מהו EMF כוח חשמלי

כוח אלקטרו-מוטיבי (EMF) - במכשיר המבצע הפרדה מאולצת של מטענים חיוביים ושליליים (גנרטור), הערך השווה מספרית להפרש הפוטנציאל בין מסופי הגנרטור בהיעדר זרם במעגל שלו נמדד בוולט.

מקורות של אנרגיה אלקטרומגנטית (גנרטורים) - מכשירים הממירים אנרגיה מכל סוג שאינו חשמלי לחשמל. מקורות כאלה, למשל, satsa:

• גנרטורים בתחנות כוח (תרמיות, רוח, גרעיניות, הידרואלקטריות), הממירים אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית;

• תאים גלווניים (סוללות) ומצברים מכל הסוגים, הממירים אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית וכו'.

EMF שווה מבחינה מספרית לעבודה שנעשית על ידי כוחות חיצוניים בהנעת מטען חיובי יחידה בתוך המקור או המקור עצמו מוליכת מטען חיובי יחידה במעגל סגור.

כוח אלקטרו-מוטיבי EMF E הוא כמות סקלרית המאפיינת את היכולת של שדה חיצוני ושדה חשמלי מושרה להשרות זרם חשמלי.ה-emf E שווה מספרית לעבודה (אנרגיה) W בג'אול (J) שמוציא שדה זה כדי להעביר מטען יחידה (1 C) מנקודה אחת בשדה לאחרת.

יחידת המדידה עבור EMF היא וולט (V). לפיכך, ה-emf שווה ל-1 V אם, כאשר מטען של 1 C עובר במעגל סגור, מתבצעת עבודה של 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

דמי העברה דרך האתר מעגל חשמלי מלווה בהוצאה אנרגטית.

ערך שהספרה שלו שווה לעבודה שהמקור עושה על ידי הולכת מטען חיובי יחיד לאורך קטע נתון של המעגל נקרא מתח U. מכיוון שהמעגל מורכב מקטעים חיצוניים ופנימיים, הם מבחינים במושגים של מתחים של החיצוני Uvsh וחלקי Uvt פנימיים.

ממה שנאמר, ברור שה-EMF של המקור שווה לסכום המתחים של קטעי U החיצוניים וה-U הפנימיים של המעגל:

E = Uears + UW

נוסחה זו מבטאת את חוק שימור האנרגיה עבור מעגל חשמלי.

אפשר למדוד מתחים בחלקים שונים של המעגל רק כשהמעגל סגור. ה-EMF נמדד בין מסופי המקור במעגל פתוח.

מתח, EMF וירידת מתח לרשת דו-טרמינלית פעילה

כיוון EMF - זהו כיוון התנועה הכפויה של מטענים חיוביים בתוך הגנרטור ממינוס לפלוס בהשפעת טבע שאינו חשמלי.

ההתנגדות הפנימית של הגנרטור היא ההתנגדות של האלמנטים המבניים שבו.

מקור אידיאלי של EMF - גנרטור, התנגדות פנימית שהוא אפס, והמתח על המסופים שלו אינו תלוי בעומס. כוחו של מקור EMF אידיאלי הוא אינסופי.

תמונה מותנית (דיאגרמה חשמלית) של מחולל EMF אידיאלי עם ערך E מוצגת באיור.1, א.

מקור EMF האמיתי, בשונה מהאידיאלי, מכיל התנגדות פנימית Ri והמתח שלו תלוי בעומס (איור 1., ב), והספק של המקור סופי. המעגל החשמלי של מחולל EMF אמיתי הוא חיבור סדרתי של מחולל EMF אידיאלי וההתנגדות הפנימית שלו Ri.

מקורות EMF: א - אידיאלי; ב - אמיתי

בפועל, על מנת לקרב את מצב הפעולה של מחולל ה-EMF האמיתי למצב הפעולה האידיאלי, מנסים את ההתנגדות הפנימית של המחולל האמיתי Ri להיות קטנה ככל האפשר, ויש לחבר את התנגדות העומס Rn לפחות פי 10 מערך ההתנגדות הפנימית של הגנרטור, כלומר. יש צורך למלא את התנאי: Rn >> Ri

על מנת שמתח המוצא של מחולל EMF אמיתי יהיה בלתי תלוי בעומס, הוא מיוצב באמצעות מעגלי ייצוב מתח אלקטרוניים מיוחדים.

מכיוון שלא ניתן להפוך את ההתנגדות הפנימית של מחולל EMF אמיתי לקטנה לאין שיעור, היא ממוזערת ומבוצעת כסטנדרט לאפשרות של חיבור מתואם של צרכני אנרגיה אליו. בהנדסת רדיו, ערכי התנגדות הפלט הסטנדרטיים של מחוללי EMF הם 50 אוהם (תקן תעשייתי) ו-75 אוהם (תקן ביתי).

לדוגמה, לכל מקלטי הטלוויזיה יש עכבת כניסה של 75 אוהם והם מחוברים לאנטנות עם כבל קואקסיאלי של עכבה אופיינית בדיוק.

על מנת להעריך את מחוללי EMF האידיאליים, מקורות מתח האספקה ​​המשמשים בכל הציוד האלקטרוני התעשייתי והביתי מיוצרים באמצעות מעגלים אלקטרוניים מיוחדים לייצוב מתח המוצא, המאפשרים לעמוד במתח מוצא כמעט קבוע של מקור הכוח בטווח נתון של זרמים הנמשכים על ידי מקור EMF (נקרא לפעמים מקור מתח).

בתרשימים החשמליים, המקורות של EMF מתוארים כדלקמן: E - מקור של EMF קבוע, e (t) הוא מקור של EMF הרמוני (משתנה) בצורה של פונקציה של זמן.

הכוח האלקטרו-מוטיבי E של סוללה של תאים זהים המחוברים בסדרה שווה לכוח האלקטרו-מונע של תא E אחד כפול מספר היסודות n של הסוללה: E = nE.

ראה גם בנושא זה: מקורות EMF וזרם: מאפיינים עיקריים והבדלים