Was EMF(elektromotorische Kraft) in der Physik? Elektrischen Strom versteht nicht jeder. Wie Weltraumabstand, nur unter der Nase. Im Allgemeinen wird es auch von Wissenschaftlern nicht vollständig verstanden. Es genügt, sich an seine berühmten Experimente zu erinnern, die ihrer Zeit Jahrhunderte voraus waren und auch heute noch in einem geheimnisvollen Lichtschein bleiben. Heute lösen wir keine großen Rätsel, aber wir versuchen es herauszufinden was ist emk in der physik.

Definition von EMF in der Physik

EMF ist die elektromotorische Kraft. Mit Buchstaben bezeichnet E oder der kleine griechische Buchstabe Epsilon.

Elektromotorische Kraft- skalare physikalische Größe, die die Arbeit äußerer Kräfte charakterisiert ( Kräfte nichtelektrischen Ursprungs) zum Betrieb in Stromkreisen mit Wechsel- und Gleichstrom.

EMF, wie Stromspannung e, gemessen in Volt. EMF und Spannung sind jedoch unterschiedliche Phänomene.

Stromspannung(zwischen den Punkten A und B) - eine physikalische Größe, die der Arbeit des Effektivs entspricht elektrisches Feld durchgeführt, wenn eine Einheitstestladung von einem Punkt zu einem anderen übertragen wird.

Wir erklären die Essenz von EMF "an den Fingern"

Um zu verstehen, was was ist, können wir ein Analogiebeispiel geben. Stellen Sie sich vor, wir hätten einen vollständig mit Wasser gefüllten Wasserturm. Vergleichen Sie diesen Turm mit einer Batterie.

Wasser übt maximalen Druck auf den Boden des Turms aus, wenn der Turm voll ist. Je weniger Wasser im Turm ist, desto schwächer ist dementsprechend der Druck und Druck des Wassers, das aus dem Wasserhahn fließt. Wenn Sie den Wasserhahn öffnen, fließt das Wasser zunächst unter starkem Druck allmählich heraus, dann immer langsamer, bis der Druck vollständig nachlässt. Stress ist hier der Druck, den das Wasser auf den Boden ausübt. Für den Nullspannungspegel nehmen wir den Boden des Turms.

Genauso ist es mit der Batterie. Zuerst schließen wir unsere Stromquelle (Batterie) in den Stromkreis ein und schließen ihn. Sei es eine Uhr oder eine Taschenlampe. Solange der Spannungspegel ausreichend ist und der Akku nicht entladen ist, leuchtet die Taschenlampe hell, geht dann allmählich aus, bis sie vollständig erlischt.

Doch wie stellt man sicher, dass der Druck nicht ausgeht? Mit anderen Worten, wie man einen konstanten Wasserstand im Turm und eine konstante Potentialdifferenz an den Polen der Stromquelle aufrechterhält. Nach dem Vorbild des Turms wird die EMF als Pumpe dargestellt, die für den Zufluss von neuem Wasser in den Turm sorgt.

Das Wesen der EMK

Der Grund für das Auftreten von EMF in verschiedenen Stromquellen ist unterschiedlich. Je nach Art des Auftretens werden folgende Arten unterschieden:

• Chemische EMK Tritt in Batterien und Akkumulatoren aufgrund chemischer Reaktionen auf.
• Thermo-EMF. Tritt auf, wenn Kontakte unterschiedlicher Leiter mit unterschiedlichen Temperaturen verbunden werden.
• EMF-Induktion. Tritt in einem Generator auf, wenn ein rotierender Leiter in ein Magnetfeld gebracht wird. EMF wird im Leiter induziert, wenn der Leiter DC-Kraftlinien kreuzt Magnetfeld oder wenn sich das Magnetfeld in seiner Größe ändert.
• Photoelektrische EMF. Das Auftreten dieser EMF wird durch das Phänomen eines externen oder internen photoelektrischen Effekts erleichtert.
• Piezoelektrische emf. EMF tritt auf, wenn eine Substanz gedehnt oder gestaucht wird.

