Что такое эдс простым языком

Содержание

1. Что такое ЭДС — объяснение простыми словами
2. Электромагнитная индукция (самоиндукция)
3. ЭДС в быту и единицы измерения
4. Заключение
5. Что такое ЭДС — объяснение простыми словами
6. ЭДС с точки зрения гидравлики
7. ЭДС электрического тока
8. Реальный источник ЭДС
9. От электростатики к электрокинетике
10. Идеальный источник ЭДС
11. Определение и физический смысл
12. Типы ЭДС
13. ЭДС гальванического элемента
14. Что такое электродвижущая сила (ЭДС) и как ее рассчитать
15. Что такое ЭДС: объяснение простыми словами
16. Объясняем суть ЭДС «на пальцах»
17. Природа ЭДС
18. Электромагнитная индукция (самоиндукция)
19. Магнитный поток
20. ЭДС в быту и единицы измерения
21. Как образуется ЭДС
22. Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии
23. Примеры решения задач
24. От электростатики к электрокинетике
25. Видео

Что такое ЭДС — объяснение простыми словами

Что такое ЭДС в физике, химии, электротехнике и как она возникает. Определение понятия и формулы. Отличие ЭДС от напряжения в электрической цепи.

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.

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.

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.

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.

Для электрического тока постоянной направленности характерны другие проявления этой силы, такие, например, как разность потенциалов на полюсах гальванического элемента, о чем мы расскажем далее.

ЭДС в быту и единицы измерения

Другие примеры встречаются в практической жизни любого рядового человека. Под эту категорию попадают такие привычные вещи, как малогабаритные батарейки, а также другие миниатюрные элементы питания. В этом случае рабочая ЭДС формируется за счет химических процессов, протекающих внутри источников постоянного напряжения.

Когда оно возникает на клеммах (полюсах) батареи вследствие внутренних изменений – элемент полностью готов к работе. Со временем величина ЭДС несколько снижается, а внутреннее сопротивление заметно возрастает.

В результате если вы измеряете напряжение на не подключенной ни к чему пальчиковой батарейке вы видите нормальные для неё 1.5В (или около того), но когда к батарейке подключается нагрузка, допустим, вы установили её в какой-то прибор — он не работает.

Почему? Потому что если предположить, что у вольтметра внутреннее сопротивление во много раз выше, чем внутреннее сопротивлении батарейки — то вы измеряли её ЭДС. Когда батарейка начала отдавать ток в нагрузке на её выводах стало не 1.5В, а, допустим, 1.2В — прибору недостаточно ни напряжения, ни тока для нормальной работы. Как раз вот эти 0.3В и упали на внутреннем сопротивлении гальванического элемента. Если батарейка совсем старая и её электроды разрушены, то на клеммах батареи может не быть вообще никакой электродвижущей силы или напряжения — т.е. ноль.

Этот пример наглядно демонстрирует в чем отличие ЭДС и напряжения. То же рассказывает автор в конце видеоролика, который вы видите ниже.

Подробнее о том, как возникает ЭДС гальванического элемента и в чем оно измеряется вы можете узнать в следующем ролике:

Совсем небольшая по величине электродвижущая сила наводится и в рамках антенны приемника, которая усиливается затем специальными каскадами, и мы получаем наш телевизионный, радио и даже Wi-Fi сигнал.

Заключение

Давайте подведем итоги и еще раз кратко напомним, что такое ЭДС и в каких единицах СИ выражается эта величина.

И наконец, для закрепления пройденного материала, советую посмотреть еще одно хорошее видео на эту тему:

Источник

Что такое ЭДС — объяснение простыми словами

ЭДС с точки зрения гидравлики

Думаю, вам уже знакома водонапорная башня из прошлой статьи про напряжение

Допустим, что башня полностью заполнена водой. Снизу башни мы просверлили отверстие и врезали туда трубу, по которой вода бежит к вам домой.

Сосед захотел полить огурцы, вы решили помыть автомобиль, мать затеяла стирку и вуаля! Поток воды стал меньше и меньше, и вскоре совсем иссяк… Что случилось? Закончилась вода в башне…

Время, которое потребуется, чтобы опустошить башню, зависит от емкости самой башни, а также от того, сколько потребителей будут пользоваться водой.

Все то же самое можно сказать и про радиоэлемент конденсатор:

Допустим мы его зарядили от батарейки 1,5 вольта и он принял заряд. Нарисуем заряженный конденсатор вот так:

Но как только мы цепляем к нему нагрузку (пусть нагрузкой будет светодиод) с помощью замыкания ключа S, в первые доли секунд светодиод будет светиться ярко, а потом тихонько угасать… и пока полностью не потухнет. Время угасания светодиода будет зависеть от емкости конденсатора, а также от того, какую нагрузку мы цепляем к заряженному конденсатору.

Как я уже сказал, это равносильно простой наполненной башне и потребителям, которые пользуются водой.

Но почему тогда в наших башнях вода никогда не заканчивается? Да потому что работает насос подачи воды! А откуда этот насос берет воду? Из скважины, которая пробурена для добычи подземных вод. Иногда ее еще называют артезианской.

Как только башня полностью наполнится водой, насос выключается. В наших водобашнях насос всегда поддерживает максимальный уровень воды.

Итак, давайте вспомним, что такое напряжение? По аналогии с гидравликой – это уровень воды в водобашне. Полная башня – это максимальный уровень воды, значит максимальное напряжение. Нет в башне воды – напряжение ноль.

ЭДС электрического тока

Как вы помните из прошлых статей, молекулы воды – это “электроны”. Для возникновения электрического тока, электроны должны двигаться в одном направлении. Но чтобы они двигались в одном направлении, должно быть напряжение и какая-нибудь нагрузка. То есть вода в башне – это напряжение, а люди, которые тратят воду для своих нужд – это нагрузка, так как они создают поток воды из трубы, которая находится у подножия водобашни. А поток – это не что иное, как сила тока.

Также должно соблюдаться условие, что вода должна всегда быть на максимальной отметке, независимо от того, сколько людей тратит ее для своих нужд одновременно, иначе башня опустошится. Для водобашни этим спасительным средством является водонасос. А для электрического тока?

Для электрического тока должна быть какая-то сила, которая бы толкала электроны в одном направлении в течение продолжительного времени. То есть эта сила должна двигать электроны! Электродвижущая сила! Да, именно так! ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА! Можно назвать ее сокращенно ЭДС – Электро Движущая Сила. Измеряется она в вольтах, как и напряжение, и обозначается в основном буквой E.

Значит, в наших батарейках тоже есть такой “насос”? Есть, и правильней было бы его назвать “насос подачи электронов”). Но, конечно, так никто не говорит. Говорят просто – ЭДС. Интересно, а где спрятан этот насос в батарейке? Это просто-напросто электрохимическая реакция, из-за которой держится “уровень воды” в батарейке, но потом все-таки этот насос изнашивается и напряжение в батарейке начинает проседать, потому как “насос” не успевает качать воду. В конце концов он полностью ломается и напряжение на батарейке стает практически ноль.

Реальный источник ЭДС

Источник электрической энергии – это источник ЭДС с внутренним сопротивлением Rвн. Это могут быть какие-либо химические элементы питания, наподобие батареек и аккумуляторов

Их внутреннее строение с точки зрения ЭДС выглядит примерно вот так:

Где E – это ЭДС, а Rвн – это внутреннее сопротивление батарейки

Итак, какие выводы можно сделать из этого?

Если к батарейке не цепляется никакая нагрузка, типа лампы накаливания и тд, то в результате сила тока в такой цепи будет равняться нулю. Упрощенная схема будет такой:

Но если мы все-таки присоединим к нашей батарейке лампочку накаливания, то у нас цепь станет замкнутой и в цепи будет течь ток:

В результате у нас в цепи побежит электрический ток, а на внутреннем сопротивлении упадет какое-то напряжение, так как в результате у нас получился делитель напряжения, так как нить лампы накаливания также имеет какое-то свое сопротивление. По закону Ома, чем больше сила тока в цепи, тем больше будет падение напряжения на внутреннем сопротивлении Rвн. Более подробно об этом эффекте можно прочитать в статье закон Ома для полной цепи, а также про входное и выходное сопротивление.

Если начертить график зависимости силы в цепи тока от напряжения на батарейке, то он будет выглядеть вот так:

Какой напрашивается вывод? Для того, чтобы замерить ЭДС батарейки, нам достаточно просто взять хороший мультиметр с высоким входным сопротивлением и замерять напряжение на клеммах батарейки.

То есть мы увидим, чем больше сила тока в цепи, то тем меньше напряжение на клеммах батарейки. Об этом более подробно я говорил в статье закон Ома для полной цепи.

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

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

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

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

Вам это будет интересно Подключение клеммной испытательной переходной колодки (ИКК)

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

Идеальный источник ЭДС

Допустим, пусть наша батарейка обладает нулевым внутренним сопротивлением, тогда получается, что Rвн=0.

Нетрудно догадаться, что в этом случае падение напряжение на нулевом сопротивлении также будет равняться нулю. В результате, наш график примет вот такой вид:

В результате мы получили просто источник ЭДС. Следовательно, источник ЭДС – это идеальный источник питания, у которого напряжение на клеммах не зависит от силы тока в цепи. То есть, какую нагрузку мы бы не цепляли на такой источник ЭДС, у нас он все равно будет выдавать положенное напряжение без просадки. Сам источник ЭДС обозначается вот так:

На практике идеального источника ЭДС не существует.

Определение и физический смысл

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

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

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

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

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

Типы ЭДС

– электрохимическая (ЭДС батареек и аккумуляторов)

– фотоэффекта (получение электрического тока от солнечной энергии)

– индукции (генераторы, использующие принцип электромагнитной индукции)

– Эффект Зеебека или термоЭДС (возникновение электрического тока в замкнутой цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах)

– пьезоЭДС (получение ЭДС от пьезоэлектриков)

ЭДС гальванического элемента

Гальванический элемент – это источник тока, создающий его из химической энергии. Рассмотрим элемент Даниэля-Якоби, представляющий собой цинковую и медную пластины в соответствующих растворах сульфатов, соединённые между собой электролитом. Если соединить пластины металлическим стержнем, начнётся перераспределение зарядов: свободные электроны будут перемещаться к электроду с менее отрицательным зарядом (медной пластине). То есть возникнет электрический ток. Его работа будет максимальной в том случае, когда процессы на электродах (окисление и восстановление вследствие изменения числа электронов) будут протекать бесконечно медленно.

ЭДС гальванического элемента – максимальная разность потенциалов, возможная в такой ситуации.

Источник

Что такое электродвижущая сила (ЭДС) и как ее рассчитать

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

Что такое ЭДС: объяснение простыми словами

Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи. Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов.

Что такое фоторезистор.

Маркировка SMD транзисторов.

Как сделать датчик движения своими руками.

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.

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.

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

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

Схема водонапорной башни

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

Водокачка

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

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

Советская батарейка

Природа ЭДС

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

Будет интересно➡ Что такое мощность электрического тока и как ее рассчитать

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.

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 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.

Будет интересно➡ Что такое электрическое поле: объяснение простыми словам

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.

Лагутин Виталий Сергеевич

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

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:

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.).

Будет интересно➡ Как устроен однополупериодный выпрямитель и где применяется

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:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Часто задаваемые вопросы

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.

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

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

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

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

Вам это будет интересно Устройство и применение резистора в электрической цепи

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

Источник

Видео

Что такое ЭДС — электродвижущая сила

ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ НАПРЯЖЕНИЕ И ЭДС | ПРОСТОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ С 2МЯ БУТЫЛКАМИ

Урок 246 Условия существования постоянного тока. Электродвижущая сила

Электродвижущая сила (ЭДС)

ЭДС — электродвижущая сила

⚡️ Что такое ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА.

Урок 2. Электрический ток | ЭДС — электродвижущая сила

закон Ома для полной цепи и ЭДС физика

Галилео. Эксперимент. Электромагнитная индукция

ЭДС Самоиндукции языком аналогий

Сторонние силы и эдс — справочник студента

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.

Формула нахождения эдс

Первым делом разберемся с определением. Что означает эта аббревиатура?

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. В сцепленном токопроводящем контуре ЭДС приравнивается работе данных сил по перемещению единого плюсового (положительного) заряда вдоль всего контура.

Ниже на рисунке представлена эдс формула.

• Аст – означает работу сторонних сил в джоулях.
• q – это переносимый заряд в кулонах.
• Сторонние силы – это силы которые выполняют разделение зарядов в источнике и в итоге образуют на его полюсах разность потенциалов.

Для этой силы единицей измерения является вольт. Обозначается в формулах она буквой

«E».

Только в момент отсутствия тока в батареи, электродвижущая си-а будет равна напряжению на полюсах.

ЭДС индукции:

ЭДС индукции в контуре, имеющем N витков:

При движении:

Электродвижущая сила индукции в контуре, крутящемся в магнитном поле со скоростью w:

Таблица значений

Простое объяснение электродвижущей силы

Предположим, что в нашей деревне имеется водонапорная башня. Она полностью наполнена водой. Будем думать, что это обычная батарейка. Башня — это батарейка!

Вся вода будет оказывать сильное давление на дно нашей башенки. Но сильным оно будет только тогда, когда это строение полностью наполнено h3O.

В итоге чем меньше воды, тем слабее будет давление и напор струи будет меньше. Открыв кран, заметим, что каждую минуту дальность струи будет сокращаться.

В результате этого:

1. Напряжение – это сила с которой вода давит на дно. То есть давление.
2. Нулевое напряжение — это дно башни.

С батареей все аналогично.

Первым делом подключаем источник с энергией в цепь. И соответственно замыкаем ее. Например, вставляем батарею в фонарик и включаем его. Изначально заметим, что устройство горит ярко. Через некоторое время его яркость заметно понизится. То есть электродвижущая сила уменьшилась (вытекла если сравнивать с водой в башне).

Если брать в пример водонапорную башню, то ЭДС это насос качающие воду в башню постоянно. И она там никогда не заканчивается.

Эдс гальванического элемента – формула

Электродвижущую силу батарейки можно вычислить двумя способами:

• Выполнить расчет с применением уравнения Нернста. Нужно будет рассчитать электродные потенциалы каждого электрода, входящего в ГЭ. Затем вычислить ЭДС по формуле .
• Посчитать ЭДС формуле Нернста для суммарной ток образующей реакции, протекающей при работе ГЭ.

Таким образом вооружившись данными формулами рассчитать электродвижущую силу батарейки будет проще.

Где используются разные виды ЭДС?

1. Пьезоэлектрическая применяется при растяжении или сжатии материала. С помощью нее изготавливают кварцевые генераторы энергии и разные датчики.
2. Химическая используется в гальванических элементах и аккумуляторах.
3. Индукционная появляется в момент пересечения проводником магнитного поля.

   Ее свойства применяют в трансформаторах, электрических двигателях, генераторах.

4. Термоэлектрическая образуется в момент нагрева контактов разнотипных металлов. Свое применение она нашла в холодильных установках и термопарах.
5. Фото электрическая используется для продуцирования фотоэлементов.

Batareykaa.ru

Источник: https://batareykaa.ru/eds-formula-i-ee-raschety/

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

От электростатики к электрокинетике

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

Следуя за экспериментами Гальвани, Вольта пытался найти подтверждения того, что «гальванические жидкости» животного были одной природы со статическим электричеством.

В поисках истины он обнаружил, что когда два электрода из разных металлов контактируют через электролит, оба заряжаются и остаются заряженными несмотря на замыкание контура нагрузкой.

Это явление не соответствовало существующим представлениям об электричестве потому, что электростатические заряды в подобном случае должны были рекомбинировать.

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

Важнейший вклад в объяснение работы электрических цепей внёс Ом. Результаты ряда экспериментов привели его к построению теории электропроводности. Он ввёл величину «напряжение» и определил её как разность потенциалов на контактах.

Подобно Фурье, который в своей теории различал количество тепла и температуру в теплопередаче, Ом создал модель по аналогии, связывающую количество перемещаемого заряда, напряжение и электропроводность.

Закон Ома не противоречил накопленным знаниям об электростатическом электричестве.

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

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

Определение и физический смысл

В качестве иллюстрации их работы удобно рассматривать замкнутый контур из сопротивления и гальванического источника питания (батареи). Если предположить, что внутри батареи тока нет, то описанная проблема объединения зарядов остаётся неразрешённой.

Но в цепи с реальным источником питания электроны перемещаются постоянно. Это происходит благодаря тому, что поток ионов протекает и внутри батареи от отрицательного электрода к положительному. Источник энергии, перемещающий эти заряды в батарее — химические реакции. Такая энергия называется электродвижущей силой.

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

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

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

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

Сравнение с разностью потенциалов

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

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

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

В этом выражении:

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

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

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

Источники электродвижущей силы

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

• гальванические;
• электромагнитные.

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

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

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

• Ф — магнитный поток;
• t — время.

Вам это будет интересно  Устройство термопары, ее виды и принцип работы

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

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

Существуют также источники э. д. с, не основанные на электрохимии или магнитной индукции. К таким устройствам можно отнести полупроводниковые фотоэлементы, контактные потенциалы и пьезокристаллы.

Понятие ЭДС имеет практическое применение прежде всего как параметр выбора источников питания для тех или иных целей. Чтобы получить максимальный эффект от работы устройств в цепи, нужно согласовывать их возможности и характеристики.

Прежде всего внутреннее сопротивление источника ЭДС силы с характеристиками подключаемой нагрузки.

Источник: https://rusenergetics.ru/praktika/istochniki-eds

Инфофиз — мой мир..

Кратковременный ток в проводнике можно получить, если соединить этим проводником два заряженных проводящих тела, которые имеют различный потенциал. Ток в проводнике исчезнет, когда потенциал тел станет одинаковым. Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем и длительное время поддерживать электрическое поле.

Постоянный электрический ток может быть создан только в замкнутой цепи, в которой свободные носители заряда циркулируют по замкнутым траекториям. При перемещении электрического заряда в электростатическом поле по замкнутой траектории, работа электрических сил равна нулю.

Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения.

 Поле внутри проводников, составляющих замкнутую цепь должен поддерживать источник  электрической энергии.

