Sobre diferència de potencial, força electromotriu i tensió
Diferència potencial
Se sap que un cos es pot escalfar més i un altre menys. El grau en què s'escalfa un cos s'anomena temperatura. De la mateixa manera, un cos es pot electrificar més que un altre. El grau d'electrificació del cos caracteritza una magnitud anomenada potencial elèctric o simplement potencial del cos.
Què vol dir electrificar el cos? Això vol dir informar-lo d'una càrrega elèctrica, és a dir, afegir-li un cert nombre d'electrons si carreguem el cos negativament, o treure'ls si carreguem el cos positivament. En ambdós casos, el cos tindrà un cert grau d'electrificació, és a dir, aquest o aquell potencial, a més, un cos carregat positivament té un potencial positiu, i un cos carregat negativament un potencial negatiu.
Una diferència en els nivells de càrrega elèctrica entre dos cossos se sol anomenar diferència de potencial elèctric o simplement diferència de potencial.
Cal tenir en compte que si dos cossos idèntics estan carregats amb les mateixes càrregues, però un és més gran que l'altre, també hi haurà una diferència de potencial entre ells.
A més, existeix una diferència de potencial entre dos d'aquests cossos, un carregat i l'altre sense càrrega. Així, per exemple, si un cos aïllat del sòl té un potencial determinat, aleshores la diferència de potencial entre aquest i el sòl (el potencial del qual es considera zero) és numèricament igual al potencial d'aquest cos.
Per tant, si dos cossos estan carregats de tal manera que els seus potencials no són els mateixos, inevitablement hi ha una diferència de potencial entre ells.
Tothom sap que el fenomen d'electrificació del pentinat quan el fregueu al cabell no és sinó crear una diferència de potencial entre el pentinat i el cabell humà.
De fet, quan es frega la pinta contra el cabell, alguns dels electrons es transfereixen a la pinta, carregant-lo negativament, mentre que el cabell, que ha perdut una part dels electrons, es carrega en el mateix grau que la pinta, però positivament. . La diferència de potencial així creada es pot reduir a zero tocant el cabell amb una pinta. Aquesta transició d'electrons inversa és fàcilment detectada per l'orella si una pinta electrificada s'acosta a l'oïda. Un so d'esclat característic indicarà una descàrrega continuada.
Parlant més amunt de la diferència de potencial, ens referim a dos cossos carregats, la diferència de potencial també es pot produir entre diferents parts (punts) del mateix cos.
Així, per exemple, considereu què passa a un tros de fil de couresi, sota l'acció d'alguna força externa, aconseguim moure els electrons lliures del cable cap a un extrem.Òbviament, hi haurà una escassetat d'electrons a l'altre extrem del cable i llavors es produirà una diferència de potencial entre els extrems del cable.
Tan bon punt aturem l'acció de la força externa, els electrons immediatament, a causa de l'atracció de diferents càrregues, es precipitaran cap a l'extrem del cable, carregats positivament, és a dir, cap al lloc on els falten, i l'electricitat. es restablirà l'equilibri al cable.
Força electromotriu i tensió
dPer mantenir el corrent elèctric en un cable, es necessita alguna font d'energia externa per mantenir la diferència de potencial entre els extrems d'aquest cable en tot moment.
Aquestes fonts d'energia són les anomenades fonts de tox elèctric, una força electromotriu definida que crea i manté una diferència de potencial als extrems del conductor durant molt de temps.
La força electromotriu (abreujada EMF) es denota amb la lletra E... La EMF es mesura en volts. Al nostre país, el volt s'abreuja amb la lletra «B», i en la designació internacional, amb la lletra «V».
Així per obtenir un flux continu electricitat, necessites una força electromotriu, és a dir, necessites una font de corrent elèctric.
La primera font de corrent d'aquest tipus va ser l'anomenat "pol voltaic", que consistia en una sèrie de cercles de coure i zinc folrats amb pell immers en aigua acidificada. Així, una de les maneres d'obtenir força electromotriu és la interacció química de determinades substàncies, com a resultat de la qual l'energia química es converteix en energia elèctrica. Les fonts de corrent, en les quals es crea una força electromotriu d'aquesta manera, s'anomenen fonts químiques de corrent.
Actualment, les fonts de corrent químic (cel·les galvàniques i bateries) s'utilitzen àmpliament en enginyeria elèctrica i energia.
Una altra font principal de corrent, que s'ha generalitzat en totes les àrees de l'enginyeria elèctrica i l'enginyeria elèctrica, són els generadors.
Els generadors s'instal·len a les centrals elèctriques i serveixen com a única font de corrent per subministrar electricitat a empreses industrials, il·luminació elèctrica de ciutats, ferrocarrils elèctrics, tramvies, metro, troleibusos, etc.
Pel que fa a les fonts químiques de corrent elèctric (cel·les i bateries), i als generadors, l'acció de la força electromotriu és exactament la mateixa. Consisteix en el fet que l'EMF crea una diferència de potencial als terminals de la font de corrent i la manté durant molt de temps.
Aquests terminals s'anomenen pols de la font de corrent. Un pol de la font de corrent sempre experimenta una manca d'electrons i per tant té una càrrega positiva, l'altre pol experimenta un excés d'electrons i per tant té una càrrega negativa.
En conseqüència, un pol de la font de corrent s'anomena positiu (+) i l'altre - negatiu (-).
Les fonts d'alimentació s'utilitzen per subministrar corrent elèctric a diversos dispositius: usuaris actuals… Els consumidors de corrent que utilitzen cables estan connectats als pols de la font de corrent, formant un circuit elèctric tancat. La diferència de potencial que s'estableix entre els pols de la font de corrent amb un circuit elèctric tancat s'anomena tensió i es denota amb la lletra U.
La unitat per mesurar la tensió, com EMF, és el volt.
Si, per exemple, heu d'escriure que la tensió de la font de corrent és de 12 volts, escriuen: U — 12 V.
Per mesurar EMF o tensió anomenat dispositiu voltímetre.
Per mesurar l'EMF o la tensió d'una font de corrent, s'ha de connectar directament un voltímetre als seus terminals. A més, si circuit elèctric està obert, aleshores el voltímetre mostrarà l'EMF de la font actual. Si tanqueu el circuit, ara el voltímetre no mostrarà l'EMF, sinó la tensió als terminals de la font de corrent.
L'EMF desenvolupat per la font de corrent és sempre més gran que la tensió als seus terminals.