Liebe Freunde, heute haben wir uns mit dem Thema „EMF für Dummies“ beschäftigt. Wie Sie sehen können, der EMF Kraft nichtelektrischen Ursprungs, der den Stromfluss im Stromkreis aufrechterhält. Wenn Sie wissen möchten, wie Sie Probleme mit EMF lösen können, empfehlen wir Ihnen, sich an sorgfältig ausgewählte und bewährte Spezialisten zu wenden, die Ihnen schnell und klar die Lösung für jedes Problem erklären. thematische Aufgabe. Und traditionell laden wir Sie am Ende ein, sich das Schulungsvideo anzusehen. Viel Spaß beim Ansehen und viel Erfolg im Studium!

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Jede Stromquelle ist durch eine elektromotorische Kraft, kurz EMF, gekennzeichnet. Also, auf einer runden Batterie für Taschenlampe geschrieben: 1,5 V.
Was bedeutet das?

Wenn Sie zwei entgegengesetzt geladene Kugeln mit einem Leiter verbinden, neutralisieren sich die Ladungen schnell, die Potentiale der Kugeln werden gleich und das elektrische Feld verschwindet (Abb. 15.9, a).

Kräfte Dritter.

Damit der Strom konstant ist, muss zwischen den Kugeln eine konstante Spannung aufrechterhalten werden. Dies erfordert eine Vorrichtung (Stromquelle), die Ladungen von einer Kugel zur anderen in der Richtung bewegt, die der Richtung der auf diese Ladungen wirkenden Kräfte aus dem elektrischen Feld der Kugeln entgegengesetzt ist. Bei einem solchen Gerät werden andere Gebühren als z elektrische Kräfte, müssen Kräfte nicht elektrostatischen Ursprungs wirken (Abb. 15.9, b). Nur ein elektrisches Feld geladener Teilchen ( Coulomb-Feld) ist nicht in der Lage, einen konstanten Strom im Stromkreis aufrechtzuerhalten.

Alle Kräfte, die auf elektrisch geladene Teilchen wirken, mit Ausnahme von Kräften elektrostatischen Ursprungs (dh Coulomb), werden als bezeichnet äußere Kräfte.

Die Schlussfolgerung über die Notwendigkeit externer Kräfte, um einen konstanten Strom im Stromkreis aufrechtzuerhalten, wird noch deutlicher, wenn wir uns dem Energieerhaltungssatz zuwenden.

Das elektrostatische Feld ist Potential. Die Arbeit dieses Feldes, wenn geladene Teilchen darin entlang eines geschlossenen Stromkreises bewegt werden, ist Null. Der Stromdurchgang durch die Leiter geht mit der Freisetzung von Energie einher - der Leiter erwärmt sich. Daher muss es eine Energiequelle in der Schaltung geben, die sie an die Schaltung liefert. Dabei müssen neben den Coulomb-Kräften zwangsläufig dritte, nicht-potentielle Kräfte wirken. Die Arbeit dieser Kräfte entlang einer geschlossenen Kontur muss von Null verschieden sein.

Während diese Kräfte Arbeit verrichten, gewinnen geladene Teilchen Energie innerhalb der Stromquelle und geben sie dann an die Leiter des Stromkreises ab.

Äußere Kräfte setzen geladene Teilchen in allen Stromquellen in Bewegung: in Generatoren von Kraftwerken, in galvanischen Zellen, Batterien usw.

Wenn der Stromkreis geschlossen ist, wird in allen Leitern des Stromkreises ein elektrisches Feld erzeugt. Innerhalb der Stromquelle bewegen sich die Ladungen unter dem Einfluss von äußere Kräfte vs. Coulomb-Kräfte(Elektronen von einer positiv geladenen Elektrode zu einer negativen) und im äußeren Stromkreis durch ein elektrisches Feld in Bewegung versetzt (siehe Abb. 15.9, b).

Die Natur der äußeren Kräfte.

Die Art der äußeren Kräfte kann variiert werden. In Kraftwerksgeneratoren sind äußere Kräfte Kräfte, die vom Magnetfeld auf Elektronen in einem bewegten Leiter einwirken.

In einer galvanischen Zelle, zum Beispiel in der Volta-Zelle, wirken chemische Kräfte.