Устройства, способные создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. называются источниками постоянного тока.

Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами.

Природа сторонних сил может быть различной.

В гальванических элементах или аккумуляторах они возникают в результате электрохимических процессов, в генераторах постоянного тока сторонние силы возникают при движении проводников в магнитном поле.

Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи может поддерживаться постоянный электрический ток.

В цепь включают также потребители электрической энергии, в которых ток выполняет полезную работу. Кроме того, в цепь включают соединительные провода и выключатель (рубильник) для замыкания и размыкания цепи. Простая электрическая цепь состоит из источника тока, потребителя, подводящих проводов и выключателя.

Цепь постоянного тока можно разбить на определенные участки. Те участки, на которых не действуют сторонние силы (то есть участки, не содержащие источников тока), называются однородными. Участки, включающие источники тока, называются неоднородными.

На рисунке изображена замкнутая цепь постоянного тока. Участок цепи (cd) является однородным.

Часть цепи, в которой заряды движутся по направлению действия электрических сил (a-d-c-b)называют внешней, а часть цепи, в которой заряды движутся в сторону действия сторонних сил (a-b), называют внутренней.

Те точки, в которых внешняя цепь граничит с внутренней называют полюсами. У одного из полюсов имеется самый большой потенциал, а у другого самый маленький потенциал по сравнению с другими точками цепи. Полюс с наибольшим потенциалом называют положительным и обозначают знаком «+», а полюс с наименьшим потенциалом называют отрицательным и обозначают знаком «-».

При перемещении единичного положительного заряда по некоторому участку цепи работу совершают как электростатические (кулоновские), так и сторонние силы.

Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи источника постоянного тока — устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи.

Возникновение разности потенциалов на полюсах любого источника является результатом разделения в нем положительных и отрицательных зарядов. Это разделение происходит благодаря работе, совершаемой сторонними силами.

 При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.

Физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):

• ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда.
• Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах [В].
• Чтобы измерить ЭДС источника, надо присоединить к нему вольтметр при разомкнутой цепи.

Источник тока является проводником и всегда имеет некоторое сопротивление, поэтому ток выделяет в нем тепло. Это сопротивление называют внутренним сопротивлением источникаи обозначают r.

1. При перемещении единичного положительного заряда по замкнутой цепи постоянного тока работа сторонних сил равна сумме ЭДС, действующих в этой цепи, а работа электростатического поля равна нулю.
2. Работа сторонних сил по перемещению единичного заряда равна по определению электродвижущей силе ε12, действующей на данном участке. Поэтому полная работа по перемещению единичного заряда равна 
3. Величину U12 , равную работе по перемещению единичного заряда, принято называть напряжением на участке цепи 1–2.

Если цепь состоит из внешней части сопротивлением R и внутренней сопротивлением r, то,  согласно закону сохранения энергии, ЭДС источника будет равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи, т.к. при перемещении по замкнутой цепи заряд возвращается в исходное положение , где IR – напряжение на внешнем участке цепи, а Ir — напряжение на внутреннем участке цепи.

• Таким образом, для участка цепи, содержащего ЭДС:
• Эта формула выражает закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи.
• На рисунке изображена замкнутая цепь постоянного тока.

Продолжение лекции

Источник: http://infofiz.ru/index.php/mirfiziki/fizst/lkf/140-lk35ft

Сторонние силы, электродвижущая сила и напряжение

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 10Следующая ⇒

Если в цепи на носители тока действуют только силы электростатического поля, то происходит перемещение носителей (они предполагаются положительными) от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалом. Это приведет к выравниванию потенциалов во всех точках цепи и к исчезновению электрического поля.

Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называютсяисточниками тока.

Силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называютсясторонними.

Природа сторонних сил может быть различной. Например, в гальванических элементах они возникают за счет энергии химических реакций между электродами и электролитами; в генераторе — за счет механической энергии вращения ротора генератора и т. п.

Роль источника тока в электрической цепи, образно говоря, такая же, как роль насоса, который необходим для перекачивания жидкости в гидравлической системе.

Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему на концах цепи поддерживается разность потенциалов и в цепи течет постоянный электрический ток.

Сторонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов. Физи­ческая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называетсяэлектродвижущей силой (э.д.с.),действующей в цепи:

Сторонняя сила Fст, действующая на заряд Q, может быть выражена как

где Е — напряженность поля сторонних сил. Работа же сторонних сил по перемещению заряда Q0 на замкнутом участке цепи равна

Разделив (97.2) на Q, получим выражение для э. д. с., действующей в цепи:

т. е. э.д.с., действующая в замкнутой цепи, может быть определена как циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил. Э.д.с., действующая на участке 1—2, равна

На заряд Q0 помимо сторонних сил действуют также силы электростатического поля Fe=QE. Таким образом, результирующая сила, действующая в цепи на заряд Q0, равна

Работа, совершаемая результирующей силой над зарядом Q0 на участке 1—2, равна

Используя выражения (97.3) и (84.8), можем записать

Напряжением U на участке 1—2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи. Таким образом, согласно (97.4),

Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напряжение на концах участка цепи равно разности потенциалов в том случае, если на этом участке не действует Э.д.с., т. е. сторонние силы отсутствуют.

18 Правила Кирхгофа для разветвленных цепей

Первое правило Кирхгофа утверждает, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле цепи равна нулю:

(7.9.1)

В случае установившегося постоянного тока в цепи ни в одной точке проводника, ни на одном из его участков не должны накапливаться электрические заряды (узел – любой участок цепи, где сходятся более двух проводников (рис. 7.8)).

Рис. 7.8

Токи, сходящиеся к узлу, считаются положительными:

Второе правило Кирхгофаявляется обобщением закона Ома для разветвленной цепи.Для произвольного замкнутого контура с произвольным числом разветвлений (рис. 7.9) можно записать для каждого элемента контура:

Рис. 7.9

Складывая эти уравнения получим второе правило Кирхгофа:

(7.9.2)

В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма произведения тока на сопротивление равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом же контуре.

Обход контуров осуществляется по часовой стрелке, если направление обхода совпадает с направлением тока, то ток берется со знаком «плюс».

19. мощность в цепи постоянного тока. Работа выхода — разница между минимальной энергией (обычно измеряемой в электрон-вольтах), которую необходимо сообщить электрону для его «непосредственного» удаления из объёма твёрдого тела, и энергией Ферми.

Здесь «непосредственность» означает то, что электрон удаляется из твёрдого тела через данную поверхность и перемещается в точку, которая расположена достаточно далеко от поверхности по атомным масштабам (чтобы электрон прошёл весь двойной слой), но достаточно близко по сравнению с размерами макроскопических граней кристалла.

При этом пренебрегают дополнительной работой, которую необходимо затратить на преодоление внешних полей, возникающих из-за перераспределения поверхностных зарядов. Таким образом, работа выхода для одного и того же вещества для различных кристаллографических ориентаций поверхности оказывается различной.

При удалении электрона на бесконечность его взаимодействие с зарядами, остающимися внутри твёрдого тела приводит к индуцированию макроскопических поверхностных зарядов (при рассмотрении полубесконечного образца в электростатике это называют «изображением заряда»).

При перемещении электрона в поле индуцированного заряда совершается дополнительная работа, которая определяется диэлектрической проницаемостью вещества, геометрией образца и свойствами других поверхностей.

За счет этого полная работа по перемещению электрона из любой точки образца в любую другую точку (в том числе и точку бесконечности) не зависит от пути перемещения, то есть от того, через какую поверхность был удален электрон. Поэтому в физике твёрдого тела эта работа не учитывается и не входит в работу выхода.

20.работа выхода электрона. термоэлектронная эмиссияТермоэлектро́нная эми́ссия (эффект Ричардсона, эффект Эдисона) — явление испускания электронов нагретыми телами.

Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах вследствие распределения электронов по скоростям (по энергии) некоторые электроны обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера на границе металла.

С повышением температуры число электронов, кинетическая энергия теплового движения которых больше работы выхода, растет, и явление термоэлектронной эмиссии становится заметным.

Исследование закономерностей термоэлектронной эмиссии можно провести с помощью простейшей двухэлектродной лампы — вакуумного диода, представляющего собой откачанный баллон, содержащий два электрода: катод К и анод А. В простейшем случае катодом служит нить из тугоплавкого металла (например, вольфрама), накаливаемая электрическим током.

Анод чаще всего имеет форму металлического цилиндра, окружающего катод. Если диод включить в цепь, то при накаливании катода и подаче на анод положительного напряжения (относительно катода) в анодной цепи диода возникает ток. Если поменять полярность батареи, то ток прекращается, как бы сильно катод ни накаливали.

Следовательно, катод испускает отрицательные частицы — электроны. Если поддерживать температуру накаленного катода постоянной и снять зависимость анодного тока от анодного напряжения — вольт-амперную характеристику, то оказывается, что она не является линейной, то есть для вакуумного диода закон Ома не выполняется.

Зависимость термоэлектронного тока от анодного напряжения в области малых положительных значений описывается законом трех вторых (установлен русским физиком С. А. Богуславским (1883— 1923) и американским физиком И. Ленгмюром (1881 — 1957)): , где В — коэффициент, зависящий от формы и размеров электродов, а также их взаимного расположения.

При увеличении анодного напряжения ток возрастает до некоторого максимального значения, называемого током насыщения. Это означает, что почти все электроны, покидающие катод, достигают анода, поэтому дальнейшее увеличение напряженности поля не может привести к увеличению термоэлектронного тока.

Следовательно, плотность тока насыщения характеризует эмиссионную способность материала катода. Плотность тока насыщения определяется формулой Ричардсона — Дешмана, выведенной теоретически на основе квантовой статистики: , где А — работа выхода электронов из катода, Т — термодинамическая температура, С — постоянная, теоретически одинаковая для всех металлов (это не подтверждается экспериментом, что, по-видимому, объясняется поверхностными эффектами). Уменьшение работы выхода приводит к резкому увеличению плотности тока насыщения. Поэтому применяются оксидные катоды (например, никель, покрытый оксидом щелочноземельного металла), работа выхода которых равна 1 −1,5 эВ.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia. com/5x3cdb.html

Электродвижущая сила — Класс!ная физика

«Физика — 10 класс»

Любой источник тока характеризуется электродвижущей силой, или сокращённо ЭДС. Так, на круглой батарейке для карманного фонарика написано: 1,5 В. Что это значит?

Если соединить проводником два разноимённо заряженных шарика, то заряды быстро нейтрализуют друг друга, потенциалы шариков станут одинаковыми, и электрическое поле исчезнет (рис. 15.9, а).

Сторонние силы.

Для того чтобы ток был постоянным, надо поддерживать постоянное напряжение между шариками.

Для этого необходимо устройство (источник тока), которое перемещало бы заряды от одного шарика к другому в направлении, противоположном направлению сил, действующих на эти заряды со стороны электрического поля шариков.

В таком устройстве на заряды, кроме электрических сил, должны действовать силы неэлектростатического происхождения (рис. 15.9, б). Одно лишь электрическое поле заряженных частиц (кулоновское поле) не способно поддерживать постоянный ток в цепи.

Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (т. е. кулоновских), называют сторонними силами.

Вывод о необходимости сторонних сил для поддержания постоянного тока в цепи станет ещё очевиднее, если обратиться к закону сохранения энергии.

Электростатическое поле потенциально. Работа этого поля при перемещении в нём заряженных частиц по замкнутой электрической цепи равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — проводник нагревается.

Следовательно, в цепи должен быть какой-то источник энергии, поставляющий её в цепь. В нём, помимо кулоновских сил, обязательно должны действовать сторонние, непотенциальные силы.

Работа этих сил вдоль замкнутого контура должна быть отлична от нуля.

Именно в процессе совершения работы этими силами заряженные частицы приобретают внутри источника тока энергию и отдают её затем проводникам электрической цепи.

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри всех источников тока: в генераторах на электростанциях, в гальванических элементах, аккумуляторах и т. д.

При замыкании цепи создаётся электрическое поле во всех проводниках цепи. Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны от положительно заряженного электрода к отрицательному), а во внешней цепи их приводит в движение электрическое поле (см. рис. 15.9, б).

Природа сторонних сил.

Природа сторонних сил может быть разнообразной. В генераторах электростанций сторонние силы — это силы, действующие со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике.

В гальваническом элементе, например в элементе Вольта, действуют химические силы.

Элемент Вольта состоит из цинкового и медного электродов, помещённых в раствор серной кислоты. Химические силы вызывают растворение цинка в кислоте.

В раствор переходят положительно заряженные ионы цинка, а сам цинковый электрод при этом заряжается отрицательно. (Медь очень мало растворяется в серной кислоте.

) Между цинковым и медным электродами появляется разность потенциалов, которая и обусловливает ток во внешней электрической цепи.

• Электродвижущая сила.
• Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной, называемой электродвижущей силой (сокращённо ЭДС).
• Электродвижущая сила источника тока равна отношению работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда:

Электродвижущую силу, как и напряжение, выражают в вольтах.

Разность потенциалов на клеммах батареи при разомкнутой цепи равна электродвижущей силе. ЭДС одного элемента батареи обычно 1—2 В.

Можно говорить также об электродвижущей силе и на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил (работа по перемещению единичного заряда) не во всём контуре, а только на данном участке.

1. Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.
2. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.
3. Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Следующая страница «Закон Ома для полной цепи» Назад в раздел «Физика — 10 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский»

Законы постоянного тока — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Электрический ток. Сила тока — Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников — Примеры решения задач по теме «Закон Ома.

Последовательное и параллельное соединения проводников» — Работа и мощность постоянного тока — Электродвижущая сила — Закон Ома для полной цепи — Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока.

Закон Ома для полной цепи»

Источник: http://class-fizika. ru/10_a164.html

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

Многие люди (в то числе и некоторые электрики) путают понятие электродвижущей силы (ЭДС) и напряжения. Хотя эти понятия имеют отличия.

Несмотря на то, что они незначительные, не специалисту сложно в них разобраться. Не маловажную роль в этом играет единица измерения. Напряжение и ЭДС измеряются в одних единицах – Вольтах.

На этом отличия не заканчиваются, подробно обо всем мы рассказали в статье!

Что такое электродвижущая сила

Подробно этот вопрос мы рассмотрели в отдельной статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html

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, т.к. напряжение и электродвижущая сила в этом случае равны.

I=U/R,

где U – напряжение, а в рассмотренном примере — ЭДС.

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.

I=E/(R+r),

где E (также обозначается как «ԑ») — ЭДС; R – сопротивление нагрузки, r – внутреннее сопротивление источника электропитания, I – ток в цепи.

Однако, эта формула не учитывает сопротивление проводников цепи. При этом необходимо понимать, что внутри источника постоянного тока и во внешней цепи, ток течет в разных направлениях. Разница заключается в том, что внутри элемента он течет от минуса к плюсу, то во внешней цепи от плюса к минусу.

Это наглядно представлено на ниже приведенном рисунке:

При этом электродвижущая сила измеряется вольтметром, в случае, когда нет нагрузки, т.е. источник питания работает в режиме холостого хода.

Чтобы найти ЭДС через напряжение и сопротивление нагрузки нужно найти внутреннее сопротивление источника питания, для этого измеряют напряжение дважды при разных токах нагрузки, после чего находят внутреннее сопротивление.

Ниже приведен порядок вычисления по формулам, далее R1, R2 — сопротивление нагрузки для первого и второго измерения соответственно, остальные величины аналогично, U1, U2 – напряжения источника на его зажимах под нагрузкой.

• Итак, нам известен ток, тогда он равен:
• I1=E/(R1+r)
• I2=E/(R2+r)
• При этом:
• R1=U1/I1
• R2=U2/I2
• Если подставить в первые уравнения, то:
• I1=E/( (U1/I1)+r)
• I2=E/( (U2/I2)+r)
• Теперь разделим левые и правые части друг на друга:
• (I1/I2)= [E/( (U1/I1)+r)]/[E/( (U2/I2)+r)]
• После вычисления относительно сопротивления источника тока получим:
• r=(U1-U2)/(I1-I2)
• Внутреннее сопротивление r:
• r= (U1+U2)/I,
• где U1, U2 — напряжение на зажимах источника при разном токе нагрузки, I — ток в цепи.
• Тогда ЭДС равно:
• E=I*(R+r) или E=U1+I1*r

Что такое напряжение

Электрическое напряжение (обозначается как U) – это физическая величина, которая отражает количественную характеристику работы электрического поля по переносу заряда из точки А в точку В.

Соответственно напряжение может быть между двумя точками цепи, но в отличии от ЭДС оно может быть между двумя выводами какого-то из элементов цепи.

Напомним, что ЭДС характеризует работу, выполненную сторонними силами, то есть работу самого источника тока или ЭДС по переносу заряда через всю цепь, а не на конкретном элементе.

Это определение можно выразить простым языком. Напряжение источников постоянного тока – это сила, которая перемещает свободные электроны от одного атома к другому в определенном направлении.

Для переменного тока используют следующие понятия:

• мгновенное напряжение — это разность потенциалов между точками в данный промежуток времени;
• амплитудное значение – представляет максимальную величину по модулю мгновенного значения напряжения за промежуток времени;
• среднее значение – постоянная составляющая напряжения;
• среднеквадратичное и средневыпрямленное.

Напряжение участка цепи зависит от материала проводника, сопротивления нагрузки и температуры. Так же как и электродвижущая сила измеряется в Вольтах.

Часто для понимания физического смысла напряжения, его сравнивают с водонапорной башней. Столб воды отождествляют с напряжением, а поток с током.

При этом столб воды в башне постепенно уменьшается, что характеризует понижение напряжения и уменьшения силы тока.

Так в чем же отличие

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

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

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

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

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

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

Вывод

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

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

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

Материалы по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/chem-otlichaetsya-eds-ot-napryazheniya-prostoe-obyasnenie-na-primere.html

Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение

Если в цепи на свободные носители заряда действуют только силы электростатического поля, то происходит перемещение носителей (они предполагаются положительными) от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалом. Это приведет к выравниванию потенциалов во всех точках цепи и к исчезновению электрического поля.

