Ինչ է emf-ը էլեկտրատեխնիկայում: Eds բանաձեւը եւ դրա հաշվարկները. Ինդուկացված emf-ի բանաձևը սահմանվում է որպես

Ինչ է պատահել EMF(էլեկտրաշարժիչ ուժ) ֆիզիկայում. Ոչ բոլորն են հասկանում էլեկտրական հոսանքը: Ինչպես տիեզերական հեռավորությունը, միայն քո քթի տակ: Ընդհանրապես, նույնիսկ գիտնականները դա լիովին չեն հասկանում։ Բավական է հիշել Նիկոլա Տեսլաիր հայտնի փորձերով՝ դարերով առաջ իրենց ժամանակից և նույնիսկ այսօր մնալով առեղծվածային աուրայի մեջ: Այսօր մենք մեծ առեղծվածներ չենք լուծում, այլ փորձում ենք պարզել ինչ է EMF-ը ֆիզիկայում.

EMF-ի սահմանումը ֆիզիկայում

EMF- էլեկտրաշարժիչ ուժ. Նշվում է տառով Ե կամ փոքր հունարեն էպսիլոն տառը։

Էլեկտրաշարժիչ ուժ- սկալյար ֆիզիկական քանակություն, բնութագրելով արտաքին ուժերի աշխատանքը ( ոչ էլեկտրական ծագման ուժեր), գործող փոփոխական և ուղղակի հոսանքի էլեկտրական սխեմաներում։

EMF, Ինչպես նաեւ Լարման e, չափված վոլտերով: Այնուամենայնիվ, EMF- ը և լարումը տարբեր երևույթներ են:

Լարման(A և B կետերի միջև) – ֆիզիկական մեծություն, որը հավասար է արդյունավետ էլեկտրական դաշտի աշխատանքին, որը կատարվում է միավոր փորձնական լիցքը մի կետից մյուսը տեղափոխելիս:

Մենք բացատրում ենք EMF-ի էությունը «մատների վրա»

Հասկանալու համար, թե ինչն ինչ է, կարող ենք բերել օրինակ-անալոգիա։ Պատկերացնենք, որ ունենք ջրային աշտարակ՝ ամբողջությամբ ջրով լցված։ Եկեք համեմատենք այս աշտարակը մարտկոցի հետ։

Ջուրը առավելագույն ճնշում է գործադրում աշտարակի հատակի վրա, երբ աշտարակն ամբողջությամբ լցվում է: Համապատասխանաբար, որքան քիչ ջուր է աշտարակում, այնքան թուլանում է ծորակից հոսող ջրի ճնշումն ու ճնշումը։ Ծորակը բացելու դեպքում ջուրն աստիճանաբար դուրս կհոսի՝ սկզբում ուժեղ ճնշման տակ, իսկ հետո ավելի ու ավելի դանդաղ, մինչև ճնշումն ամբողջությամբ թուլանա։ Այստեղ լարվածությունը ճնշումն է, որը ջուրը գործադրում է հատակին: Եկեք վերցնենք աշտարակի ամենաներքևը որպես զրոյական լարման մակարդակ:

Նույնը մարտկոցի հետ է: Նախ, մենք միացնում ենք մեր ընթացիկ աղբյուրը (մարտկոցը) միացումին, փակելով այն: Թող դա լինի ժամացույց կամ լապտեր: Քանի դեռ լարման մակարդակը բավարար է, և մարտկոցը լիցքաթափված չէ, լապտերը պայծառ փայլում է, այնուհետև աստիճանաբար մարում, մինչև ամբողջովին մարի։

Բայց ինչպե՞ս համոզվել, որ ճնշումը չի չորանա: Այլ կերպ ասած, ինչպես պահպանել ջրի մշտական ​​մակարդակը աշտարակում, և մշտական ​​պոտենցիալ տարբերություն ընթացիկ աղբյուրի բևեռներում: Հետևելով աշտարակի օրինակին՝ EMF-ը ներկայացված է որպես պոմպ, որն ապահովում է նոր ջրի ներհոսքը դեպի աշտարակ:

EMF-ի բնույթը

Տարբեր ընթացիկ աղբյուրներում EMF-ի առաջացման պատճառը տարբեր է: Կախված առաջացման բնույթից, առանձնանում են հետևյալ տեսակները.

• Քիմիական էմֆ.Քիմիական ռեակցիաների պատճառով առաջանում է մարտկոցներում և կուտակիչներում։
• Թերմո EMF.Առաջանում է, երբ միացված են տարբեր ջերմաստիճաններում տեղակայված տարբեր հաղորդիչների կոնտակտները:
• Ինդուկցիոն emf.Առաջանում է գեներատորում, երբ պտտվող հաղորդիչը տեղադրվում է մագնիսական դաշտում։ EMF-ը կառաջարկվի դիրիժորում, երբ դիրիժորը հատում է հաստատուն հոսանքի գծերը մագնիսական դաշտըկամ երբ մագնիսական դաշտը մեծությամբ փոխվում է։
• Ֆոտոէլեկտրական էմֆ.Այս EMF-ի առաջացմանը նպաստում է արտաքին կամ ներքին ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի ֆենոմենը:
• Պիեզոէլեկտրական էմֆ. EMF-ն առաջանում է, երբ նյութերը ձգվում կամ սեղմվում են:

Հարգելի բարեկամներ, այսօր մենք նայեցինք «EMF-ը կեղծամների համար» թեմային: Ինչպես տեսնում ենք, EMF – ոչ էլեկտրական ուժ, որն աջակցում է հոսքին էլեկտրական հոսանքշղթայում. Եթե ​​ցանկանում եք իմանալ, թե ինչպես են լուծվում EMF-ի հետ կապված խնդիրները, խորհուրդ ենք տալիս կապ հաստատել մեր հեղինակներին– ուշադիր ընտրված և ստուգված մասնագետներ, ովքեր արագ և հստակ կբացատրեն ցանկացած թեմատիկ խնդրի լուծման գործընթացը: Եվ ավանդույթի համաձայն վերջում հրավիրում ենք դիտելու ուսուցողական տեսանյութ։ Վայելեք դիտումը և հաջողություն ձեր ուսման մեջ:

Պետական ​​միասնական քննության կոդավորիչի թեմաներԷլեկտրաշարժիչ ուժ, հոսանքի աղբյուրի ներքին դիմադրություն, Օհմի օրենք ամբողջական էլեկտրական շղթայի համար:

Մինչ այժմ էլեկտրական հոսանքն ուսումնասիրելիս մենք դիտարկել ենք դեպի ներս անվճար լիցքերի ուղղորդված շարժումը արտաքին միացում, այսինքն՝ հոսանքի աղբյուրի տերմինալներին միացված դիրիժորներում։

Ինչպես գիտենք, դրական լիցքը.

Այն մտնում է արտաքին միացում աղբյուրի դրական տերմինալից.

Շարժվում է արտաքին շղթայում այլ շարժվող լիցքերով ստեղծված անշարժ էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ.