Das Volta-Element besteht aus Zink- und Kupferelektroden, die in eine Schwefelsäurelösung eingebracht werden. Durch chemische Kräfte löst sich das Zink in der Säure auf. Positiv geladene Zinkionen gelangen in die Lösung, und die Zinkelektrode selbst wird negativ geladen. (Kupfer löst sich sehr wenig in Schwefelsäure.) Zwischen den Zink- und Kupferelektroden entsteht eine Potentialdifferenz, die den Strom im äußeren Stromkreis bestimmt.

Die Einwirkung äußerer Kräfte ist durch eine wichtige gekennzeichnet physikalische Größe namens elektromotorische Kraft(abgekürzt EMF).

Elektromotorische Kraft Stromquelle ist gleich dem Verhältnis der Arbeit der äußeren Kräfte beim Bewegen der Ladung in einem geschlossenen Kreislauf zu absoluter Wert diese Gebühr:

Die elektromotorische Kraft wird wie die Spannung in Volt ausgedrückt.

Die Potentialdifferenz an den Batterieklemmen bei offenem Stromkreis ist gleich der elektromotorischen Kraft. Die EMF einer Batteriezelle beträgt normalerweise 1-2 V.

Wir können auch über die elektromotorische Kraft in jedem Teil des Stromkreises sprechen. Dies ist die spezifische Arbeit äußerer Kräfte (die Arbeit zum Bewegen einer Einheitsladung) nicht im gesamten Stromkreis, sondern nur in diesem Bereich.

Die elektromotorische Kraft einer galvanischen Zelle ist ein Wert, der numerisch gleich der Arbeit äußerer Kräfte ist, wenn eine einzelne positive Ladung innerhalb der Zelle von einem Pol zum anderen bewegt wird.

Die Arbeit äußerer Kräfte kann nicht in Form der Potentialdifferenz ausgedrückt werden, da äußere Kräfte nicht potentiell sind und ihre Arbeit von der Form der Ladungsbahn abhängt.

Um einen bestimmten Wert des elektrischen Stroms im Leiter aufrechtzuerhalten, einige externe Quelle Energie, die an den Enden dieses Leiters ständig für die notwendige Potentialdifferenz sorgen würde. Solche Energiequellen sind die sogenannten elektrischen Stromquellen, die einige gegeben haben elektromotorische Kraft, der in der Lage ist, eine Potentialdifferenz für lange Zeit zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.

Die elektromotorische Kraft oder abgekürzt EMF wird durch den lateinischen Buchstaben angezeigt E. Maßeinheit ist ein Volt. Um also eine kontinuierliche Bewegung von elektrischem Strom in einem Leiter zu erhalten, wird eine elektromotorische Kraft benötigt, das heißt, es wird eine elektrische Stromquelle benötigt.

Geschichtlicher Bezug. Die erste derartige Stromquelle in der Elektrotechnik war die "voltaische Säule", die aus mehreren Kupfer- und Zinkkreisen bestand, die mit in eine schwache Säurelösung getauchtem Rindsleder ausgekleidet waren. Also am meisten auf einfache Weise Es wird in Betracht gezogen, eine elektromotorische Kraft zu erhalten chemische Wechselwirkung eine Reihe von Stoffen und Materialien, wodurch chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Stromquellen, bei denen die elektromotorische Kraft der EMF durch ein ähnliches Verfahren erzeugt wird, werden als chemische Stromquellen bezeichnet.

Heutzutage werden chemische Energiequellen – Batterien und alle möglichen Arten von Batterien – in der Elektronik und Elektrotechnik sowie in der Elektrizitätsindustrie weit verbreitet verwendet.

Üblich sind auch verschiedene Arten von Generatoren, die als einzige Quelle in der Lage sind, Industriebetriebe mit elektrischer Energie zu versorgen, Städte mit Licht zu versorgen, Anlagen zu betreiben Eisenbahnen, Straßenbahnen und U-Bahn.

EMF wirkt sowohl auf chemische Quellen als auch auf Generatoren auf die gleiche Weise. Seine Wirkung besteht darin, an jedem der Stromversorgungsanschlüsse eine Potentialdifferenz zu erzeugen und diese für die gesamte erforderliche Zeit aufrechtzuerhalten. Die Anschlüsse der Stromversorgung werden als Pole bezeichnet. An einem der Pole entsteht immer Elektronenmangel, d.h. ein solcher Pol hat eine positive Ladung und ist mit " + “, und andererseits entsteht im Gegenteil eine erhöhte Konzentration freier Elektronen, d.h. dieser Pol ist negativ geladen und mit dem Zeichen „ - ».