Поэтому для существования постоянного тока в цепи необходимо наличие устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками тока.

Силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды внутри источника тока, называются сторонними.

Природа сторонних сил может быть различной.

Например, в гальванических элементах они возникают за счет энергии химических реакций между электродами и электролитами, в генераторе — за счет механической энергии вращения ротора генератора и т. п.

Роль источника тока в электрической цепи, образно говоря, такая же, как роль насоса, который необходим для перекачивания жидкости в гидравлической системе.

Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему на концах цепи поддерживается разность потенциалов и в цепи течет постоянный электрический ток.

Сторонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов. Физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) «Г,

Эта работа производится за счет энергии, затрачиваемой в источнике тока, поэтому величину W можно также называть электродвижущей силой источника тока, включенного в цепь.

Часто, вместо того чтобы сказать: «В цепи действуют сторонние силы», говорят: «В цепи с ЭДС», т.е. термин «электродвижущая сила» употребляется как характеристика сторонних сил.

ЭДС, как и потенциал, выражается в вольтах (см. формулу (4) п. 1.6 и (1)).

На заряд Q0, помимо сторонних сил, действуют также силы электростатического поля. Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда Q0 из точки 1 в точку 2 (см. (3) п. 8.6), равна:

Работа, совершаемая результирующей силой над зарядом Q0Ha участке 1—2, равна:

Если цепь замкнута, то работа электростатических сил равна нулю, и в данном случае

Напряжение на участке 1—2 — физическая величина, равная работе, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи:

или, учитывая формулу (3), получим

Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напряжение на концах участка цепи равно разности потенциалов в том случае, если на этом участке не действует ЭДС, т. е. отсутствуют сторонние силы.

Источник: https://bstudy.net/748089/spravochnik/storonnie_sily_elektrodvizhuschaya_sila_napryazhenie

Электродвижущая сила (ЭДС): формула расчета и определение

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

Что такое ЭДС: объяснение простыми словами

Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи. Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов.

Что такое фоторезистор.

Читать далее

Маркировка SMD транзисторов.

Читать далее

Как сделать датчик движения своими руками.

Читать далее

В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки. Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение. Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.

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.

Магнитный поток

Магнитным потоком через площадь ​\( S \)​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции ​\( B \)​, площади поверхности ​\( S \)​, пронизываемой данным потоком, и косинуса угла ​\( \alpha \)​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности):

Обозначение – ​\( \Phi \)​, единица измерения в СИ – вебер (Вб).

Магнитный поток в 1 вебер создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции:

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​\( \alpha \)​ магнитный поток может быть положительным (\( \alpha \) < 90°) или отрицательным (\( \alpha \) > 90°). Если \( \alpha \) = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

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.

Будет интересно➡ Что такое мостовой выпрямитель и как он устроен

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.

От электростатики к электрокинетике

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

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

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

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

Вам это будет интересно Описание и разновидности вводно-распределительных устройств (ВРУ)

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

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

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.

Вступление.

Обратная ЭДС катушки индуктивности – сложная для понимания тема, из-за того, что эффекты, возникающие вокруг катушки с током

невозможно увидеть непосредственно. Отсюда возникает множество спекуляций, имеющих мало общего с действительностью. А поскольку явления и эффекты фиксируются только объективными методами с помощью специальных приборов, то люди начинают о них судить на основании их
подобия
с какими-нибудь другими явлениями, с которым люди хорошо знакомы из жизненного опыта. Например, модель
электрона, вращающегося вокруг атомного ядраподобнавращающемуся привязанному на нити шарику
. Такой метод установления подобия
одного явления другому носит
название физической модели. Этим методом пользовались все выдающиеся физики 20-го века. Например, модель атома Бора была построена
подобно
функционированию солнечной системы, а у самолёта
подобно
птицам есть крылья, хвост, оперение и прочее, что так же было позаимствовано у природы, что осталось в самих названиях частей самолёта. Приведённых примеров достаточно, остаётся добавить лишь одно: какие бы сложные и запутанные явления в физике мы бы ни взяли, все без исключения они подобны чему-то простому, известному людям из опыта или в быту, и всегда представляют собой физическую модель.

Способ познания от частного к общему всегда осуществляется на основании установления подобия

и представляет собой
движение снизу вверх
. Есть и другой способ познания от общего к частному, то есть
по аналогии
и представляет собой
движение сверху вниз.
Но люди пока больше заняты своей животной природой и мало чего знают об этом способе, поэтому они редко ним пользуются. Полноценное же познание основано на динамическом равновесии этих двух методов. Но в своей жизни, к сожалению, большинство людей ещё очень далеко от понятий динамическое равновесие, гармония, равновесие, баланс.

Как образуется ЭДС

Идеальный источник ЭДС – генератор, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его зажимах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭДС бесконечна. Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1., б), а мощность источника конечна. Электрическая схема реального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС Е и его внутреннего сопротивления Ri.

Будет интересно➡ Что такое термопара: об устройстве простыми словами

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.

Комментарий эксперта

Лагутин Виталий Сергеевич

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.).

Будет интересно➡ Постоянный ток — определение и параметры

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 ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Часто задаваемые вопросы

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.

Электродвижущая сила (ЭДС): формула расчета и определение

Сейчас ЭДС и напряжение, воспринимается многими в качестве идентичных понятий, у которых, если и предусмотрены некоторые отличительные особенности, то они являются столь незначительными, что вряд ли заслуживают вашего к себе внимания.

С одной стороны, такое положение дел имеет место быть, ведь те аспекты, которые отличают между собой два этих понятия являются столь незначительными, что заметить их вряд ли удастся даже более-менее опытным пользователям. Тем не менее, таковые все же предусмотрены и говорить о том, что ЭДС и напряжение являются совершенно одинаковыми — тоже нельзя.

Что такое ЭДС: объяснение простыми словами

Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи. Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов.

Что такое фоторезистор.

Читать далее

Маркировка SMD транзисторов.

Читать далее

Как сделать датчик движения своими руками.

Читать далее

В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки. Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение. Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.

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.

Объясняем суть ЭДС «на пальцах»

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

Схема водонапорной башни

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

Водокачка

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

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

Советская батарейка

Природа ЭДС

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

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

Будет интересно➡ Правила безопасности при работе с электричеством

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.

От электростатики к электрокинетике

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

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

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

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

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

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

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.

Так в чем же отличие

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

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

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

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

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

Как образуется ЭДС

Идеальный источник ЭДС – генератор, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его зажимах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭДС бесконечна. Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1., б), а мощность источника конечна. Электрическая схема реального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС Е и его внутреннего сопротивления Ri.

Будет интересно➡ Что такое триггер в электронике — подробно разбираемся в терминах

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.

Вывод

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

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

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

Источник



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.

Комментарий эксперта

Лагутин Виталий Сергеевич

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.).

Будет интересно➡ Что такое электрическое поле: объяснение простыми словам

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 ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Часто задаваемые вопросы

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.

Электродвижущая сила (эдс) источника энергии

Сторонние силы

В одной из прошлых тем (условия существования электрического тока) уже затрагивался вопрос о необходимости источника питания для длительного поддержания существования электрического тока. Сам по себе ток, конечно же, можно получать и без таких источников питания. Например, разрядка конденсатора при вспышке фотоаппарата. Но такой ток будет слишком скоротечным (рис. 1).

Рис. 1. Кратковременный ток при взаимной разрядке двух разноименно заряженных электроскопов (Источник)

Кулоновские силы всегда стремятся свести разноименные заряды, выровняв тем самым потенциалы по всей цепи. А, как известно, для наличия поля и тока необходима разность потенциалов. Поэтому никак нельзя обойтись без каких-либо других сил, разводящих заряды и поддерживающих разность потенциалов.

Определение. Сторонние силы – силы неэлектрического происхождения, направленные на разведение зарядов.

Эти силы могут быть разной природы в зависимости от типа источника. В батареях они химического происхождения, в электрогенераторах – магнитного. Они-то и обеспечивают существование тока, так как работа электрических сил по замкнутому контуру всегда равна нулю.

Вторая задача источников энергии, помимо поддержания разности потенциалов, – это восполнение потерь энергии на столкновении электронов с другими частицами, вследствие чего первые теряют кинетическую энергию, а внутренняя энергия проводника повышается.

Сторонние силы внутри источника выполняют работу против электрических сил, разводя заряды в стороны, противоположные их естественному ходу (как они движутся во внешней цепи) (рис. 2).

Рис. 2. Схема действия сторонних сил

Аналогом действия источника питания можно считать водяной насос, который пускает воду против ее естественного хода (снизу вверх, в квартиры). Обратно же вода естественным образом под действием силы тяжести спускается вниз, но для непрерывной работы водоснабжения квартиры необходима непрерывная работа насоса.

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.

Формальные определения

Внутри источника эдс , которая является разомкнутой, консервативный электростатическое поле , создаваемое путем разделения зарядов в точности сокращает силы , производящие эдс. Таким образом, ЭДС имеет такое же значение , но противоположный по знаку интеграла от электрического поля в соответствии с внутренним путем между двумя терминалами A и B источника эдса в состоянии разомкнутой цепи (путь берутся от отрицательной клеммы к положительный полюс , чтобы дать положительный э.д.с., что указывает на работу на электроны , движущиеся в цепи). {B}, {\ boldsymbol {Е}} _ {\ mathrm {ЦЛ}} \ CDOT \ mathrm {d} {\ boldsymbol {\ ell_p }} \}

где Е _CS является консервативным электростатическим полем , создаваемое разделением зарядов , связанным с эдс, д ℓ является элементом пути от терминала А к терминалу B , и «·» обозначает вектор скалярного произведения . Это уравнение применимо только к местам A и B , которые являются терминалами, и не распространяется на пути между точками А и B с частями вне источника эдс. Это уравнение предполагает электростатическое электрическое поле , обусловленное разделение зарядов E _CS и не включает в себя (например) любой не-консервативную составляющую электрического поля в связи с законом Фарадея индукции.

В случае замкнутого контура в присутствии переменного магнитного поля , интеграл от электрического поля вокруг замкнутого контура может быть отличным от нуля; одно общее применение концепции эдс, известной как « индуцированной ЭДС » является напряжение , индуцированное в таком цикле. « Индуцированной ЭДС » вокруг неподвижной замкнутой траектории C является:

Езнак равно∮С⁡Е⋅dℓ ,{\ Displaystyle {\ mathcal {E}} = \ oint _ {C}, {\ boldsymbol {Е}} \ CDOT \ mathrm {d} {\ boldsymbol {\ ell_p}} \,}

где сейчас Е представляет собой полное электрическое поле, консервативное и неконсервативное, а интеграл вокруг произвольного , но стационарных замкнутой кривой С , через который имеется переменное магнитное поле. Электростатическое поле не способствует чистой эдс вокруг цепи , так как электростатическая часть электрического поля является консервативной (то есть, работа против поля вокруг замкнутой траектории равна нуль).

Это определение может быть распространено на произвольные источники ЭДС и движущихся дорожек C :

Езнак равно∮С⁡Е+v×В⋅dℓ {\ Displaystyle {\ mathcal {E}} = \ oint _ {C} \ влево \ CDOT \ mathrm {d} {\ boldsymbol {\ ell_p}} \}

+1Q∮С⁡ЕееесTяvе счасемясaL еорсеs ⋅ dℓ {\ Displaystyle + {\ гидроразрыва {1} {Q}} \ oint _ {C} \ mathrm {Эффективное \ \ химическая силы \ \ CDOT} \ \ mathrm {d} {\ boldsymbol {\ ell_p}} \}

+1Q∮С⁡ЕееесTяvе TчасермaL еорсеs ⋅ dℓ ,{\ Displaystyle + {\ гидроразрыва {1} {д}} \ oint _ {C} \ mathrm {Эффективные \ \ термические силы \ \ CDOT} \ \ mathrm {d} {\ boldsymbol {\ ell_p}} \,}

которая представляет собой концептуальное уравнение, главным образом, потому, что определение «эффективных сил» трудно.

Нулевой уровень

Ученики 7-9 класса в задачах иногда встречают понятие ЭДС. И сразу же вопрос: «Что это такое?»

Если вы берете в руки любой источник тока: батарейку (гальванический элемент), блок питания и т.п., – на нем видите, например, надпись «4,5 В». Вы называете это напряжение источника. Но на самом деле это ЭДС – электродвижущая сила. Обозначается ℰ, измеряется в вольтах (В).

Если электрическим сопротивлением источника можно пренебречь (т.е. в условии задачи ничего не говорится про это сопротивление или написано, что источник идеальный), то ЭДС и напряжение источника равны.

Таким образом,

ЭДС – это одна из характеристик источника тока.

Обычно для решения задач в 7-9 классах этого достаточно.

Пьезоэлектрическая электродвижущая сила

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

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

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

дальнейшее чтение

• «Abhandlungen цуры Thermodynamik, фон Г. Гельмгольц. Hrsg. Фон Макс Планк». (Тр. «Документы к термодинамике, по Г. Гельмгольц. ПГТ. Макса Планка».) Лейпциг, В. Энгельманн, Оствальд классического автора точного ряда наук. Новое следствие. № 124, 1902.
• Nabendu С. Чоудхури, «Электромоторные измерения силы на клетки, включающие альфа-окиси твердый электролит». Техническая записка NASA, D-7322.
• GW Бернс и др., «Температура-электродвижущая сила, опорные функции и таблицы для письма отведенных типов термопар на основе ITS-90». Gaithersburg, MD: Департамент США по торговле, Национальный институт стандартов и технологии, Вашингтон, Supt. из Docs., USGPO, 1993.

В (электрохимических) термодинамики

При умножении на величину заряда д & эдс ℰ дает термодинамическое термин работы E эл DQ , который используется в формализме для изменения энергии Гиббса , когда заряд передаются в батарее:

dгзнак равно-SdT+Вdп+ЕdQ ,{\ Displaystyle дО = -SdT + VDP + {\ mathcal {Е}} DQ \,}

где G является свободной энергией Гиббса, S является энтропия , V представляет собой объем системы, Р является его давлением и Т является его абсолютной температурой .

Комбинация (ℰ, Q ) является примером сопряженной пары переменных . При постоянном давлении выше отношение приводит к соотношению Максвелла , которая связывает изменение напряжения разомкнутой ячейки с температурой Т (измеряемая величина) к изменению энтропии S , когда заряд передается изотермический и изобарический . Последнее тесно связан с реакционной энтропией электрохимической реакции , которая придает батарее его мощность. Это соотношение Максвелла:

(∂Е∂T)Qзнак равно-(∂S∂Q)T{\ Displaystyle \ слева ({\ гидроразрыва {\ парциальное {\ mathcal {E}}} {\ парциальное Т}} \ справа) _ {Q} = — \ влево ({\ гидроразрыва {\ парциальное S} {\ парциальное Q }} \ справа) _ {T}}

Если моль ионов переходят в раствор (например, в камере Даниель, как описано ниже) заряд через внешнюю цепь:

ΔQзнак равно-NF ,{\ Displaystyle \ Delta Q = -n_ {0} F_ {0} \,}

где п есть число электронов / иона, а Р является постоянная Фарадея и знак минус указывает разряд ячейки. Предполагая , постоянное давление и объем, термодинамические свойства ячейки связаны строго с поведением ее эдса путем:

ΔЧАСзнак равно-NF(Е-TdЕdT) ,{\ Displaystyle \ Delta H = -n_ {0} F_ {0} \ слева ({\ mathcal {E}} — {T \ гидроразрыва {D {\ mathcal {E}}} {дТ}} \ справа) \, }

где Δ Н представляет собой энтальпию реакции . Величины справа являются все непосредственно измеримыми.

Химическая электродвижущая сила

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

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

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:

Тогда взаимоиндуктивность считается равной:

М12 = М21 = М.

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.

Watch this video on YouTube

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.

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 U_хх, 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 U_хх. 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 I_кз, 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

Электростатическая движущая сила

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

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

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

Типы ЭДС

– электрохимическая  (ЭДС батареек и аккумуляторов)

– фотоэффекта (получение электрического тока от солнечной энергии)

– индукции (генераторы, использующие принцип электромагнитной индукции)

– Эффект Зеебека или термоЭДС (возникновение электрического тока в замкнутой цепи, состоящей из последовательно соединённых разнородных проводников, контакты между которыми находятся при различных температурах)

– пьезоЭДС (получение ЭДС от пьезоэлектриков)

Резюме

ЭДС – это сила НЕэлектрического происхождения, которая заставляет течь электрический ток в цепи.

Реальный источник ЭДС имеет внутри себя  внутреннее сопротивление, у идеального источника ЭДС внутреннее сопротивление равняется нулю.

Идеальный источник ЭДС всегда имеет на своих клеммах постоянное значение напряжения не зависимо от нагрузки в цепи.

Уровень А

В старших классах понятие ЭДС требует более подробного рассмотрения.

Сторонние силы

Рассмотрим два примера.

1. Шарик массой m закреплен в некоторой точке А над столом (рис. 1, а).

2. Шарик с зарядом q₁ (и малой массой) закреплен в некоторой точке А на небольшом расстоянии от второго закрепленного заряда q₂ (рис. 1, б).

Рис. 1

Что произойдет с шариками, если их освободить?

1. Шарик массой m начнет падать, и если его не ловить, упадет на стол. Шарик заставляет двигаться сила тяжести. В этом случае говорят, что сила тяжести (или гравитационное поле) совершает работу.

2. Шарик с зарядом q₁ начнет двигаться к заряду q₂, и если его не ловить, столкнется с ним. Шарик заставляет двигаться сила притяжения ко второму шарику (кулоновская сила). В этом случае говорят, что кулоновская сила (или электрическое поле) совершает работу.

А можно ли вернуть шарики в точку А?

Можно, но для этого нужно приложить дополнительную силу.

В первом примере мы можем бросить шарик вверх. Мы затратим собственную энергию, чтобы заставить шарик двигаться в нужном направлении.

Второй пример рассмотрим более подробно. Шарик можно заставить двигаться влево еще одним зарядом q₃, большим по значению, чем заряд q₂. Но это будет так же кулоновская сила. Можно так же применить механическую силу, можно сообщить шарику дополнительную энергию (например, световую, химическую и т.д.), чтобы он смог преодолеть притяжения заряда q₂.

