Στη μέση του ακαδημαϊκού έτους, πολλοί επιστήμονες χρειάζονται τον τύπο EMF για διάφορους υπολογισμούς. Πειράματα που σχετίζονται με γαλβανικό στοιχείο, χρειάζονται επίσης πληροφορίες σχετικά με την ηλεκτρεγερτική δύναμη. Αλλά για τους αρχάριους, η κατανόηση του τι είναι δεν είναι εύκολη.
Τύπος για την εύρεση της emf
Αρχικά, ας διευκρινίσουμε τον ορισμό. Τι σημαίνει αυτή η συντομογραφία;
Η ηλεκτρομαγνητική πεδία (EMF) ή ηλεκτρεγερτική δύναμη (EMF) είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει το έργο οποιωνδήποτε μη ηλεκτρικών δυνάμεων που λειτουργούν σε κυκλώματα όπου το ρεύμα, τόσο το συνεχές όσο και το εναλλασσόμενο, είναι ομοιόμορφο σε όλο το κύκλωμα. Σε ένα συζευγμένο κύκλωμα μεταφοράς ρεύματος, η EMF ισοδυναμεί με το έργο που παράγεται από αυτές τις δυνάμεις για να μετακινήσουν ένα μόνο θετικό φορτίο κατά μήκος ολόκληρου του κυκλώματος.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει τον τύπο emf.
Ast – σημαίνει το έργο εξωτερικών δυνάμεων σε joules.
q είναι το μεταφερόμενο φορτίο σε κουλόμπ.
Δυνάμεις τρίτων μερών – αυτές είναι δυνάμεις που πραγματοποιούν διαχωρισμό φορτίου στην πηγή και τελικά σχηματίζουν μια διαφορά δυναμικού στους πόλους της.
Για αυτή τη δύναμη η μονάδα μέτρησης είναι βόλτΣτους τύπους ορίζεται με το γράμμα «ΜΙ".
Μόνο όταν δεν υπάρχει ρεύμα στην μπαταρία, η ηλεκτροκινητική δύναμη θα είναι ίση με την τάση στους πόλους.
Επαγωγική ηλεκτρομαγνητική πεδία (EMF):
ΗΜΠ επαγόμενης σε ένα κύκλωμα που έχει Β στροφές:
Κατά τη μετακίνηση:
Ηλεκτροκινητική δύναμη επαγωγή σε ένα κύκλωμα που περιστρέφεται σε μαγνητικό πεδίο με ταχύτητα w:
Πίνακας τιμών
Μια απλή εξήγηση της ηλεκτρεγερτικής δύναμης
Ας φανταστούμε ότι υπάρχει ένας πύργος νερού στο χωριό μας. Είναι εντελώς γεμάτος με νερό. Ας τον φανταστούμε σαν μια κανονική μπαταρία. Ο πύργος είναι η μπαταρία!
Όλο το νερό θα ασκήσει ισχυρή πίεση στο κάτω μέρος του πύργου μας. Αλλά θα είναι ισχυρή μόνο όταν η κατασκευή γεμίσει πλήρως με H2Ο.
Τελικά, όσο λιγότερο νερό υπάρχει, τόσο ασθενέστερη είναι η πίεση και τόσο λιγότερη θα είναι η δύναμη που θα ασκεί το ρεύμα. Όταν ανοίξετε τη βρύση, θα παρατηρήσετε ότι η εμβέλεια του ρεύματος θα μειώνεται με κάθε λεπτό.
Ως αποτέλεσμα αυτού:
- Η τάση είναι η δύναμη με την οποία το νερό πιέζει τον πυθμένα. Δηλαδή, η πίεση.
- Η μηδενική τάση είναι το κάτω μέρος του πύργου.
Το ίδιο ισχύει και με την μπαταρία.
Αρχικά, συνδέουμε την πηγή ενέργειας στο κύκλωμα. Και στη συνέχεια, αντίστοιχα, την κλείνουμε. Για παράδειγμα, εισάγουμε μια μπαταρία σε έναν φακό και τον ανάβουμε. Αρχικά, θα παρατηρήσουμε ότι η συσκευή λάμπει έντονα. Μετά από λίγο, η φωτεινότητά της θα μειωθεί αισθητά. Δηλαδή, η ηλεκτροκινητική δύναμη έχει μειωθεί (έχει διαρρεύσει, σε σύγκριση με το νερό στον πύργο).
Αν πάρουμε ως παράδειγμα έναν πύργο νερού, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο (EMF) είναι η αντλία που αντλεί συνεχώς νερό στον πύργο. Και το νερό δεν τελειώνει ποτέ.
Ηλεκτρομαγνητική πεδιακή δύναμη (EMF) ενός γαλβανικού στοιχείου - τύπος
Η ηλεκτροκινητική δύναμη μιας μπαταρίας μπορεί να υπολογιστεί με δύο τρόπους:
- Εκτελέστε έναν υπολογισμό χρησιμοποιώντας την εξίσωση Nernst. Θα χρειαστεί να υπολογίσετε τα δυναμικά ηλεκτροδίων κάθε ηλεκτροδίου που περιλαμβάνεται στο GE. Στη συνέχεια, υπολογίστε την ηλεκτρομαγνητική πεδία χρησιμοποιώντας τον τύπο.
- Υπολογίστε την ηλεκτρομαγνητική πεδία (EMF) χρησιμοποιώντας τον τύπο Nernst για τη συνολική αντίδραση που παράγει ρεύμα και συμβαίνει κατά τη λειτουργία του GE.
Έτσι, οπλισμένοι με αυτούς τους τύπους, θα είναι ευκολότερο να υπολογιστεί η ηλεκτροκινητική δύναμη της μπαταρίας.
Πού χρησιμοποιούνται διαφορετικοί τύποι ηλεκτρομαγνητικών πεδίων;
- Ο πιεζοηλεκτρισμός χρησιμοποιείται για την τάνυση ή τη συμπίεση υλικών. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή γεννητριών κρυστάλλων χαλαζία και διαφόρων αισθητήρων.
- Η χημική ουσία χρησιμοποιείται σε γαλβανικά στοιχείακαι μπαταρίες.
- Η επαγωγή συμβαίνει όταν ένας αγωγός διασχίζει ένα μαγνητικό πεδίο. Οι ιδιότητές της χρησιμοποιούνται σε μετασχηματιστές, ηλεκτροκινητήρες και γεννήτριες.
- Το θερμοηλεκτρικό ρεύμα σχηματίζεται όταν θερμαίνονται οι επαφές μεταξύ ανόμοιων μετάλλων. Έχει βρει εφαρμογή σε ψυκτικές μονάδες και θερμοστοιχεία.
- Ο φωτοηλεκτρισμός χρησιμοποιείται για την παραγωγή φωτοκυττάρων.
