Què és la força electromotriu EMF

Força electromotriu (EMF): en un dispositiu que realitza una separació forçada de càrregues positives i negatives (generador), el valor numèricament igual a la diferència de potencial entre els terminals del generador en absència de corrent al seu circuit es mesura en volts.

Fonts d'energia electromagnètica (generadors): dispositius que converteixen l'energia de qualsevol tipus no elèctric en elèctrica. Aquestes fonts, per exemple, satsa:

• generadors en centrals elèctriques (tèrmiques, eòliques, nuclears, hidroelèctriques), que converteixen l'energia mecànica en energia elèctrica;

• cèl·lules galvàniques (bateries) i acumuladors de tot tipus, que converteixen l'energia química en energia elèctrica, etc.

EMF és numèricament igual al treball realitzat per forces externes en moure una unitat de càrrega positiva dins de la font o la pròpia font conduint una unitat de càrrega positiva en un circuit tancat.

La força electromotriu EMF E és una magnitud escalar que caracteritza la capacitat d'un camp extern i un camp elèctric induït per induir un corrent elèctric.La fem E és numèricament igual al treball (energia) W en joules (J) gastat per aquest camp per moure una unitat de càrrega (1 C) d'un punt del camp a un altre.

La unitat de mesura per a EMF és el volt (V). Així, la fem és igual a 1 V si, quan una càrrega d'1 C es mou per un circuit tancat, es fa un treball d'1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Comissions de transferència a través del lloc circuit elèctric acompanyat de despesa energètica.

Un valor el dígit del qual és igual al treball que fa la font conduint una única càrrega positiva al llarg d'una secció determinada del circuit s'anomena tensió U. Com que el circuit està format per seccions externes i internes, distingeixen els conceptes de voltatges de l'exterior. Seccions Uvsh i Uvt internes.

Pel que s'ha dit, és obvi que la FEM de la font és igual a la suma de les tensions de les seccions U externa i U interna del circuit:

E = Uears + UW

Aquesta fórmula expressa la llei de conservació de l'energia per a un circuit elèctric.

És possible mesurar tensions en diferents parts del circuit només amb el circuit tancat. L'EMF es mesura entre els terminals de la font de circuit obert.

Tensió, EMF i caiguda de tensió per a una xarxa activa de dos terminals

Direcció EMF: aquesta és la direcció del moviment forçat de les càrregues positives dins del generador de menys a més sota la influència d'una naturalesa diferent de l'elèctrica.

La resistència interna del generador és la resistència dels elements estructurals que hi ha.

Una font ideal de CEM: un generador, resistència interna que és zero, i la tensió als seus terminals és independent de la càrrega. La potència d'una font EMF ideal és infinita.

A la Fig.1, a.

La font EMF real, a diferència de la ideal, conté una resistència interna Ri i la seva tensió depèn de la càrrega (Fig. 1., b), i la potència de la font és finita. El circuit elèctric d'un generador EMF real és una connexió en sèrie d'un generador EMF ideal E i la seva resistència interna Ri.

Fonts CEM: a — ideal; b - real

A la pràctica, per tal d'apropar el mode de funcionament del generador EMF real al mode de funcionament ideal, s'intenta que la resistència interna del generador real Ri sigui tan petita com sigui possible i la resistència de càrrega Rn s'ha de connectar almenys. 10 vegades el valor de la resistència interna del generador, és a dir. cal complir la condició: Rn >> Ri

Perquè la tensió de sortida d'un generador EMF real sigui independent de la càrrega, s'estabilitza mitjançant l'ús de circuits electrònics especials d'estabilització de tensió.

Com que la resistència interna d'un generador EMF real no es pot fer infinitament petita, es minimitza i es realitza com a estàndard per a la possibilitat de connexió coordinada dels consumidors d'energia. En enginyeria de ràdio, els valors estàndard de resistència de sortida dels generadors EMF són de 50 ohms (estàndard industrial) i 75 ohms (estàndard domèstic).

Per exemple, tots els receptors de televisió tenen una impedància d'entrada de 75 ohms i estan connectats a les antenes amb un cable coaxial d'aquesta impedància característica.

Per tal d'aproximar els generadors EMF ideals, les fonts de tensió d'alimentació utilitzades en tots els equips electrònics industrials i domèstics es fabriquen mitjançant circuits electrònics especials per estabilitzar la tensió de sortida, que permeten suportar una tensió de sortida gairebé constant de la font d'alimentació en un rang determinat. de corrents extrets per la font EMF (de vegades anomenada font de tensió).

Als esquemes elèctrics, les fonts de CEM es representen de la següent manera: E — una font de CEM constants, e (t) és una font de CEM harmòniques (variables) en forma de funció del temps.

La força electromotriu E d'una bateria de cèl·lules idèntiques connectades en sèrie és igual a la força electromotriu d'una cel·la E multiplicada pel nombre d'elements n de la bateria: E = nE.

Veure també sobre aquest tema: Fonts de CEM i corrent: principals característiques i diferències