EMF-Quellen werden verwendet, um verschiedene Geräte und Geräte anzuschließen, die Verbraucher elektrischer Energie sind. Mit Hilfe von Drähten werden Verbraucher an die Pole von Stromquellen angeschlossen, sodass ein geschlossener Stromkreis entsteht. Die in einem geschlossenen Stromkreis entstandene Potentialdifferenz hat einen Namen bekommen und wird mit dem lateinischen Buchstaben „U“ bezeichnet. Spannungseinheit eins Volt. Zum Beispiel der Eintrag U=12V zeigt an, dass die Spannung der EMF-Quelle 12 V beträgt.

Um Spannung oder EMK zu messen, ist ein spezieller Messgerät - .

Wenn es notwendig ist, korrekte Messungen der EMF oder der Versorgungsspannung durchzuführen, wird das Voltmeter direkt an die Pole angeschlossen. Bei einem offenen Stromkreis zeigt das Voltmeter die EMF an. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, zeigt das Voltmeter den Spannungswert an jedem Anschluss der Stromversorgung an. PS: Die Stromquelle entwickelt immer mehr EMK als die Spannung an den Klemmen.

Videolektion: EMF

Videolektion: Elektromotorische Kraft von einem Physiklehrer

Die Spannung an jedem der Anschlüsse der Stromquelle ist um den Wert des Spannungsabfalls, der am Innenwiderstand der Stromquelle auftritt, kleiner als die elektromotorische Kraft:

Ideale Quelle

Bei idealen Quellen hängt die Spannung an den Klemmen nicht von der entnommenen Strommenge ab.

Alle Quellen elektromotorischer Kraft haben Parameter, die sie charakterisieren: Leerlaufspannung Uxx, Kurzschlussspannung Ich kz und Innenwiderstand (für eine DC-Quelle R ext). Uxx ist die Spannung, wenn der Quellenstrom Null ist. An einer idealen Quelle bei jedem Strom Uxx \u003d 0. Ich kz ist der Strom bei Nullspannung. Für eine ideale Spannungsquelle ist sie unendlich Ich kz = ∞. Aus den Verhältnissen wird der Innenwiderstand bestimmt. Denn die Spannung an einer idealen Spannungsquelle ist bei jedem Strom konstant ∆U = 0, dann hat auch sein Innenwiderstand Nullwerte.

R ext \u003d ΔU / ΔI \u003d 0;

Bei einer positiven Spannung und einem positiven Strom sendet die Quelle ihre elektrische Energie an den Stromkreis und arbeitet im Generatormodus. Bei entgegengesetztem Stromfluss erhält die Quelle elektrische Energie aus dem Stromkreis und arbeitet im Empfängermodus.

Bei einer idealen Stromquelle hängt ihr Wert nicht von der Größe der Spannung an ihren Klemmen ab: i = konst.

Da der Strom aus einer idealen Stromquelle unverändert ist ∆I = 0, dann hat es einen Innenwiderstand von unendlich.

R ext \u003d ΔU / ΔI \u003d ∞

Bei einer positiven Spannung und einem positiven Strom sendet die Quelle Energie in den Stromkreis und arbeitet im Generatormodus. In umgekehrter Richtung arbeitet es im Empfängermodus.

Echte Quelle der elektromotorischen Kraft

Bei einer echten Quelle elektromotorischer Kraft nimmt die Spannung an den Anschlüssen ab, wenn der Strom ansteigt. Ein solcher CVC entspricht einer Gleichung zur Bestimmung der Spannung bei einem beliebigen Stromwert.

U \u003d U xx - R ext × I,

Wo , wird durch die Formel berechnet

R ext \u003d ΔU / Δ I≠ 0

Es kann auch über berechnet werden Uxx Und Ich kz

R vn \u003d U xx / II kz

Selbstinduktion. EMF-Selbstinduktion

Wenn eine Stromquelle an einen geschlossenen Stromkreis angeschlossen wird, beginnt der von diesem Stromkreis begrenzte Bereich von äußeren magnetischen Kraftlinien durchdrungen zu werden. Jeder Feldlinie, von außen, den Leiter überqueren und darin eine EMF der Selbstinduktion induzieren.

Stromkreis besteht aus einer Stromquelle, Stromverbrauchern, Verbindungsdrähten und einem Schlüssel, der zum Öffnen und Schließen des Stromkreises und anderer Elemente dient (Abb. 1).

Zeichnungen, die Verbindungsmethoden zeigen Elektrogeräte in einer Kette genannt werden Schaltpläne. Geräte in den Diagrammen sind durch herkömmliche Zeichen gekennzeichnet.

Wie bereits erwähnt, ist es zur Aufrechterhaltung eines elektrischen Stroms im Stromkreis erforderlich, dass an seinen Enden (Abb. 2) eine konstante Potentialdifferenz besteht φ EIN- φ B. Zum Anfangszeitpunkt lassen φ A > φ B , dann der positive Ladungstransfer Q ab einem Punkt ABER exakt IN führt zu einer Verringerung der Potentialdifferenz zwischen ihnen. Um eine konstante Potentialdifferenz aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, genau die gleiche Ladung ab zu übertragen B in EIN. Wenn in die Richtung ABER → IN Ladungen bewegen sich unter Einwirkung der Kräfte eines elektrostatischen Feldes dann in die Richtung IN → ABER die Ladungsbewegung erfolgt gegen die Kräfte des elektrostatischen Feldes, d.h. unter Einwirkung von Kräften nicht elektrostatischer Natur, den sogenannten Fremdkräften. Diese Bedingung ist bei einer Stromquelle erfüllt, die die Bewegung unterstützt elektrische Aufladungen. In den meisten Stromquellen bewegen sich nur Elektronen, in galvanischen Zellen - Ionen beider Zeichen.

Elektrische Stromquellen können sich in ihrem Design unterscheiden, aber in jeder von ihnen wird daran gearbeitet, positiv und negativ geladene Teilchen zu trennen. Die Ladungstrennung erfolgt im Rahmen der Klage äußere Kräfte. Fremdkräfte wirken nur innerhalb der Stromquelle und können durch chemische Prozesse (Batterien, galvanische Zellen), Lichteinwirkung (Photozellen), wechselnde Magnetfelder (Generatoren) etc.

Jede Stromquelle ist durch eine elektromotorische Kraft - EMF - gekennzeichnet.

elektromotorische Kraft ε Stromquelle wird als physikalische skalare Größe bezeichnet, Arbeit gleichäußere Kräfte auf die Bewegung einer Einheit positiver Ladung entlang eines geschlossenen Stromkreises

Die SI-Einheit der elektromotorischen Kraft ist das Volt (V).

EMF ist eine Energieeigenschaft einer Stromquelle.

In der Stromquelle tritt im Zuge der Arbeiten zur Trennung geladener Teilchen eine Umwandlung von mechanisch, leicht, intern usw. auf. Energie in Strom. An den Polen der Stromquelle (den Stellen, an denen Verbraucher mit Klemmen oder Klemmen angeschlossen sind) sammeln sich abgeschiedene Partikel an. Ein Pol der Stromquelle wird positiv geladen, der andere negativ. Zwischen den Polen der Stromquelle entsteht ein elektrostatisches Feld. Wenn die Pole der Stromquelle durch einen Leiter verbunden sind, dann ist in einem solchen Stromkreis a elektrischer Strom. In diesem Fall ändert sich die Art des Feldes, es hört auf, elektrostatisch zu sein.

