Электродвижущая сила — Википедия
Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура[1][2].
По аналогии с напряжённостью электрического поля вводят понятие напряжённость сторонних сил E → e x {\displaystyle {\vec {E}}_{ex}} , под которой понимают векторную физическую величину, равную отношению сторонней силы, действующей на пробный электрический заряд к величине этого заряда. Тогда в замкнутом контуре L {\displaystyle L} ЭДС будет равна:
- E = ∮ L E → e x ⋅ d l → , {\displaystyle {\mathcal {E}}=\oint \limits _{L}{\vec {E}}_{ex}\cdot {\vec {dl}},}
где d l → {\displaystyle {\vec {dl}}} — элемент контура.
ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа 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. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами источника тока вне самого́ источника равна нулю.
ЭДС и закон Ома
Электродвижущая сила источника связана с электрическим током, протекающим в цепи, соотношениями закона Ома. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид[1]:
- φ 1 − φ 2 + E = I R , {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}+{\mathcal {E}}=IR,}
где φ 1 − φ 2 {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}} — разность между значениями потенциала в начале и в конце участка цепи, I {\displaystyle I} — сила тока, текущего по участку, а R {\displaystyle R} — сопротивление участка.
Если точки 1 и 2 совпадают (цепь замкнута), то φ 1 − φ 2 = 0 {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=0} и предыдущая формула переходит в формулу закона Ома для
- E = I R , {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR,}
где теперь R {\displaystyle R} — полное сопротивление всей цепи.
В общем случае полное сопротивление цепи складывается из сопротивления внешнего по отношению к источнику тока участка цепи ( R e {\displaystyle R_{e}} ) и внутреннего сопротивления самого́ источника тока ( r {\displaystyle r} ). С учётом этого следует:
- E = I R e + I r . {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir.}
ЭДС источника тока
Если на участке цепи не действуют сторонние силы (однородный участок цепи) и, значит, источника тока на нём нет, то, как это следует из закона Ома для неоднородного участка цепи, выполняется:
- φ 1 − φ 2 = I R . {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=IR.}
Значит, если в качестве точки 1 выбрать анод источника, а в качестве точки 2 — его катод, то для разности между потенциалами анода φ a {\displaystyle \varphi _{a}} и катода φ k {\displaystyle \varphi _{k}} можно записать:
- φ a − φ k = I R e , {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}=IR_{e},}
где как и ранее R e {\displaystyle R_{e}} — сопротивление внешнего участка цепи.
Из этого соотношения и закона Ома для замкнутой цепи, записанного в виде E = I R e + I r {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir} нетрудно получить
- φ a − φ k E = R e R e + r {\displaystyle {\frac {\varphi _{a}-\varphi _{k}}{\mathcal {E}}}={\frac {R_{e}}{R_{e}+r}}} и затем φ a − φ k = R e R e + r E . {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}={\frac {R_{e}}{R_{e}+r}}{\mathcal {E}}.}
Из полученного соотношения следуют два вывода:
- Во всех случаях, когда по цепи течёт ток, разность потенциалов между клеммами источника тока φ a − φ k {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}} меньше, чем ЭДС источника.
- В предельном случае, когда R e {\displaystyle R_{e}} бесконечно (цепь разорвана), выполняется E = φ a − φ k . {\displaystyle {\mathcal {E}}=\varphi _{a}-\varphi _{k}.}
Таким образом, ЭДС источника тока равна разности потенциалов между его клеммами в состоянии, когда источник отключён от цепи[1].
ЭДС индукции
Причиной возникновения электродвижущей силы в замкнутом контуре может стать изменение потока магнитного поля, пронизывающего поверхность, ограниченную данным контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением
- E = − d Φ d t , {\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi }{dt}},}
где Φ {\displaystyle \Phi } — поток магнитного поля через замкнутую поверхность, ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца). В свою очередь причиной изменения магнитного потока может быть как изменение магнитного поля, так и движение контура в целом или его отдельных частей.
Неэлектрический характер ЭДС
Внутри источника ЭДС ток течёт в направлении, противоположном нормальному. Это невозможно без дополнительной силы неэлектрической природы, преодолевающей силу электрического отталкиванияКак показано на рисунке, электрический ток, нормальное направление которого — от «плюса» к «минусу», внутри источника ЭДС (например, внутри гальванического элемента) течёт в противоположном направлении. Направление от «плюса» к «минусу» совпадает с направлением электрической силы, действующей на положительные заряды. Поэтому для того, чтобы заставить ток течь в противоположном направлении, необходима дополнительная сила неэлектрической природы (центробежная сила, сила Лоренца, силы химической природы) которая бы преодолевала электрическую силу.
Сторонние силы
Сторонними силами называются силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля. Например, в гальваническом элементе или аккумуляторе сторонние силы возникают в результате электрохимических процессов, происходящих на границе соприкосновения электрода с электролитом; в электрическом генераторе постоянного тока сторонней силой является сила Лоренца[3].
См. также
Примечания
Электродвижущая сила — Википедия. Что такое Электродвижущая сила
Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура[1][2].
По аналогии с напряжённостью электрического поля вводят понятие напряжённость сторонних сил E → e x {\displaystyle {\vec {E}}_{ex}} , под которой понимают векторную физическую величину, равную отношению сторонней силы, действующей на пробный электрический заряд к величине этого заряда. Тогда в замкнутом контуре L {\displaystyle L} ЭДС будет равна:
- E = ∮ L E → e x ⋅ d l → , {\displaystyle {\mathcal {E}}=\oint \limits _{L}{\vec {E}}_{ex}\cdot {\vec {dl}},}
где d l → {\displaystyle {\vec {dl}}} — элемент контура.
ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа 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. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами источника тока вне самого́ источника равна нулю.
ЭДС и закон Ома
Электродвижущая сила источника связана с электрическим током, протекающим в цепи, соотношениями закона Ома. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид[1]:
- φ 1 − φ 2 + E = I R , {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}+{\mathcal {E}}=IR,}
где φ 1 − φ 2 {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}} — разность между значениями потенциала в начале и в конце участка цепи, I {\displaystyle I} — сила тока, текущего по участку, а R {\displaystyle R} — сопротивление участка.
Если точки 1 и 2 совпадают (цепь замкнута), то φ 1 − φ 2 = 0 {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=0} и предыдущая формула переходит в формулу закона Ома для замкнутой цепи[1]:
- E = I R , {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR,}
где теперь R {\displaystyle R} — полное сопротивление всей цепи.
В общем случае полное сопротивление цепи складывается из сопротивления внешнего по отношению к источнику тока участка цепи ( R e {\displaystyle R_{e}} ) и внутреннего сопротивления самого́ источника тока ( r {\displaystyle r} ). С учётом этого следует:
- E = I R e + I r . {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir.}
ЭДС источника тока
Если на участке цепи не действуют сторонние силы (однородный участок цепи) и, значит, источника тока на нём нет, то, как это следует из закона Ома для неоднородного участка цепи, выполняется:
- φ 1 − φ 2 = I R . {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=IR.}
Значит, если в качестве точки 1 выбрать анод источника, а в качестве точки 2 — его катод, то для разности между потенциалами анода φ a {\displaystyle \varphi _{a}} и катода φ k {\displaystyle \varphi _{k}} можно записать:
- φ a − φ k = I R e , {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}=IR_{e},}
где как и ранее R e {\displaystyle R_{e}} — сопротивление внешнего участка цепи.
Из этого соотношения и закона Ома для замкнутой цепи, записанного в виде E = I R e + I r {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir} нетрудно получить
- φ a − φ k E = R e R e + r {\displaystyle {\frac {\varphi _{a}-\varphi _{k}}{\mathcal {E}}}={\frac {R_{e}}{R_{e}+r}}} и затем φ a − φ k = R e R e + r E . {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}={\frac {R_{e}}{R_{e}+r}}{\mathcal {E}}.}
Из полученного соотношения следуют два вывода:
- Во всех случаях, когда по цепи течёт ток, разность потенциалов между клеммами источника тока φ a − φ k {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}} меньше, чем ЭДС источника.
- В предельном случае, когда R e {\displaystyle R_{e}} бесконечно (цепь разорвана), выполняется E = φ a − φ k . {\displaystyle {\mathcal {E}}=\varphi _{a}-\varphi _{k}.}
Таким образом, ЭДС источника тока равна разности потенциалов между его клеммами в состоянии, когда источник отключён от цепи[1].
ЭДС индукции
Причиной возникновения электродвижущей силы в замкнутом контуре может стать изменение потока магнитного поля, пронизывающего поверхность, ограниченную данным контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением
- E = − d Φ d t , {\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi }{dt}},}
где Φ {\displaystyle \Phi } — поток магнитного поля через замкнутую поверхность, ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца). В свою очередь причиной изменения магнитного потока может быть как изменение магнитного поля, так и движение контура в целом или его отдельных частей.
Неэлектрический характер ЭДС
Внутри источника ЭДС ток течёт в направлении, противоположном нормальному. Это невозможно без дополнительной силы неэлектрической природы, преодолевающей силу электрического отталкиванияКак показано на рисунке, электрический ток, нормальное направление которого — от «плюса» к «минусу», внутри источника ЭДС (например, внутри гальванического элемента) течёт в противоположном направлении. Направление от «плюса» к «минусу» совпадает с направлением электрической силы, действующей на положительные заряды. Поэтому для того, чтобы заставить ток течь в противоположном направлении, необходима дополнительная сила неэлектрической природы (центробежная сила, сила Лоренца, силы химической природы) которая бы преодолевала электрическую силу.
Сторонние силы
Сторонними силами называются силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля. Например, в гальваническом элементе или аккумуляторе сторонние силы возникают в результате электрохимических процессов, происходящих на границе соприкосновения электрода с электролитом; в электрическом генераторе постоянного тока сторонней силой является сила Лоренца[3].
См. также
Примечания
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.
Содержание: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.
- ЭДС характеризует работу сторонних сил (химических или физических) неэлектрического происхождения в электрической цепи. Эта сила выполняет работу по переносу электрических зарядов ней.
- ЭДС, как и напряжение измеряется в Вольтах.
- Отличия ЭДС от напряжения состоят в том, что первое измеряется без нагрузки, а второе с нагрузкой, при этом учитывается и оказывает влияние внутреннее сопротивление источника питания.
И наконец, для закрепления пройденного материала, советую посмотреть еще одно хорошее видео на эту тему:
Материалы по теме:
- Чем отличается переменный ток от постоянного
- Что такое электрический заряд
- Как понизить постоянное и переменное напряжение
Урок 2. Электрический ток | ЭДС — электродвижущая сила
Электрический ток является одним из основных процессов, протекающих в абсолютно любой электронной схеме (в электрической цепи). Изучение данного процесса позволит в дальнейшем гораздо проще понимать остальные процессы, присущие электрическим цепям.
Для более глубокого понимания сущности электрического тока, рекомендую прежде ознакомиться с природой возникновения электричества. Ранее мы узнали, что при натирании о шерсть пластмассовой палочки за счет сил трения некоторое количество электронов покидают поверхностный слой стержня, который становится положительно заряженный. При натирании стеклянной палочки о шелк, она заряжается отрицательно, поскольку электроны покидают атомы из верхних слоев шелка и оседают на стекле.
Таким образом, мы имеем одну палочку с избытком электронов, поэтому говорят, что она отрицательно заряжена, а вторую палочку – с нехваткой электронов, поэтому в ней преобладает положительный заряд.
Поскольку все явления в природе стремится к равновесию, то соединив проводником обе разноименно заряженных стержня, свободные электроны мгновенно перейдут из стеклянного стержня к пластмассовому, из зоны их избытка в зону нехватки. В результате оба стержня станут нейтрально заряженными и лишены свободных электронов, которые могли бы легко перемещаться. Процесс перемещения электронов по проводнику между палочками и есть электрический ток.
Электрический ток могеж выполнять полезную работу, например, засветить светодиод, расположенные на его пути.
Полезную работу зарядов можно представить на примере автобуса. Если из города А в город Б проследовал автобус без пассажиров, то автобус не выполнил никакой полезной работы и напрасно израсходовал топливо. Автобус, перевезший пассажиров, — выполнил полезную работу. Аналогично работает и электрический ток, поэтому на его пути располагают нагрузку, на которой происходит выполнение полезной работы.
Соединенный проводами с натертыми палочками светодиод светится очень короткий промежуток времени, поскольку свободные отрицательные заряды мгновенно переместятся из области их избытка в область нехватки и наступит равновесие.
Генератор
Для того чтобы светодиод мог светиться продолжительное время необходимо поддерживать электрический ток путем пополнения зарядов на палочках, то есть постоянно их натирать о шерсть и шелк соответственно. Но такой способ трудно реализуем на практике и малоэффективен. Поэтому применяется гораздо практичней способ поддержания необходимого количества носителей энергии.
Устройство, которое постоянно создает или генерирует заряды разных знаков, называют генератором или обобщенно – источником питания. Простейшим генератором является батарейка, которую более правильно называть гальванический элемент. В отличие от палочек, в которых заряды образуются за счет сил трения, в гальваническом элементе разноименные заряды образуются в результате протекания химических реакций.
Электрический ток и условия его протекания
Теперь мы можем сделать первые важнейшие предварительные выводы и обозначить условия протекания электрического тока.
Первое. Для образования электрического тока путь движения зарядов должен быть замкнут.
Второе. Для поддержания электрического тока необходимо, чтобы вначале пути пополнялся запас зарядов, а в конце путь они отбирались, освобождая места для вновь пришедших зарядов.
Третье. Чтобы заряды выполняли полезную работу, следует на их пути расположить, например нить лампы накаливания, светодиод или обмотку двигателя, которые в общем случае принято называть нагрузкой или потребителем.
В общем, простейшая электрическая цепь состоит из генератора, нагрузки и проводов, соединяющих генератор с нагрузкой.
Электродвижущая сила ЭДС
Главной задачей любого источника питания является образование и поддерживание на выводах, называемых электродами, постоянное значение разноименных зарядов. Чем большее число зарядов, тем сильнее они стремятся притянуться друг к другу и поэтому интенсивней перемещаются по электрической цепи. А сила, которая заставляет двигать электроны по цепи, называется электродвижущая сила или сокращенно ЭДС. Электродвижущая сила измеряется в вольтах [В]. ЭДС новой (не разряженной) батарейки чуть больше 1,5 В, а кроны – чуть больше 9 В.
Количественно оценить значение электрического тока наглядно на примере водопроводной трубы. Мысленно представим воду в виде набора маленьких капелек, имеющих одинаковые размеры. Теперь возьмем и разрежем в каком-либо месте трубу и установим счетчик капелек воды. Далее откроем кран и засечем время, например одну минуту. После отсчета времени снимем показания счетчика. Допустим, за одну минуту счетчик зафиксировал 1 миллион капель. Отсюда мы делаем вывод, что расход воды составляет миллион капель за минуту. Если мы увеличим напор воды – заставим насос качать ее быстрее, — то возрастет давление воды, при этом капельки начнут перемещаться интенсивней и соответственно возрастет расход воды.
Сила электрического тока
Аналогичным образом определяется сила электрического тока. Если мысленно разрезать провод, соединяющий генератор с нагрузкой и установить счетчик, то мы получим расход электронов за единицу времени, — это есть сила тока.
С ростом электродвижущей силы генератора электроны интенсивнее проходят по цепи, а сила тока возрастает.
Поскольку известен заряд электрона и их суммарное количество, прошедшее через поперечное сечение проводника за единицу времени, то можно количественно определить силу тока.
Заряд одного электрона имеет очень малую величину, а в электрическом токе их участвует огромное число. Поэтому за единицу электрического заряда приняли 628∙1016, то есть 6280000000000000000 зарядов электрона. Такая величина электрического заряда получила название кулон, сокращенно [Кл].
Единица измерения силы тока называется ампер [А]. Сила тока равна одному амперу, когда через поперечное сечение проводника за одну секунду проходит суммарный электрический заряд, величиной в один кулон.
1 А = 1 Кл/1 сек
I = Q/t
Если за одну секунду по проводнику проходит в два раза больше электронов, то I равна 2 ампера.
В проводнике, выполненном из металла, например меди или алюминия, образуются множество свободных эле-нов. Они легко покидают атомы кристаллической решетки металла и свободно перемещаются в межатомном пространстве. Однако гуляют они не долго, поскольку мгновенно притягивается другим положительно заряженным атомом, который потерял аналогичный эле-н. Поэтому по умолчанию ток через проводник не протекает. Кроме того свободные эл-ны не имеют упорядоченного движения, а хаотически перемещаются в межатомном пространстве. Такое, не имеющее четкого направления, перемещение называют Броуновским движением. С ростом температуры интенсивность движения увеличивается.
Чтобы протекал I нужно на одном конце проводника создать недостачу эл-нов, а на втором их избыток, то есть подключить разноименные полюса источника питания. Тогда электрическое поле источника питания создаст такую электродвижущую силу, которая заставит эл-ны в проводнике перемещаться в строго одном направлении. Поэтому электрическим током называют упорядоченное движение зарядов под действием внешнего электрического поля. Такая возможность эл-нов перемещаться в заданном направлении, преодолев хаотическое движение, появляется за счет сообщения им дополнительной энергии от электрического поля источника ЭДС.
Источник: https://diodov.net/elektriches…
Электродвижущая сила — Википедия. Что такое Электродвижущая сила
Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура[1][2].
По аналогии с напряжённостью электрического поля вводят понятие напряжённость сторонних сил E → e x {\displaystyle {\vec {E}}_{ex}} , под которой понимают векторную физическую величину, равную отношению сторонней силы, действующей на пробный электрический заряд к величине этого заряда. Тогда в замкнутом контуре L {\displaystyle L} ЭДС будет равна:
- E = ∮ L E → e x ⋅ d l → , {\displaystyle {\mathcal {E}}=\oint \limits _{L}{\vec {E}}_{ex}\cdot {\vec {dl}},}
где d l → {\displaystyle {\vec {dl}}} — элемент контура.
ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа 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. Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами источника тока вне самого́ источника равна нулю.
ЭДС и закон Ома
Электродвижущая сила источника связана с электрическим током, протекающим в цепи, соотношениями закона Ома. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид[1]:
- φ 1 − φ 2 + E = I R , {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}+{\mathcal {E}}=IR,}
где φ 1 − φ 2 {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}} — разность между значениями потенциала в начале и в конце участка цепи, I {\displaystyle I} — сила тока, текущего по участку, а R {\displaystyle R} — сопротивление участка.
Если точки 1 и 2 совпадают (цепь замкнута), то φ 1 − φ 2 = 0 {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=0} и предыдущая формула переходит в формулу закона Ома для замкнутой цепи[1]:
- E = I R , {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR,}
где теперь R {\displaystyle R} — полное сопротивление всей цепи.
В общем случае полное сопротивление цепи складывается из сопротивления внешнего по отношению к источнику тока участка цепи ( R e {\displaystyle R_{e}} ) и внутреннего сопротивления самого́ источника тока ( r {\displaystyle r} ). С учётом этого следует:
- E = I R e + I r . {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir.}
ЭДС источника тока
Если на участке цепи не действуют сторонние силы (однородный участок цепи) и, значит, источника тока на нём нет, то, как это следует из закона Ома для неоднородного участка цепи, выполняется:
- φ 1 − φ 2 = I R . {\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=IR.}
Значит, если в качестве точки 1 выбрать анод источника, а в качестве точки 2 — его катод, то для разности между потенциалами анода φ a {\displaystyle \varphi _{a}} и катода φ k {\displaystyle \varphi _{k}} можно записать:
- φ a − φ k = I R e , {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}=IR_{e},}
где как и ранее R e {\displaystyle R_{e}} — сопротивление внешнего участка цепи.
Из этого соотношения и закона Ома для замкнутой цепи, записанного в виде E = I R e + I r {\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir} нетрудно получить
- φ a − φ k E = R e R e + r {\displaystyle {\frac {\varphi _{a}-\varphi _{k}}{\mathcal {E}}}={\frac {R_{e}}{R_{e}+r}}} и затем φ a − φ k = R e R e + r E . {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}={\frac {R_{e}}{R_{e}+r}}{\mathcal {E}}.}
Из полученного соотношения следуют два вывода:
- Во всех случаях, когда по цепи течёт ток, разность потенциалов между клеммами источника тока φ a − φ k {\displaystyle \varphi _{a}-\varphi _{k}} меньше, чем ЭДС источника.
- В предельном случае, когда R e {\displaystyle R_{e}} бесконечно (цепь разорвана), выполняется E = φ a − φ k . {\displaystyle {\mathcal {E}}=\varphi _{a}-\varphi _{k}.}
Таким образом, ЭДС источника тока равна разности потенциалов между его клеммами в состоянии, когда источник отключён от цепи[1].
ЭДС индукции
Причиной возникновения электродвижущей силы в замкнутом контуре может стать изменение потока магнитного поля, пронизывающего поверхность, ограниченную данным контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением
- E = − d Φ d t , {\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi }{dt}},}
где Φ {\displaystyle \Phi } — поток магнитного поля через замкнутую поверхность, ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца). В свою очередь причиной изменения магнитного потока может быть как изменение магнитного поля, так и движение контура в целом или его отдельных частей.
Неэлектрический характер ЭДС
Внутри источника ЭДС ток течёт в направлении, противоположном нормальному. Это невозможно без дополнительной силы неэлектрической природы, преодолевающей силу электрического отталкиванияКак показано на рисунке, электрический ток, нормальное направление которого — от «плюса» к «минусу», внутри источника ЭДС (например, внутри гальванического элемента) течёт в противоположном направлении. Направление от «плюса» к «минусу» совпадает с направлением электрической силы, действующей на положительные заряды. Поэтому для того, чтобы заставить ток течь в противоположном направлении, необходима дополнительная сила неэлектрической природы (центробежная сила, сила Лоренца, силы химической природы) которая бы преодолевала электрическую силу.
Сторонние силы
Сторонними силами называются силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля. Например, в гальваническом элементе или аккумуляторе сторонние силы возникают в результате электрохимических процессов, происходящих на границе соприкосновения электрода с электролитом; в электрическом генераторе постоянного тока сторонней силой является сила Лоренца[3].
См. также
Примечания
ЭДС движения, электродвижущая сила, индуцированная ЭДС
- Классы
- Класс 1-3
- Класс 4-5
- Класс 6-10
- Класс 11-12
- КОНКУРЕНТНЫЙ ЭКЗАМЕН
- BNAT 000 NC
- BNAT 000 Книги
- Книги NCERT для класса 5
- Книги NCERT для класса 6
- Книги NCERT для класса 7
- Книги NCERT для класса 8
- Книги NCERT для класса 9
- Книги NCERT для класса 10
- Книги NCERT для класса 11
- Книги NCERT для класса 12
- NCERT Exemplar
- NCERT Exemplar Class 8
- NCERT Exemplar Class 9
- NCERT Exemplar Class 10
- NCERT Exemplar Class 11
- NCERT Exemplar Class 11
- NCERT 9000 9000
- NCERT
- Решения RS Aggarwal, класс 12
- Решения RS Aggarwal, класс 11
- Решения RS Aggarwal, класс 10 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
- Решения RS Aggarwal класса 8
- Решения RS Aggarwal класса 7
- Решения RS Aggarwal класса 6
- Решения RD Sharma
- RD Sharma Class 6 Решения
- Решения RD Sharma Решения RD Sharma класса 8
- Решения RD Sharma класса 9
- Решения RD Sharma класса 10
- Решения RD Sharma класса 11
- Решения RD Sharma класса 12
- BNAT 000 Книги
- PHYSICS
- Механика
- Оптика
- Термодинамика Электромагнетизм
- ХИМИЯ
- Органическая химия
- Неорганическая химия
- Периодическая таблица
- MATHS
- Теорема Пифагора
- 000
- 00030003000300030004
- Простые числа
- Взаимосвязи и функции
- Последовательности и серии
- Таблицы умножения
- Детерминанты и матрицы
- Прибыль и убыток
- Полиномиальные уравнения
- Деление фракций
- 000
- 000
- 000
- 000
- 000 BIOG3000
- Математические формулы
- Алгебраные формулы
- Тригонометрические формулы
- Геометрические формулы
- FORMULAS
- КАЛЬКУЛЯТОРЫ
- Математические калькуляторы
- 000 PBS4000
- 000
- 000 Физические калькуляторы
- 000
- 000
- 000 PBS4000
- 000
- 000 Калькуляторы для химии Класс 6
- Образцы бумаги CBSE для класса 7
- Образцы бумаги CBSE для класса 8
- Образцы бумаги CBSE для класса 9
- Образцы бумаги CBSE для класса 10
- Образцы бумаги CBSE для класса 11
- Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
- BNAT 000 NC
- CBSE, вопросник за предыдущий год
- CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 10
- CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 12
- HC Verma Solutions
- HC Verma Solutions, класс 11, физика
- Решения HC Verma, класс 12, физика
- Решения Лахмира Сингха
- Решения Лакмира Сингха, класс 9
- Решения Лакмира Сингха, класс 10
- Решения Лакмира Сингха, класс 8
- Примечания CBSE
- , класс
- CBSE Notes
- Примечания CBSE класса 7
- Примечания CBSE класса 8
- Примечания CBSE класса 9
- Примечания CBSE класса 10
- Примечания CBSE класса 11
- Примечания CBSE класса 12
- Классы
- Примечания к редакции CBSE
- Примечания к редакции
- CBSE Class
- Примечания к редакции класса 10 CBSE
- Примечания к редакции класса 11 CBSE 9000 4
- Примечания к редакции класса 12 CBSE
- Дополнительные вопросы CBSE
- Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
- Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
- Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
- Дополнительные вопросы по науке класса 9 CBSE
Дополнительные вопросы по математике для класса 10
- CBSE Class
- Дополнительные вопросы по науке, класс 10 по CBSE
- Примечания к редакции
- CBSE, класс
- , класс 3
- , класс 4
- , класс 5
- , класс 6
- , класс 7
- , класс 8
- , класс 9 Класс 10
- Класс 11
- Класс 12
- Учебные решения
- Решения NCERT для класса 11
- Решения NCERT для класса 11 по физике
- Решения NCERT для класса 11 Химия Решения для биологии класса 11
- Решения NCERT для математики класса 11 9 0003 NCERT Solutions Class 11 Accountancy
- NCERT Solutions For Класс 12 по физике
- Решения NCERT для химии класса 12
- Решения NCERT для класса 12 по биологии
- Решения NCERT для класса 12 по математике
- Решения NCERT Бухгалтерский учет 12 класса
- Решения NCERT Класс 12 Бизнес-исследования
- Решения NCERT, класс 12 Экономика
- NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
- NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
- NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
- NCERT Solutions Class 12 Commerce
- NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
- Решения NCERT для математики класса 4
- Решения NCERT для класса 4 EVS
- Решения NCERT для математики класса 5
- Решения NCERT для класса 5 EVS
- Решения NCERT для математики 6 класса
- Решения NCERT для науки 6 класса
- Решения NCERT для 6 класса социальных наук
- Решения NCERT для 6 класса Английский
- Решения NCERT для класса 7 Математика
- Решения NCERT для класса 7 Наука
- Решения NCERT для класса 7 по социальным наукам
- Решения NCERT для класса 7 Английский
- Решения NCERT для класса 8 Математика
- Решения NCERT для класса 8 Наука
- Решения NCERT для социальных наук 8 класса
- Решение NCERT ns для класса 8 Английский
- Решения NCERT для социальных наук класса 9
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 2
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 3
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 4
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 5
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 6
- Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 7
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 8
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9 Решения NCERT
- для математики класса 9 Глава 10
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 11
- Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 12
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 13 Решения
- NCERT для математики класса 9 Глава 14
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
- Решения NCERT для класса 9 Наука, глава 3
- Решения NCERT для класса 9, наука, глава 4
- Решения NCERT для науки класса 9, глава 5
- Решения NCERT для класса 9, глава 6
- Решения NCERT для науки класса 9, глава 7
- Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 8
- Решения NCERT для Науки 9 класса
- Решения NCERT для Науки 9 Класса
- Решения NCERT для Науки 9 Класса Глава 12
- Решения NCERT для Науки 9 Класса Глава 11
- Решения NCERT для 9 класса Наука Глава 13
- Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 14
- Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
- Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
- Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 1
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 2
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 3
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 4
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 5
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 6
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 7
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 8
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 9
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 10
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
- Решения NCERT по математике класса 10 Глава 12
- Решения NCERT по математике класса 10 Глава 13
- NCERT Sol
- Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 1
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 2
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 3
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 4
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 5
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 6
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 7
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 8
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 9
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 10
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 11
- Решения NCERT для науки класса 10, глава 12
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 13
- Решения NCERT для науки 10 класса Глава 14
- Решения NCERT для науки класса 10 Глава 15 Решения NCERT
- для науки класса 10 Глава 16
- Class 11 Commerce Syllabus
- ancy Class
- Программа обучения бизнесу 11 класса
- Программа курса экономики 11 класса
- Программа обучения 12 класса
- Программа обучения 12 класса
- Программа обучения 12 класса
Emf symbol Скачать бесплатно для Windows
VeryPDF.com Inc 40 условно-бесплатная
Преобразование любых документов для печати в файлы EMF с метафайлами.
ActMask Co., Ltd 4 условно-бесплатная
Распечатать документ и экспортировать его в PDF, TIFF, JPG, PNG, GIF, BMP.
41 А-Я PDF, Inc.3 условно-бесплатная
AZ EMF to PDF Converter — это быстрое и простое в использовании программное обеспечение для конвертации PDF.
1 Корпорация Моровия 21 условно-бесплатная
PDF417 Fontware and Writer SDK — это универсальный набор инструментов для печати символов PDF417.
96 Sion Software Ltd.4 условно-бесплатная
Позволяет с легкостью создавать сложные музыкальные образцы.
1 Программное обеспечение RKS 88 условно-бесплатная
Эффективный инструмент для создания этикеток для дискет, папок, видеомагнитофонов и др.
1 PDF в JPG условно-бесплатная
PDF To JPG Converter — очень умный и быстрый конвертер для создания изображений из PDF.
4 System Development Inc 13 демонстрация
SDI CGM Editor — это универсальный графический инструмент для всех, кто использует формат CGM.
2 Page Technology Marketing Inc. Freeware
Просмотр и преобразование PCL и текста в PDF, XPS, TIF, BMP, PNG, JPG и текст.
88 Программное обеспечение для пакетной работы 7 условно-бесплатная
Batch DOC TO EMF Converter — это конвертер Word в EMF.
OpooSoft.com Inc 2 условно-бесплатная
Конвертер PDF в EMF конвертирует документы PDF в EMF (расширенный метафайл).
1 Растр в Вектор, Inc.320 условно-бесплатная
Преобразование форматов растровых изображений в DXF, HPGL, EMF и WMF.
19 ActMask Co., Ltd 18 условно-бесплатная
Конвертируйте файлы в PDF, JPG, TIFF, GIF, PNG, BMP, PCX, TGA, EMF, SPL из любого программного обеспечения.
7 Polestar Software 63
Преобразование всего, что можно распечатать, в файлы PDF, BMP, JPG, GIF, PNG, TIFF и EMF.
2 EasyDWG Software Inc. 251
Пакетное преобразование файлов DWG / DXF в JPG, JPEG, TIF, TIFF, BMP, GIF, PNG, WMF, EMF легко!
softwareelements 1 Freeware
SHOW ELEMENT может отображать файлы следующих форматов: BMP, JPEG, WMF, EMF, ICO.
ByteScout 7
PDF-библиотека с HTML, EMF, JPG, работает на VB, C # ,.NET, ASP и ASP.NET.
Грег Питфилд 1 условно-бесплатная
Компьютерное проектирование случайных лабиринтов с решениями для печати или экспорта (EMF, BMP, Clibboard) ….
14 ActMask Co., Ltd 4 условно-бесплатная
Он предлагает вам 4 шага для преобразования файлов EMF в формат PDF.
,| |
|
Сотовый телефон Orgonite® Disc EMF Balance and Protection
Вы видели все копии этого продукта на Etsy? Вот оригинал с секретным соусом, которого нет ни у кого!
Этот двухдюймовый круглый диск с защитой от ЭДС и балансировочным диском предназначен для подключения к вашему мобильному телефону, планшету или ноутбуку, чтобы помочь сбалансировать энергию этих устройств. Сотовые телефоны и беспроводные устройства испускают несбалансированное электромагнитное (ЭМП) излучение, которое может ощущаться телом по мере его поглощения.Оргонитовые диски наших сотовых телефонов уравновешивают эту энергию за счет слоистой смеси органических и неорганических материалов в среде, которая с течением времени непрерывно сжимается.
Отлит из единственной сужающейся смолы, наша смесь включает металлы и кристаллы высокой плотности в сочетании с большим количеством необработанной и порошковой меди, покрытой слоями. Именно эта матрица из сырой меди и кристаллов, а также из металлических порошков с более высокой плотностью создает сбалансированный поток пьезоэлектрической энергии или того, что обычно называют оргоном или оргоном.
Мы добавляем в нашу смесь мелко измельченный МОЛДАВИТ, камень трансформации, чтобы привнести в нашу смесь энергию звезд. Молдавит — это тектит на силикатной основе, который можно найти только на территории современной Чешской Республики. Этот мощный кристалл синергии 12 образовался, когда метеорит врезался в Землю с такой силой, что соединил звезду и Землю. Это мощный камень трансформации, который открывает сердце для высочайшего проявления нашего потенциала в этом мире.
Мы создали эти диски из материалов, заряженных последним полным затмением, чтобы добавить энергию окончательного проявления небесного баланса и единства. Как вверху, так внизу.
Эта смесь включает черный турмалин, элитный шунгит, нууммит, селенит, оксид железа, цеолит, кварц, а также порошкообразную и необработанную медь, а также красный и черный оксид меди. Медь и серебро являются наиболее проводящими металлами, за ними следует золото, медь на 30% проводительнее чистого золота, и вы можете почувствовать разницу в наших продуктах.
Одного диска более чем достаточно для каждого устройства, и он включает уже прикрепленный клей. Просто положите его на заднюю часть чехла для телефона. Он достаточно прочный, чтобы удерживать его, но вы все равно можете снять его при смене телефона или чехла.
Эти диски не являются наклейками. Они выходят на внешнюю сторону чехла для телефона, если вы его используете, и имеют толщину примерно 1/4 — 3/8 дюйма. Они отлично подходят для захвата фотографий и т. Д.
О Orgonite® или Orgone Energy
Оргон — это просто другое название праны, ци, рейки, эфира, духа, энергии нулевой точки.Этот термин был введен доктором Уильямом Райхом, который в 1930-х годах обеспечил базовое понимание объединения органических и неорганических материалов для воздействия на энергию. Оргонит® был изобретен Карлом Гансом Вельцем. Он усовершенствовал Оргонный аккумулятор Вильгельма Райха, создав устройство из металлических частиц, отлитых в смоле. Он ввел термин Orgonite® и зарегистрировал это название.
Эти инструменты используют универсальную энергию жизненной силы, которая присутствует во всей жизни и вокруг нее. Эта универсальная энергия неуравновешивается вышками сотовой связи, линиями электропередач, электроникой и т. Д.Как электромагнитные существа, мы, естественно, подвержены этому дисбалансу. Комбинируя органические (смолы, углеродные) и неорганические (металлы, кристаллы, производные углерода) материалы; orgone эффективно «очищает» эту несбалансированную энергию и генерирует положительную, сбалансированную энергию. Смола постоянно оказывает давление на кристаллы, «сжимая» их и производя пьезоэлектрическую энергию, которая поглощается электромагнитным полем владельца и энергетическими центрами чакр тела.
,