Elektromotorisk kraft

Vad är elektromotivkraft?

De elektromotorisk kraft (F.och.m.) är den agent som ansvarar för att hålla de elektriska belastningarna i rörelse inom en elektrisk krets. Mängden F.och.m. av en källa representerar den energi per lastenhet som den kan ge.

Batterierna och generatorerna är källor till elektromotorkraft vars funktion i en elektrisk krets är analog som en vattenpump presterar för att upprätthålla flödet i ett stängt kretsrör.

En spänningskälla eller spänning, som också kallas källan till Fem, Konverterar kemisk energi, elektromagnetisk energi eller mekanisk energi till elektrisk ström, det vill säga den ger kinetisk energi till ledningselektronerna i en elektrisk krets som förbinder dess två terminaler eller poler.

Ett bilbatteri är en källa till elektromotivkraft. Källa: Pixabay.

Enheten i Internationellt system (SI) av åtgärder för elektromotorisk kraft Är han volt, förkortad V och motsvarande 1 Joule/coulomb, Så i verkligheten är det inte en kraft i den vanliga känslan av fysik och dess måttenhet motsvarar inte kraften, som mäts i Newtons I enheter JA.

Skillnaden mellan spänning och FEM

Ett batteri med en Fem av 3 volt, göra ett jobb med 3 Joule Om varje Coulomb av last (positiv) som rör sig från den negativa till den positiva terminalen inuti högen.

Eftersom belastningar inuti en spänskälla går mot motströms, a Fem Det är inte lika med en potentiell skillnad, eftersom i det senare fallet skulle lasterna (positiva) flytta från regionen med största potential till minsta potential.

Namnet på elektromotorisk kraft Det myntades av Alessandro Volta, Uppfinnaren av batteriet, i början av 1800 -talet, då skillnaden mellan en kraft och energin som den kan producera var fortfarande tydlig.

Kan tjäna dig: Reynolds Number: Vad är det för, hur det beräknas, övningar

När Volta förklarade sin upptäckt, hänvisade Volta till kraften som håller elektriska laddningar inuti högen och kallar den elektromotorisk kraft, Namn som varar hittills.

Femmätning

I en enkel resistiv krets av likström är batteriet källan till elektromotorisk kraft antingen Fem.

Kvantitativt Fem mäter energi per lastenhet som levereras av batteriet. Betecknar elektromotivkraft som ε, Det är kvoten mellan arbetet ΔW Gjord för att bära en liten belastning Δq, Från den positiva högen eller batteriterminalen, till den negativa terminalen genom den externa kretsen:

I en hög genereras detta arbete i de kemiska reaktionerna inuti, vars konsekvens är separationen av belastningar mellan dess elektroder, vilket upprätthåller en konstant spänning skapad av ett icke -konservativt elektriskt fält.

FEM -symbol

Symbolen som används för Fem I en krets består den vanligtvis av två ojämlika parallella linjer som indikerar polaritet. Den långa linjen är den positiva polen och de negativa skärningarna.

Även om det nästan alltid handlar om negativa elektroner, antas belastningsbärarna genom konvention positiva, varför strömmen dras och lämnar källstången.

Idealiska och riktiga elektromotoriska kraftkällor

Källorna till Fem De klassificeras enligt flera kriterier, till exempel finns det ideal och inte ideal.

Idealkälla

En fontän Ideal är den som upprätthåller en konstant spänning mellan terminalerna, innan någon ström som krävs. Därför Fem Ideal presenterar inte internt motstånd mot rörelse av belastningar inuti.

Verklig källa

En verklig källa har en viss motstånd mot rörelse av belastningar, manifesteras genom litet inre motstånd. När man gör beräkningarna i en krets är det nödvändigt att ta hänsyn till värdet av nämnda motstånd, tillsammans med externa motstånd och andra element närvarande.

Kan tjäna dig: vad är elen? (Med experiment)

Så när terminalerna för Fem De är frånkopplade, värdet på spänningen mellan dessa är lika med det nominella värdet på Fem. Om det till exempel är ett 9 V -batteri kommer detta att vara det värde som en voltmeter läser. Men genom att ansluta den till en krets som också matar på externt motstånd kommer en viss ström att cirkulera som minskar spänningen mellan terminalerna på Fem, i ett belopp som beror på det nuvarande och inre motståndet.

Vara V_Ab spänningen mellan terminalerna på Fem, r det inre motståndet för samma E Yo Strömmen som cirkulerar genom kretsen. När man tillämpar Ohms lag erhålls den:

V_Ab = ε - i ∙ r

Exempel

Följande är exempel på Fem Välkänd, där olika principer används för att generera elektricitet: kemiska reaktioner, elektromagnetisk induktion, elektromagnetiska vågor och temperaturskillnader.

Batterier

De inkluderar alla typer av batterier och ackumulatorer, som förvandlar kemisk energi till elektricitet, genom reaktioner mellan föreningar inuti. Det finns nickel, nickel i kombination med andra element, zink-kol, litium och alkaliskt baserat kaliumhydroxid, bland andra ämnen.

Bilansamlingar, vanligtvis bly och syra, kan laddas och laddas ner genom elektrolys. Vanliga torra batterier är å andra sidan inte laddningsbara.

Elektriska generatorer

Rörelseenergi till elektrisk energi genom det kombinerade arbetet för ett roterande element som kallas rotor, och en annan statisk, känd som stator.

Enligt deras design producerar elektriska generatorer växelström (generator) eller likström (dinamos).

Ursprunget till Fem I elektriska generatorer är det i fenomenet elektromagnetisk induktion, som består av verkan av ett magnetfält på mobila elektriska belastningar. I denna process genereras en inducerad spänning utan behov av kemiska reaktioner.

Det kan tjäna dig: astroclymics: historia, vilka studier, grenar

Solceller

Som namnet antyder, Fem Från en solcell kommer från solljus, även om de också kan förmedla från en annan typ av infallande ljus.

Det konstitutiva elementet i solceller är kisel, erhållet från rening av sanden. Med detta tillverkas tunna skivor av ett halvledarmaterial, där elektroner tenderar att ackumuleras på den upplysta ytan, vilket skapar en separering av belastningar och det följaktligen elektriska fältet mellan dem.

De används ofta i gatubelysning, såväl som för bevattningsarbete på landsbygden och i livsmedelsen för telekommunikationsutrustning.

Termoelektriska enheter

Gör skillnader i elektricitet till elektrisk energi genom en termouping, som består av två förare förenade genom en svets.

Om två punkter på en förare har olika temperaturer, a elektromotorisk kraft bland dem. Detta fenomen är känt som Seebeck Effect, Även om det upptäcktes av Alessandro Volta, skaparen av den elektriska högen.

Förbränningsceller

De fungerar liknar det för ett gemensamt batteri, men med skillnaden att reagens inuti levereras från en extern källa. Den kemiska principen som genereras av energi är förbränning, för vilken en mängd föreningar används, inklusive metanol, väte, kol och mer.

Vindturbiner

Dessa enheter omvandlar vindenergin till elektricitet, genom tre roterande blad, liknande en vindkvarn eller en fläkt. Turn Shift -rörelsen verkar en turbin fäst vid en elektrisk generator med en axel.

Hjärtat

Hjärtat är en muskel som innehåller celler som kan ursprungliga och överföra elektriska impulser, liksom en Fem.