, наполненный жидкостью. Электромагнитная сила может быть либо притягивающей, либо отталкивающей: сила между двумя электрическими зарядами является притягивающей, если заряды имеют противоположные знаки, и отталкивающей, если они имеют одинаковый знак.1 максвелл = 1 гаусс x 1 см 2. Единица измерения напряжения в системе СИ — это паскаль или ньютон на квадратный метр [Па = Н / м 2] деформации. Сила Лоренца, действующая на пробную частицу, определяет локальные электромагнитные поля. Каждая электромагнитная величина может быть определена со ссылкой на основные единицы длины, массы и времени. Мы можем определить магнитное поле разными способами, соответствующими тому влиянию, которое оно оказывает на наше окружение или окружающую среду, в результате чего у нас есть B-поле и H-поле (магнитное поле обозначается символом B или H).(1.11) 5 Электромагнитная сила отвечает за притяжение противоположного электрического заряда, отталкивание подобных электрических зарядов и притяжение магнитов. Единицы магнитного поля. Или 1 Mx = 1 Гс см 2. Магнитное давление, которое создает магнитный поток в магнитной цепи, называется магнитодвижущей силой. Магнитный поток Маркирован от 1,00 Ом b. Определение: при изучении физики вебер — это единица СИ для измерения магнитного потока. Магнит создает магнитные силовые линии, как показано на рисунке выше.Поскольку метр равен 100 сантиметрам, а килограмм равен 1000 граммам, соотношение между единицей CGS и соответствующей единицей MKS обычно составляет 10. Комбинация электрических и магнитных сил на заряженный объект известна как сила Лоренца. 2. У меня завтра тест, поэтому мне нужно знать, какую единицу СИ я должен использовать. Единица силы в системе СИ — ньютон (Н). Основной единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер. cos. θ; особые случаи. Стержневой магнит притягивает к своим концам железные предметы, называемые полюсами.Один конец — это северный полюс, а другой — южный полюс. Если стержень подвешен так, чтобы он мог свободно двигаться, магнит выровняется так, чтобы его северный полюс был направлен на географический север Земли. скорость света: в вакууме, например в космосе, скорость света постоянна 3 × 10 8 м / с. Электродвижущая сила (ЭДС) — это ток, возникающий в проводнике через магнитное поле. Вольт — V — это стандартная международная единица электрического потенциала или электродвижущей силы. Силовые единицы. Резюме.Янски имеет размерность МТ-4, где М — масса, а Т — время. в двух системах, и поскольку единица объема одинакова в двух системах, отсюда следует, что заряды также будут связаны одним и тем же коэффициентом γ: q ′ = γq. Синонимы единиц СИ, произношение единиц СИ, перевод единиц СИ, определение единицы СИ в английском словаре. В единицах СИ B измеряется в теслах (символ: T) и, соответственно, ΦB (магнитный поток) измеряется в веберах (символ: Wb), так что плотность потока 1 Вт / м2 составляет 1 тесла. В то время как электромагнитная сила микроскопически представляет собой просто силу Лоренца, ее макроскопическая форма более сложна и определяется такими выражениями, как тензор напряжений Максвелла и сила Кельвина.Следовательно, единичный магнитный полюс может быть определен как: полюс, помещенный в вакуум, отталкивает такой же и подобный полюс с силой 1/4 π μo Ньютона, если расстояние между ними составляет 1 метр, это известно как единичный магнитный полюс. или же. ЭДС — это энергия на единицу площади, а ее единицей в системе СИ является вольт, который равен одному джоуля на кулон. Такие единицы могут сами использоваться в сочетании с названиями и символами для основных единиц и для других производных единиц, чтобы выразить единицы других производных величин. Он также может быть обозначен символом F.; Ньютон: единица силы в Международной системе единиц (СИ). Она также может быть представлена ​​символом N .; Контактные силы: силы, возникающие, когда объекты касаются друг друга. Одна тесла равна одному Веберу на квадратный метр. Янский — единственная единица измерения плотности потока электромагнитного излучения в нашей базе данных. Из первого уравнения Максвелла мы получаем особое… Давление определяется как сила на единицу площади: P = F / A, или в терминах величины, P = mg / A, где mg — это вес жидкости.Укажите единицу СИ для мощности. Если батарея или источник постоянного тока с напряжением 3 вольта, это означает, что на каждый кулон заряда приходится 3 джоуля работы. Ньютон — подходящая единица измерения независимо от того, исходит ли сила сила тяжести или какой-либо другой источник. Масса. Укажите единицу СИ… где — угол между направлениями и Эту силу часто называют силой Лоренца. Фактически, именно так мы определяем напряженность магнитного поля — в терминах силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитное поле. Ответ на вопрос, что такое единица СИ, заключается в том, что это сокращение от французского слова Système International.Магнитный поток Маркирован от 1,00 Ом b. с –1. метр). Магнитное поле 8. 10. Ускорение (сила) присутствует. Единица СИ для напряженности магнитного поля называется тесла (Тл) в честь эксцентричного, но блестящего изобретателя Николы Тесла (1856–1943). В системе СИ единица измерения силы — Ньютон (Н). Он определяется путем взятия фиксированного числового значения постоянной Планка. Меньшая единица магнитного поля — это Гаусс (1 Тесла = 10 000 Гаусс). Международная система единиц — это стандартная современная форма метрической системы.Название этой системы может быть сокращено до SI, от французского названия Système International d’unités .. Спасибо! Сила. Этот единственный момент является источником всей путаницы. Если вы не помните, что такое ампер, обратитесь к нашему калькулятору закона Ома. Для непрерывного распределения заряда в движении уравнение силы Лоренца принимает следующий вид: где dF — сила, действующая на небольшой участок распределения заряда с зарядом dq. Если обе части этого уравнения разделены на объем этого небольшого участка распределения заряда dV, результат будет следующим: где f — плотность силы (сила на единицу объема), а ρ — плотность заряда (заряд на единицу объема).Тесла (символ: Т) — производная единица напряженности магнитного B-поля (также плотности магнитного потока) в Международной системе единиц. Одна тесла равна одному Веберу на квадратный метр. Единица была объявлена ​​во время Генеральная конференция мер и весов в 1960 году, названная в честь Николы Тесла по предложению словенского инженера-электрика Франса Авчина. Он определяется как заряд, переносимый постоянным током в 1 ампер в течение 1 секунды. Единица измерения частоты в системе СИ, герц (1 Гц = 1 цикл / с, 1 Гц = 1 цикл / с), названа в его честь.Сила принимает ряд форм, таких как атомные силы ближнего действия, электромагнитные силы, силы удара и гравитационные силы. И электрическое, и магнитное поля являются векторными величинами, поскольку у них есть величины и направления. Электрический заряд — это свойство субатомных частиц, которое заставляет их испытывать силу при помещении в электромагнитное поле. Но я видел, что единицей измерения емкости в системе СИ является фарад, названный в честь Майкла Фарадея. электромагнитная совместимость EMC люмен на квадратный фут лм / фут электромагнитный блок EMU люмен на квадратный метр лм / м электродвижущая сила EMF люмен на ватт лм / Вт электронная обработка данных EDP люмен секунда лм # с электронвольт эВ люкс lx электростатический блок ESU магнитогидродинамика MHD сверхвысокий Напряжение сверхвысокого напряжения магнитодвижущая сила MMF Действующим стандартом является Международная система единиц (СИ), которую иногда называют рационализированными единицами MKS.Это позволяет определять килограмм как фиксированное числовое значение постоянной Планка, постоянной, которая не будет меняться со временем. ТЕОРИЯ. Определение: ток, протекающий в электрической цепи, обусловлен наличием электродвижущей силы, аналогично магнитодвижущей силе (MMF), необходимой для управления магнитным потоком в магнитной цепи. Проницаемость или магнитная проницаемость определяется как способность материала пропускать магнитные силовые линии через него. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является Вебер (Вб) (в производных единицах: вольт-секунды).синонимы электромагнитной волны, произношение электромагнитной волны, перевод электромагнитной волны, определение слова «электромагнитная волна» в словаре английского языка. Символ Название величины Название единицы Символ Базовые единицы E: энергия: джоуль: Дж кг⋅м 2 ⋅s −2 = C⋅V: Q: электрический заряд: кулон: CA⋅s I: электрический ток: ампер: AA (= Вт / V = ​​C / s) Юридическое определение: ток, протекающий в течение 1 секунды, осаждает 1,118 мг серебра из раствора нитрата серебра. Или, 1 Mx = 1 Г см 2. Ключ к разгадке сегодняшнего кроссворда является общеизвестным: единица электродвижущей силы в системе СИ.СИ единица электродвижущей силы. Диаграмма свободного тела — это рисунок всех внешних сил, действующих на тело. Очевидно, это сила и заряд, и два поля, описанные ранее, и скорость движущегося заряда. Быстрый бесплатный онлайн-конвертер единиц измерения, который преобразует общепринятые единицы измерения, а также 77 других конвертеров для различных единиц. (c) Эта единица является частью так называемой электромагнитной трехмерной системы CGS и, строго говоря, не может сравниваться с соответствующей единицей СИ, которая имеет четыре измерения, если только механическая и электрическая.jansky: 10×10-27 Вт / м 2-Гц: Вспомогательное магнитное поле: Название единицы: Символ: Эквивалент СИ … Магнитодвижущая сила: Название единицы: Символ: СИ… Электрическая емкость — это электростатическая концепция (адекватная на низких частотах). На Земле эта сила составляет около 9,81 метра в секунду в квадрате и имеет производную единицу СИ — ньютоны с символом N. Чтобы вычислить вес на поверхности Земли, мы просто умножаем его массу на 9,81 м / с 2. Сила: Описание взаимодействия, которое вызывает изменение движения объекта.(b) Стокса (St) — единица CGS для кинематической вязкости. Сайт также включает в себя инструмент прогнозирования, который предлагает возможные преобразования на основе вводимых данных, что упрощает навигацию при изучении различных единиц измерения… Единицы и сводка уравнений Уравнения Максвелла меняются в зависимости от используемой системы единиц. … ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. Некоторые другие единицы, не относящиеся к системе СИ, такие как Гаусс (G), все еще иногда используются. Единица силы в системе СИ — ньютон (Н). единица СИ, обозначающая частоту электромагнитной волны, в циклах в секунду скорость света в вакууме, например в космосе, скорость света является постоянной 3 x 10 8 м / с Электродвижущая сила (ЭДС) энергия, производимая на единицу заряда , взято из источника… Магнитное поле Флаг вопроса O c.Напряженность магнитного поля O d. Электромагнитная сила; Вопрос: Вопрос 3 Wb / m2 — это единица Si из Еще не ответили O a. ЭДС — это энергия на единицу площади, а ее единицей в системе СИ является вольт, который равен одному джоуля на кулон. Проверьте свое понимание 16.2. Электродвижущая сила (ЭДС): энергия, производимая на единицу заряда, полученная из источника, который производит электрический ток. Физическая величина. Единицей заряда СИ является кулон, обозначаемый буквой C. Это, как и все единицы СИ, ограниченная мера, удобная для человеческой деятельности, а не определяемая основными законами физики.Согласно закону силы Лоренца (в единицах СИ), ЭДС на проволочной петле составляет: 15. где E — электрическое поле, B — магнитное поле (также известное как плотность магнитного потока, магнитная индукция), dℓ — бесконечно малая длина дуги вдоль провод, и линейный интеграл оценивается вдоль провода (вдоль кривой, совпадающей с формой провода). Чтобы преобразовать одну систему в другую, коэффициент единицы cgs mks unit… (d) Если два медных стержня наклонены под углом больше θ, укажите один… Таблица D.1: Сантиметр-грамм-секунда (CGS) и системы единиц метр-килограмм-секунда (СИ).(b) Укажите на рисунке 1 индуцированную магнитную силу, действующую на стержень, XY. (Закон всемирного тяготения Ньютона) Сила притяжения. Сила Лоренца определяется по формуле F = qv x B, в которой q — заряд, v — скорость, а B — плотность магнитного поля. Сила Лоренца перпендикулярна скорости и магнитному полю. Он определяется как магнитный поток, который, соединяя цепь с одним витком, создает в ней электромагнитную силу в один вольт, если она снижается до нуля с постоянной скоростью в интервале времени в одну секунду.

Стеклянный диспенсер для напитков с краном, Что случилось с тушью Mally Volumizing Mascara, Zoom Dark Mode Windows Reddit, Открыто ли Mgm Casino Detroit сегодня, 1,4-бутандиол Рекреационное использование, Макдональдс Чай Фраппе, Четверть фунта с сырными калориями, Аккумулятор для самокатов Shoprider Deluxe Mobility, Сухость во рту после вакцины Covid, Джессика Симпсон Дисней, Guerschon Yabusele Произношение, Жужуба: нужно лелеять и поставлять, Как глобальное потепление вызывает наводнения, Причины и последствия застенчивости у взрослых, Лучшая заправка для салата Алди,

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

ЭДС: электродвижущая сила — точка назначения

ЭДС: электродвижущая сила

Определение

Электродвижущая сила или ЭДС — это источник энергии, который может вызвать протекание тока в электрической цепи или устройстве.Устройство, которое поставляет электрическую энергию, называется электродвижущей силой или ЭДС. ЭМП преобразуют химическую, механическую и другие формы энергии в электрическую. Продукт такого устройства также известен как ЭДС. Слово «Сила» в этом случае используется не для обозначения механической силы, измеряемой в ньютонах, а для обозначения потенциала или энергии на единицу заряда, измеряемой в вольтах.

Электродвижущая сила (ЭДС) на самом деле не сила; обычно он измеряется в вольтах, что эквивалентно в системе метр – килограмм – секунда одному джоуля на кулон электрического заряда.В электростатических единицах системы сантиметр – грамм – секунда единицей электродвижущей силы является статвольт, или один эрг на электростатическую единицу заряда.

ЭДС — это внешняя работа, затрачиваемая на единицу заряда для создания разности электрических потенциалов между двумя разомкнутыми клеммами. Возникающая разность электрических потенциалов создается разделением положительных и отрицательных зарядов, тем самым создавая электрическое поле. Создаваемая разность электрических потенциалов приводит в движение ток, если цепь подключена к источнику ЭДС.Однако при протекании тока напряжение на выводах источника ЭДС больше не является значением разомкнутой цепи из-за падения напряжения внутри устройства из-за его внутреннего сопротивления.

Примерно в 1830 году Майкл Фарадей установил, что реакции на каждой из двух границ раздела электрод-электролит обеспечивают «место действия ЭДС» для гальванического элемента, то есть эти реакции управляют током, а не являются бесконечным источником энергии, как это было раньше. изначально думал. В случае разомкнутой цепи разделение зарядов продолжается до тех пор, пока электрическое поле разделенных зарядов не станет достаточным для остановки реакции.Несколькими годами ранее Алессандро Вольта, который измерял контактную разность потенциалов на границе раздела металл-металл (электрод-электрод) своих ячеек, ошибочно полагал, что только контакт без учета химической реакции является источником ЭДС. .

Функция электродвижущей силы (ЭДС)

Электродвижущая сила — это разность потенциалов, создаваемая источником напряжения и необходимая для протекания тока через цепь.Строго говоря, это разность потенциалов холостого хода батареи, генератора и т. Д. Альтернативное определение — ЭДС. равна сумме падений напряжения вокруг любого замкнутого контура, включая любое внутреннее падение напряжения. Основная функция ЭДС в цепи —

  • Преобразование электрической энергии в другую форму.
  • Преобразование некоторой другой формы энергии в электрическую.
  • Оба варианта (a) и (b) действительны.
  • Ни один из вышеперечисленных вариантов не действителен.

Разница между электродвижущей силой (ЭДС) и напряжением

Электрогенератор создает ЭДС внутри генератора в якоре, что связано с изменением магнитного потока в катушках якоря, и это прекрасный пример ЭДС.

ЭДС = k * Φ * w ……………. Где k — постоянная, Φ — поток на полюс, w — частота вращения ротора.

Здесь нет никакого сопротивления. Итак, ЭДС генерируется источником.

Напряжение — это просто разность потенциалов между двумя точками в цепи.

Напряжение = I * R ……

ЭДС — это напряжение, генерируемое таким источником, как аккумулятор или генератор.

Напряжения в цепи, называемые «падениями напряжения», имеют направление, противоположное ЭДС, и их сумма равна ЭДС согласно второму закону Кирхгофа.

Электродвижущая сила (ЭДС) напрямую связана с источником разности потенциалов, например с конкретной комбинацией химических веществ в батарее. Однако при протекании тока ЭДС отличается от выходного напряжения устройства.Напряжение на выводах батареи, например, меньше, чем ЭДС, когда батарея подает ток, и оно падает дальше, когда батарея разряжается или разряжается. Однако, если выходное напряжение устройства можно измерить без потребления тока, то выходное напряжение будет равно ЭДС даже для сильно разряженной батареи.

Фактически, разница между ЭДС и напряжением состоит в том, что напряжение — это разность потенциалов в замкнутой цепи, что означает, когда переключатель от батареи или источника включается на p.d в цепи называется напряжением. V = E — Ir. Но в то время как ЭДС — это необработанный потенциал, содержащийся внутри источника или батареи, за исключением всех потерь. ЭДС — это максимальная способность батареи, но в цепи она становится V, принимая на себя потери, вызванные сопротивлением проводника. Поэтому для внешнего напряжения имеем формулу V = E — Ir. Whr E — ЭДС ячейки, I — полный ток в цепи, а r — сопротивление «проводника». Трансформаторы работают по принципу мощности, как мы знаем, P = VI, I = P / V и V = P / I.Таким образом, I обратно пропорционален V. Таким образом, увеличение тока приводит к снижению напряжения и наоборот. Трансформаторы должны свести к минимуму потери тока, поэтому они передают большое напряжение и малый ток, который позже повышают или понижают в соответствии с требованиями.

Электродвижущая сила — Academic Kids

От академических детей

Электродвижущая сила (ЭДС) — это мера силы источника электрической энергии.Единицей измерения ЭДС является вольт (энергия на единицу электрического заряда), поэтому термин «сила» вводит в заблуждение. Таким образом, расширение аббревиатуры считается устаревшим или, в лучшем случае, неудобным историческим артефактом. (Термин приписывается Алессандро Вольта.) Тем не менее, иногда полезно представить ЭДС как аналог силы или давления, например, при проведении механической или жидкостной аналогии электрической цепи.

Термин «электродвижущая сила» первоначально относился к силе, с которой можно разделить положительные и отрицательные заряды (т.е. перемещенный, следовательно, «электродвижущая сила»), и ее также называли «электродвижущей силой» (хотя это не сила в современном смысле). (ср. Oxford English Dictionary, , «электродвижущая сила».) В объяснении Максвеллом в 1865 году того, что сейчас называется уравнениями Максвелла, использовался термин «электродвижущая сила» для того, что сейчас называется электрическим полем.

Обычно ЭДС генерируется химической реакцией (например, аккумулятор или топливный элемент), поглощением лучистой или тепловой энергии (например, солнечным элементом или термопарой) или электромагнитной индукцией (например, солнечной батареей или термопарой).г., генератор или генератор переменного тока). Электромагнитная индукция — это средство преобразования механической энергии, то есть энергии движения, в электрическую энергию. ЭДС, генерируемая таким образом, часто обозначается как ЭДС движения .

ЭДС движения в конечном итоге возникает из-за электрического воздействия изменяющегося магнитного поля. В присутствии изменяющегося магнитного поля электрический потенциал и, следовательно, разность потенциалов (обычно известная как напряжение) не определены (см. Первое) — отсюда необходимость в различных концепциях ЭДС и разности потенциалов.Технически, ЭДС — это эффективная разность потенциалов, включенная в цепь, чтобы сделать закон напряжения Кирхгофа справедливым: это точно величина из закона индукции Фарадея, согласно которой линейный интеграл электрического поля вокруг цепи не равен нулю. ЭДС тогда определяется выражением L d i / d t , где i — ток, а L — индуктивность цепи.

Учитывая эту ЭДС и сопротивление цепи, мгновенный ток может быть вычислен, например, с помощью закона Ома или, в более общем смысле, путем решения дифференциальных уравнений, возникающих из законов Кирхгофа.

Независимо от того, как она генерируется, ЭДС вызывает электрический ток через цепь, подключенную к клеммам источника. Например, химическая реакция, которая разделяет электрический заряд на две клеммы батареи, продолжается до тех пор, пока существует внешняя цепь, по которой электроны могут течь от клеммы ‘-‘ к клемме ‘+’ и, таким образом, рекомбинировать с положительными ионами. .

Однако, если внешняя цепь не подключена, электрический ток не может существовать.Таким образом, между выводами источника должно существовать электрическое поле, которое точно гасит генерируемую ЭДС. Источником этого поля является электрический заряд, разделенный механизмом, генерирующим ЭДС. Например, химическая реакция в батарее протекает только до такой степени, что электрическое поле между разделенными зарядами становится достаточно сильным, чтобы остановить реакцию. Это электрическое поле между выводами батареи создает разность электрических потенциалов, которую можно измерить с помощью вольтметра.Значение ЭДС для аккумулятора (или другого источника) — это значение этого напряжения «холостого хода».

Использование термина ЭДС сокращается, но он все еще встречается во вводных и технических текстах по электричеству. В электротехнике термин ЭДС иногда используется для обозначения напряжения, создаваемого электромагнитной индукцией. Однако термин наведенное напряжение является предпочтительным.

См. Также

es: Fuerza electromotriz fr: Force lectromotrice pl: Siła elektromotoryczna св: Электромоториск спннинг

Электродвижущая сила — обзор

Зависимость ЭДС от активности или концентрации продуктов и реагентов клеточной реакции следует непосредственно из рассмотрения взаимосвязи между ЭДС и изменением свободной энергии.Для клеточной реакции

[20] νAA + νBB +… → νPP + νQQ + ⋯

, если ν i — стехиометрическое число, а μ i — химический потенциал вовлеченного вещества, тогда

[21] ΔG = ∑iνiμi = ∑iνi (μi0 + RTlnai)

, где μi0 — химический потенциал i в его стандартном состоянии и a i его молярная активность. Это уравнение может быть преобразовано в форму, известную как изотерма реакции Вант-Гоффа:

[22] ΔG = ΔG∘ + RTln [aPνPaQνQ ⋯ aAνAaBνB]

Следовательно, ЭДС ячейки равна

[23 ] E = E∘ − RTnFln [aPνPaQνQ ⋯ aAνAaBνB ⋯]

E ° — стандартная ЭДС ячейки и равновесное напряжение, когда все компоненты ячейки находятся в своих стандартных состояниях: частицы раствора имеют единичную молярную активность, газы имеют давление 1 бар, а твердые фазы находятся в наиболее стабильной форме.Уравнение [23] известно как уравнение Нернста для гальванического элемента. В приближенной форме этого уравнения молярные активности заменяются молярными концентрациями, что дает

[24] E = E∘ − RTnFln [[P] νP [Q] νQ ⋯ [A] νA [B] νB ⋯]

Значения стандартной ЭДС в уравнениях [23] и [24] немного отличаются.

ЭДС обратимой ячейки можно рассматривать либо как функцию изменения свободной энергии, связанной с общей реакцией ячейки, либо как сумму разностей потенциалов Гальвани между фазами внутри ячейки.Как отмечалось выше, отдельные разности потенциалов Гальвани между неодинаковыми фазами не могут быть измерены, и невозможно разделить ЭДС ячейки на ее межфазные компоненты. Поэтому удобно комбинировать полуячейки с одной полуячейкой и таким образом получать ряд связанных значений ЭДС по сравнению с эталонным значением полуячейки, принятым за ноль. Общепринятой первичной эталонной полуячейкой является стандартный водородный электрод. Он состоит из благородного металла (платинированная платина), погруженного в раствор ионов водорода при единичной активности и насыщенного газообразным водородом при давлении 1 бар.На практике такой стандартный электрод не может быть реализован, но масштаб, который он определяет, может быть.

Электродный потенциал определяется как разность потенциалов между выводом элемента, построенного из рассматриваемого полуэлемента, и стандартным водородным электродом (NHE), при условии, что вывод последнего находится под нулевым напряжением. Например, в системе

[VI] Pt | h3 (a = 1) H + (a = 1) || Ag + (a = 1) | Ag

потенциал ячейки равен 0,799 В, а серебро положительно. Таким образом, стандартный потенциал пары Ag | Ag + равен +0.799 В по сравнению с NHE. Таким образом, можно сжать электростатическую и термодинамическую информацию в один список, занеся в таблицу потенциалы электродов и записав реакции полуэлементов в виде редукций. В таблице 1 представлен список некоторых часто встречающихся реакций.

Таблица 1. Стандартные потенциалы электродных реакций при 298 К

+ e ⇆K 905 + 2e ⇆Sr −2 + 2e ⇆Pd
Электродная реакция E ° (В) Электродная реакция E ° (В)
Li + + + ⇆Li −3.01 Tl + + e ⇆Tl −0,34
Rb + + e ⇆Rb −2,98 Co 4 2+ 2+ 905 Co −0,27
Cs + + e ⇆Cs −2,92 Ni 2+ + 2e ⇆Ni −0,23
−0,23 −2,92 Sn 2+ + 2e ⇆Sn −0.14
Ba 2+ + 2e ⇆Ba −2,92 Pb 2+ + 2e ⇆Pb −0,13
−2,89 D + + e ⇆1 / 2D 2 −0,003
Ca 2+ + 2e C 905 2,84 H + + e ⇆1 / 2H 2 0.000
Na + + e ⇆Na −2,71 Cu 2+ + 2e ⇆Cu 0,34
2905 905 ⇆Mg −2,38 1 / 2O 2 + H 2 O + 2e ⇆2OH 0,40
Ti e 2+ T + 2 T + 2 -1,75 Cu + + e ⇆Cu 0.52
Be 2+ + 2e ⇆Be -1,70 Hg 2+ + 2e ⇆Hg 0,80
— ⇆Al −1,66 Ag + + e ⇆Ag 0,80
Mn 2+ + 2e Mn 0,83
Zn 2+ + 2e ⇆Zn −0.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *