Wat is elektromotorische kracht EMF

Elektromotorische kracht (EMF) - in een apparaat dat een geforceerde scheiding van positieve en negatieve ladingen (generator) uitvoert, wordt de waarde numeriek gelijk aan het potentiaalverschil tussen de terminals van de generator bij afwezigheid van stroom in zijn circuit gemeten in volt.

Bronnen van elektromagnetische energie (generatoren) — apparaten die energie van elk niet-elektrisch type omzetten in elektrisch. Dergelijke bronnen, bijvoorbeeld satsa:

• generatoren in elektriciteitscentrales (thermisch, wind, nucleair, hydro-elektrisch), die mechanische energie omzetten in elektrische energie;

• galvanische cellen (batterijen) en accu's van alle soorten, die chemische energie omzetten in elektrische energie, enz.

EMF is numeriek gelijk aan het werk dat wordt gedaan door externe krachten bij het verplaatsen van een eenheid positieve lading binnen de bron of de bron zelf die een eenheid positieve lading geleidt in een gesloten circuit.

Elektromotorische kracht EMF E is een scalaire grootheid die het vermogen karakteriseert van een extern veld en een geïnduceerd elektrisch veld om een ​​elektrische stroom op te wekken.De emf E is numeriek gelijk aan de arbeid (energie) W in joules (J) die door dit veld wordt verbruikt om een ​​eenheidslading (1 C) van het ene punt op het veld naar het andere te verplaatsen.

De maateenheid voor EMF is de volt (V). De emf is dus gelijk aan 1 V als, wanneer een lading van 1 C door een gesloten circuit beweegt, er arbeid van 1 J wordt verricht: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Transferkosten via de site electronisch circuit gepaard met energieverbruik.

Een waarde waarvan het cijfer gelijk is aan het werk dat de bron doet door een enkele positieve lading langs een bepaald deel van het circuit te geleiden, wordt spanning U genoemd. Aangezien het circuit uit externe en interne secties bestaat, onderscheiden ze de concepten van spanningen van de externe Uvsh en interne Uvt secties.

Uit wat er is gezegd, is het duidelijk dat de EMF van de bron gelijk is aan de som van de spanningen van de externe U- en interne U-secties van het circuit:

E = Uears + UW

Deze formule drukt de wet van behoud van energie uit voor een elektrisch circuit.

Het is alleen mogelijk om spanningen in verschillende delen van het circuit te meten als het circuit gesloten is. De EMF wordt gemeten tussen de open circuit source-aansluitingen.

Spanning, EMF en spanningsval voor een actief netwerk met twee terminals

EMF-richting - dit is de richting van de gedwongen beweging van positieve ladingen in de generator van min naar plus onder invloed van een andere dan elektrische aard.

De interne weerstand van de generator is de weerstand van de structurele elementen erin.

Een ideale bron van EMF — een generator, interne weerstand die nul is, en de spanning over de klemmen is onafhankelijk van de belasting. De kracht van een ideale EMF-bron is oneindig.

Een voorwaardelijk beeld (elektrisch schema) van een ideale EMF-generator met een waarde van E wordt getoond in Fig.1, een.

De echte EMF-bron bevat, in tegenstelling tot de ideale, een interne weerstand Ri en de spanning ervan hangt af van de belasting (Fig. 1., b), en het vermogen van de bron is eindig. Het elektrische circuit van een echte EMF-generator is een serieschakeling van een ideale EMF-generator E en zijn interne weerstand Ri.

EMV-bronnen: a — ideaal; b - echt

Om de bedrijfsmodus van de echte EMF-generator dichter bij de ideale bedrijfsmodus te brengen, wordt in de praktijk geprobeerd de interne weerstand van de echte generator Ri zo klein mogelijk te maken en moet de belastingsweerstand Rn ten minste worden aangesloten 10 keer de waarde van de interne weerstand van de generator, d.w.z. het is noodzakelijk om aan de voorwaarde te voldoen: Rn >> Ri

Om ervoor te zorgen dat de uitgangsspanning van een echte EMF-generator onafhankelijk is van de belasting, wordt deze gestabiliseerd door speciale elektronische circuits voor spanningsstabilisatie te gebruiken.

Omdat de interne weerstand van een echte EMF-generator niet oneindig klein kan worden gemaakt, wordt deze geminimaliseerd en uitgevoerd als standaard voor de mogelijkheid van gecoördineerde aansluiting van energieverbruikers erop. In de radiotechniek zijn de standaard uitgangsweerstandswaarden van EMF-generatoren 50 ohm (industriële standaard) en 75 ohm (thuisstandaard).

Alle televisieontvangers hebben bijvoorbeeld een ingangsimpedantie van 75 ohm en zijn met coaxkabel van precies die karakteristieke impedantie op de antennes aangesloten.

Om de ideale EMF-generatoren te benaderen, worden de voedingsspanningsbronnen die in alle industriële en huishoudelijke elektronische apparatuur worden gebruikt, gemaakt met behulp van speciale elektronische circuits voor het stabiliseren van de uitgangsspanning, die het mogelijk maken om een ​​bijna constante uitgangsspanning van de stroombron in een bepaald bereik te weerstaan van stromen getrokken door de EMF-bron (soms een spanningsbron genoemd).

Op de elektrische schema's worden de bronnen van EMF als volgt weergegeven: E — een bron van constante EMF, e (t) is een bron van harmonische (variabele) EMF in de vorm van een functie van tijd.

De elektromotorische kracht E van een batterij van in serie geschakelde identieke cellen is gelijk aan de elektromotorische kracht van één cel E vermenigvuldigd met het aantal elementen n van de batterij: E = nE.

Zie ook over dit onderwerp: Bronnen van EMF en stroom: belangrijkste kenmerken en verschillen