Силы, действующие на заряд, за исключением кулоновских, называются сторонними. Внутри любого источника тока заряды движутся под действием сторонних сил.

Во всех случаях, если сила заставляет тело двигаться в нужном направлении, то она совершает работу. Значит и сторонние силы совершают работу по перемещению заряда, которую называют сторонней.

ЭДС

Отношение работы сторонних сил по перемещению заряда к величине этого заряда и есть ЭДС (электродвижущая сила).

Обозначим работу сторонних сил — A_cт, переносимый заряд — q, тогда из определения следует, что ЭДС

Исходя из этой формулы, можно дать и другое определение:

ЭДС – это физическая скалярная величина, численно равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительно заряда.

Таким образом, ЭДС характеризует действие сторонних сил и не является силой в обычном понимании этого слова. Здесь опять используется не очень удачная, но исторически установившаяся терминология.

Из этой формулы видно, что ЭДС измеряется в Вольтах (В).

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:

Е = — dФ/dt.

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

Watch this video on YouTube

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.

Watch this video on YouTube

Определение и физический смысл

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

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

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

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

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

разность напряжений

Разница электрического напряжения иногда называют ЭДС. Точки ниже, иллюстрируют использование более формальной, с точки зрения различия между эдс и напряжения он генерирует:

1. Для схемы в целом, например, один , содержащей резистор , включенных последовательно с гальваническим элементом, электрическое напряжение не вносит вклад в общий ЭДС, так как разность потенциалов при обходе цепи равна нуль. (Омическое ИК падение напряжения плюс приложенного электрического напряжения сумма к нулю. См законом Кирхгофа ). Эдс обусловлено исключительно к химии в батарее , которая вызывает разделение зарядов, что , в свою очередь , создает электрическое напряжение , которое приводит в действие тока.
2. Для цепи , состоящей из электрического генератора , который управляет током через резистор, эдс обусловлено только к изменяющейся во времени магнитного поля внутри генератора , который генерирует электрическое напряжение , что в свою очередь приводит в движение ток. (Омическое ИК падение плюс приложенное электрическое напряжение снова равен нулю. См закон Кирхгофа )
3. Трансформатора соединения двух цепей можно считать источником ЭДС для одной из цепей, так же , как если бы она была вызвана электрическим генератором; Этот пример иллюстрирует происхождение термина «трансформатор ЭДС».
4. Фотодиод или фотоэлемент может рассматриваться в качестве источника эдс, подобно батарее, в результате электрического напряжения , генерируемого в результате разделения зарядов управляется света , а не химической реакции.
5. Другие устройства , которые производят эдс являются топливными элементами , термопара и Термобатарея .

В случае обрыва цепи, электрический заряд , который был отделен от механизма генерации ЭДС создает электрическое поле , противодействующие механизм разделения. Например, химическая реакция в гальваническом элементе прекращается , когда противоположное электрическое поле на каждый электроде достаточно сильно , чтобы задержать реакцию. Большее Противоположное поле может полностью изменить реакции в так называемых обратимой клетке.

Электрический заряд , который был отделен создает электрическую разность потенциалов , которую можно измерить с помощью вольтметра между клеммами устройства. Величина ЭДС для батареи (или другого источника) является значением этого напряжения «разомкнутой цепи». Когда батарея зарядки или разрядки, сама ЭДС не может быть измерена непосредственно с помощью внешнего напряжения , потому что некоторые напряжения теряется внутри источника. Это, однако, может быть выведено из измерения тока I и разность потенциалов V , при условии , что внутреннее сопротивление г уже был измерен: E эл  =  V  +  Ir .

Что такое эдс источника тока в каких единицах измеряется

Как образуется ЭДС

Идеальный источник ЭДС – генератор, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его зажимах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭДС бесконечна. Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1., б), а мощность источника конечна. Электрическая схема реального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС Е и его внутреннего сопротивления Ri.

Будет интересно Что такое электрическое поле: объяснение простыми словам

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.

Общие сведения

Упорядоченное движение электрических зарядов в физическом теле называют током. Значит, для того чтобы он существовал необходима какая-то сила, воздействующая на обладающие энергией элементарные частицы. Причём её действие должно быть постоянной для поддержания необходимого электротока в установленный промежуток времени. Именно для этого и используют источники электрического тока, приборы, которые умеют генерировать электричество.

Создание первого источника датируется 1800 годом, когда физик Вольт представил сообществу прибор, названный им «электродвижущий аппарат». Позже он получил официальное название «вольтов столб». Принцип работы этого устройства заключался в растворении цинковой пластины, соединённой с медным проводником. Физик придал приспособлению вертикальную форму и разместил химические вещества поочерёдно. В итоге получился как бы слоёный пирог. Между пластинами цинка и меди заливался электролит.

Полуметровый столб Вольта подключался к замкнутой цепи, причём медный вывод считался плюсовым, а цинковый минусовым. Таким образом, Вольт, не поняв действительной причины возникновения тока, практически пришёл к созданию гальванического элемента, действие которого основывалось именно на превращении химической энергии в электрическую.

Несмотря на то что Вольт так и не смог понять действительную причину появления тока его прибор стал популярен среди учёных исследовавших электричество. Как выяснилось впоследствии «вольтов столб» стал прототипом гальванической батареи. В 1830 году русский учёный Петров на базе изобретения француза создал источник, выдающий 1,7 киловольта. Длина его установки составляла 12 метров, а мощность 85 ватт.

Сегодня под источником тока понимают генератор способный преобразовывать различного рода матерею в электричество, то есть создавать электромагнитное поле.

Следует отметить, что в электротехнике источники разделяют на два вида: тока и напряжения.

Отличия их в следующем:

• генератор тока выдаёт постоянный поток электронов в независимости от напряжения и, по сути, является конденсатором с бесконечной ёмкостью;
• источник напряжения обеспечивает постоянную разность потенциалов и похож на аккумулятор.

Но на самом деле эти различия чисто теоретические, на практике же отличия не существуют. Это связано с тем, что изготовить идеальный прибор невозможно. То есть такой, на который не влияет нагрузка приёмника, а внутреннее сопротивление нулевое.

«Электромагнитная индукция»

Электромагнитная индукция — это явление, которое заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводнике в результате изменения магнитного поля, в котором он находится. Это явление открыл английский физик М. Фарадей в 1831 г. Суть его можно пояснить несколькими простыми опытами.

Описанный в опытах Фарадея принцип получения переменного тока используется в индукционных генераторах, вырабатывающих электрическую энергию на тепловых или гидроэлектростанциях. Сопротивление вращению ротора генератора, возникающее при взаимодействии индукционного тока с магнитным полем, преодолевается за счет работы паровой или гидротурбины, вращающей ротор. Такие генераторы преобразуют механическую энергию в энергию электрического тока.

Вихревые токи, или токи Фуко

Если массивный проводник поместить в переменное магнитное поле, то в этом проводнике благодаря явлению электромагнитной индукции возникают вихревые индукционные токи, называемые токами Фуко.

Вихревые токи возникают также при движении массивного проводника в постоянном, но неоднородном в пространстве магнитном поле. Токи Фуко имеют такое направление, что действующая на них в магнитном поле сила тормозит движение проводника. Маятник в виде сплошной металлической пластинки из немагнитного материала, совершающий колебания между полюсами электромагнита, резко останавливается при включении магнитного поля.

Во многих случаях нагревание, вызываемое токами Фуко, оказывается вредным, и с ним приходится бороться. Сердечники трансформаторов, роторы электродвигателей набирают из отдельных железных пластин, разделенных слоями изолятора, препятствующего развитию больших индукционных токов, а сами пластины изготовляют из сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление.

Электромагнитное поле

Электрическое поле, созданное неподвижными зарядами, является статическим и действует на заряды. Постоянный ток вызывает появление постоянного во времени магнитного поля, действующего на движущиеся заряды и токи. Электрическое и магнитное поля существуют в этом случае независимо друг от друга.

Явление электромагнитной индукции демонстрирует взаимодействие этих полей, наблюдаемое в веществах, в которых есть свободные заряды, т. е. в проводниках. Переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле, которое, действуя на свободные заряды, создает электрический ток. Этот ток, будучи переменным, в свою очередь порождает переменное магнитное поле, создающее электрическое поле в том же проводнике, и т. д.

Совокупность переменного электрического и переменного магнитного полей, порождающих друг друга, называется электромагнитным полем. Оно может существовать и в среде, где нет свободных зарядов, и распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны.

Классическая электродинамика — одно из высших достижений человеческого разума. Она оказала огромное влияние на последующее развитие человеческой цивилизации, предсказав существование электромагнитных волн. Это привело в дальнейшем к созданию радио, телевидения, телекоммуникационных систем, спутниковых средств навигации, а также компьютеров, промышленных и бытовых роботов и прочих атрибутов современной жизни.

Краеугольным камнем теории Максвелла явилось утверждение, что источником магнитного поля может служить одно только переменное электрическое поле, подобно тому, как источником электрического поля, создающим в проводнике индукционный ток, служит переменное магнитное поле. Наличие проводника при этом не обязательно — электрическое поле возникает и в пустом пространстве. Линии переменного электрического поля, аналогично линиям магнитного поля, замкнуты. Электрическое и магнитное поля электромагнитной волны равноправны.

Электромагнитная индукция в схемах и таблицах

(Явление электромагнитной индукции, опыты Фарадея, правило Ленца, закон электромагнитной индукции, вихревое электрическое поле, самоиндукция, индуктивность, энергия магнитного поля тока)

Дополнительные материалы по теме:

Конспект урока по физике в 11 классе «Электромагнитная индукция».

Следующая тема: «».

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.

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.

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.

Для электрического тока постоянной направленности характерны другие проявления этой силы, такие, например, как разность потенциалов на полюсах гальванического элемента, о чем мы расскажем далее.

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:

Тогда взаимоиндуктивность считается равной:

М12 = М21 = М.

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.

Смотрите это видео на YouTube

Определение направления вектора магнитной индукции с помощью правила буравчика и правила правой руки

Что такое индуктивность, в чём измеряется, основные формулы

Сила Лоренца и правило левой руки. Движение заряженных частиц в магнитном поле

История открытия электричества

Что такое амперметр и как им проводить измерения?

Что такое электрический ток простыми словами

Чем отличается ЭДС от напряжения

Интересно многие сразу поняли, в чем разница между ЭДС и напряжением? И никого не поправлял учитель (учительница) по физике, когда на практических занятиях говорил (-ла) о том, что мы подключаем именно источник ЭДС, а не напряжения? В большинстве случаев мы с вами путались, потому что и ЭДС, и напряжение измеряется в Вольтах. Так давайте все-таки разберемся, чем принципиально отличается ЭДС от напряжения.

Итак, для начала давайте разберемся, что такое ЭДС

. Электродвижущая сила (ЭДС) — это такая физическая величина, которая характеризует работу сторонних (не потенциальных) сил в источниках переменного либо же постоянного тока.

В замкнутой цепи ЭДС — это работа сил, совершаемая для перемещения единичного заряда вдоль всего контура.

Из выше представленного определения вытекает следующее: источниками ЭДС являются силы, которые не имеют прямое отношение к электростатике, но при этом они являются силами, которые создают движение заряда в замкнутой электрической цепочке.

Например, при механическом вращении обмотки ротора в электромагнитном поле, в ней будет формироваться индукционная ЭДС. При этом формирование ЭДС будет проходить в каждом витке отдельно, но при этом электродвижущая сила соседних витков будет складываться, и на выходе мы будем иметь сумму ЭДС всех витков.

Если посмотреть на аккумуляторные батареи, то в них источником ЭДС является химическая реакция.

Кроме этого источниками могут выступать так называемые элементы Пельтье, в которых ЭДС образуется при термическом нагреве.

Пьезоэффект (когда при механическом воздействии на материал на его концах образуется разность потенциалов) также относится к источникам ЭДС. Впрочем, как и фотоэффект.

Из выше представленных примеров видно, что, применяя различные материалы и способы их взаимодействия, можно получить ЭДС, способную организовать упорядоченное движение заряженных частиц в замкнутом контуре.

Условно принято считать, что ЭДС — это работа в 1 Джоуль, совершаемая при перемещении заряда в 1 Кулон и измеряется в Вольтах.

ЭДС = 1Джоуль/1Кулон= 1 Вольт

Ну а теперь давайте переключим свое внимание на напряжение

ЭДС в быту и единицы измерения

Другие примеры встречаются в практической жизни любого рядового человека. Под эту категорию попадают такие привычные вещи, как малогабаритные батарейки, а также другие миниатюрные элементы питания. В этом случае рабочая ЭДС формируется за счет химических процессов, протекающих внутри источников постоянного напряжения.

Когда оно возникает на клеммах (полюсах) батареи вследствие внутренних изменений – элемент полностью готов к работе. Со временем величина ЭДС несколько снижается, а внутреннее сопротивление заметно возрастает.

В результате если вы измеряете напряжение на не подключенной ни к чему пальчиковой батарейке вы видите нормальные для неё 1.5В (или около того), но когда к батарейке подключается нагрузка, допустим, вы установили её в какой-то прибор — он не работает.

Почему? Потому что если предположить, что у вольтметра внутреннее сопротивление во много раз выше, чем внутреннее сопротивлении батарейки — то вы измеряли её ЭДС. Когда батарейка начала отдавать ток в нагрузке на её выводах стало не 1.5В, а, допустим, 1.2В — прибору недостаточно ни напряжения, ни тока для нормальной работы. Как раз вот эти 0.3В и упали на внутреннем сопротивлении гальванического элемента. Если батарейка совсем старая и её электроды разрушены, то на клеммах батареи может не быть вообще никакой электродвижущей силы или напряжения — т.е. ноль.

Этот пример наглядно демонстрирует в чем отличие ЭДС и напряжения. То же рассказывает автор в конце видеоролика, который вы видите ниже.

Подробнее о том, как возникает ЭДС гальванического элемента и в чем оно измеряется вы можете узнать в следующем ролике:

Совсем небольшая по величине электродвижущая сила наводится и в рамках антенны приемника, которая усиливается затем специальными каскадами, и мы получаем наш телевизионный, радио и даже Wi-Fi сигнал.

ЭДС и напряжение источника электрической энергии

Для того чтобы разобраться что такое электродвижущая сила источника электрической энергии, необходимо вспомнить, что представляет собой электрический ток и за счёт чего происходит его движение в электрической цепи. Известно, электрический ток движется в цепи за счёт разницы потенциалов. Для того чтобы движение тока не прекращалось, нужно непрерывно обеспечивать эту разницу потенциалов между полюсами источника напряжения, к которому подключена цепь. Подобное явление можно сравнить с трубкой, которая соединена с двумя резервуарами с водой. Если в этих резервуарах будет разный уровень воды, то она непременно начнёт перетекать через трубку из одного сосуда в другой и наоборот; так если разница в уровне воды между сосудами будет постоянной, то и движение воды не прекратиться.Данный пример помогает понять, что происходит в электрической цепи. Электрическая энергия, действующая внутри источника, постоянно поддерживает электрический ток. Таким образом, обеспечивается непрерывная работа.Понятие «Электродвижущая сила»В данном случае, электродвижущая сила (ЭДС) – это сила, которая поддерживает разницу потенциалов на разных полюсах источника энергии, она вызывает и поддерживает движение тока, а также преодолевает внутренне сопротивление проводника и т. д.Ток может протекать по проводнику столь же долго, сколь существует разница потенциалов. Свободные электроны приходят в постоянное движение между телами, которые соединены в электрическую цепь.Электродвижущая сила – величина физическая, т. е., её можно измерить и использовать как одну из характеристик электрической цепи. В источниках постоянного, либо переменного тока ЭДС характеризует работу непотенциальных сил. Это работа сторонних или непотенциальных сил в замкнутом контуре, когда они перемещают одиночный электрический заряд вдоль всего контура.Возникновение электродвижущей силыСуществует различные виды источников электрической энергии. Каждый из них можно охарактеризовать по-разному, у каждого вида свои принципиальные особенности. Эти особенности влияют на возникновение электродвижущей силы, причины данного явления весьма специфичны, т. е. зависят от вида источника.В чём же главная суть различий? К примеру, если мы берём химические источники электрической энергии, такие как аккумуляторы, другие гальванические элементы, то электродвижущая сила становится результатом химической реакции. Если рассмотреть генераторы, то здесь причиной является электромагнитная индукция, а в различных термических элементах основой является тепловая энергия. От этого возникает электрический ток.Измерение электродвижущей силыЭлектродвижущая сила измеряется в вольтах, также как и напряжение. Эти величины связаны между собой. Однако ЭДС можно измерять на отдельном участке электрической цепи, тогда будут измеряться работы не всех сил, действующих на этом контуре, а только те, которые есть на отдельно взятом участке цепи.Разность потенциалов, являющуюся причиной возникновения и прохождения тока по цепи, также можно назвать напряжением. Однако, если ЭДС – работа сторонних сил, которая совершается при перемещении единичного заряда, то она не может быть охарактеризована с помощью разницы потенциалов, т. е., напряжения, так как работа зависит от траектории движения заряда, эти силы непотенциальны. В этом различие таких понятий как напряжение и электродвижущая сила.Данная особенность учитывается при измерении ЭДС и напряжения. В обоих случаях используют вольтметры. Для того чтобы измерить ЭДС нужно при разомкнутой внешней цепи подключить вольтметр к концам источника энергии. Если требуется измерить напряжение на выбранном участке электрической цепи, то вольтметр должен быть подключён параллельно к концам конкретного участка.ЭДС и напряжение источника электрической энергии могут быть независимо от величины электрического тока в цепи; в разомкнутой цепи ток равен нулю. Однако если генератор или аккумулятор будут работать, то они возбуждают ЭДС, а значит, между концами возникает напряжение.

Электростатическая движущая сила

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

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

Что такое ЭДС: объяснение простыми словами

Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи. Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов.

Что такое фоторезистор.
Читать далее

Маркировка SMD транзисторов.
Читать далее

Как сделать датчик движения своими руками.
Читать далее

В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки. Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение. Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.

