Напряжение через эдс формула

В разгар учебного года многим ученым деятелям требуется эдс формула для разных расчетов. Эксперименты, связанные с гальваническим элементом, так же нуждаются в информации об электродвижущей силе. Но для начинающих не так-то просто понять, что же это такое. ЭДС или электродвижущая сила — это параметр характеризующий работу любых сил не электрической природы, работающих в цепях где сила тока как постоянного, так и переменного одинакова по всей длине.

Поиск данных по Вашему запросу:

Напряжение через эдс формула

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Переменный ток
• Работа сторонних сил в цепи постоянного тока и источники ЭДС
• ЭДС. Закон Ома для полной цепи
• Электродвижущая сила и напряжение источника тока
• III. Основы электродинамики
• Формула ЭДС

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: вывод формулы синусоидамной ЭДС

Переменный ток

Для поддержания электрического тока в проводнике длительное время, необходимо чтобы от конца проводника, имеющего меньший потенциал учтем, что носители тока предполагаются положительными зарядами постоянно убирались доставляемые током заряды, при этом к концу с большим потенциалом заряды постоянно подводились. То есть следует обеспечить круговорот зарядов.

В этом круговороте заряды должны перемещаться по замкнутому пути.

Движение носителей тока при этом реализуется при помощи сил неэлектростатического происхождения. Такие силы именуются сторонними. Получается, что для поддержания тока нужны сторонние силы, которые действуют на всем протяжении цепи или на отдельных участках цепи. Скалярная физическая величина, которая равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой ЭДС , действующей в цепи или на участке цепи.

ЭДС обозначается. Математически определение ЭДС запишем как:. Электродвижущая сила источника численно равна разности потенциалов на концах элемента, если он разомкнут, что дает возможность измерить ЭДС по напряжению. ЭДС, которая действует в замкнутой цепи, может бытьопределена как циркуляция вектора напряжённости сторонних сил:. Если напряженность поля сторонних сил не равна нулю только в части цепи, например, на отрезке , тогда интегрирование в выражении 2 можно вести только по данному участку.

Соответственно, ЭДС, действующая на участке цепи определяется как:. Участок цепи, на котором действуют сторонние силы, называют неоднородным. Для него выполняется равенство:. Следует учитывать, что ЭДС может быть положительной и отрицательной.

ЭДС называют положительной, если она увеличивает потенциал в направлении тока ток течет от минуса к плюсу источника. Размерность ЭДС совпадает с размерностью потенциала. Электродвижущая сила элемента равна 10 В. Он создает в цепи силу тока равную 0,4 А. Какова работа, которую совершают сторонние силы за 1 мин? В качество основы для решения задачи используем формулу для вычисления ЭДС:. Металлический диск, имеющий радиус a, вращается с угловой скоростью , включен в электрическую цепь при помощи скользящих контактов, которые касаются оси диска и его окружности рис.

Какой будет ЭДС, которая появится между осью диска и его наружным краем? В условиях, которые описаны в задаче, на каждый электрон проводника действует центробежная сила F которая является сторонней. Вследствие ее действия, в диске возникает ЭДС и между осью диска и его наружным краем появляется напряжение. Формулу для вычисления центробежной силы запишем как:.

Fдействует на заряженную частицу электрон , следовательноучитывая 2. Читать дальше: Формулы по физике. Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Образовательные онлайн-сервисы Меню. Решение задач онлайн. Отправить задания. Главная Справочник Формулы по физике Формула ЭДС Для поддержания электрического тока в проводнике длительное время, необходимо чтобы от конца проводника, имеющего меньший потенциал учтем, что носители тока предполагаются положительными зарядами постоянно убирались доставляемые током заряды, при этом к концу с большим потенциалом заряды постоянно подводились.

Определение и формула ЭДС Определение Скалярная физическая величина, которая равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой ЭДС , действующей в цепи или на участке цепи.

Математически определение ЭДС запишем как: где A — работа сторонних сил, q — заряд, над которым производится работа. Пример Задание. В качество основы для решения задачи используем формулу для вычисления ЭДС: Заряд, который проходит в рассматриваемой цепи за 1 мин. Формулу для вычисления центробежной силы запишем как: где m — масса электрона, r — расстояние от оси диска.

В соответствии с формулой, определяющей ЭДС участка цепи, получаем: Ответ. Вы поняли, как решать? Помощь с решением. Рассчитайте цену решения ваших задач. Узнать точную цену. Сервисы Онлайн калькуляторы Справочник Примеры решений Образовательный форум. Услуги Контрольные на заказ Курсовые на заказ Дипломы на заказ Рефераты на заказ. Webmath О проекте Новости Контакты Политика конфиденциальности.