Fig. 3 zeigt schematisch den Minuspol der Stromquelle und den Abschnitt des Endes des daran befestigten Metalldrahtes in Form eines kugelförmigen Leiters. Die gepunktete Linie zeigt einige Linien der Klemmenfeldstärke, bevor der Draht darin eingeführt wird, und die Pfeile zeigen die Kräfte, die auf die freien Elektronen des Drahtes wirken, die sich an den mit Zahlen markierten Stellen befinden. Elektronen an verschiedenen Punkten des Drahtquerschnitts unter der Wirkung der Coulomb-Kräfte des Endfelds bewegen sich nicht nur entlang der Drahtachse. Zum Beispiel ein Elektron, das sich an einem Punkt befindet 1 Er engagiert sich in der "aktuellen" Bewegung. Aber in der Nähe von Punkten 2, 3, 4, 5 Elektronen haben die Fähigkeit, sich auf der Oberfläche des Drahtes anzusammeln. Darüber hinaus ist die Oberflächenverteilung von Elektronen entlang der Länge des Drahts nicht gleichförmig. Daher bewirkt das Verbinden eines Drahts mit einem Stromquellenanschluss, dass sich einige Elektronen entlang des Drahts bewegen und einige Elektronen sich auf der Oberfläche ansammeln. Die ungleichmäßige Verteilung der Elektronen auf seiner Oberfläche gewährleistet die Nichtäquipotentialität dieser Oberfläche, das Vorhandensein von Komponenten der elektrischen Feldstärke, die entlang der Oberfläche des Leiters gerichtet sind. Dies ist das Feld umverteilter Elektronen des Leiters selbst und sorgt für die geordnete Bewegung anderer Elektronen. Wenn sich die Verteilung der Elektronen über die Oberfläche des Leiters im Laufe der Zeit nicht ändert, wird ein solches Feld genannt stationäres elektrisches Feld. Auf diese Weise, Hauptrolle Bei der Erzeugung eines stationären elektrischen Feldes spielen die an den Polen der Stromquelle befindlichen Ladungen. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, führt die Wechselwirkung dieser Ladungen mit den freien Ladungen des Leiters zum Auftreten von unkompensierten Oberflächenladungen auf der gesamten Oberfläche des Leiters. Diese Ladungen erzeugen im Inneren des Leiters über seine gesamte Länge ein stationäres elektrisches Feld. Dieses Feld innerhalb des Leiters ist gleichmäßig, und die Spannungslinien sind entlang der Achse des Leiters gerichtet (Abb. 4). Der Prozess des Aufbaus eines elektrischen Felds entlang des Leiters erfolgt mit hoher Geschwindigkeit C≈ 3 10 8 m/s.

Wie ein elektrostatisches Feld ist es Potential. Aber es gibt signifikante Unterschiede zwischen diesen Feldern:

1. Elektrostatisches Feld - das Feld der festen Ladungen. Die Quelle eines stationären elektrischen Feldes sind bewegte Ladungen und Gesamtzahl Ladungen und das Muster ihrer Verteilung in einem gegebenen Raum ändern sich nicht mit der Zeit;

2. Außerhalb des Leiters existiert ein elektrostatisches Feld. Die Stärke des elektrostatischen Feldes ist innerhalb des Volumens des Leiters immer gleich 0, und an jedem Punkt der äußeren Oberfläche des Leiters ist diese senkrecht zu dieser Oberfläche gerichtet. Sowohl außerhalb als auch innerhalb des Leiters existiert ein stationäres elektrisches Feld. Die Intensität eines stationären elektrischen Feldes ist innerhalb des Volumens des Leiters ungleich Null, und an der Oberfläche und innerhalb des Volumens gibt es Komponenten der Intensität, die nicht senkrecht zur Oberfläche des Leiters sind;

3. Die Potentiale verschiedener Punkte des Leiters, durch den der Gleichstrom fließt, sind unterschiedlich (Oberfläche und Volumen des Leiters sind nicht äquipotential). Die Potentiale aller Punkte auf der Oberfläche eines Leiters in einem elektrostatischen Feld sind gleich (Oberfläche und Volumen des Leiters sind äquipotential);

4. Ein elektrostatisches Feld wird nicht von der Erscheinung eines magnetischen Feldes begleitet, aber ein stationäres elektrisches Feld wird von seiner Erscheinung begleitet und ist untrennbar damit verbunden.

Inmitten Schuljahr Viele Wissenschaftler benötigen eine EMK-Formel für verschiedene Berechnungen. Experimente im Zusammenhang mit benötigen auch Informationen über die elektromotorische Kraft. Aber für Anfänger ist es nicht so einfach zu verstehen, was es ist.

Die Formel zum Finden von EMK

Beschäftigen wir uns zunächst mit der Definition. Was bedeutet diese Abkürzung?

EMF oder elektromotorische Kraft ist ein Parameter, der die Arbeit aller Kräfte nichtelektrischer Natur charakterisiert, die in Stromkreisen wirken, in denen die Stromstärke, sowohl direkt als auch alternierend, über die gesamte Länge gleich ist. In einem gekoppelten leitfähigen Stromkreis wird die EMF der Arbeit dieser Kräfte beim Bewegen einer einzelnen positiven (positiven) Ladung entlang des gesamten Stromkreises gleichgesetzt.

Die folgende Abbildung zeigt die EMK-Formel.

Ast - bedeutet die Arbeit äußerer Kräfte in Joule.

q ist die übertragene Ladung in Coulomb.

Kräfte Dritter- Dies sind die Kräfte, die die Ladungstrennung in der Quelle durchführen und infolgedessen an ihren Polen eine Potentialdifferenz bilden.

Für diese Kraft ist die Maßeinheit Volt. Es wird in den Formeln mit dem Buchstaben bezeichnet « E".

Nur im Moment der Stromlosigkeit in der Batterie ist die elektromotorische si-a gleich der Spannung an den Polen.

EMF-Induktion:

EMF der Induktion in einem Stromkreis mitnwendet sich:

Beim Umzug:

Elektromotorische Kraft Induktion in einem Kreis, der sich in einem Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit drehtw:

Wertetabelle

Eine einfache Erklärung der elektromotorischen Kraft

Angenommen, in unserem Dorf gibt es einen Wasserturm. Es ist komplett mit Wasser gefüllt. Nehmen wir an, dass dies eine gewöhnliche Batterie ist. Der Turm ist eine Batterie!

Das ganze Wasser wird viel Druck auf den Boden unseres Turms ausüben. Aber es wird nur dann stark sein, wenn diese Struktur vollständig mit H 2 O gefüllt ist.

Je weniger Wasser, desto schwächer wird der Druck und desto geringer ist der Druck des Strahls. Wenn wir den Wasserhahn öffnen, stellen wir fest, dass die Strahlreichweite jede Minute verringert wird.

Als Ergebnis:

1. Spannung ist die Kraft, mit der das Wasser auf den Boden drückt. Das ist Druck.
2. Nullspannung ist der Boden des Turms.

Die Batterie ist die gleiche.

Zunächst schließen wir eine Energiequelle an den Stromkreis an. Und wir schließen es entsprechend. Setzen Sie beispielsweise eine Batterie in eine Taschenlampe ein und schalten Sie sie ein. Beachten Sie zunächst, dass das Gerät hell leuchtet. Nach einer Weile nimmt die Helligkeit merklich ab. Das heißt, die elektromotorische Kraft hat abgenommen (ist im Vergleich zu Wasser im Turm ausgetreten).

Nehmen wir als Beispiel einen Wasserturm, dann ist die EMF eine Pumpe, die ständig Wasser in den Turm pumpt. Und es endet nie dort.

EMF einer galvanischen Zelle - Formel

Die elektromotorische Kraft einer Batterie kann auf zwei Arten berechnet werden:

• Führen Sie die Berechnung mit der Nernst-Gleichung durch. Es ist notwendig, die Elektrodenpotentiale jeder im GE enthaltenen Elektrode zu berechnen. Berechnen Sie dann die EMF mit der Formel.
• Berechnen Sie die EMF mit der Nernst-Formel für den Gesamtstrom, der die Reaktion erzeugt, die während des Betriebs des GE auftritt.

Somit wird es mit diesen Formeln einfacher, die elektromotorische Kraft der Batterie zu berechnen.

Wo werden verschiedene Arten von EMF verwendet?

1. Piezoelektrik wird verwendet, wenn ein Material gedehnt oder gestaucht wird. Mit seiner Hilfe werden Quarz-Energiegeneratoren und verschiedene Sensoren hergestellt.
2. Chemikalien werden in und Batterien verwendet.
3. Induktion tritt in dem Moment auf, in dem der Leiter das Magnetfeld kreuzt. Seine Eigenschaften werden in Transformatoren, Elektromotoren und Generatoren genutzt.
4. Thermoelektrikum entsteht im Moment des Erhitzens von Kontakten verschiedener Metallarten. Es hat seine Anwendung in Kühlaggregaten und Thermoelementen gefunden.
5. Photoelektrik wird zur Herstellung von Photovoltaikzellen verwendet.