Электродвижущая сила (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. Если через Eстр обозначить напряжённость поля сторонних сил, то эдс в замкнутом контуре (L) равна , где dl — элемент длины контура. Потенциальные силы электростатического (или стационарного) поля не могут поддерживать постоянный ток в цепи, т. к. работа этих сил на замкнутом пути равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — нагреванием проводников.

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри источников тока: генераторов, гальванических элементов, аккумуляторов и т. д. Происхождение сторонних сил может быть различным. В генераторах сторонние силы — это силы со стороны вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля со временем, или Лоренца сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике; в гальванических элементах и аккумуляторах — это химические силы и т. д. Эдс определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении (см. Ома закон). Измеряется эдс, как и напряжение, в вольтах.

Что такое ЭДС.

Уровень А

В старших классах понятие ЭДС требует более подробного рассмотрения.

Сторонние силы

Рассмотрим два примера.

1. Шарик массой m закреплен в некоторой точке А над столом (рис. 1, а).

2. Шарик с зарядом q₁ (и малой массой) закреплен в некоторой точке А на небольшом расстоянии от второго закрепленного заряда q₂ (рис. 1, б).

Рис. 1

Что произойдет с шариками, если их освободить?

1. Шарик массой m начнет падать, и если его не ловить, упадет на стол. Шарик заставляет двигаться сила тяжести. В этом случае говорят, что сила тяжести (или гравитационное поле) совершает работу.

2. Шарик с зарядом q₁ начнет двигаться к заряду q₂, и если его не ловить, столкнется с ним. Шарик заставляет двигаться сила притяжения ко второму шарику (кулоновская сила). В этом случае говорят, что кулоновская сила (или электрическое поле) совершает работу.

А можно ли вернуть шарики в точку А?

Можно, но для этого нужно приложить дополнительную силу.

В первом примере мы можем бросить шарик вверх. Мы затратим собственную энергию, чтобы заставить шарик двигаться в нужном направлении.

Второй пример рассмотрим более подробно. Шарик можно заставить двигаться влево еще одним зарядом q₃, большим по значению, чем заряд q₂. Но это будет так же кулоновская сила. Можно так же применить механическую силу, можно сообщить шарику дополнительную энергию (например, световую, химическую и т.д.), чтобы он смог преодолеть притяжения заряда q₂.

Силы, действующие на заряд, за исключением кулоновских, называются сторонними. Внутри любого источника тока заряды движутся под действием сторонних сил.

Во всех случаях, если сила заставляет тело двигаться в нужном направлении, то она совершает работу. Значит и сторонние силы совершают работу по перемещению заряда, которую называют сторонней.

ЭДС

Отношение работы сторонних сил по перемещению заряда к величине этого заряда и есть ЭДС (электродвижущая сила).

Обозначим работу сторонних сил — A_cт, переносимый заряд — q, тогда из определения следует, что ЭДС

Исходя из этой формулы, можно дать и другое определение:

ЭДС – это физическая скалярная величина, численно равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительно заряда.

Таким образом, ЭДС характеризует действие сторонних сил и не является силой в обычном понимании этого слова. Здесь опять используется не очень удачная, но исторически установившаяся терминология.

Из этой формулы видно, что ЭДС измеряется в Вольтах (В).

Формула нахождения эдс

Первым делом разберемся с определением. Что означает эта аббревиатура?

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. В сцепленном токопроводящем контуре ЭДС приравнивается работе данных сил по перемещению единого плюсового (положительного) заряда вдоль всего контура.

Ниже на рисунке представлена эдс формула.

Аст – означает работу сторонних сил в джоулях.

q – это переносимый заряд в кулонах.

Сторонние силы – это силы которые выполняют разделение зарядов в источнике и в итоге образуют на его полюсах разность потенциалов.

Для этой силы единицей измерения является вольт. Обозначается в формулах она буквой E».

Только в момент отсутствия тока в батареи, электродвижущая си-а будет равна напряжению на полюсах.

ЭДС индукции:

ЭДС индукции в контуре, имеющем N витков:

При движении:

Электродвижущая сила индукции в контуре, крутящемся в магнитном поле со скоростью w

Заключение

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 нравится2

Предыдущая
ТеорияЧто такое термопара: об устройстве простыми словами
Следующая
ТеорияЧто такое заземление простыми словами

электромагнетизм — Электромагнитные поля против электромагнитного излучения

Электрическое поле

Вот простой способ построить устройство для обнаружения электрического поля.

Возьмите обычный воздушный шар и привяжите к нему нитку. Держите его за веревку. Он должен висеть прямо вниз из-за силы тяжести, действующей на него. Однако, нажав на воздушный шар, вы увидите, что для перемещения воздушного шара требуется лишь небольшой толчок. Если на него действует постоянная сила, например, из-за постоянного слабого ветра, гирлянда воздушного шара будет направлена ​​под углом. Угол струны воздушного шара, по сути, является датчиком силы.

Потрите шарик о свои волосы (или одолжите чужие волосы, если у вас их недостаточно). Воздушный шар теперь имеет некоторый заряд. Если вы держите его за веревку, он все равно будет висеть прямо вниз большую часть времени. Однако, если присутствует электрическое поле, воздушный шар будет немного двигаться в направлении электрического поля. Направление, на которое указывает струна, указывает направление электрического поля, а отклонение струны от вертикали указывает на напряженность электрического поля.

Например, если вы держите воздушный шар возле стены или свитера, он, скорее всего, начнет отклоняться. Это указывает на то, что стена или ваш свитер создают электрическое поле. (Это происходит за счет электростатической индукции.)

Если вы прогуляетесь по разным местам, вы обнаружите, что направление и сила поля везде разные. Даже если вы остаетесь на одном месте, вы можете обнаружить, что направление и сила поля со временем меняются. Расставив множество воздушных шаров по всему огромному залу и наблюдая за всеми их отклонениями, вы можете наметить все электрическое поле.

Вы можете визуализировать это как связку стрел в пространстве, точно так же, как вы могли бы визуализировать скорость воздуха, который везде движется с разной скоростью в разных направлениях. Однако стрелки не указывают на то, что что-то движется; они просто указывают на отклонение воздушного шара, если бы он был там.

Вы также можете визуализировать электрическое поле, представляя, что стрелки повсюду перерастают друг в друга, образуя линии. Например, вот изображение из Википедии линий электрического поля для диполя (один положительный и один отрицательный заряд расположены рядом друг с другом). На этой картинке ничего не движется.

Магнитное поле

Магнитные поля очень похожи на электрические поля.

Технически, ваш воздушный шар может обнаруживать магнитное поле, перемещая его и наблюдая за действующими на нем силами, но это нецелесообразно. Простым детектором магнитного поля является компас. Компас указывает направление магнитного поля.

Вы также можете получить представление о силе магнитного поля, вращая компас по кругу. Это заставит иглу качаться вперед и назад. Чем быстрее колебания, тем сильнее магнитное поле.

Мы можем непосредственно визуализировать магнитные поля, потому что маленькие кусочки железа могут действовать как крошечные компасы. Разложив их вокруг магнита, мы можем увидеть очертания силовых линий магнитного поля. Вот картинка из Википедии для этого

:

Это магнитный диполь, и, как вы видите, он очень похож на электрический диполь.

Связь между электрическими и магнитными полями

Оказывается, электрические и магнитные поля связаны друг с другом. Заряженные частицы создают электрические поля. Однако если те же самые заряды начинают двигаться, они создают магнитные поля. Если вы попытаетесь использовать компас рядом с проводом, по которому течет постоянный ток, вы увидите, что стрелка отклоняется магнитным полем, создаваемым движущимися зарядами в проводе.

Кроме того, электрические поля и магнитные поля могут создавать друг друга в соответствии с точными математическими правилами, называемыми уравнениями Максвелла. Каждый раз, когда электрическое поле изменяется во времени, оно создает магнитное поле, которое «закручивается» вокруг него (грубо говоря, для точного утверждения вам нужно изучить векторное исчисление). Точно так же изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле, которое точно так же закручивается вокруг него. Это называется «электромагнитной индукцией» (и это другое использование слова «индукция», чем когда воздушный шар индуцировал электрическое поле в стене).

Электромагнитное излучение

Правила взаимосвязи между электрическими и магнитными полями работают так, что вы можете получить волны электрических и магнитных полей, распространяющиеся в пространстве. Грубо говоря, изменяющееся электрическое поле создает изменяющееся магнитное поле, которое создает изменяющееся электрическое поле и т. д., и все это распространяется вперед со скоростью света. Чтобы по-настоящему увидеть, как это работает, вам придется изучить математику.

Чтобы создать электромагнитную волну, просто возьмите что-нибудь с зарядом и встряхните. Если вы возьмете воздушный шар, которым терлись о волосы, и начнете трясти его туда-сюда, вы создадите электромагнитные волны (хотя их длина волны составляет сотни тысяч километров). Если бы вы могли раскачивать воздушный шар вперед и назад примерно квадриллион раз в секунду, вы бы действительно увидели свет, излучаемый воздушным шаром. На немного более низких частотах вы могли бы излучать микроволны, чтобы готовить еду или, еще ниже, слушать их по радио.

Что касается электромагнитной волны, то это просто изменяющееся электрическое и магнитное поле. Если бы мимо вас прошла электромагнитная волна, вы могли бы обнаружить ее с помощью вашего воздушного шара, наблюдая, как воздушный шар вибрирует вперед и назад, или с помощью вашего компаса таким же образом. Однако частоты большинства электромагнитных волн слишком высоки, чтобы их можно было заметить с помощью таких грубых инструментов, как воздушный шар или компас. Вместо этого мы обнаруживаем электромагнитные волны с помощью таких вещей, как пленка, ПЗС-матрицы и антенны.

Какая связь между электромагнитной волной и фотоном?

Причина, по которой теория Максвелла не может описать фотон, заключается в том, что излучение явления — явления взаимной энергии.

Это не самоэнергетическое явление. традиционные решения электромагнитных полей допускают здесь ошибки. Явления взаимной энергии включают, теорему о взаимной энергии, теорему о взаимном потоке энергии, принцип взаимной энергии. Все это относится к взаимной индуктивности. Явления собственной энергии включают поток собственной энергии (поток энергии вектора Пойнтинга), принцип собственной энергии (поток собственной энергии не несет энергию). Все это относится к самоиндукции.

Закон сохранения энергии

Как описать явление взаимного излучения энергии? уравнения Максвелла 4 формула должна быть добавлена ​​еще одна формула, которая представляет собой сохранение энергии закон. Предположим, что имеется $N$ текущих источников:$\boldsymbol{J}_{i}$, $i=1,…N$. Соответствующие поля: $\xi_{i}=[\boldsymbol{E}_{i},\boldsymbol{H}_{i}]$, Один текущий $\boldsymbol{J}_{i}$ предложит другой текущий $\boldsymbol{J}_{j}$ какая-то сила, \begin{уравнение} P_{ij}=\iiint_{V}(\boldsymbol{J}_{j}\cdot\boldsymbol{E}_{i})dV\label{eq:1} \end{уравнение}

Вышеупомянутая величина тока $\boldsymbol{J}_{i}$ потеряна. Эта сила принимается текущим $\boldsymbol{J}_{j}$.

\начало{уравнение} P_{ji}=\iiint_{V}(\boldsymbol{J}_{i}\cdot\boldsymbol{E}_{j})dV\label{eq:2} \end{уравнение} мощность, которую ток $\boldsymbol{J}_{j}$ отдает в ток $\boldsymbol{J}_{i}$. Когда $\boldsymbol{J}_{i}$ потеряет часть энергии, эта энергия будет равна полученных текущим $\boldsymbol{J}_{j}$. Следовательно, полная энергия не изменится, значит,

9{N}\iiint_{V}(\boldsymbol{J}_{i}\cdot\boldsymbol{E}_{j}+\frac{\partial}{\partial t}(\boldsymbol{E}_{i }\cdot\boldsymbol{D}_{j}+\boldsymbol{H}_{i}\cdot\boldsymbol{B}_{j}))dV\label{eq:5} \end{equation}

Принцип взаимной энергии можно вывести из уравнений Максвелла добавлением некоторых условий. Условия представляют собой уравнение Максвелла должны быть установлены парами. В каждой паре есть решение для передачи антенна и приемная антенна. Или пара для излучателя и поглотителя. Этот означает, что приемная антенна и поглотитель также излучают волны. Это также означает, что излучение является взаимным энергетическим явлением, что приемная антенна и поглотитель также должны присоединяться к излучению теория.

$R$ — множество решений запаздывающей волны. $A$ — множество решения опережающей волны. $R\cup A$ — множество решений уравнений Максвелла. $R\cap A$ — множество решения принципа взаимной энергии. $R\cap A$ — решения физики. $R\cap A$ возможно решение физики, но также возможно неверных решений.

Мы также можем построить теорию электромагнитного поля, добавив вышеуказанное формула принципа взаимной энергии, то приведенные выше описания могут быть вытекает из принципа взаимной энергии. 9{\infty}dt\iint_{\Gamma}(\boldsymbol{E}_{i}\times\boldsymbol{H}_{j})\cdot\hat{n}d\Gamma=0\label{eq: 6} \end{уравнение} $\Gamma$ — граница объема $V$. Его можно выбрать как большая сфера с радиусом как бесконечность. Это означает, что не должно быть взаимного потоки энергии уходят за пределы нашей Вселенной. Это ясно правильно теорема. Чтобы приведенная выше формула была равна 0, два электромагнитных поля $\xi_{i}=[\boldsymbol{E}_{i},\boldsymbol{H}_{i}]$ и $\xi_{j}=[\boldsymbol{E}_{j},\ полужирный символ{H}_{j}]$ должна быть одна запаздывающая волна, а другая опережающая волна. отсталый волна достигает поверхности в будущем. Передовая волна достигает поверхность в прошлом. Электромагнитные поля не будут отличными от нуля в то же время на поверхности, поэтому поверхностный интеграл будет 0.

Можно предположить, что ток посылает запаздывающую волну как передающую антенна или излучатель. Ток посылает передовую волну в качестве приемной антенны или абсорбер. Следовательно, передающая антенна и излучатель должны излучать запаздывающая волна. Приемная антенна и поглотитель должны излучать опережающая волна.

об опережающей волне, Уилер и Фейнман имеют теорию поглотителя. У Джона Крамера есть транзакционная интерпретация квантовой механики.

Теорема о взаимном потоке энергии, фотон — это взаимный поток энергии 9{\infty}dt\iint_{\Gamma}(\boldsymbol{E}_{1}\times\boldsymbol{H}_{2}+\boldsymbol{E}_{2}\times\boldsymbol{H}_ {1})\cdot\шляпа{n}d\Gamma\label{eq:8} \end{уравнение} $\Gamma$ — любая поверхность, разделяющая объемы $V_{1}$ и $V_{2}$. На следующем рисунке показана форма взаимного потока энергии. $\iint_{\Gamma}(\boldsymbol{E}_{1}\times\boldsymbol{H}_{2}+\boldsymbol{E}_{2}\times\boldsymbol{H}_{1}) \cdot\hat{n}d\Gamma$ — взаимный поток энергии. Взаимный поток энергии определяется в противоположность к потоку собственной энергии: $\iint_{\Gamma}(\boldsymbol{E}_{1}\times\boldsymbol{H}_{1})\cdot\hat{n}d\Gamma$ $\iint_{\Gamma}(\boldsymbol{E}_{2}\times\boldsymbol{H}_{2})\cdot\hat{n}d\Gamma$. $(\xi_{1},\xi_{2})$ — взаимная энергия, проходящая через поверхность $\Gamma$ через взаимный поток энергии. Взаимный поток энергии не уменьшается как волна. Амплитуда волны будет уменьшаться при ее распространении. Взаимный поток энергии не будет уменьшаться при его распространении. взаимное поток энергии очень тонкий, когда он излучается или принимается. взаимное энергия будет густой между ее источником и приемником. Следовательно, взаимное поток энергии очень похож на фотон. Мы можем сказать, что фотон на самом деле это взаимный поток энергии.

Согласно этой теории поток собственной энергии или излучение собственной энергии не передают энергию в пространстве. Поток собственной энергии представляет собой нормальную волну решение уравнений Максвелла (уравнение Максвелла только для одного тока источник). Эта волна гасится волнами обращения времени. Существуют два вида волн обращения времени, соответствующие запаздывающей волне и опережающая волна. Ниже представлена ​​фигура фотона. Излучатель посылает запаздывающую волну, поглотитель — опережающую. Запаздывающая волна и опережающая волна либо являются реактивной волной, либо схлопываются обратно. Взаимный поток энергии переносит энергию фотонов от излучателя к поглотителю.

Обрушение волны В квантовой механике волны коллапсируют, это можно показать как

В теории взаимной энергии коллапс волны на самом деле осуществляется за счет процесса обратного коллапса волны и процесса взаимного потока энергии:

Резюме , (1) фотон — это не волна, а взаимный поток энергии. Взаимный поток энергии строится запаздывающей волной, посылаемой из излучатель и опережающая волна посылает из поглотителя. (2) есть 4 волны, запаздывающая волна, опережающая волна и две волны обращения времени. Все 4 волны компенсируют друг друга. Однако взаимный поток энергии сохраняется. (3) Коллапс волны можно описать двумя явлениями: Энергия передается за счет взаимной энергии. Запаздывающая волна и опережающая волна отменяется волнами обращения времени. Если эта теория интересна, подробности можно поискать в гугле. по ключевому слову принцип взаимной энергии'' или взаимный поток энергии», «принцип собственной энергии».

Электромагнитные волны: определение, свойства и примеры

Электромагнитные волны являются методом передачи энергии. Они образованы переменным магнитным полем, которое индуцирует переменное электрическое поле. Электромагнитные волны состоят из этих индуцированных колеблющихся электрических и магнитных полей, которые перпендикулярны друг другу.

В отличие от механических волн, электромагнитным волнам для передачи не требуется среда. Следовательно, электромагнитные волны могут распространяться в вакууме, где нет среды. К электромагнитным волнам относятся радиоволны, микроволны, инфракрасные волны, видимый свет, ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Просто чтобы вы знали

Механические волны вызваны вибрацией в материи, такой как твердые тела, газы и жидкости. Механические волны проходят через среду через небольшие столкновения между частицами, которые передают энергию от одной частицы к другой. Следовательно, механические волны могут распространяться только через среду. Некоторыми примерами механических волн являются звуковые волны и волны воды.

Открытие электромагнитных волн

В 1801 году Томас Янг провел эксперимент, названный экспериментом с двумя щелями, в ходе которого он обнаружил волнообразное поведение света. В этом эксперименте свет от двух маленьких отверстий направлялся на плоскую поверхность, что приводило к интерференционной картине. Янг также предположил, что свет представляет собой поперечную волну , а не продольную волну.

Позже Джеймс Клерк Максвелл изучал поведение электромагнитных волн. Он обобщил взаимосвязь между магнитными и электрическими волнами в уравнениях, известных как уравнения Максвелла.

Эксперимент Герца

Между 1886 и 1889 годами Генрих Герц использовал уравнения Максвелла для изучения поведения радиоволн. Он обнаружил, что радиоволн являются формой света .

Герц использовал два стержня, искровой разрядник в качестве приемника (подключенного к цепи) и антенну (см. схему ниже). При наблюдении волн в разряднике создавалась искра. Было обнаружено, что эти сигналы обладают теми же свойствами, что и электромагнитные волны. Эксперимент доказал, что скорость радиоволн равна скорости света (но они имеют разные длины волн и частоты).

Общий план эксперимента Герца. A — переключатель, B — трансформатор, C — металлические пластины, D — разрядник, E — приемник. Викисклад.

В приведенном ниже уравнении видно, что частота и длина волны связаны со скоростью света, где c — скорость света, измеряемая в метрах в секунду (м/с), f — частота, измеряемая в герцах (Гц) , а λ — длина волны, измеряемая в метрах (м). скорость света постоянна в вакууме и имеет значение приблизительно 3 ⋅ 10 ⁸ м/с. Если волна имеет более высокую частоту, она будет иметь меньшую длину волны, и наоборот.

Поскольку было обнаружено, что электромагнитные волны обладают свойствами, подобными механическим волнам, их считали просто волнами. Однако иногда электромагнитные волны также демонстрируют корпускулярное поведение, что является концепцией корпускулярно-волнового дуализма . Чем короче длина волны, тем больше частицеподобное поведение, и наоборот. Электромагнитное излучение (и, соответственно, свет) имеет как волновое, так и корпускулярное поведение.

Свойства электромагнитных волн

Электромагнитные волны обладают как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Вот их свойства:

• Электромагнитные волны — это поперечных волн.
• Электромагнитные волны могут отражаться, преломляться, дифрагировать и создавать интерференционные картины (волноподобное поведение).
• Электромагнитное излучение состоит из заряженных частиц, создающих волн энергии без массы (поведение, подобное частицам).
• Электромагнитные волны распространяются на с той же скоростью в вакууме , которая равна скорости света (3 ⋅ 10 ⁸ м/с).
• Электромагнитные волны могут распространяться в вакууме; поэтому им не нужна среда для передачи.
• Поляризация: волны могут быть постоянными или вращаться с каждым циклом.

Что такое электромагнитный спектр?

Электромагнитный спектр — это весь спектр электромагнитного излучения , состоящий из различных типов электромагнитных волн. Он устроен в соответствии с частота и длина волны : левая часть спектра имеет самую большую длину волны и самую низкую частоту, а правая часть имеет самую короткую длину волны и самую высокую частоту.

Ниже вы можете увидеть различные типы электромагнитных волн, из которых состоит все электромагнитное излучение.

Электромагнитный спектр с указанием длины волны и частоты, Wikimedia Commons

Типы электромагнитных волн

Во всем спектре электромагнитного излучения существуют различные типы электромагнитных волн, которые вы можете увидеть в следующей таблице.

Types	Wavelength [m]	Frequency [Hz]
Radio waves	10 6 – 10 -4	10 0 – 10 12
Microwaves	10 – 10 -4	10 8 – 10 12
Infrared	10 -2 – 10 -6	10 11 – 10 14
Visible light	4 · 10 -7 – 7 · 10 -7	4 · 10 14 – 7. 5 · 10 14
Ultraviolet	10 -7 – 10 -9	10 15 – 10 17
X-rays	10 -8 – 10 -12	10 17 – 10 20
Gamma rays	<10 -10	>10 18

Электромагнитные волны используются в технике в зависимости от свойств каждого типа волн. Некоторые электромагнитные волны оказывают вредное воздействие на живые организмы. В частности, микроволны, рентгеновские и гамма-лучи могут быть опасны при определенных обстоятельствах.

Радиоволны

Радиоволны имеют наибольшую длину волны и наименьшую частоту . Они легко передаются по воздуху и не вызывают повреждения клеток человека при всасывании. Поскольку у них самая длинная длина волны, они могут преодолевать большие расстояния, что делает их идеальными для цели связи .

Радиоволны передают закодированную информацию на большие расстояния, которая затем расшифровывается после приема радиоволн. На изображении ниже показана антенна, работающая как передатчик, который генерирует радиоволны. Антенна передает и принимает радиоволны в определенном диапазоне частот.

Пример антенны, Unsplash

Микроволны

Микроволны — это электромагнитные волны с длиной волны от 10 м до сантиметров. Они короче радиоволн, но длиннее инфракрасного излучения. Микроволны хорошо передаются через атмосферу. Вот некоторые области применения микроволн:

• Разогрев продуктов при высокой интенсивности. Высокоэнергетические микроволны имеют частоты, которые легко поглощаются молекулами воды. Микроволны нагревают пищу с помощью магнетрона, генерирующего микроволны, которые достигают отсека для продуктов и вызывают вибрацию молекул воды в продуктах. Это увеличивает трение между молекулами, что приводит к увеличению тепла.
• Связь , например WIFI и спутники. Благодаря своей высокой частоте и легкой передаче через атмосферу микроволны могут нести много информации и передавать эту информацию с Земли на разные спутники.

Микроволны высокой интенсивности могут быть вредны для живых организмов и, в частности, для внутренних органов, поскольку молекулы воды легче поглощают микроволны.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение является частью электромагнитного спектра. Он имеет длину волны от миллиметров до микрометров. Инфракрасное излучение также известно как инфракрасный свет , и его длина волны больше, чем у видимого света (поэтому оно невидимо для человеческого глаза). Тепловое излучение в виде инфракрасных электромагнитных волн излучается всем веществом с температурой выше абсолютного нуля.

Инфракрасные волны могут передаваться через атмосферу, поэтому они также используются для связи . Инфракрасное излучение также используется в волоконной оптике, датчиках (например, пультах дистанционного управления), инфракрасном тепловидении для постановки медицинских диагнозов (например, артрит), тепловизионных камерах и отоплении.

Видимый свет

Видимый свет — это часть электромагнитного спектра, равная видимый человеческому глазу . Видимый свет не поглощается атмосферой Земли, а проходящий через нее свет рассеивается за счет газа и пыли, что создает на небе разные цвета.

На изображении ниже вы можете видеть лазер, излучающий видимый свет. Луч света содержит волны с одинаковыми длинами волн и концентрирует свою энергию в небольшом пятне. Благодаря этой концентрации энергии на небольшой площади лазеры могут перемещаться на большие расстояния и используются в приложениях, требующих высокой точности.

Некоторые области применения волн видимого света включают оптоволоконную связь, фотографию, телевидение и смартфоны.

Лазеры являются примером применения видимого света, Wikimedia Commons

Ультрафиолетовый свет

Ультрафиолетовый свет является частью электромагнитного спектра между видимым светом и рентгеновскими лучами. Когда ультрафиолетовый свет освещает любой предмет, содержащий фосфор, излучается видимый свет, который кажется светящимся. Этот тип света используется для вылечить или упрочнить некоторые материалы и обнаружить структурные дефекты .

Ультрафиолетовое излучение может вызвать солнечные ожоги. Длительное и высокоинтенсивное воздействие ультрафиолетового излучения потенциально может повредить живые клетки и вызвать преждевременное старение кожи и рак кожи.

Некоторые области применения ультрафиолетового света включают загар, флуоресцентный свет для отверждения материалов и обнаружения, а также стерилизацию.

Рентгеновские лучи

Рентгеновские лучи — это высокоэнергетические волны, способные проникать сквозь материю . Они относятся к типу ионизирующего излучения . Ионизирующее излучение — это вид излучения, способный вытеснять электроны из оболочек атомов и превращать их в ионы. Этот тип ионизирующего излучения вызывает мутации ДНК в живых клетках при высоких энергиях, что может привести к раку.

Рентгеновские лучи, испускаемые объектами в космосе, в основном поглощаются атмосферой Земли, поэтому их можно наблюдать только с помощью рентгеновских телескопов на орбите. Рентгеновские лучи также используются в медицинской и промышленной визуализации из-за их проникающих свойств.

См. наши объяснения по поглощению рентгеновских лучей и диагностическим рентгеновским излучениям для получения дополнительной информации!

Гамма-лучи

Гамма-лучи представляют собой волны с наивысшей энергией, которые образуются в результате радиоактивного распада атомного ядра. Гамма-лучи имеют самую короткую длину волны и самую высокую энергию, поэтому они также могут проникать сквозь материю . Гамма-лучи также являются формой ионизирующего излучения , которое может повредить живые клетки при высоких энергиях. Как и рентгеновские лучи, гамма-лучи, испускаемые объектами в космосе, в основном поглощаются атмосферой Земли и могут быть обнаружены с помощью гамма-телескопов.

Из-за своей проникающей способности гамма-лучи используются в различных областях, таких как

• медицинские процедуры, где гамма-лучи используются для лучевой терапии или медицинской стерилизации,
• ядерные исследования или ядерные реакторы,
• безопасность, например обнаружение дыма или стерилизация пищевых продуктов и астрономия
• .

Область неба с центром в пульсаре Геминга. Слева — общее количество гамма-лучей, обнаруженных телескопом большой площади Ферми. Чем ярче цвета, тем выше количество гамма-лучей. Справа показано гамма-ореол пульсара. Викисклад

Ознакомьтесь с нашим объяснением альфа-, бета- и гамма-излучения и радиоактивного распада, чтобы получить дополнительную информацию о гамма-излучении.

Электромагнитные волны. Основные выводы

• Электромагнитные волны состоят из колеблющихся электрических и магнитных полей, перпендикулярных друг другу.

• Электромагнитные волны могут распространяться в вакууме со скоростью света.

• Электромагнитные волны могут отражаться, преломляться, поляризоваться и создавать интерференционные картины. Это демонстрирует волнообразное поведение электромагнитных волн.

• Электромагнитные волны также обладают свойствами частиц.

• Электромагнитные волны используются для различных целей, таких как связь, обогрев, медицинская визуализация и диагностика, а также стерилизация продуктов питания и медицинских препаратов.

Электромагнитные поля, окислительный стресс и нейродегенерация

1. Adey WR. Взаимодействие тканей с неионизирующими электромагнитными полями. Физиологические обзоры . 1981;61(2):435–514. [PubMed] [Академия Google]

2. Лейси-Халберт А., Меткалф Дж. К., Хескет Р. Биологические реакции на электромагнитные поля. Журнал FASEB . 1998;12(6):395–420. [PubMed] [Google Scholar]

3. Юутилайнен Дж., Матилайнен П., Саарикоски С., Ляэра Э., Суонио С. Ранняя потеря беременности и воздействие магнитных полей частотой 50 Гц. Биоэлектромагнетизм . 1993;14(3):229–236. [PubMed] [Google Scholar]

4. Международное агентство по изучению рака (IARC) Неионизирующее излучение Часть I: статические и крайне низкочастотные (ELF) электрические и магнитные поля. Монографии . 2002; 80:429 страниц. [Google Scholar]

5. Li CY, Sung FC. Связь между профессиональным воздействием электромагнитных полей промышленной частоты и боковым амиотрофическим склерозом: обзор. Американский журнал промышленной медицины . 2003;43(2):212–220. [PubMed] [Google Scholar]

6. ХАЙНАЛ А., РЕГЛИ Ф. Боковой амиотрофический склероз, связанный с накопленной электротравмой. Confinia Neurologica . 1964; 24: 189–198. [PubMed] [Академия Google]

7. Wertheimer N, Leeper E. Оригинальные материалы. Конфигурации электропроводки и детский рак. Американский журнал эпидемиологии . 1979;109(3):273–284. [PubMed] [Google Scholar]

8. Лумис Д.П., Савиц Д.А. Смертность от рака головного мозга и лейкемии среди электромонтажников. Британский журнал промышленной медицины . 1990;47(9):633–638. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

9. Davanipour Z, Tseng CC, Lee PJ, Sobel E. Исследование случай-контроль воздействия профессионального магнитного поля и болезни Альцгеймера: результаты диагностики болезни Альцгеймера в Калифорнии и Лечебные центры. BMC Неврология . 2007;7, статья 13 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

10. ВОЗ. Электромагнитные поля и здоровье населения. Воздействие крайне низкочастотных полей. Информационный бюллетень №. 2007;(322)

11. ВОЗ (Критерии гигиены окружающей среды) Крайне низкочастотные поля . Том. 35. Женева, Швейцария: ВОЗ; 1984. [Google Scholar]

12. Polk C, Postov E. CRC Handbook of Biological Effects of Electro Magnetic Fields . Бока-Ратон, Флорида, США: CRC Press; 1996. [Google Scholar]

13. Ahlbom A, Bergqvist U, Bernhardt JH, et al. Рекомендации по ограничению воздействия изменяющихся во времени электрических, магнитных и электромагнитных полей. Физика здоровья . 1998;74(4):494–521. [PubMed] [Google Scholar]

14. ICNIRP (Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения) Рекомендации по ограничению воздействия изменяющихся во времени электрических и магнитных полей (от 1 Гц до 100 кГц) Health Physics . 2010;99(6):818–836. [PubMed] [Google Scholar]

15. Friedman J, Kraus S, Hauptman Y, Schiff Y, Seger R. Механизм кратковременной активации ERK электромагнитными полями на частотах мобильного телефона. Биохимический журнал . 2007;405(3):559–568. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

16. Caraglia M, Marra M, Mancinelli F, et al. Электромагнитные поля на частоте мобильного телефона вызывают апоптоз и инактивацию мультишаперонного комплекса в клетках эпидермоидного рака человека. Журнал клеточной физиологии . 2005;204(2):539–548. [PubMed] [Google Scholar]

17. Li HW, Yao K, Jin HY, Sun LX, Lu DQ, Yu YB. Протеомный анализ эпителиальных клеток хрусталика человека, подвергшихся воздействию микроволн. Японский журнал офтальмологии . 2007;51(6):412–416. [PubMed] [Google Scholar]

18. Октем Ф., Озгунер Ф., Моллаоглу Х., Кою А., Уз Э. Окислительное повреждение почек, вызванное мобильным телефоном с частотой 900 МГц: защита мелатонином. Архив медицинских исследований . 2005;36(4):350–355. [PubMed] [Google Scholar]

19. Kovacic P, Somanathan R. Электромагнитные поля: механизм, клеточная сигнализация, другие биопроцессы, токсичность, радикалы, антиоксиданты и полезные эффекты. Журнал рецепторов и передачи сигналов . 2010;30(4):214–226. [PubMed] [Google Scholar]

20. Repacholi MH, Greenebaum B. Взаимодействие статических и крайне низкочастотных электрических и магнитных полей с живыми системами: влияние на здоровье и потребности в исследованиях. Биоэлектромагнетизм . 1999;20(3):133–160. [PubMed] [Google Scholar]

21. Jajte J, Grzegorczyk J, Zmysacute M, Rajkowska E. Влияние статического магнитного поля 7 mT и ионов железа на лимфоциты крысы: апоптоз, некроз и свободнорадикальные процессы. Биоэлектрохимия . 2002;57(2):107–111. [PubMed] [Google Scholar]

22. Акдаг М.З., Билгин М.Х., Дасдаг С., Тумер С. Изменение выработки оксида азота у крыс, подвергшихся длительному воздействию магнитного поля крайне низкой частоты. Электромагнитная биология и медицина . 2007;26(2):99–106. [PubMed] [Google Scholar]

23. Scaiano JC, Mohtat N, Cozens FL, McLean J, Thansandote A. Применение механизма радикальной пары к свободным радикалам в организованных системах: можно ли предсказать влияние частоты 60 Гц на основе исследований, проведенных в рамках статические поля? Биоэлектромагнетизм . 1994;15(6):549–554. [PubMed] [Google Scholar]

24. Симко М. Окислительно-восстановительный статус, специфичный для типа клетки, отвечает за различные эффекты электромагнитного поля. Текущая медицинская химия . 2007;14(10):1141–1152. [PubMed] [Google Scholar]

25. Валко М., Лейбфриц Д., Монкол Дж., Кронин М.Т.Д., Мазур М., Телсер Дж. Свободные радикалы и антиоксиданты в нормальных физиологических функциях и заболеваниях человека. Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 2007;39(1):44–84. [PubMed] [Google Scholar]

26. Harakawa S, Inoue N, Hori T, et al. Влияние электрического поля частотой 50 Гц на уровень перекиси липидов в плазме и антиоксидантную активность у крыс. Биоэлектромагнетизм . 2005;26(7):589–594. [PubMed] [Google Scholar]

27. Kong Q, Lin CLG. Окислительное повреждение РНК: механизмы, последствия и заболевания. Клеточные и молекулярные науки о жизни . 2010;67(11):1817–1829. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

28. Rollwitz J, Lupke M, Simkó M. Магнитные поля 50 Гц вызывают образование свободных радикалов в промоноцитах и ​​макрофагах костного мозга мышей. Biochimica et Biophysica Acta — общие предметы . 2004;1674(3):231–238. [PubMed] [Google Scholar]

29. Simkó M, Mattsson MO. Электромагнитные поля чрезвычайно низкой частоты как эффекторы клеточных реакций in vitro: возможная активация иммунных клеток. Журнал клеточной биохимии . 2004;93(1):83–92. [PubMed] [Google Scholar]

30. Roy S, Noda Y, Eckert V, et al. Индуцированный форболом 12-миристат-13-ацетатом (ФМА) окислительный взрыв в перитонеальных нейтрофилах крыс усиливается магнитным полем 0,1 мТл (60 Гц). Письма ФЭБС . 1995;376(3):164–166. [PubMed] [Google Scholar]

31. Simkó M, Droste S, Kriehuber R, Weiss DG. Стимуляция фагоцитоза и образования свободных радикалов в мышиных макрофагах электромагнитными полями частотой 50 Гц. Европейский журнал клеточной биологии . 2001;80(8):562–566. [PubMed] [Google Scholar]

32. Thun-Battersby S, Mevissen M, Löscher W. Воздействие на крыс Sprague-Dawley магнитного поля с частотой 50 герц, 100- мк Тесла в течение 27 недель способствует онкогенезу молочной железы в 7,12-диметилбенз[а]-антраценовая модель рака молочной железы. Исследование рака . 1999;59(15):3627–3633. [PubMed] [Google Scholar]

33. Каплан Л.С., Шенфельд Э.Р., О’Лири Э.С., Леске М.С. Рак молочной железы и электромагнитные поля — обзор. Анналы эпидемиологии . 2000;10(1):31–44. [PubMed] [Google Scholar]

34. Katsir G, Parola AH. Усиленная пролиферация, вызванная низкочастотным слабым магнитным полем в фибробластах куриных эмбрионов, подавляется поглотителями радикалов. Биохимические и биофизические исследовательские коммуникации . 1998;252(3):753–756. [PubMed] [Google Scholar]

35. Фостер К.Р., Глейзер Р. Термические механизмы взаимодействия радиочастотной энергии с биологическими системами в соответствии с рекомендациями по воздействию. Физика здоровья . 2007;92(6):609–620. [PubMed] [Google Scholar]

36. Гестель М. Биологический мониторинг нетепловых эффектов излучения мобильных телефонов: современные подходы и проблемы. Биологические обзоры . 2010;85(3):489–500. [PubMed] [Академия Google]

37. Ирмак М.К., Фадиллиоглу Э., Гюлеч М., Эрдоган Х., Ягмурджа М., Акьол О. Влияние электромагнитного излучения сотового телефона на уровни оксидантов и антиоксидантов у кроликов. Биохимия и функция клетки . 2002;20(4):279–283. [PubMed] [Google Scholar]

38. Стам Р. Электромагнитные поля и гематоэнцефалический барьер. Обзоры исследований мозга . 2010;65(1):80–97. [PubMed] [Google Scholar]

39. Zmyślony M, Politanski P, Rajkowska E, Szymczak W, Jajte J. Острое воздействие 9Непрерывное электромагнитное излучение с частотой 30 МГц in vitro влияет на уровень активных форм кислорода в лимфоцитах крыс, обработанных ионами железа. Биоэлектромагнетизм . 2004;25(5):324–328. [PubMed] [Google Scholar]

40. Озгур Э., Глер Г., Сейхан Н. Повреждение печени свободными радикалами, вызванное излучением мобильного телефона, ингибируется антиоксидантами н-ацетилцистеином и эпигаллокатехингаллатом. Международный журнал радиационной биологии . 2010;86(11):935–945. [PubMed] [Академия Google]

41. Lantow M, Lupke M, Frahm J, Mattsson MO, Kuster N, Simko M. Высвобождение АФК и экспрессия Hsp70 после воздействия радиочастотных электромагнитных полей с частотой 1800 МГц в первичных моноцитах и ​​лимфоцитах человека. Радиационная биофизика и биофизика окружающей среды . 2006;45(1):55–62. [PubMed] [Google Scholar]

42. Лантоу М., Шудерер Дж., Хартвиг ​​С. , Симко М. Высвобождение свободных радикалов и экспрессия HSP70 в двух иммунно-значимых клеточных линиях человека после воздействия радиочастотного излучения 1800 МГц. Радиационные исследования . 2006;165(1):88–94. [PubMed] [Google Scholar]

43. Huang TQ, Lee MS, Oh EH, et al. Характеристика биологического действия радиочастотного воздействия 1763 МГц на волосковые слуховые клетки. Международный журнал радиационной биологии . 2008;84(11):909–915. [PubMed] [Google Scholar]

44. Halliwell B, Gutteridge JMC, Andorn AC, Britton RS, Bacon BR. Перекисное окисление липидов в гомогенатах головного мозга: роль радикалов железа и гидроксила (несколько букв) Журнал нейрохимии . 1997;69(3):1330–1331. [PubMed] [Google Scholar]

45. Назироглу М. Новые молекулярные механизмы активации каналов TRPM2 окислительным стрессом и АДФ-рибозой. Нейрохимические исследования . 2007;32(11):1990–2001. [PubMed] [Google Scholar]

46. Озмен И. , Назироглу М., Алиси Х.А., Шахин Ф., Дженгиз М., Эрен И. Спинальное введение морфина снижает содержание жирных кислот в спинном и головном мозге за счет усиления окислительного стресса. Нейрохимические исследования . 2007;32(1):19–25. [PubMed] [Google Scholar]

47. Adair RK. Влияние очень слабых магнитных полей на радикальное преобразование пар. Биоэлектромагнетизм . 1999;20(4):255–263. [PubMed] [Google Scholar]

48. O’Dea AR, Curtis AF, Green NJB, Tinunel CR, Hore PJ. Влияние диполярных взаимодействий на реакции рекомбинации пар радикалов в слабых магнитных полях. Журнал физической химии A . 2005;109(5):869–873. [PubMed] [Академия Google]

49. Хофф А.Дж. Влияние магнитного поля на реакции фотосинтеза. Ежеквартальные обзоры биофизики . 1981;14(4):599–665. [PubMed] [Google Scholar]

50. Rodgers CT, Hore PJ. Химическая магниторецепция у птиц: радикально-парный механизм. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 2009;106(2):353–360. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

51. Di Loreto S, Falone S, Caracciolo V, et al. Воздействие чрезвычайно низкочастотного магнитного поля частотой пятьдесят герц вызывает окислительно-восстановительный и трофический ответ в нейронах коры головного мозга крыс. Журнал клеточной физиологии . 2009;219(2):334–343. [PubMed] [Google Scholar]

52. Chu LY, Lee JH, Nam YS, et al. Магнитное поле чрезвычайно низкой частоты вызывает окислительный стресс в мозжечке мыши. Общая физиология и биофизика . 2011;30(4):415–421. [PubMed] [Google Scholar]

53. Ciejka E, Kleniewska P, Goraca A, Skibska B. Влияние магнитного поля крайне низкой частоты на окислительный баланс в мозге крыс. Журнал физиологии и фармакологии . 2011;62(6):657–661. [PubMed] [Google Scholar]

54. Еленкович А., Янач Б., Пешич В., Йованович Д.М., Васильевич И., Пролич З. Влияние крайне низкочастотного магнитного поля на мозг крыс. Бюллетень исследований мозга . 2006;68(5):355–360. [PubMed] [Google Scholar]

55. Bediz CS, Baltaci AK, Mogulkoc R, Öztekin E. Добавка цинка улучшает индуцированное электромагнитным полем перекисное окисление липидов в мозге крыс. Журнал экспериментальной медицины Тохоку . 2006;208(2):133–140. [PubMed] [Google Scholar]

56. Lee BC, Johng HM, Lim JK, et al. Влияние магнитного поля чрезвычайно низкой частоты на систему антиоксидантной защиты в мозге мыши: исследование хемилюминесценции. Журнал фотохимии и фотобиологии B . 2004;73(1-2):43–48. [PubMed] [Google Scholar]

57. Акдаг М.З., Дасдаг С., Улукая Э., Узунлар А.К., Курт М.А., Ташкин А. Влияние крайне низкочастотного магнитного поля на активность каспаз и значения окислительного стресса в мозге крыс. Исследование биологических микроэлементов . 2010;138(1–3):238–249. [PubMed] [Google Scholar]

58. Мартинес-Самано Дж., Торрес-Дуран П.В., Хуарес-Оропеса М.А., Вердуго-Диас Л. Влияние острого воздействия электромагнитного поля крайне низкой частоты на антиоксидантный статус и уровни липидов в мозге крыс. . Архив медицинских исследований . 2012;43(3):183–189. [PubMed] [Google Scholar]

59. Kregel KC, Zhang HJ. Комплексный взгляд на окислительный стресс при старении: основные механизмы, функциональные эффекты и патологические аспекты. Американский журнал физиологии . 2007; 292(1):R18–R36. [PubMed] [Google Scholar]

60. Falone S, Mirabilio A, Carbone MC, et al. Хроническое воздействие магнитных полей частотой 50 Гц вызывает значительное ослабление систем антиоксидантной защиты мозга старых крыс. Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 2008;40(12):2762–2770. [PubMed] [Google Scholar]

61. Кабуто Х., Ёкои И., Огава Н., Мори А., Либурди Р.П. Влияние магнитных полей на накопление реактивных веществ тиобарбитуровой кислоты, индуцированное солью железа и H ₂ O ₂ в гомогенатах мозга мыши или фосфотидилхолине. Патофизиология . 2001;7(4):283–288. [PubMed] [Google Scholar]

62. Хоссманн К. А., Герман Д.М. Влияние электромагнитного излучения мобильных телефонов на центральную нервную систему. Биоэлектромагнетизм . 2003;24(1):49–62. [PubMed] [Google Scholar]

63. Ильхан А., Гурел А., Армутку Ф. и соавт. Гинкго билоба предотвращает вызванный мобильным телефоном окислительный стресс в мозге крыс. Клиника Химика Акта . 2004;340(1-2):153–162. [PubMed] [Google Scholar]

64. Meral I, Mert H, Mert N, et al. Влияние электромагнитного поля с частотой 900 МГц, излучаемого сотовым телефоном, на окислительный стресс головного мозга и уровень некоторых витаминов у морских свинок. Исследование мозга . 2007;1169(1):120–124. [PubMed] [Google Scholar]

65. Аммари М., Леконт А., Сакли М., Абдельмелек Х., де-Сез Р. Воздействие электромагнитных полей GSM 900 МГц влияет на активность церебральной цитохром-с-оксидазы. Токсикология . 2008;250(1):70–74. [PubMed] [Google Scholar]

66. Xu S, Zhou Z, Zhang L, et al. Воздействие радиочастотного излучения с частотой 1800 МГц вызывает окислительное повреждение митохондриальной ДНК в первично культивируемых нейронах. Исследование мозга . 2010;1311:189–196. [PubMed] [Google Scholar]

67. Höytö A, Luukkonen J, Juutilainen J, Naarala J. Пролиферация, окислительный стресс и гибель клеток в клетках, подвергшихся воздействию радиочастотного излучения 872 МГц и окислителей. Радиационные исследования . 2008;170(2):235–243. [PubMed] [Академия Google]

68. Benz CC, Yau C. Старение, окислительный стресс и рак: парадигмы параллакса. Природа Обзоры Рак . 2008;8(11):875–879. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

69. Джомова К., Вондракова Д., Лоусон М., Валко М. Металлы, окислительный стресс и нейродегенеративные расстройства. Молекулярная и клеточная биохимия . 2010;345(1-2):91–104. [PubMed] [Google Scholar]

70. McKhann G, Drachman D, Folstein M. Клинический диагноз болезни Альцгеймера: отчет рабочей группы NINCDS-ADRDA под эгидой Целевой группы Министерства здравоохранения и социальных служб по болезни Альцгеймера. Неврология . 1984;34(7):939–944. [PubMed] [Google Scholar]

71. Ши Ду Янь, Ши Фан Янь, Чен Х и др. Неферментативно гликозилированный тау при болезни Альцгеймера вызывает нейрональный окислительный стресс, приводящий к экспрессии генов цитокинов и высвобождению амилоидного β -пептида. Природная медицина . 1995;1(7):693–699. [PubMed] [Google Scholar]

72. Nunomura A, Perry G, Pappolla MA, et al. Окисление РНК является характерной чертой уязвимых нейронов при болезни Альцгеймера. Журнал неврологии . 1999; 19 (6): 1959–1964. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

73. Ward A, Crean S, Mercaldi CJ, et al. Распространенность генотипа аполипопротеина E4 и гомозигот (APOE e4/4) среди пациентов с диагнозом болезнь Альцгеймера: систематический обзор и метаанализ. Нейроэпидемиология . 2012;38(1):1–17. [PubMed] [Google Scholar]

74. Сантибаньес М., Болумар Ф., Гарсия А.М. Профессиональные факторы риска болезни Альцгеймера: обзор оценки качества опубликованных эпидемиологических исследований. Медицина труда и окружающей среды . 2007;64(11):723–732. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

75. Sobel E, Louhija J, Sulkava R, et al. Отсутствие ассоциации аллеля аполипопротеина Е ε 4 с поздним началом болезни Альцгеймера среди долгожителей Финляндии. Неврология . 1995;45(5):903–907. [PubMed] [Google Scholar]

76. García AM, Sisternas A, Hoyos SP. Профессиональное воздействие электрических и магнитных полей чрезвычайно низкой частоты и болезнь Альцгеймера: метаанализ. Международный журнал эпидемиологии . 2008;37(2):329–340. [PubMed] [Google Scholar]

77. Röösli M. Комментарий: эпидемиологическое исследование крайне низкочастотных магнитных полей и болезни Альцгеймера — предвзятое или информативное? Международный журнал эпидемиологии . 2008;37(2):341–343. [PubMed] [Google Scholar]

78. Masters CL, Beyreuther K. Наука, медицина и будущее. Болезнь Альцгеймера. БМЖ . 1998;316(7129):446–448. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

79. Джозефсон Д. Продукты, богатые антиоксидантами, могут снизить риск болезни Альцгеймера. БМЖ . 2002;325, статья 7 [Google Scholar]

80. Del Giudice E, Facchinetti F, Nofrate V, et al. Воздействие электромагнитного поля частотой пятьдесят герц стимулирует секрецию β -амилоидного пептида в культивируемой нейроглиоме человека. Письма по неврологии . 2007;418(1):9–12. [PubMed] [Google Scholar]

81. Sobel E, Davanipour Z. Воздействие электромагнитного поля может вызвать повышенную выработку бета-амилоида и в конечном итоге привести к болезни Альцгеймера. Неврология . 1996;47(6):1594–1600. [PubMed] [Google Scholar]

82. Arendash GW, Sanchez-Ramos J, Mori T, et al. Лечение электромагнитным полем защищает от когнитивных нарушений у мышей с болезнью Альцгеймера и обращает их вспять. Журнал болезни Альцгеймера . 2010;19(1):191–210. [PubMed] [Google Scholar]

83. Dubreuil D, Jay T, Edeline JM. Воздействие электромагнитных полей GSM 900 МГц только на голову не изменяет память крыс в пространственных и непространственных задачах. Поведенческие исследования мозга . 2003;145(1-2):51–61. [PubMed] [Google Scholar]

84. Arendash GW, Mori T, Dorsey M, Gonzalez R, Tajiri N, Borlongan C. Электромагнитное лечение старых мышей с болезнью Альцгеймера обращает отложение β -амилоида, изменяет мозговой кровоток и обеспечивает выбранное когнитивное преимущество. PLoS Один . 2012;7(4)e35751 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

85. Dragicevic N, Bradshaw PC, Mamcarz M, et al. Длительное лечение электромагнитным полем улучшает митохондриальную функцию головного мозга как у трансгенных мышей с болезнью Альцгеймера, так и у нормальных мышей: механизм когнитивного эффекта, вызванного электромагнитным полем? Неврология . 2011; 185:135–149. [PubMed] [Google Scholar]

86. Седерквист Ф., Харделл Л. , Карлберг М., Милд К.Х. Радиочастотные поля, транстиретин и болезнь Альцгеймера. Журнал болезни Альцгеймера . 2010;20(2):599–606. [PubMed] [Google Scholar]

87. Terro F, Magnaudeix A, Crochetet M, et al. GSM-900 МГц в низкой дозе в зависимости от температуры подавляет α -синуклеин в культивируемых клетках головного мозга независимо от аутофагии, опосредованной шаперонами. Токсикология . 2012;292(2-3):136–144. [PubMed] [Google Scholar]

88. De Gannes FP, Ruffie G, Taxile M, et al. Боковой амиотрофический склероз (БАС) и магнитные поля крайне низкой частоты (ELF): исследование на модели трансгенных мышей SOD-1. Боковой амиотрофический склероз . 2009;10(5-6):370–373. [PubMed] [Google Scholar]

89. Túnez I, Drucker-Colín R, Jimena I, et al. Транскраниальная магнитная стимуляция ослабляет потерю клеток и окислительное повреждение в стриатуме, вызванное 3-нитропропионовой моделью болезни Гентингтона. Журнал нейрохимии . 2006;97(3):619–630. [PubMed] [Google Scholar]

90. Túnez I, Montilla P, Muñoz MDC, Medina FJ, Drucker-Colín R. Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на окислительный стресс, вызванный 3-нитропропионовой кислотой в корковых синаптосомах. Неврологические исследования . 2006;56(1):91–95. [PubMed] [Google Scholar]

91. Tasset I, Medina FJ, Jimena I, et al. Нейропротекторные эффекты электромагнитных полей крайне низкой частоты на модели крыс с болезнью Гентингтона: влияние на нейротрофические факторы и плотность нейронов. Неврология . 2012;209:54–63. [PubMed] [Google Scholar]

92. Хурана В.Г., Тео С., Кунди М., Харделл Л., Карлберг М. Сотовые телефоны и опухоли головного мозга: обзор, включающий долгосрочные эпидемиологические данные. Хирургическая неврология . 2009;72(3):205–214. [PubMed] [Google Scholar]

93. Полланен М.С., Диксон Д.В., Бержерон К. Патология и биология тельца Леви. Журнал невропатологии и экспериментальной неврологии . 1993;52(3):183–191. [PubMed] [Академия Google]

94. Векслер Л.С., Чековей Х., Франклин Г.М., Коста Л.Г. Пилотное исследование профессиональных и экологических факторов риска болезни Паркинсона. Нейротоксикология . 1991;12(3):387–392. [PubMed] [Google Scholar]

95. Savitz DA, Checkoway H, Loomis DP. Воздействие магнитного поля и смертность от нейродегенеративных заболеваний среди работников электроэнергетики. Эпидемиология . 1998;9(4):398–404. [PubMed] [Google Scholar]

96. Йохансен К. Воздействие электромагнитных полей и риск заболевания центральной нервной системы у работников коммунальных служб. Эпидемиология . 2000;11(5):539–543. [PubMed] [Google Scholar]

97. Savitz DA, Loomis DP, Tse CKJ. Электрические профессии и нейродегенеративные заболевания: анализ данных о смертности в США. Архив гигиены окружающей среды . 1998;53(1):71–74. [PubMed] [Google Scholar]

98. Noonan CW, Reif JS, Yost M, Touchstone J. Профессиональное воздействие магнитных полей в клинических исследованиях нейродегенеративных заболеваний. Скандинавский журнал труда, окружающей среды и здоровья . 2002;28(1):42–48. [PubMed] [Google Scholar]

99. Huss A, Spoerri A, Egger M, Röösli M. Проживание вблизи линий электропередач и смертность от нейродегенеративных заболеваний: продольное исследование населения Швейцарии. Американский журнал эпидемиологии . 2009;169(2):167–175. [PubMed] [Google Scholar]

100. Boillée S, Vande Velde C, Cleveland D. БАС: болезнь моторных нейронов и их ненейрональных соседей. Нейрон . 2006;52(1):39–59. [PubMed] [Академия Google]

101. Julien JP, Kriz J. Трансгенные мышиные модели бокового амиотрофического склероза. Биохимика и Биофизика Acta . 2006;1762(11-12):1013–1024. [PubMed] [Google Scholar]

102. Chang Y, Kong Q, Shan X, et al. Окисление матричной РНК происходит на ранних стадиях патогенеза заболевания и способствует дегенерации двигательных нейронов при БАС. ПЛОС ОДИН . 2008;3(8)e2849 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

103. Cozzolino M, Carrì MT. Митохондриальная дисфункция при БАС. Прогресс в нейробиологии . 2012;97(2):54–66. [PubMed] [Google Scholar]

104. Kheifets L, Bowman JD, Checkoway H, et al. Будущие потребности профессиональной эпидемиологии крайне низких частот электрических и магнитных полей: обзор и рекомендации. Медицина труда и окружающей среды . 2009;66(2):72–80. [PubMed] [Google Scholar]

105. Кондо К., Цубаки Т. Исследования болезни двигательных нейронов методом случай-контроль. Ассоциация с механическими повреждениями. Архив неврологии . 1981;38(4):220–226. [PubMed] [Google Scholar]

106. Фейхтинг М., Йонссон Ф., Педерсен Н.Л., Альбом А. Профессиональное воздействие магнитного поля и нейродегенеративное заболевание. Эпидемиология . 2003;14(4):413–419. [PubMed] [Google Scholar]

107. Сорахан Т., Хейфец Л. Смертность от болезни Альцгеймера, болезни двигательных нейронов и болезни Паркинсона в связи с воздействием магнитного поля: результаты исследования работников производства и передачи электроэнергии в Великобритании, 1973–2004 гг. Медицина труда и окружающей среды . 2007;64(12):820–826. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

108. Parlett LE, Bowman JD, Van Wijngaarden E. Оценка профессионального воздействия магнитных полей и смертности от болезней двигательных нейронов в популяционной когорте. Журнал медицины труда и окружающей среды . 2011;53(12):1447–1451. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

109. Соролла М.А., Ревертер-Бранчат Г., Тамарит Дж., Феррер И., Рос Дж., Кабискол Э. Анализ протеомного и окислительного стресса в образцах головного мозга человека при болезни Гентингтона. Свободнорадикальная биология и медицина . 2008;45(5):667–678. [PubMed] [Google Scholar]

110. Klepac N, Relja M, Klepac R, Hećimović S, Babić T, Trkulja V. Параметры окислительного стресса в плазме пациентов с болезнью Гентингтона, бессимптомных носителей гена болезни Гентингтона и здоровых людей: кросс -секционное исследование. Журнал неврологии . 2007; 254(12):1676–1683. [PubMed] [Google Scholar]

111. Túnez I, Tasset I, La Cruz VPD, Santamaría A. 3-нитропропионовая кислота как инструмент для изучения механизмов, участвующих в болезни Гентингтона: прошлое, настоящее и будущее. Молекулы . 2010;15(2):878–916. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

112. Herrera-Mundo MN, Silva-Adaya D, Maldonado PD, et al. S-аллилцистеин предотвращает у крыс гиперактивность, вызванную 3-нитропропионовой кислотой, ранние маркеры окислительного стресса и митохондриальную дисфункцию. Неврологические исследования . 2006;56(1):39–44. [PubMed] [Google Scholar]

113. Ramaswamy S, McBride JL, Kordower JH. Животные модели болезни Гентингтона. ИЛАР Журнал . 2007;48(4):356–373. [PubMed] [Google Scholar]

114. Kheifets L, Renew D, Sias G, Swanson J. Электрические поля чрезвычайно низкой частоты и рак: оценка доказательств. Биоэлектромагнетизм . 2010;31(2):89–101. [PubMed] [Google Scholar]

115. Международное агентство по изучению рака (IARC) Неионизирующее излучение, часть II, радиочастотные электромагнитные поля (RF-EMF) Монография . 2011;102 [Google Scholar]

116. Ариас-Каррион О., Вердуго-Диас Л., Фериа-Веласко А. и др. Нейрогенез в субвентрикулярной зоне после стимуляции транскраниальным магнитным полем и нигростриарных поражений. Журнал неврологических исследований . 2004;78(1):16–28. [PubMed] [Google Scholar]

117. Кантелло Р., Тарлетти Р., Чиварди С. Транскраниальная магнитная стимуляция и болезнь Паркинсона. Обзоры исследований мозга . 2002;38(3):309–327. [PubMed] [Google Scholar]

118. Pierantozzi M, Palmieri MG, Mazzone P, et al. Глубокая стимуляция мозга как субталамического ядра, так и внутреннего бледного шара восстанавливает интракортикальное торможение при болезни Паркинсона, параллельно с эффектами апоморфина: исследование парной магнитной стимуляции. Клиническая нейрофизиология . 2002;113(1):108–113. [PubMed] [Google Scholar]

119. Петерчев А.В., Мерфи Д.Л., Лисанби Ш.Х. Повторяющийся транскраниальный магнитный стимулятор с регулируемыми параметрами пульса. Журнал нейронной инженерии . 2011;8(3)036016 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

120. Naarala J, Höytö A, Markkanen A. Клеточные эффекты электромагнитных полей. ATLA Альтернативы лабораторным животным . 2004;32(4):355–360. [PubMed] [Академия Google]

121. Luukkonen J, Liimatainen A, Höytö A, Juutilainen J, Naarala J. Предварительное воздействие магнитных полей частотой 50 Гц изменяет генотоксические эффекты, вызванные менадионом, в клетках нейробластомы SH-SY5Y человека. ПЛОС ОДИН . 2011;6(3)e18021 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

122. Мартинес М.А., Убеда А., Сид М.А., Трилло М.А. Пролиферативная реакция клеток нейробластомы человека NB69 на магнитное поле с частотой 50 Гц опосредуется передачей сигналов ERK1/2. Клеточная физиология и биохимия . 2012;29(5-6):675–686. [PubMed] [Google Scholar]

123. Kuster N, Schönborn F. Рекомендуемые минимальные требования и рекомендации по разработке для установок воздействия биоэкспериментов, направленных на решение проблемы риска для здоровья, связанного с беспроводной связью. Биоэлектромагнетизм . 2000;21(7):508–514. [PubMed] [Google Scholar]

124. Costa R, Ferreira-da-Silva F, Saraiva MJ, Cardoso I. Транстиретин защищает от токсичности A-бета-пептида за счет протеолитического расщепления пептида: механизм, чувствительный к ингибитору протеазы Кунитца. . ПЛОС ОДИН . 2008;3(8)e2899 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

125. Ebert S, Eom SJ, Schuderer J, et al. Реакция, порог термической регуляции и порог термического разрушения ограниченных мышей, подвергшихся воздействию РЧ, на частоте 905  МГц. Физика в медицине и биологии . 2005;50(21):5203–5215. [PubMed] [Google Scholar]

126. Kainz W, Nikoloski N, Oesch W, et al. Разработка новых установок воздействия на все тело крыс, обеспечивающих высокую эффективность, совместимость с Национальной токсикологической программой (NTP) и хорошо охарактеризованное воздействие. Физика в медицине и биологии . 2006;51(20, статья 5211) [PubMed] [Google Scholar]

127. Paffi A, Liberti M, Lopresto V, et al. Система воздействия на проволочные патч-клетки для экспериментов in vitro на частотах Wi-Fi. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques . 2010;58(12):4086–4093. [Google Scholar]

128. Merla C, Ticaud N, Arnaud-Cormos D, Veyret B, Leveque P. Установка радиочастотного воздействия в реальном времени на основе массива нескольких электродов (MEA) для электрофизиологической регистрации нейронных сетей. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques . 2011;59(3):755–762. [Google Scholar]

129. Чжао Т.И., Цзоу С.П., Кнапп П.Е. Воздействие излучения сотового телефона активирует гены апоптоза в первичных культурах нейронов и астроцитов. Письма по неврологии . 2007;412(1):34–38. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

130. Ferreira AR, Bonatto F, De Bittencourt Pasquali MA, et al. Влияние окислительного стресса на центральную нервную систему крыс после острого воздействия электромагнитных полей ультравысокой частоты. Биоэлектромагнетизм . 2006;27(6):487–493. [PubMed] [Google Scholar]

SCIRP Open Access

Издательство научных исследований

Журналы от А до Я

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Подача статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Недавно опубликованные статьи

• Оценка ветровой энергии 17 станций штата Рио-де-Жанейро, Бразилия, тематическое исследование за 2020-2021 годы()

  Лаиса Прата Морейра Фернандес, Лаис Феррейра Назарет, Ярло Энрике Друмон Пирес Паскоаль, Карлос Эдуардо Фидель де Соуза и Силва, Андре Луис Ксавьер Гимарайнш Насри, Педро Скарпини Гомеш Гнапп, Густаво Раймес Богеа Феликс, Рожерио Габриэль де Кастро Москейра, Карлос Альберто Жуниор Москейра де Оливейра, Сара Налия де Оливейра Коста, Ханс Шмидт Сантос

  Журнал библиотеки открытого доступа Том 9 № 9, 14 сентября 2022 г.

  DOI: 10.4236/oalib.1109215 13 загрузок  60 просмотров

• Антиоксидантные свойства и антимикробная активность в экстрактах двух съедобных грибов, Pleurotus sajor caju и Schizophyllum commune ()

  Суджат Аль-Азад, Вивиан Чонг Ай Пинг

  Достижения в области биологических наук и биотехнологий Том 13 № 9, 14 сентября 2022 г.

  DOI: 10.4236/абб.2022.139023 8 загрузок  40 просмотров

• Эпидемиологические аспекты диабетической ретинопатии в Центре применения диплома специализированных исследований в области офтальмологии (Cadeso)/Donka-Conakry()

  Сонасса Диане, Ибрахима Фофана, Тьерно Мадиу Бах, Мусса Диавара, Закари Адаму Туре, Оскар Адебайо Тонухеуа, Тамба Мина Миллимуно, Северин Бони

  Достижения в области инфекционных заболеваний Том 12 № 3, 14 сентября 2022 г.

  DOI: 10.4236/помощь.2022.123039 7 загрузок  51 просмотр

• Гаплотипы MDR1 и полиморфизм G2677T/A предсказывают ответ на иматиниб у тунисских пациентов с хроническим миелоидным лейкозом()

  Мариам Аммар, Соня Ктари, Моэз Медхаффар, Ханен Гоззи, Моэз Эллуми, Аднен Хаммами, Халед Зегал, Лобна Бен Махмуд

  Journal of Biosciences and Medicines Vol.10 No.9, 14 сентября 2022 г.

  DOI: 10.4236/jbm.2022.109009 7 загрузок  33 просмотров

• Насилие, связанное с выборами, в Нигерии: перспективы здравоохранения, образования и безопасности. Качественное исследование()

  Гамалиэль Аджоку, Оби Питер Адигве

  Открытый журнал социальных наук Том 10 № 10, 14 сентября 2022 г.

  DOI: 10.4236/jss.2022.1010010 4 загрузки  37 просмотров

• Уровни тяжелых металлов и потенциальные экологические риски, оцененные на участке агроэкосистемы в тропическом регионе()

  Люк Календеле Лундеми, Стефани Салуму Неема, Эммануэль Казингуву Атибу, Криспин Кьела Муладжи, Тьерри Табу Тангу, Камилла Ипей Нсиманда, Роберт Буэя Суами, Мари Онококо Эсако, Дьедонне Эюль’Анки Мусибоно, Фернандо Пьедаде Карвальо

  Журнал наук о Земле и охране окружающей среды Том 10 № 9, 14 сентября 2022 г.

  DOI: 10. 4236/gep.2022.109003 15 загрузок  132 просмотра

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp.org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Нейрооптимальный подход к нейробиоуправлению с доктором Вэлом Брауном — расшифровка сверхчеловеческого

Доктор Вэл Браун является основателем НейрОптимала. Его называют «тренером тренеров по нейробиоуправлению», и в этом эпизоде ​​он делится своим опытом работы в космосе. Доктор Браун рассказывает о своей пятиэтапной модели нейробиоуправления и о том, как Neuroptimal на самом деле использует свой собственный подход к третьему периоду для отслеживания данных, поступающих в вашу центральную нервную систему. Доктор Вэл объясняет утверждения о том, как NeurOptimal может изменить ваш мозг и производительность и даже помочь с такими вещами, как посттравматическое стрессовое расстройство.

Кто такой доктор Вальдеан В. Браун?

У доктора Брауна был долгий и разнообразный опыт работы в области психического здоровья еще до того, как он защитил докторскую диссертацию. в психологии. Более 25 лет он преподавал курсы непрерывного медицинского образования по широкому кругу клинических тем, включая быструю трансформацию пограничной феноменологии, клиентов с двойным диагнозом, динамику семейной терапии, работу с разгневанными подростками. В течение многих лет он был основным и основным докладчиком на многочисленных национальных и международных конференциях в области нейробиоуправления, детской психологии, всеобщего управления качеством и других. Он разработал и опубликовал Пятиэтапную модель нейробиоуправления, которая была первым и до сих пор единственным подходом к клинической нейробиоуправлению, объединяющим несколько протоколов в единый всеобъемлющий подход, который можно было использовать независимо от клинической картины.

Имея опыт работы в области математики, физики, компьютерного программирования, проектирования и внедрения автоматизированных исследований результатов, а также мультимодальной оценки, он вместе со своей женой, доктором Сью Браун, смог разработать подход третьего периода к нейробиоуправлению. Их подход был основополагающим для их новой и революционной системы нейробиоуправления (позже ставшей NeurOptimal®), демонстрирующей их видение динамической нейробиоуправления™. Со временем это было усовершенствовано, всегда с всеобъемлющей приверженностью безопасному, эффективному и легкому личному преобразованию, которое может использовать каждый. В настоящее время ушедший из активного программирования, доктор Браун руководит текущим развитием архитектуры NeurOptimal®, а также активно участвует в текущих исследованиях и разработках в Zengar.

Основные моменты

[4:20] Путешествие доктора Вэла в нейробиоуправление

[14:03] Пятиэтапная модель нейробиоуправления

[28:15] Подход к третьему периоду

Ранний [38:15] исследование нейробиоуправления

[47:30] Опыт NeurOptimal

[56:25] Лечение симптомов с помощью NeurOptimal

Ресурсы

Д-р Барри Стерман Изучение сна кошек

Д-р Сьюзан Браун Интерфейс мозга 900 EEG 900

«Законы формы» Джорджа Спенсера-Брауна

Спонсоры

Somavedic

 

Somavedic — это функциональное и широкодоступное устройство частотной терапии, гармонизирующее отрицательное воздействие электромагнитного излучения на наше тело. энергии из минералов, сочетая подход восточной медицины с технологией частотной терапии.

Это может показаться немного странным, но было проведено множество исследований, подтверждающих свойства минералов и влияние их специфических вибраций на окружающую среду и человеческое тело, не говоря уже о тысячелетнем использовании людьми кристаллов. для самых разных целей.

Если вы хотите попробовать сами, вы можете получить скидку 10%, используя промо-код BOOMER на somavedic.com.

CAR.O.L

У тебя нет времени на 45-минутную пробежку.

Вам нужно что-то быстрое, эффективное и оставляет желать большего.

Мой любимый инструмент для этого — CAR.O.L. Это байк, который меняет жизнь и обеспечивает всю необходимую выносливость за два 20-секундных рывка.

Да, вы не ошиблись.

Это 40 секунд максимальных усилий, включая разминку и заминку, вы получаете офигенную тренировку за 8 минут 40 секунд.

CAR.O.L — это велосипед с сопротивлением, работающий на основе искусственного интеллекта, который персонализирует и оптимизирует сопротивление, поэтому вы каждый раз достигаете максимального уровня интенсивности и максимизируете расход гликогена.

Доказательство действительно в пудинге. Эффективность CAR.O.L была независимо подтверждена Американским советом по физическим упражнениям. В этом году я показал велосипед CAR.O.L на саммите Health Optimization Summit в Лондоне, и она так надрала мне задницу, что мне пришлось его купить. Ознакомьтесь с CAR.O.L на сайте carolfitai.com

Если у вас мало времени и вы хотите офигенно потренироваться, что делают практически все, кто слушает это шоу, используйте код BOOMER для получения большой скидки, зайдите на CarolfitAI.com, чтобы получить свою.

Продолжайте свой путь к высокой эффективности с доктором Вэлом

Веб-сайт

Facebook

LinkedIn

Отказ от ответственности

Эта информация предоставляется вам только в образовательных и информационных целях. Это предоставляется в качестве инструмента самопомощи, чтобы помочь вам понять свою генетику, биоданные и другую информацию для повышения вашей производительности.