Այն հասնում է աղբյուրի բացասական տերմինալին՝ ավարտելով իր ուղին արտաքին միացումում:

Այժմ մեր դրական լիցքը պետք է փակի իր ճանապարհը և վերադառնա դրական տերմինալ: Դա անելու համար նա պետք է հաղթահարի ճանապարհի վերջնական հատվածը` ընթացիկ աղբյուրի ներսում բացասական տերմինալից դեպի դրական: Բայց մտածեք դրա մասին. նա ընդհանրապես չի ուզում այնտեղ գնալ: Բացասական տերմինալը նրան ձգում է դեպի իրեն, դրական տերմինալը նրան վանում է իրենից, և արդյունքում աղբյուրի ներսում մեր լիցքը գործում է ուղղված էլեկտրական ուժի վրա։ դեմլիցքի շարժումը (այսինքն՝ ընդդեմ հոսանքի ուղղության):

Երրորդ ուժ

Այնուամենայնիվ, հոսանքը հոսում է շղթայի միջով. հետևաբար, կա մի ուժ, որը «քաշում» է լիցքը աղբյուրի միջով, չնայած տերմինալների էլեկտրական դաշտի դիմադրությանը (նկ. 1):

Բրինձ. 1. Երրորդ կողմի ուժ

Այս ուժը կոչվում է արտաքին ուժ; Հենց դրա շնորհիվ է գործում ներկայիս աղբյուրը։ Արտաքին ուժը ոչ մի կապ չունի անշարժ էլեկտրական դաշտի հետ, ասում են, որ դա ունի ոչ էլեկտրականծագում; մարտկոցներում, օրինակ, այն առաջանում է համապատասխան քիմիական ռեակցիաների առաջացման պատճառով։

Նշենք արտաքին ուժի աշխատանքով՝ դրական լիցքը q տեղափոխել ընթացիկ աղբյուրի ներսում բացասական տերմինալից դեպի դրական: Այս աշխատանքը դրական է, քանի որ արտաքին ուժի ուղղությունը համընկնում է լիցքի շարժման ուղղության հետ։ Արտաքին ուժի աշխատանքը նույնպես կոչվում է ընթացիկ աղբյուրի շահագործումը.

Արտաքին շղթայում արտաքին ուժ չկա, հետևաբար արտաքին ուժի կատարած աշխատանքը արտաքին շղթայում լիցքը տեղափոխելու համար զրո է: Հետևաբար, ամբողջ շղթայի շուրջ լիցքը տեղափոխելու արտաքին ուժի աշխատանքը կրճատվում է միայն ընթացիկ աղբյուրի ներսում այս լիցքը տեղափոխելու աշխատանքին: Այսպիսով, սա նաև արտաքին ուժի աշխատանք է՝ լիցքը շարժելու համար ամբողջ շղթայում.

Մենք տեսնում ենք, որ արտաքին ուժը պոտենցիալ չէ. նրա աշխատանքը փակ ճանապարհով լիցք տեղափոխելիս զրո չէ: Հենց այս ոչ պոտենցիալն է, որ թույլ է տալիս էլեկտրական հոսանքը շրջանառել; պոտենցիալ էլեկտրական դաշտը, ինչպես արդեն ասացինք, չի կարող ապահովել մշտական ​​հոսանքը:

Փորձը ցույց է տալիս, որ աշխատանքն ուղիղ համեմատական ​​է տեղափոխվող լիցքին։ Հետեւաբար, հարաբերակցությունը այլեւս կախված չէ լիցքից եւ է քանակական բնութագրերընթացիկ աղբյուր: Այս հարաբերությունը նշվում է հետևյալով.

(1)

Այս քանակությունը կոչվում է էլեկտրաշարժիչ ուժԸնթացիկ աղբյուրի (EMF): Ինչպես տեսնում եք, EMF-ը չափվում է վոլտերով (V), ուստի «էլեկտրաշարժիչ ուժ» անվանումը չափազանց ցավալի է: Բայց դա վաղուց արմատացած է, ուստի պետք է հաշտվել դրա հետ:

Երբ մարտկոցի վրա տեսնում եք «1,5 Վ» մակագրությունը, ապա իմացեք, որ սա հենց EMF-ն է: Արդյո՞ք այս արժեքը հավասար է արտաքին շղթայում մարտկոցի ստեղծած լարմանը: Պարզվում է՝ ոչ։ Հիմա կհասկանանք, թե ինչու։

Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար

Ցանկացած ընթացիկ աղբյուր ունի իր դիմադրությունը, որը կոչվում է ներքին դիմադրությունայս աղբյուրը։ Այսպիսով, ընթացիկ աղբյուրը ունի երկու կարևոր հատկանիշ՝ emf և ներքին դիմադրություն:

Թող հոսանքի աղբյուրը հավասար emf-ով և ներքին դիմադրությամբ միացվի դիմադրության (որն այս դեպքում կոչվում է. արտաքին դիմադրություն, կամ արտաքին ծանրաբեռնվածություն, կամ օգտակար բեռ) Այս ամենը միասին կոչվում է ամբողջական շղթա(նկ. 2):

Բրինձ. 2. Ամբողջական միացում

Մեր խնդիրն է գտնել հոսանքը միացումում և լարումը ռեզիստորի վրայով:

Ժամանակի ընթացքում լիցքը անցնում է միացումով: Համաձայն (1) բանաձևի, ընթացիկ աղբյուրը կատարում է հետևյալ աշխատանքը.

(2)

Քանի որ ընթացիկ ուժը հաստատուն է, աղբյուրի աշխատանքն ամբողջությամբ վերածվում է ջերմության, որն ազատվում է դիմադրության և. Ջերմության այս քանակությունը որոշվում է Ջուլ-Լենց օրենքով.

(3)

Այսպիսով, , և մենք հավասարեցնում ենք (2) և (3) բանաձևերի աջ կողմերը.

Կրճատվելուց հետո մենք ստանում ենք.

Այսպիսով, մենք գտանք հոսանքը շղթայում.

(4)

Բանաձև (4) կոչվում է Օհմի օրենքը ամբողջական միացման համար.

Եթե ​​աղբյուրի տերմինալները միացնեք աննշան դիմադրության մետաղալարով, կստանաք կարճ միացում. Այս դեպքում առավելագույն հոսանքը կհոսի աղբյուրի միջով. կարճ միացման հոսանք:

Փոքր ներքին դիմադրության շնորհիվ կարճ միացման հոսանքը կարող է բավականին մեծ լինել: Օրինակ, AA մարտկոցը այնքան է տաքանում, որ այրում է ձեր ձեռքերը:

Իմանալով ընթացիկ ուժը (բանաձև (4)), մենք կարող ենք գտնել ռեզիստորի վրա լարումը, օգտագործելով Օհմի օրենքը շղթայի մի հատվածի համար.

(5)

Այս լարումը կետերի և (նկ. 2) պոտենցիալ տարբերությունն է: Կետի պոտենցիալը հավասար է աղբյուրի դրական տերմինալի ներուժին. կետի պոտենցիալը հավասար է բացասական տերմինալի ներուժին: Հետեւաբար, լարումը (5) նույնպես կոչվում է լարումը աղբյուրի տերմինալներում.

Մենք տեսնում ենք (5) բանաձևից, թե ինչ կլինի իրական միացումում, ի վերջո, այն բազմապատկվում է մեկից պակաս կոտորակի վրա: Բայց կա երկու դեպք, երբ.

1. Իդեալական ընթացիկ աղբյուր. Սա զրոյական ներքին դիմադրությամբ աղբյուրի անունն է: Երբ (5) բանաձևը տալիս է.

2. Բաց միացում. Եկեք դիտարկենք ընթացիկ աղբյուրը ինքնին, էլեկտրական միացումից դուրս: Այս դեպքում կարելի է ենթադրել, որ արտաքին դիմադրությունը անսահման մեծ է. Այնուհետև քանակը չի տարբերվում ից, և (5) բանաձևը կրկին տալիս է մեզ:

Այս արդյունքի իմաստը պարզ է. եթե աղբյուրը միացված չէ շղթային, ապա աղբյուրի բևեռներին միացված վոլտմետրը ցույց կտա իր emf-ը.

Էլեկտրական շղթայի արդյունավետությունը

Դժվար չէ հասկանալ, թե ինչու է ռեզիստորը կոչվում օգտակար բեռ: Պատկերացրեք, որ դա լույսի լամպ է: Լամպի կողմից առաջացած ջերմությունն է օգտակար, քանի որ այս ջերմության շնորհիվ լամպը կատարում է իր նպատակը՝ լույս տալը։

Նշենք ժամանակի ընթացքում օգտակար բեռի կողմից թողարկված ջերմության քանակը:

Եթե ​​շղթայում հոսանքը հավասար է, ապա

Որոշակի քանակությամբ ջերմություն է թողարկվում նաև ընթացիկ աղբյուրից.

Շղթայում թողարկված ջերմության ընդհանուր քանակը հավասար է.

Էլեկտրական շղթայի արդյունավետությունըօգտակար ջերմության և ընդհանուր ջերմության հարաբերակցությունն է.

Շղթայի արդյունավետությունը հավասար է միասնությանը միայն այն դեպքում, եթե ընթացիկ աղբյուրը իդեալական է:

Օհմի օրենքը տարասեռ տարածքի համար

Օհմի պարզ օրենքը վավեր է շղթայի այսպես կոչված միատարր հատվածի համար, այսինքն՝ այն հատվածի համար, որտեղ ընթացիկ աղբյուրներ չկան: Այժմ մենք կստանանք ավելի ընդհանուր հարաբերություններ, որոնցից բխում են և՛ Օհմի օրենքը միատարր հատվածի համար, և՛ Օհմի օրենքը, որը ստացվել է վերևում ամբողջ շղթայի համար:

Շղթայի հատվածը կոչվում է տարասեռ, եթե դրա վրա կա ընթացիկ աղբյուր։ Այլ կերպ ասած, անհամասեռ տարածքը EMF ունեցող տարածք է:

Նկ. Նկար 3-ը ցույց է տալիս ոչ միատեսակ հատված, որը պարունակում է ռեզիստոր և հոսանքի աղբյուր: Աղբյուրի emf-ը հավասար է , նրա ներքին դիմադրությունը համարվում է հավասար զրոյի (եթե աղբյուրի ներքին դիմադրությունը հավասար է , ապա կարող եք պարզապես ռեզիստորը փոխարինել ռեզիստորով)։

Բրինձ. 3. EMF-ն «օգնում է» հոսանքին.

Տարածքում ընթացիկ ուժը հավասար է, հոսանքը հոսում է կետից կետ: Պարտադիր չէ, որ այս հոսանքը առաջացած լինի մեկ աղբյուրից: Քննարկվող հատվածը, որպես կանոն, որոշակի շղթայի մի մասն է (նկարում ներկայացված չէ), և այս շղթայում կարող են առկա լինել ընթացիկ այլ աղբյուրներ: Հետեւաբար, հոսանքը համակցված գործողության արդյունք է բոլորինմիացումում առկա աղբյուրները:

Թող միավորների պոտենցիալները հավասար լինեն և համապատասխանաբար: Եվս մեկ անգամ ընդգծենք, որ խոսքը անշարժ էլեկտրական դաշտի ներուժի մասին է, որը առաջանում է շղթայի բոլոր աղբյուրների գործողությամբ՝ ոչ միայն այս հատվածին պատկանող աղբյուրի, այլև, հնարավոր է, այս հատվածից դուրս գտնվողների:

Մեր տարածքում լարումը հավասար է. Ժամանակի ընթացքում լիցք է անցնում տարածքով, մինչդեռ անշարժ էլեկտրական դաշտն աշխատում է.

Բացի այդ, դրական աշխատանք է կատարվում ընթացիկ աղբյուրի կողմից (ի վերջո, դրա միջով անցած լիցքը):

Ընթացիկ հզորությունը հաստատուն է, հետևաբար լիցքի առաջխաղացման ընդհանուր աշխատանքը, որը կատարվում է տարածքում անշարժ էլեկտրական դաշտի և աղբյուրի արտաքին ուժերի կողմից, ամբողջությամբ վերածվում է ջերմության.

Մենք այստեղ փոխարինում ենք արտահայտությունները և Ջուլ-Լենց օրենքը.

Նվազեցնելով , մենք ստանում ենք Օհմի օրենքը շղթայի ոչ միատեսակ հատվածի համար:

(6)

կամ, որը նույնն է.

(7)

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, դրա դիմաց կա գումարած նշան: Մենք արդեն նշել ենք դրա պատճառը՝ ներկայիս աղբյուրն այս դեպքում կատարում է դրականաշխատել՝ իր մեջ լիցք «քաշելով» բացասական տերմինալից դեպի դրականը։ Պարզ ասած, աղբյուրը «օգնում է» հոսանքի հոսքին կետից կետ:

Նկատենք ստացված (6) և (7) բանաձևերի երկու հետևանք։

1. Եթե տարածքը միատարր է, ապա . Այնուհետև (6) բանաձևից մենք ստանում ենք Օհմի օրենքը շղթայի միատարր հատվածի համար:

2. Ենթադրենք, որ ընթացիկ աղբյուրն ունի ներքին դիմադրություն։ Սա, ինչպես արդեն նշեցինք, համարժեք է այն փոխարինելուն.

Այժմ փակենք մեր բաժինը՝ միացնելով կետերը և . Մենք ստանում ենք վերը քննարկված ամբողջական միացումը: Այս դեպքում ստացվում է, որ նախորդ բանաձևը կվերածվի Օհմի օրենքի ամբողջական շղթայի համար.

Այսպիսով, Օհմի օրենքը միատարր հատվածի համար և Օմի օրենքը ամբողջական շղթայի համար երկուսն էլ բխում են Օհմի օրենքից ոչ միատեսակ հատվածի համար:

Միացման մեկ այլ դեպք կարող է լինել, երբ աղբյուրը «կանխում է» հոսանքի անցումը տարածքով։ Այս իրավիճակը ցույց է տրված Նկ. 4 . Այստեղ մինչև-ից եկող հոսանքն ուղղված է աղբյուրի արտաքին ուժերի գործողության դեմ։

Բրինձ. 4. EMF-ը «միջամտում» է ընթացիկին.

Ինչպե՞ս է դա հնարավոր: Դա շատ պարզ է. դիտարկվող հատվածից դուրս գտնվող շղթայում առկա այլ աղբյուրներ «հաղթահարում են» հատվածի աղբյուրը և ստիպում են հոսանքը հոսել դեմ: Սա հենց այն է, ինչ տեղի է ունենում, երբ լիցքավորում եք ձեր հեռախոսը. վարդակին միացված ադապտերը ստիպում է լիցքերը շարժվել հեռախոսի մարտկոցում արտաքին ուժերի ազդեցության դեմ, և մարտկոցը լիցքավորվում է:

Ի՞նչ կփոխվի հիմա մեր բանաձեւերի ածանցման մեջ: Միայն մեկ բան կա՝ արտաքին ուժերի աշխատանքը բացասական կդառնա.

Այնուհետև Օհմի օրենքը ոչ միատեսակ տարածքի համար կունենա հետևյալ ձևը.

(8)

որտեղ դեռ լարվածություն կա տարածքում.

Եկեք միացնենք (7) և (8) բանաձևերը և գրենք Օհմի օրենքը EMF-ով հատվածի համար հետևյալ կերպ.

Հոսանքը հոսում է կետից կետ: Եթե ​​հոսանքի ուղղությունը համընկնում է արտաքին ուժերի ուղղության հետ, ապա դրա դիմաց դրվում է «պլյուս». եթե այս ուղղությունները հակառակ են, ապա տրվում է «մինուս»:

Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրը սարք է, որը ցանկացած տեսակի էներգիա փոխակերպում է էլեկտրական էներգիայի: Այն ստեղծում և պահպանում է պոտենցիալ տարբերություն իր տերմինալներում: Այսպիսով, հաղորդիչ միջավայրում ստեղծվում է էլեկտրական դաշտ, որն առաջացնում է էլեկտրական լիցքի կրիչների պատվիրված, ուղղորդված շարժում, այսինքն՝ էլեկտրական հոսանք։

Էլեկտրական հոսանքի ծագումն ուղեկցվում է դիմադրության հաղթահարման համար էներգիայի շարունակական ծախսով։ Այս էներգիան մատակարարվում է էլեկտրական էներգիայի աղբյուրից, որտեղ տեղի է ունենում մեխանիկական, քիմիական, ջերմային կամ այլ տեսակի էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու գործընթացը։

Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրի՝ իր տերմինալներում որոշակի պոտենցիալ տարբերություն ստեղծելու և պահպանելու ունակությունը կոչվում է էլեկտրաշարժիչ ուժ՝ կրճատ՝ e. դ.ս.

Թվային առումով էլեկտրաշարժիչ ուժը չափվում է էլեկտրական էներգիայի աղբյուրի կողմից կատարված աշխատանքով, երբ մեկ դրական լիցք է փոխանցում փակ շղթայում:

Եթե ​​էներգիայի աղբյուրը, կատարելով A աշխատանքը, ապահովում է լիցքի q փոխանցումը փակ շղթայում, ապա դրա էլեկտրաշարժիչ ուժը (E) հավասար կլինի.

SI էլեկտրաշարժիչ ուժի միավորը վոլտն է (V):

Էլեկտրական էներգիայի աղբյուրն ունի 1 վոլտ էմֆ, եթե փակ շղթայում 1 կուլոն լիցք տեղափոխելիս կատարվում է 1 ջոուլին հավասար աշխատանք։

Հարց։

Մեքենայի մարտկոցն ունի 12 Վ լարում, ի՞նչ է սա նշանակում:

Սա նշանակում է, որ այս մարտկոցը կատարում է 12 ջոուլ աշխատանք, որպեսզի տեղափոխի 1 կուլոն լիցք ամբողջ փակ շղթայում:

Բացի հիմնականից, օգտագործվում են է.դ.ս. չափման ավելի փոքր և մեծ միավորներ։

1 միլիվոլտ (մՎ)=0,001Վ=10 -3 Վ;

1 միկրովոլտ (µV) = 0,000001 V = 10 -6 V;

1 կիլովոլտ (կՎտ)=1000Վ=10 3 Վ.

Էմֆ-ը չափվում է էլեկտրական չափիչ գործիքների միջոցով՝ վոլտմետրեր:

Էմֆը չափելու համար վոլտմետրը միացված է հոսանքի աղբյուրի տերմինալներին՝ դիտարկելով բևեռականությունը և միշտ բաց միացումով։

Ընթացիկ աղբյուրները կարող են միացվել միմյանց հաջորդաբար կամ զուգահեռաբար:

Ընթացիկ աղբյուրները շարքով միացնելիս ընդհանուր էլեկտրաշարժիչ ուժը հավասար է միացման մեջ ներառված բոլոր աղբյուրների էլեկտրաշարժիչ ուժերի գումարին E = E 1 + E 2 + E 3:

Հետեւաբար, ընթացիկ աղբյուրների սերիական միացումն օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ ստացվում է emd-ի աճ։

Ընթացիկ աղբյուրները զուգահեռաբար միացնելիս ընդհանուր էլեկտրաշարժիչ ուժը կմնա նույնը, ինչ միացման մեջ ներառված յուրաքանչյուր առանձին ընթացիկ աղբյուրի ուժը E = E 1 = E 2 = E 3 = E4:

Հնարավոր է միացնել զուգահեռ աղբյուրներում, որոնք ունեն նույն emf-ը և նույն ներքին դիմադրությունը Զուգահեռ միացումն օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է ստանալ զգալի հոսանք:

Ցանկացած էլեկտրական միացում բաղկացած է երկու հատվածից՝ շղթայի ներքին և արտաքին հատվածներից:

Շղթայի ներքին հատվածը ընթացիկ աղբյուրն է: Դրա դիմադրությունը կոչվում է ընթացիկ աղբյուրի ներքին դիմադրություն և նշվում է r տառով:

Այն ամենը, ինչ միացված է հոսանքի աղբյուրին, կոչվում է էլեկտրական շղթայի արտաքին հատված, որի դիմադրությունը նշվում է R։

Այսպիսով, ամբողջ շղթայի դիմադրությունը R+r է:

Դիտարկենք էլեկտրական միացում, որը բաղկացած է հոսանքի աղբյուրից (շղթայի ներքին հատվածից), դիմադրություն R-ից և բանալին K 1 (շղթայի արտաքին հատվածից):

E d աղբյուրից (E), երբ անջատիչը K 1 փակ է և ապահովում է էլեկտրական լիցքերի փոխանցումը ամբողջ փակ շղթայում:

Emd s-ի այն մասը, որը ծախսվում է շղթայի ներքին հատվածի երկայնքով լիցքերի փոխանցման վրա, կոչվում է լարման անկում շղթայի ներքին հատվածում և նշանակված է U 0:

Էմֆ-ի այն մասը, որը ծախսվում է շղթայի արտաքին հատվածի երկայնքով լիցքերի փոխանցման վրա, կոչվում է լարման անկում արտաքին միացումում կամ պարզապես լարում շղթայի արտաքին հատվածում և նշանակվում է U (լարման մի մասը շղթայի վրա. Շղթայի արտաքին հատվածը կոչվում է նաև լարում աղբյուրի տերմինալներում):

Այսպիսով, «լարման անկում» կամ «լարում» տերմինը վերաբերում է շղթայի տվյալ հատվածի դիմադրության հաղթահարման վրա ծախսվող է դ-ի այն հատվածին:

Աղբյուրից E d-ը շղթայի ներքին և արտաքին հատվածներում լարման անկումների գումարն է՝ E = U 0 + U:

Սա ենթադրում է U=E-U 0:

այսինքն՝ ընթացիկ աղբյուրի տերմինալներում լարումը փոքր է նրա էլեկտրաշարժիչ ուժից՝ շղթայի ներքին հատվածում լարման անկման քանակով։

Օրինակ, ընթացիկ աղբյուրը 12 Վ է, և երբ միացումը միացված է, այն ցույց է տալիս 11 Վ, որտեղ կա ևս 1 Վ:

Երբ միացումը միացված է, այս վոլտմետրը ցույց է տալիս ոչ թե emd, այլ լարումը, որը կիրառվում է ընթացիկ աղբյուրի կողմից շղթայի արտաքին հատվածին:

Ընթացիկ աղբյուրի կողմից այս հոսանքի աղբյուրի ներքին դիմադրության նկատմամբ կիրառվող լարումը դուրս է գալիս վոլտմետրերի ընթերցումներից:

Ընթացիկ աղբյուրից էմֆը բաշխվում է փակ շարքի միացման հատվածների վրա՝ ուղիղ համեմատական ​​այս հատվածների դիմադրությանը: Սա նշանակում է, որ ավելի մեծ դիմադրություն է կիրառվում ավելի մեծ լարման նկատմամբ:

Բովանդակություն:

Երբ ծնվեց «էլեկտրոն» հասկացությունը, մարդիկ անմիջապես կապեցին այն կոնկրետ աշխատանքի հետ: Էլեկտրոնը հունարեն սաթի բառն է: Այն, որ հույները, այս անպետք, առհասարակ, կախարդական քարը գտնելու համար, ստիպված էին բավականին հեռու ճանապարհորդել դեպի հյուսիս, նման ջանքերը, ընդհանուր առմամբ, այստեղ հաշվի չեն առնվում: Բայց արժեր որոշակի աշխատանք կատարել՝ ձեռքերով խճաքարը քսել չոր բրդյա կտորի վրա, և այն ձեռք բերեց նոր հատկություններ։ Սա գիտեին բոլորը։ Շփեք այն հենց այնպես, հանուն զուտ անշահախնդիր հետաքրքրության, դիտելու համար, թե ինչպես են այժմ «էլեկտրոնը» սկսում գրավել մանր բեկորները՝ փոշու բծեր, մազեր, թելեր, փետուրներ: Հետագայում, երբ հայտնվեցին մի ամբողջ դասակարգ երևույթներ, որոնք հետագայում միավորվեցին «էլեկտրաէներգիա» հասկացության ներքո, այն աշխատանքը, որը պետք է անպայմանորեն ծախսվի, մարդկանց հանգիստ չտվեց։ Քանի որ դուք պետք է գումար ծախսեք փոշու բծերով հնարք ստանալու համար, նշանակում է լավ կլիներ ինչ-որ կերպ փրկել այս աշխատանքը, կուտակել այն և հետո ետ ստանալ:

Այսպիսով, տարբեր նյութերով և փիլիսոփայական հիմնավորումներով ավելի ու ավելի բարդ հնարքներից մենք սովորեցինք հավաքել այս կախարդական ուժը բանկայի մեջ: Եվ հետո այնպես արեք, որ այն աստիճանաբար ազատվի բանկաից՝ առաջացնելով գործողություններ, որոնք արդեն զգացվում են, և շատ շուտով չափվում: Եվ նրանք այնքան խելամտորեն չափեցին այն՝ ունենալով ընդամենը մի քանի մետաքսե գնդիկ կամ փայտ և զսպանակավոր ոլորման կշեռքներ, որ նույնիսկ հիմա մենք բավականին լրջորեն օգտագործում ենք նույն բանաձևերը էլեկտրական սխեմաների հաշվարկման համար, որոնք այժմ թափանցել են ամբողջ մոլորակը, անսահման բարդ՝ համեմատած այդ առաջին սարքերի հետ։ .

Իսկ սափորի մեջ նստած այս հզոր ջին անունը դեռևս պարունակում է երկար ժամանակ հայտնագործողների բերկրանքը՝ «Էլեկտրաշարժիչ ուժ»։ Բայց այս ուժն ամենևին էլ էլեկտրական չէ։ Ընդհակառակը, դա սարսափելի կողմնակի ուժ է, որը ստիպում է էլեկտրական լիցքերին շարժվել «իրենց կամքին հակառակ», այսինքն՝ հաղթահարել փոխադարձ վանքը և հավաքվել ինչ-որ տեղ մի կողմից։ Սա հանգեցնում է պոտենցիալ տարբերության: Այն կարող է օգտագործվել այլ կերպ ազատելով գանձումները: Այնտեղ, որտեղ նրանք չեն «հսկվում» այս սարսափելի EMF-ով: Եվ այդպիսով ստիպել ձեզ որոշակի աշխատանք կատարել:

Գործողության սկզբունքը

EMF-ը շատ տարբեր բնույթի ուժ է, չնայած այն չափվում է վոլտով.

• Քիմիական։ Բխում է գործընթացներից քիմիական փոխարինումորոշ մետաղների իոններ մյուսների իոններով (ավելի ակտիվ): Արդյունքում առաջանում են լրացուցիչ էլեկտրոններ՝ փորձելով «փախչել» մոտակա հաղորդիչի եզրից։ Այս գործընթացը կարող է լինել շրջելի կամ անշրջելի: Հետադարձելի - մարտկոցներում: Նրանք կարող են լիցքավորվել՝ լիցքավորված իոնները վերադարձնելով լուծույթի մեջ, ինչի արդյունքում այն ​​դառնում է ավելի թթվային, օրինակ (թթվային մարտկոցներում): Էլեկտրոլիտի թթվայնությունը մարտկոցի էմֆ-ի պատճառն է, այն աշխատում է անընդհատ, մինչև լուծույթը դառնա ամբողջովին քիմիապես չեզոք:

• Մագնետոդինամիկ. Առաջանում է, երբ տարածության մեջ ինչ-որ կերպ կողմնորոշված ​​հաղորդիչը ենթարկվում է փոփոխվող մագնիսական դաշտի: Կամ հաղորդիչի նկատմամբ շարժվող մագնիսից, կամ մագնիսական դաշտի նկատմամբ հաղորդիչի շարժումից: Այս դեպքում էլեկտրոնները նույնպես հակված են շարժվել հաղորդիչում, ինչը թույլ է տալիս դրանք գրավել և տեղադրել սարքի ելքային կոնտակտների վրա՝ ստեղծելով պոտենցիալ տարբերություն։