Работа сторонних сил в цепи постоянного тока и источники ЭДС

На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 авторов выполнят вашу работу от руб! Здесь — ЭДС, — работа сторонних сил, — величина заряда. ЭДС — скалярная величина. В замкнутом контуре ЭДС равна работе сил по перемещению аналогичного заряда по всему контуру.

Суммарная ЭДС аккумуляторного элемента является напряжением его по формуле для расчета внутреннего сопротивления r = ε/I – R = 1,5/0,3 – 4 = 1.

ЭДС. Закон Ома для полной цепи

Содержание: Что такое электродвижущая сила Что такое напряжение Так в чем же отличие Вывод. Под ЭДС понимается физическая величина, характеризующая работу каких-либо сторонних сил, находящихся в источниках питания постоянного или переменного тока. При этом, если имеется замкнутый контур, то можно сказать, что ЭДС равна работе сил по перемещению положительного заряда к отрицательному по замкнутой цепи. Или простыми словами, ЭДС источника тока представляет работу, необходимую для перемещения единичного заряда между полюсами. При этом если источник тока имеющего бесконечную мощность, а внутреннее сопротивление будет отсутствовать позиция А на рисунке , то ЭДС можно рассчитать по закону Ома для участка цепи , так как напряжение и электродвижущая сила в этом случае равны. Однако, реальный источник питания имеет конечное внутреннее сопротивление. Поэтому такой расчет нельзя применять на практике. В этом случае для определения ЭДС пользуются формулой для полной цепи. Однако, эта формула не учитывает сопротивление проводников цепи.

Электродвижущая сила и напряжение источника тока

Для поддержания электрического тока в проводнике длительное время, необходимо чтобы от конца проводника, имеющего меньший потенциал учтем, что носители тока предполагаются положительными зарядами постоянно убирались доставляемые током заряды, при этом к концу с большим потенциалом заряды постоянно подводились. То есть следует обеспечить круговорот зарядов. В этом круговороте заряды должны перемещаться по замкнутому пути. Движение носителей тока при этом реализуется при помощи сил неэлектростатического происхождения. Такие силы именуются сторонними.

Оказывается, все до боли просто!

III. Основы электродинамики

Пользуясь законом Ома, мы можем сейчас разобрать этот вопрос точнее. Из формулы Но к внешней цепи мы вправе применить закон Ома для участка цепи:. Оно может быть выражено на основании Для этого нужно замкнуть какой-либо гальванический элемент на реостат и подключить к зажимам элемента вольтметр рис.

Формула ЭДС

Рассмотрите связь электродвижущей силы и конечного напряжения в электрической цепи: роль внутреннего сопротивления, разность потенциалов, формула и схемы. Конечное напряжение напряжение на выходе источника основывается на электродвижущей силе и внутреннем сопротивлении. Если вы забудете выключить фары на машине, то со временем они потускнеют. Причина — разряд батареи. Почему же они просто не мигают при потере энергии?

Работа сторонних сил в цепи постоянного тока и источники ЭДС величину «напряжение» и определил её как разность потенциалов на контактах.

Закон Ома для полной цепи определяет значение тока в реальной цепи, который зависит не только от сопротивления нагрузки, но и от сопротивления самого источника тока. Другое название этого закона — закон Ома для замкнутой цепи. Рассмотрим смысл закона Ома для полной цепи более подробно.

Возьмем замкнутую электрическую цепь рисунок 1 и рассмотрим ее участок между точками Для простоты я взял участок электрической цепи, не содержащий источников ЭДС Е. R — сопротивление этого участка. В неразветвленной электрической цепи рис. В противном случае — ЭДС считается отрицательной рис.

В электротехнике источники питания электрических цепей характеризуются электродвижущей силой ЭДС. Во внешней цепи электрического контура электрические заряды двигаются от плюса источника к минусу и создают электрический ток.

Компьютерные сети Системное программное обеспечение Информационные технологии Программирование. Все о программировании Обучение Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации Главная Тексты статей Добавить статьи Контакты ЭДС.

Что такое ЭДС? В простейшей электрической цепи на перемещение заряда q по контуру замкнутой цепи рис. При изменении тока изменяется мощность источника Р и. Подставляя в это уравнение значение мощности из формул 2.

Источник — это устройство, которое преобразует механическую, химическую, термическую и некоторые другие формы энергии в электрическую. Другими словами, источник является активным сетевым элементом, предназначенным для генерации электроэнергии. Различные типы источников, доступных в электросети, представляют собой источники напряжения и источники тока.

Электродвижущая сила (ЭДС): формула расчета и определение

Например, все телевизионные приемники имеют входной импеданс 75 Ом и подключаются к антеннам коаксиальным кабелем именно с таким волновым сопротивлением. Чтобы приблизиться к идеальным генераторам ЭМП, источники питающего напряжения, используемые во всем промышленном и бытовом электронном оборудовании, изготавливаются со специальными электронными схемами стабилизации выходного напряжения, которые позволяют поддерживать практически постоянное напряжение питания в заданном диапазоне токов, потребляемых от источника ЭМП (иногда называемого источником напряжения).

Содержание

Что такое электродвижущая сила (ЭДС) и как ее рассчитать?

Электродвижущая сила, или сокращенно ЭДС, – это способность источника тока или элемента источника питания создавать разность потенциалов в электрической цепи. Источником питания является аккумулятор или перезаряжаемая батарея. Это скалярная физическая величина, равная работе внешних сил по перемещению одного положительного заряда. В этой статье мы рассмотрим теорию ЭМП, как оно возникает, для чего его можно использовать на практике и где оно применяется, и, прежде всего, как его рассчитать.

Электродвижущая сила – Электродвижущая сила; Э.Д.Ф. Скалярная величина, характеризующая способность внешнего и индуцированного электрических полей индуцировать электрический ток, равная линейному интегралу напряженности внешнего и индуцированного электрических полей,… … Политехнический терминологический словарь

ЭДС индукции

Электродвижущая сила может быть вызвана изменением магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина индуктивной ЭДС в цепи задается выражением

где – поток магнитного поля через замкнутую поверхность ограниченный петлей. Знак “-” перед выражением указывает на то, что индукционный ток, создаваемый ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца).

Затем, благодаря Максвеллу и Фарадею, модели, объясняющие ток, получили новую теорию поля. Это позволило разработать концепцию энергии, связанной с полем, как для статических потенциалов, так и для электродвижущей силы. Ключевые даты в развитии концепции ЭМП:

Определение и физическое значение

Прикладывание определенной разности потенциалов между двумя концами проводника приводит к тому, что электроны перетекают с одного конца на другой. Однако этого недостаточно для поддержания потока заряда в проводнике. Дрейф электронов вызывает снижение потенциала до тех пор, пока он не уравновесится (ток прекратится). Поэтому для получения постоянного тока необходимы механизмы, постоянно возвращающие описанную систему в исходную конфигурацию, т.е. для предотвращения скопления грузов в результате их перемещения. Для этого используются специальные устройства, называемые источниками питания.

В качестве иллюстрации их работы удобно рассмотреть замкнутый контур из сопротивления и гальванического источника энергии (батареи). Если предположить, что внутри батареи нет тока, то описанная проблема объединения зарядов остается нерешенной. Но в цепи с реальным источником питания электроны постоянно движутся. Это связано с тем, что внутри батареи также происходит поток ионов от отрицательного электрода к положительному. Источником энергии, которая перемещает эти заряды в батарее, являются химические реакции. Эта энергия называется электродвижущей силой.

ЭДС – это характеристика любого источника энергии, способного управлять движением электрических зарядов в цепи. В аналогии с замкнутым гидравлическим контуром действие источника ЭДС соответствует действию насоса, создающего давление воды. Поэтому символ этих устройств неразличим на гидравлических и электрических схемах.

Несмотря на свое название, электродвижущая сила на самом деле не является силой и измеряется в вольтах. Его численное значение равно работе, совершаемой зарядом, движущимся в замкнутом контуре. Источник ЭДС выражается формулой E=A/q, в котором:

• E – электродвижущая сила в вольтах;
• A – работа внешних сил по перемещению заряда в джоулях;
• q – смещенный заряд в кулонах.

Из этой формулы ЭДС следует, что электродвижущая сила не является свойством цепи или заряда, а представляет собой способность электрического генератора разделять заряды.

Единицей измерения ЭДС является вольт (В). Так, ЭДС равна 1 В, если при перемещении заряда массой 1 килотонна по замкнутому контуру совершается работа в 1 Дж: [E] = I Дж/1 K = 1 В.

Что такое электродвижущая сила EMF

Электродвижущая сила (ЭДС) – в устройстве, принудительно разделяющем положительные и отрицательные заряды (генератор), величина, численно равная разности потенциалов между клеммами генератора при отсутствии тока в его цепи, измеряемая в вольтах.

Источники электромагнитной энергии (генераторы) – это устройства, преобразующие энергию любого неэлектрического типа в электрическую. Такими источниками являются, например:

Генераторы на электростанциях (тепловых, ветряных, атомных, гидроэлектростанциях), преобразующие механическую энергию в электрическую;

Гальванические элементы (батареи) и всевозможные аккумуляторы, преобразующие химическую энергию в электрическую и т.д.

ЭДС численно равна работе, совершаемой внешней силой при перемещении единичного положительного заряда внутри источника или самим источником, проводящим единичный положительный заряд по замкнутой цепи.

Электродвижущая сила EMF E – это скалярная величина, которая описывает способность стороннего поля и индуцированного электрического поля вызывать электрический ток. ЭДС E численно равна работе (энергии) W в джоулях (Joules), затраченной полем на перемещение единицы заряда (1 Кл) из одной точки поля в другую.

Единицей измерения ЭДС является вольт (В). Таким образом, ЭДС равна 1 В, если при перемещении заряда 1 Кл в замкнутой цепи совершается работа в 1 Дж: [E] = I Дж/1 Кл = 1 В.

Движение зарядов по участку электрической цепи сопровождается затратой энергии.

Величина, численно равная работе, совершаемой источником для перемещения единичного положительного заряда по данному участку цепи, называется напряжением U. Поскольку цепь состоит из внешней и внутренней цепи, мы различаем понятия напряжения внешней цепи Uвш и напряжения внутренней цепи Uвт.

Из этого следует, что ЭДС источника равна сумме внешнего напряжения U и внутреннего напряжения U цепи:

Эта формула выражает закон сохранения энергии в электрической цепи.

Измерение напряжений в различных частях цепи возможно только при замкнутой цепи. ЭДС измеряется между клеммами в разомкнутой цепи.

Напряжение, ЭДС и падение напряжения для активного биполярного полюса

Направление ЭДС – это направление, в котором положительные заряды внутри генератора перемещаются от минусовой стороны к плюсовой, что обусловлено неэлектрической природой.

Внутреннее сопротивление генератора – это сопротивление структурных компонентов внутри генератора.

Идеальным источником ЭДС является генератор переменного тока, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его клеммах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭМП бесконечна.

Условное изображение (электрическая схема) идеального генератора ЭДС с Е показано на рис. 1, а.

Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1, б), а мощность источника конечна. Схема идеального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС E и его внутреннего сопротивления Ri.

Диаграммы источников электродвижущей силы: а – идеальные, б – реальные.

На практике, чтобы привести режим работы реального генератора ЭМП к режиму работы идеального генератора, внутреннее сопротивление Ri реального генератора стараются сделать как можно меньше, а сопротивление нагрузки Rн должно быть подключено на величину, по крайней мере, в 10 раз большую, чем внутреннее сопротивление генератора, т.е. необходимо выполнить условие: Rn >> Ri

Для того чтобы выходное напряжение генератора ЭДС не зависело от нагрузки, оно стабилизируется с помощью специальных электронных схем стабилизации напряжения.

Поскольку внутреннее сопротивление реального генератора ЭМП не может быть бесконечно малым, оно минимизируется и стандартизируется, чтобы потребители электроэнергии могли подключаться к нему согласованно. В радиотехнике стандартные значения выходного сопротивления генераторов ЭМП составляют 50 Ом (промышленный стандарт) и 75 Ом (домашний стандарт).

Например, все телевизионные приемники имеют входной импеданс 75 Ом и подключаются к своим антеннам с помощью коаксиального кабеля с таким волновым сопротивлением.

Для приближения к идеальным генераторам ЭМП источники питающего напряжения, используемые во всем промышленном и бытовом электронном оборудовании, изготавливаются со специальными электронными схемами стабилизации выходного напряжения, которые позволяют выходному напряжению оставаться практически постоянным в заданном диапазоне токов, потребляемых от источника ЭМП (иногда называемого источником напряжения).

На электрических схемах источники ЭДС представляются следующим образом: E – источник постоянной ЭДС, e( t) – источник гармонической (переменной) ЭДС как функция времени.

Электродвижущая сила E батареи из одинаковых элементов, соединенных последовательно, равна электродвижущей силе одного элемента E, умноженной на число n элементов в батарее: E = nE.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет нашему сайту развиваться!

Однако это понятие имеет множество физических объяснений в различных отраслях технических знаний.

Понятие ЭМП: что это такое, простыми словами, объясняется во всех его вариантах

Проще говоря, ЭДС можно описать как результат действия внешних сил, при котором единичный заряд перемещается по цепи.

Однако это понятие имеет множество физических объяснений в различных отраслях технических знаний.

В химии, например, он относится к электролитической разности потенциалов и разделению электрических зарядов. В физике это электродвижущая сила, создаваемая на конце электрической термопары.

Для того чтобы определить истинное значение ЭМП, необходимо рассмотреть все различные толкования этого слова.

В целом, ЭДС очень похожа на напряжение, но разница в том, что ЭДС – это то же самое напряжение без нагрузки, подключенной к источнику питания.

Электромагнитная индукция была описана Фарадеем, который был создателем закона, объясняющего понятие и явление электромагнитной индукции.

Главной особенностью такой индукции является способность электромагнитного поля наводить ЭДС в близлежащем проводящем элементе.

При этом должна измениться величина поля или направление его векторов. Кроме того, поле должно перемещаться относительно проводников или, в качестве альтернативы, устройство должно перемещаться относительно поля. Это и вызывает разность потенциалов.

Межобмоточная индукция аналогична электромагнитной индукции и используется в трансформаторах, где магнитный поток одной обмотки влияет на напряжение другой.

Перекрестная индукция включает в себя изменение направления и силы тока в одной катушке и наведение такой же ЭДС на проводниках соседней катушки.

Эта концепция используется в электротехнике (для создания преобразователя переменного тока, который помогает получить необходимые значения эффективных величин) и электронике.

Свойства электромагнитной индукции используются в конструкции асинхронных и синхронных двигателей, в которых индукционные катушки являются основным компонентом.

Когда двигатель работает, в обмотке индуцируется противоположная ЭДС, которая передается обратно в существующее напряжение.

Это приводит к тому, что при увеличении нагрузки потребляемый двигателем ток быстро возрастает, и возникает так называемый пусковой ток.

В генераторах происходят те же процессы, что и в электродвигателе. Эти процессы также меняются на противоположные, и в устройстве создается магнитное поле.

При разработке таких устройств учитывается распределение тока и вероятность падения напряжения на отдельных участках цепи.

Обратите внимание на силу внутреннего сопротивления, которое действует как параллельное соединение с цепью.

Этот метод встречается в маленьких батарейках и других небольших энергетических установках, привычных для обычных людей.

В этом случае ЭМП является результатом протекания химических реакций. Когда на батарее есть напряжение, источник питания полностью готов к работе. Через некоторое время ЭДС там становится меньше, а сопротивление увеличивается.

Измерив напряжение на неподключенной батарейке, вы увидите обычные 1,5 В, но при подключении нагрузки к той же батарейке устройство, в которое вставлена батарейка, не работает.

Это происходит из-за недостатка напряжения и тока, так как батарея выдает 1,2 В при отдаче тока, что недостаточно для нормальной работы.

Источник электрической энергии производит определенную работу путем перемещения электрических зарядов в замкнутом контуре…

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии

Для поддержания электрического тока в проводнике необходим внешний источник энергии, чтобы постоянно создавать разность потенциалов между концами проводника. Такие источники энергии называются источниками электрической энергии (или источниками тока).

Источники электроэнергии имеют определенную электродвижущая сила (сокращение от ЭМП), который создает и поддерживает разность потенциалов между концами проводника в течение длительного времени. Иногда говорят, что ЭМП создает электрический ток в цепи. Обратите внимание, что это определение относительно, поскольку выше мы уже установили, что создание и существование электрического тока обусловлено электрическим полем.

Источник электричества производит определенную работу, перемещая электрические заряды в замкнутой цепи….

Определение: Работа, совершаемая источником электрической энергии при перемещении единицы положительного заряда в замкнутой цепи, называется ЭДС источника.

За единицу электродвижущей силы принят вольт (аббревиатура вольт обозначается буквой V или V – “ve” по-латыни).

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

На практике для измерения ЭМП используются как более крупные, так и более мелкие единицы измерения, а именно:

1 киловольт (кВ, kV), равный 1000 В;

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

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

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

Сегодня существует несколько типов источников электроэнергии. Впервые в качестве источника электричества была использована гальваническая батарея, состоящая из нескольких цинковых и медных колец, между которыми была помещена кожа, смоченная в кислой воде. В гальванической батарее химическая энергия преобразуется в электрическую (подробнее см. главу XVI). Гальваническая батарея получила свое название от имени итальянского физиолога Луиджи Гальвани (1737-1798) – одного из основоположников электричества.

Многочисленные эксперименты по усовершенствованию и практическому использованию гальванических батарей были проведены русским ученым Василием Владимировичем Петровым. В начале прошлого века он создал самую большую в мире гальваническую батарею и использовал ее для многих блестящих экспериментов.

Источники электроэнергии, работающие за счет преобразования химической энергии в электрическую, называются химическими источниками электроэнергии.

Вторым основным источником электроэнергии, который широко используется в электро- и радиотехнике, является генератор. Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую.

На электрических схемах источники и генераторы электроэнергии обозначаются, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Символы для обозначения источников электрической энергии: a – источник ЭМП, общее обозначение, b – источник тока, общее обозначение; c – химический источник электроэнергии; d – батарея химических источников; e – источник тока; f – источник переменного напряжения; g – генератор.

В химических источниках электроэнергии и в генераторах электродвижущая сила проявляется одинаково, создавая разность потенциалов на клеммах источника и поддерживая ее в течение длительного времени. Эти терминалы называются полюса источника электроэнергии. Один полюс источника электрической энергии имеет положительный потенциал (без электронов), он называется положительным (+) полюсом. Другой полюс имеет отрицательный потенциал (избыток электронов), который обозначается знаком минус (-) и называется отрицательным полюсом.

Источники электроэнергии передают электроэнергию по проводам ее потребителям (электрические лампочки, электродвигатели, электрические дуги, электронагреватели и т.д.).

Определение Совокупность источника электричества, его приемника и соединительных проводов называется электрической цепью.

Простая электрическая цепь показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Простая электрическая цепь: B – источник электроэнергии; SA – выключатель; EL – приемник электроэнергии (лампа).

Чтобы электрическая цепь проводила электричество, она должна быть замкнутой. В замкнутой цепи непрерывно течет ток, потому что между полюсами источника электричества существует определенная разность потенциалов. Эта разность потенциалов называется напряжение источника и обозначается буквой U. Единицей измерения напряжения является вольт. Как и ЭДС, напряжение может измеряться в киловольтах, милливольтах и микровольтах.

Для измерения ЭДС и напряжения используется прибор, называемый вольтметром. вольтметр. Если вольтметр подключить непосредственно к полюсам источника электроэнергии, он покажет ЭДС источника электроэнергии при разомкнутой цепи и напряжение на его клеммах при замкнутой цепи: (Рисунок 3).

Рисунок 3. Измерение ЭДС и напряжения источника электроэнергии: a – измерение ЭДС источника электроэнергии; b – измерение напряжения на клеммах источника электроэнергии…

Обратите внимание, что напряжение на клеммах источника электроэнергии всегда меньше его ЭДС.

ПОНРАВИЛАСЬ ЛИ ВАМ ЭТА СТАТЬЯ? ПОДЕЛИТЕСЬ ИМ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Читайте далее:

• 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
• Значение слова ЭЛЕКТРОТЕХНИКАЦИЯ. Что такое ЭЛЕКТРОТЕХНИКА?.
• Урок 7 Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. колебательный контур – физика – 11 класс – Русская электронная школа.
• Электричество. Сила электричества.
• Значение слова ИНДУКЦИЯ. Что такое индукция?.
• Разность потенциалов – это разность потенциалов. Что такое разность потенциалов?.
• Электротехника: основы, концепции, термины и определения.

EMF Formula — GeeksforGeeks

Разность потенциалов между клеммами батареи, когда через нее не протекает ток, называется электродвижущей силой. Это количество энергии, выделяемой батареей или элементом на кулон (Q) проходящего через него заряда. Это количество энергии, преобразованной в электрическую энергию на кулон заряда. Разность потенциалов, с другой стороны, представляет собой количество электрической энергии, которая преобразуется в другие виды энергии на кулон заряда. Когда по цепи не протекает ток, величина ЭДС равна V (разность потенциалов) между клеммами ячейки.

 

Формула

Электродвижущая сила обозначается символом ε. Его единица измерения такая же, как и у разности потенциалов, то есть вольты (В). Его размерная формула имеет вид [M ¹ L ² T ^-3 I ^-1 ]. Его формула равна отношению энергии в цепи к величине заряда. Оно также известно как напряжение на клеммах цепи.

ε = E/Q

где,

ε — электродвижущая сила или ЭДС,

E — энергия цепи,

Q — величина заряда.

С точки зрения разности потенциалов, тока и сопротивления, формула дается,

ε = IR + IR

или

ε = V + IR

Где

I — ток, протекающий по цепи,

R — сопротивление нагрузки элемента,

r — внутреннее сопротивление элемента,

В — разность потенциалов на ячейке.

Примеры задач

Задача 1. Рассчитать электродвижущую силу цепи с энергией и зарядом 1200 Дж и 20 Кл соответственно.

Решение:

Мы имеем,

E = 1200

Q = 20

Используем формулу, которую мы получаем,

ε = E/Q

= 1200/20

= 60 V

Задача 2. Рассчитать заряд цепи с энергией и напряжением на клеммах 300 Дж и 10 В соответственно.

Решение:

Мы имеем,

E = 1200

ε = 10

Используем формулу, которую мы получаем,

ε = E/Q

=> Q = E/ε

= E/Q

=> Q = E/ε

= E/Q

=> Q = E/ε

= E/Q

> Q = 300/10

=> Q = 30 Кл

Задача 3. Рассчитать энергию цепи с зарядом и напряжением на клеммах 25 Кл и 15 В соответственно.

Решение:

Имеем,

Q = 25

ε = 15

По формуле получаем

ε = E/Q

=> E = εQ

=> E = 15 (25)

=> E = 375 Дж

Задача 4. сила цепи при разности потенциалов 3 В, при силе тока 0,5 А. Внутреннее сопротивление батареи 1 Ом.

Решение:

Имеем,

V = 3

I = 0,5

r = 1

Используя формулу получаем,

ε = V + Ir

= 3 + 0,5 (1)

= 3 + 0,5

= 3,5 В

Задача 5. Вычислить разность потенциалов цепи с напряжением на клеммах 4 В, при ток 2 А. Внутреннее сопротивление батареи 0,2 Ом.

Решение:

Мы имеем,

ε = 4

I = 2

R = 0,2

Используем формулу, которую мы получаем,

ε = V + IR

=> v = ε – Ир

=> V = 4 – 2 (0,2)

=> V = 4 – 0,4

=> V = 3,6 В

Задача 6. Рассчитать электродвижущую силу цепи с током 1,5 А и сопротивление нагрузки 2 Ом. Внутреннее сопротивление батареи 1 Ом.

Решение:

Мы имеем,

I = 1,5

R = 2

R = 1

Используем формулу, которую мы получаем,

ε = IR + IR

= 1,5 (2) + 1,5 (1)

= 3 + 1,5

= 4,5 В

Задача 7. Рассчитать сопротивление нагрузки цепи с напряжением на клеммах 7 В и током 3 А. Внутреннее сопротивление аккумулятора равно 2 Ом.

Решение:

Мы имеем,

I = 3

ε = 7

R = 2

Используем формулу,

ε = IR + IR

=> IR = ε – Ir

=> 3R = 7 – 3 (2)

=> 3R = 7 – 6

=> R = 1/3

=> R = 0,33 Ом

ЭДС и внутреннее сопротивление

Электродвижущая сила, известная как ЭДС, представляет собой конечную разность потенциалов источника при отсутствии тока. Внутреннее сопротивление — это сопротивление протеканию тока внутри самого источника. Но, что важно, как мы вычисляем эти значения? Давай выясним.

Что такое ЭДС в электрических цепях?

Все источники напряжения создают разность потенциалов, обеспечивая ток при подключении к цепи с сопротивлением. Эта разность потенциалов создает электрическое поле, которое действует на заряды как сила, заставляя течь ток.

Несмотря на свое название, ЭДС не совсем сила. По сути, это уникальный вид разности потенциалов, измеряемый в вольтах (В).

ЭДС – это разность потенциалов источника, когда через него не протекает ток.

Мы также можем определить ЭДС как работу W, совершаемую на единицу заряда Q, что дает нам следующее уравнение:

 

Все источники напряжения производят ЭДС, Unsplash

Представьте себе батарею. Если батарея подает ток, напряжение на клеммах батареи меньше, чем ЭДС. По мере разрядки батареи этот уровень напряжения начинает снижаться. Когда батарея полностью разряжена и, следовательно, не подает ток, напряжение на клеммах батареи будет равно ЭДС.

Как рассчитать ЭДС?

Мы также можем рассчитать ЭДС (ε) с помощью следующего уравнения:

 

E означает электрическую энергию в джоулях (Дж), а Q — заряд в кулонах (Кл).

В этом уравнении разность потенциалов называется конечной разностью потенциалов. Она будет равна ЭДС, если нет внутреннего сопротивления. Однако это не относится к реальным источникам питания, поскольку всегда существует внутреннее сопротивление. Потерянные вольты относятся к энергии, затрачиваемой на кулон при преодолении внутреннего сопротивления.

Мы знаем, что закон сохранения энергии проявляется в электрических цепях, а также в случаях наличия внутреннего сопротивления.

Уравнение сохранения энергии с внутренним сопротивлением, Oğulcan Tezcan – StudySmarter Originals

Потерянные вольты – это название, данное энергии, затраченной на кулон при преодолении внутреннего сопротивления. Кроме того, обязательно ознакомьтесь с нашим объяснением по энергосбережению.

Что такое внутреннее сопротивление в электрических цепях?

Мы уже знаем, что сопротивление нагрузки (также известное как внешнее сопротивление) представляет собой общее сопротивление компонентов внешней электрической цепи. С другой стороны, внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри источника питания, которое сопротивляется протеканию тока. Обычно это приводит к тому, что источник питания выделяет тепло.

Сопротивление нагрузки = общее сопротивление компонентов внешней электрической цепи. Внутреннее сопротивление = сопротивление внутри источника питания, которое сопротивляется протеканию тока.

Измерение внутреннего сопротивления

Из закона Ома мы знаем, что

 

где V — напряжение в вольтах, I — сила тока в амперах, а R — внешнее сопротивление в омах.

Если мы включим внутреннее сопротивление, общее сопротивление будет R+r, где внутреннее сопротивление показано как r, а напряжение может быть выражено как ЭДС (ε).

 

Если раскрыть скобки, получится

 

где I⋅R  – разность потенциалов на клеммах в вольтах, а I⋅r – потерянные вольты (также измеряемые в вольтах).

Теперь мы можем изменить уравнение как

 

, где VR — разность потенциалов на клеммах, а Vr — потерянные вольты.

Вот соотношение между разностью потенциалов на клеммах и потерянными вольтами. Из уравнения видно, что если нет внутреннего сопротивления (поэтому нет потерянных вольт), сопротивление на клеммах будет равно ЭДС.

 

Принципиальная схема, показывающая внутреннее сопротивление и сопротивление нагрузки, Oğulcan Tezcan – StudySmarter Originals

Внутреннее сопротивление (r) имеет сложное поведение. Давайте снова посмотрим на наш пример с аккумулятором. По мере разрядки батареи ее внутреннее сопротивление возрастает. А что еще влияет на внутреннее сопротивление? Вот некоторые факторы: Размер источника напряжения. Как много и как долго он использовался. Величина и направление тока через источник напряжения.

Приведите примеры расчета ЭДС и внутреннего сопротивления?

Расчет внутреннего сопротивления источника является важным фактором для достижения оптимальной эффективности и обеспечения максимальной мощности источника для электрической цепи. Вот несколько примеров расчета различных величин с внутренним сопротивлением.

Помните, что R означает сопротивление нагрузки, а r — внутреннее сопротивление.

Батарея имеет ЭДС 0,28 В и внутреннее сопротивление 0,65 Ом. Рассчитайте разность потенциалов на клеммах, когда ток, протекающий через батарею, равен 7,8 мА.

Решение

В вопросе указаны ЭДС (ε), внутреннее сопротивление (r) и ток (I), протекающий через батарею. Давайте поместим их в уравнение конечной разности потенциалов (VR).

 

 

Через ячейку протекает ток 0,45 А с внутренним сопротивлением 0,25 Ом. Найдите энергию, затрачиваемую в секунду на внутреннее сопротивление в джоулях. Решение Мы знаем, что

, где P — мощность в ваттах, I — сила тока в амперах, а R — сопротивление в омах. в секунду, мы используем уравнение мощности, потому что мощность — это энергия в секунду. Мы также можем указать внутреннее сопротивление r для сопротивления в уравнении.

Аккумулятор имеет ЭДС 0,35 В. Ток, протекающий через аккумулятор, равен 0,03 А, а сопротивление нагрузки равно 1,2 Ом. Найдите внутреннее сопротивление батареи. Решение. Значение ЭДС (ε) батареи, ток (I), протекающий через батарею, и сопротивление нагрузки (R) приведены в вопросе. Это правильное уравнение для определения внутреннего сопротивления (r): Давайте поместим заданные переменные в уравнение: Если мы решим уравнение для r, мы получим

ЭДС и внутреннее сопротивление — ключевые выводыЭлектродвижущая сила — это не совсем сила: это уникальный вид разности потенциалов, измеряемый в вольтах. Если ток отсутствует, напряжение на клеммах источника напряжения будет равно ЭДС. Потерянные вольты — это название энергии, затрачиваемой на кулон при преодолении внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление — это сопротивление в источнике питания, которое сопротивляется протеканию тока и обычно заставляет источник питания выделять тепло. Внутреннее сопротивление источника напряжения зависит от множества условий, в том числе от того, насколько он использовался, размера источника напряжения, величины и направления тока, протекающего через источник напряжения.

ЭДС и внутреннее сопротивление

Как определить ЭДС и внутреннее сопротивление электрического элемента?

Используя следующее уравнение, вы можете определить ЭДС и внутреннее сопротивление электрического элемента. Уравнение, описывающее связь между ЭДС, напряжением на клеммах и внутренним сопротивлением, имеет вид ε = VR + Vr, где ε — ЭДС в вольтах, VR — напряжение на клеммах в вольтах, I — ток в амперах, а r — внутреннее сопротивление в Ом.

Как рассчитать эффективность с ЭДС и внутренним сопротивлением?

Расчет внутреннего сопротивления источника является важным фактором для достижения оптимальной эффективности и обеспечения того, чтобы источник обеспечивал максимальную мощность в электрической цепи. Используя следующее уравнение, вы можете рассчитать эффективность с ЭДС и внутренним сопротивлением. Уравнение, описывающее связь между ЭДС, напряжением на клеммах и внутренним сопротивлением, имеет вид ε = VR + Vr, где ε — ЭДС в вольтах, VR — напряжение на клеммах в вольтах, I — ток в амперах, а r — внутреннее сопротивление в Ом.

Как нарисовать график градиента ЭДС и внутреннего сопротивления?

Если вы нарисуете график, на котором разность потенциалов на клеммах отложена по оси y, а ток цепи отложен по оси x, вы получите прямую линию с отрицательным градиентом.