• Էլեկտրամագնիսական. Փոփոխական մագնիսական դաշտը ստեղծվում է մագնիսական նյութում առաջնային ոլորուն փոփոխական էլեկտրական լարման միջոցով: Երկրորդային ոլորունում տեղի է ունենում էլեկտրոնի շարժում, և, հետևաբար, առաջնային ոլորման լարմանը համամասնական լարում: Տրանսֆորմատորները կարող են նշանակվել EMF խորհրդանիշով համարժեք համարժեք սխեմաներում:

• Ֆոտովոլտաիկ. Լույսը, որը դիպչում է որոշ հաղորդիչ նյութերին, կարող է էլեկտրոնները տապալել, այսինքն՝ դրանք ազատել: Այդ մասնիկների ավելցուկ է առաջանում, որի պատճառով ավելորդները մղվում են դեպի էլեկտրոդներից մեկը (անոդ): Առաջանում է լարում, որը կարող է առաջացնել էլեկտրական հոսանք։ Նման սարքերը կոչվում են ֆոտոբջիջներ: Սկզբում ստեղծվել են վակուումային ֆոտոբջիջներ, որոնցում էլեկտրոդները տեղադրվել են վակուումով կոլբայի մեջ։ Այս դեպքում էլեկտրոնները մղվել են մետաղական թիթեղից (կաթոդ) դուրս և գրավվել մեկ այլ էլեկտրոդով (անոդով): Նման ֆոտոբջիջները կիրառել են լույսի սենսորներում։ Ավելի գործնական կիսահաղորդչային ֆոտոբջիջների գյուտի շնորհիվ հնարավոր դարձավ դրանցից հզոր մարտկոցներ ստեղծել՝ դրանցից յուրաքանչյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժի գումարման միջոցով զգալի լարում առաջացնելու համար։

• Ջերմաէլեկտրական. Եթե ​​երկու տարբեր մետաղներ կամ կիսահաղորդիչներ զոդում են մի կետում, և այնուհետև ջերմությունը մատակարարվում է այս կետին, օրինակ՝ մոմը, ապա զույգ մետաղների (ջերմազույգերի) հակառակ ծայրերում առաջանում է էլեկտրոնային գազի խտությունների տարբերություն։ . Այս տարբերությունը կարող է կուտակվել, եթե ջերմազույգերը միացված են հաջորդաբար, նման է մարտկոցի գալվանական բջիջների կամ առանձին ֆոտոգալվանային բջիջների միացմանը։ արևային մարտկոց. ThermoEMF-ն օգտագործվում է շատ ճշգրիտ ջերմաստիճանի տվիչների մեջ: Այս երեւույթի հետ կապված են մի քանի էֆեկտներ (Peltier, Thomson, Seebeck), որոնք հաջողությամբ ուսումնասիրվում են։ Փաստ է, որ ջերմությունը կարող է ուղղակիորեն վերածվել էլեկտրաշարժիչ ուժի, այսինքն՝ լարման։

• Էլեկտրաստատիկ. EMF-ի նման աղբյուրները հայտնագործվել են գրեթե միաժամանակ գալվանական տարրերի հետ կամ նույնիսկ ավելի վաղ (եթե սաթի քսումը մետաքսի հետ դիտարկենք որպես EMF-ի նորմալ արտադրություն)։ Դրանք նաև կոչվում են էլեկտրաֆորիկ մեքենաներ, կամ գյուտարարի անունից՝ Wimshurst գեներատորներ։ Չնայած Wimshurst-ը ստեղծեց հստակ տեխնիկական լուծում, որը թույլ է տալիս հանված ներուժը կուտակել Լեյդենի բանկաում՝ առաջին կոնդենսատորում (և լավ հզորությամբ): Առաջին էլեկտրոֆորի մեքենան կարելի է համարել ծծմբի հսկայական գնդակ, որը տեղադրված է առանցքի վրա՝ 17-րդ դարի կեսերին մագդեբուրգյան բուրգոմաստեր Օտտո ֆոն Գերիկեի ապարատը: Գործողության սկզբունքը շփումից հեշտությամբ էլեկտրականացված նյութերի քսումն է: Ճիշտ է, ֆոն Գերիկեի առաջընթացը կարելի է անվանել, ինչպես ասում են, ծուլությունից դրդված, երբ չկա սաթ կամ այլ բան ձեռքով քսելու ցանկություն։ Թեեւ, իհարկե, այս հետաքրքրասեր քաղաքական գործիչը բավական երեւակայություն ու ակտիվություն ուներ։ Գոնե հիշենք նրա հայտնի փորձը՝ ավանակների (կամ ջորիների) երկու շղթաներով, որոնք առանց օդի գնդակը շղթաներով պատռում են երկու կիսագնդերի։

Էլեկտրականացումը, ինչպես ի սկզբանե ենթադրվում էր, տեղի է ունենում հենց «շփումից», այսինքն՝ սաթի կտորով քսելով՝ մենք «պոկում» ենք էլեկտրոնները դրա մակերեսից։ Սակայն հետազոտությունները ցույց են տվել, որ դա այնքան էլ պարզ չէ։ Պարզվում է, որ դիէլեկտրիկների մակերեսին միշտ առկա են լիցքավորման անկանոնություններ, և օդից իոնները ձգվում են դեպի այդ անկանոնությունները։ Ձևավորվում է օդաիոնային ծածկույթ, որը վնասում ենք մակերեսը քսելով։

• Թերմիոնիկ. Երբ մետաղները տաքացվում են, էլեկտրոնները հանվում են դրանց մակերեսից։ Վակուումում նրանք հասնում են մեկ այլ էլեկտրոդի և այնտեղ բացասական ներուժ են առաջացնում: Սա շատ խոստումնալից ուղղություն է հենց հիմա։ Նկարը ցույց է տալիս հիպերձայնային օդանավը պաշտպանելու սխեման մարմնի մասերի գերտաքացումից օդի հակառակ հոսքով և թերմիոնիկ էլեկտրոններից, որոնք արտանետվում են կաթոդից (որը միաժամանակ սառչում է. Peltier-ի և/կամ Թոմսոնի միաժամանակյա գործողությունը): էֆեկտներ) հասնում են անոդին` դրա վրա լիցք առաջացնելով: Լիցքը, ավելի ճիշտ՝ լարումը, որը հավասար է ստացված EMF-ին, կարող է օգտագործվել սարքի ներսում սպառման շղթայում։

1 - կաթոդ, 2 - անոդ, 3, 4 - կաթոդ և անոդ ծորակներ, 5 - սպառող

• Պիեզոէլեկտրական. Շատ բյուրեղային դիէլեկտրիկներ, երբ նրանք իրենց վրա մեխանիկական ճնշում են զգում ցանկացած ուղղությամբ, արձագանքում են դրան՝ առաջացնելով պոտենցիալ տարբերություն իրենց մակերեսների միջև: Այս տարբերությունը կախված է կիրառվող ճնշումից, ուստի այն արդեն օգտագործվում է ճնշման սենսորներում: Գազօջախների պիեզոէլեկտրական կրակայրիչները էներգիայի այլ աղբյուր չեն պահանջում՝ պարզապես մատով կոճակ սեղմել: Հայտնի են պիեզոկերամիկայի վրա հիմնված մեքենաներում պիեզոէլեկտրական բռնկման համակարգ ստեղծելու փորձեր, որոնք ճնշում են ստանում շարժիչի հիմնական լիսեռին միացված խցիկների համակարգից։ «Լավ» պիեզոէլեկտրիկները, որոնցում EMF-ի համաչափությունը ճնշմանը շատ ճշգրիտ է, շատ կոշտ են (օրինակ, քվարց) և գրեթե չեն դեֆորմացվում մեխանիկական ճնշման տակ:

• Այնուամենայնիվ, ճնշման երկարատև ազդեցությունը հանգեցնում է դրանց ոչնչացմանը: Բնության մեջ ժայռերի հաստ շերտերը նույնպես պիեզոէլեկտրական են: Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ այնքան էլ սարսափելի չէ, որ առաձգական պիեզոէլեկտրիկներն արդեն մշակվել են, և նույնիսկ դրանց հիման վրա (և նանոտեխնոլոգիայի հիման վրա) արտադրանքի արտադրությունն արդեն սկսվել է։

Հասկանալի է, որ EMF-ի չափման միավորը էլեկտրական լարման միավորն է։ Քանի որ ամենատարբեր մեխանիզմները, որոնք ստեղծում են ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը, բոլորն էլ իրենց էներգիայի տեսակները վերածում են էլեկտրոնների շարժման և կուտակման, և դա, ի վերջո, հանգեցնում է նման լարման առաջացմանը:

EMF-ից առաջացող հոսանք

Ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը շարժիչ ուժ է, քանի որ դրանից էլեկտրոնները սկսում են շարժվել, եթե էլեկտրական միացումը փակ է: Նրանք ստիպված են դա անել EMF-ի կողմից՝ օգտագործելով բնության ոչ էլեկտրական «կեսը», որը, ի վերջո, կախված չէ էլեկտրոնների հետ կապված կեսից: Քանի որ ենթադրվում է, որ շղթայում հոսանքը հոսում է պլյուսից մինուս (ուղղության այս որոշումը կատարվել է նախքան բոլորը գիտեին, որ էլեկտրոնը բացասական մասնիկ է), ապա EMF-ով սարքի ներսում հոսանքը կատարում է վերջնական շարժում՝ մինուսից մինչև գումարած. Եվ նրանք միշտ նկարում են EMF նշանի վրա, որտեղ սլաքն ուղղված է – +: Միայն երկու դեպքում էլ՝ և՛ ընթացիկ աղբյուրի EMF-ի ներսում, և՛ դրսում, այսինքն՝ սպառող շղթայում, գործ ունենք էլեկտրական հոսանքի հետ՝ իր բոլոր պարտադիր հատկություններով: Հաղորդավարներում հոսանքը հանդիպում է դիմադրության: Եվ այստեղ, ցիկլի առաջին կեսում, մենք ունենք բեռի դիմադրություն, երկրորդում, ներքին, մենք ունենք աղբյուրի դիմադրություն կամ ներքին դիմադրություն:

Ներքին գործընթացը ոչ թե ակնթարթորեն է աշխատում (թեև շատ արագ), այլ որոշակի ինտենսիվությամբ։ Այն աշխատում է լիցքերը մինուսից պլյուս հասցնելու համար, և սա նաև դիմադրության է հանդիպում...

Դիմադրությունը երկու տեսակի է.

1. Ներքին դիմադրությունը գործում է լիցքերը բաժանող ուժերի դեմ, այն ունի այս բաժանարար ուժերին «մոտ» բնույթ. Համենայն դեպս, դա նրանց հետ աշխատում է մեկ մեխանիզմով։ Օրինակ, թթուն, որը թթվածին է վերցնում կապարի երկօքսիդից և այն փոխարինում SO 4 - իոններով, անկասկած, որոշակի քիմիական դիմադրություն է զգում: Եվ սա հենց այն է, ինչ դրսևորվում է որպես մարտկոցի ներքին դիմադրության աշխատանք:
2. Երբ շղթայի արտաքին (ելքային) կեսը փակ չէ, բևեռներից մեկում ավելի ու ավելի շատ էլեկտրոնների հայտնվելը (և մյուս բևեռից դրանց նվազումը) առաջացնում է լարման բարձրացում։ էլեկտրաստատիկ դաշտմարտկոցների բևեռներում և էլեկտրոնների միջև հակահարվածի ավելացում: Սա թույլ է տալիս համակարգին «չխելագարվել» և կանգ առնել որոշակի հագեցվածության վրա: Այլևս էլեկտրոններ չեն ընդունվում մարտկոցից դեպի արտաքին: Եվ սա արտաքուստ նման է մարտկոցների տերմինալների միջև հաստատուն էլեկտրական լարման առկայությանը, որը կոչվում է U xx՝ բաց միացման լարման: Եվ դա թվայինորեն հավասար է EMF - էլեկտրաշարժիչ ուժին: Հետևաբար, EMF-ի չափման միավորը վոլտն է (SI համակարգում):

Բայց եթե դուք պարզապես միացնեք ոչ զրոյական դիմադրություն ունեցող հաղորդիչների բեռը մարտկոցին, ապա անմիջապես կհոսի հոսանք, որի ուժը որոշվում է Օհմի օրենքով:

Թվում է, թե հնարավոր է չափել EMF աղբյուրի ներքին դիմադրությունը: Արժե ամպաչափը միացնել շղթային և շունտավորել (կարճացնել) արտաքին դիմադրությունը։ Սակայն ներքին դիմադրությունն այնքան ցածր է, որ մարտկոցը կսկսի աղետալիորեն լիցքաթափվել՝ արտադրելով մեծ գումարջերմություն, ինչպես արտաքին կարճ միացված հաղորդիչների վրա, այնպես էլ աղբյուրի ներքին տարածության վրա:

Այնուամենայնիվ, դուք կարող եք դա անել այլ կերպ.

1. Չափել E (հիշեք, բաց շղթայի լարումը, չափման միավորը՝ վոլտ):
2. Միացրեք ռեզիստորը որպես բեռ և չափեք դրա վրա լարման անկումը: Հաշվեք ընթացիկ I 1-ը:
3. Դուք կարող եք հաշվարկել EMF աղբյուրի ներքին դիմադրության արժեքը՝ օգտագործելով r արտահայտությունը

Սովորաբար, մարտկոցի էլեկտրաէներգիա արտադրելու ունակությունը չափվում է էներգիայի «հզորությամբ» ամպեր ժամերով: Բայց հետաքրքիր կլիներ տեսնել, թե ինչ առավելագույն հոսանք կարող է արտադրել: Չնայած այն հանգամանքին, որ, հավանաբար, ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը կհանգեցնի դրա պայթելուն: Քանի որ դրա վրա կարճ միացում կազմակերպելու գաղափարը այնքան էլ գայթակղիչ չէր թվում, մենք կարող ենք այս արժեքը հաշվարկել զուտ տեսականորեն: Emf-ը հավասար է U xx-ի: Պարզապես անհրաժեշտ է գծել ռեզիստորի վրայով լարման անկման գրաֆիկը հոսանքի (և հետևաբար բեռի դիմադրության) համեմատությամբ մինչև այն կետը, որտեղ բեռի դիմադրությունը զրո է: Սա է կետը Իկարճ միացում, կարմիր գծի հատումը կոորդինատային գծի հետ Ի , որի դեպքում U լարումը դարձել է զրո, և աղբյուրի ամբողջ լարումը E-ն կնվազի ներքին դիմադրության վրա։

Հաճախ պարզ թվացող հիմնական հասկացությունները միշտ հնարավոր չէ հասկանալ առանց օրինակների և անալոգիաների օգտագործման: Ինչ է էլեկտրաշարժիչ ուժը և ինչպես է այն գործում, կարելի է պատկերացնել միայն դրա բազմաթիվ դրսևորումները դիտարկելով: Բայց արժե հաշվի առնել EMF-ի սահմանումը, քանի որ այն տրված է հեղինակավոր աղբյուրների կողմից՝ օգտագործելով խելացի ակադեմիական բառեր, և ամեն ինչ նորից սկսել՝ ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը: Կամ պարզապես ոսկե տառերով գրեք այն պատին.

Հաղորդավարում երկար ժամանակ էլեկտրական հոսանքը պահպանելու համար անհրաժեշտ է, որ հոսանքի միջոցով մատակարարվող լիցքերը մշտապես հեռացվեն հաղորդիչի ծայրից, որն ունի ավելի ցածր պոտենցիալ (համարենք, որ հոսանքի կրիչները ենթադրվում են դրական լիցքեր): , մինչդեռ վճարները մշտապես մատակարարվում են մինչև վերջ՝ ավելի բարձր ներուժով։ Այսինքն՝ անհրաժեշտ է ապահովել մեղադրանքների շրջանառությունը։ Այս ցիկլում լիցքերը պետք է շարժվեն փակ ճանապարհով: Ընթացիկ կրիչների շարժումն իրականացվում է ոչ էլեկտրաստատիկ ծագման ուժերի կիրառմամբ։ Նման ուժերը կոչվում են երրորդ կողմեր։ Ստացվում է, որ հոսանքը պահպանելու համար անհրաժեշտ են արտաքին ուժեր, որոնք գործում են շղթայի ողջ երկարությամբ կամ շղթայի առանձին հատվածներում։

EMF-ի սահմանումը և բանաձևը

Սահմանում

Սկալյար ֆիզիկական մեծությունը, որը հավասար է արտաքին ուժերի աշխատանքին՝ միավոր դրական լիցքը տեղափոխելու համար, կոչվում է էլեկտրաշարժիչ ուժ (EMF), գործելով շղթայում կամ շղթայի մի հատվածի վրա։ Նշված է EMF: Մաթեմատիկորեն մենք գրում ենք EMF-ի սահմանումը հետևյալ կերպ.

որտեղ A-ն արտաքին ուժերի կողմից կատարված աշխատանքն է, q-ն այն լիցքն է, որով կատարվում է աշխատանքը։

Աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժը թվայինորեն հավասար է տարրի ծայրերում առկա պոտենցիալ տարբերությանը, եթե այն բաց է, ինչը հնարավորություն է տալիս չափել EMF-ը լարման միջոցով:

EMF-ը, որը գործում է փակ միացումում, կարող է սահմանվել որպես արտաքին ուժերի լարվածության վեկտորի շրջանառություն.

որտեղ է արտաքին ուժերի դաշտային ուժը: Եթե ​​արտաքին ուժերի դաշտի ուժը զրո չէ միայն շղթայի մի մասում, օրինակ՝ 1-2 հատվածում, ապա (2) արտահայտությամբ ինտեգրումը կարող է իրականացվել միայն այս հատվածի վրա։ Համապատասխանաբար, EMF-ը, որը գործում է շղթայի 1-2 հատվածի վրա, սահմանվում է որպես.

Բանաձև (2) տալիս է EMF-ի ամենաընդհանուր սահմանումը, որը կարող է օգտագործվել ցանկացած դեպքի համար:

Օհմի օրենքը շղթայի կամայական հատվածի համար

Շղթայի այն հատվածը, որի վրա գործում են արտաքին ուժերը, կոչվում է տարասեռ: Այն բավարարում է հետևյալ հավասարությունը.

որտեղ U 12 =IR 21 – լարման անկում (կամ լարում) միացման բաժնում 1-2 (I- ընթացիկ); - պոտենցիալ տարբերություն հատվածի ծայրերի միջև. - էլեկտրաշարժիչ ուժ, որը պարունակվում է շղթայի մի հատվածում: հավասար է բոլոր աղբյուրների emf-ի հանրահաշվական գումարին, որոնք գտնվում են տվյալ տարածքում:

Պետք է հաշվի առնել, որ EMF-ը կարող է լինել դրական և բացասական։ EMF-ը կոչվում է դրական, եթե այն մեծացնում է ներուժը հոսանքի ուղղությամբ (հոսանքը հոսում է աղբյուրի մինուսից դեպի գումարած):

Միավորներ

EMF-ի չափը համընկնում է ներուժի չափի հետ: SI համակարգում EMF-ի չափման հիմնական միավորն է՝ =V

Խնդիրների լուծման օրինակներ

Օրինակ

Զորավարժություններ.Տարրի էլեկտրաշարժիչ ուժը 10 Վ է: Այն շղթայում ստեղծում է հոսանք, որը հավասար է 0,4 Ա-ի: Ի՞նչ աշխատանք են կատարում արտաքին ուժերը 1 րոպեում:

Լուծում.Որպես խնդրի լուծման հիմք՝ մենք օգտագործում ենք EMF-ի հաշվարկման բանաձևը.

Լիցքը, որն անցնում է խնդրո շղթայի միջով 1 րոպեում։ կարելի է գտնել որպես.

Արտահայտում ենք աշխատանքը (1.1), օգտագործում (1.2) լիցքը հաշվարկելու համար, ստանում ենք.

Խնդրի պայմաններում տրված ժամանակը փոխարկենք վայրկյանների (min=60 վ), և կատարենք հաշվարկները.

Պատասխանել. A=240 Ջ

Օրինակ

Զորավարժություններ. A շառավղով մետաղական սկավառակը պտտվում է անկյունային արագություն, ներառված է էլեկտրական միացումում՝ օգտագործելով սահող կոնտակտներ, որոնք դիպչում են սկավառակի առանցքին և նրա շրջագծին (նկ. 1): Ինչպիսի՞ն կլինի սկավառակի առանցքի և արտաքին եզրի միջև հայտնված emf-ը: