Mikä on EMF (sähkömoottorivoima): määritelmä yksinkertaisilla sanoilla

click fraud protection

EMF viittaa ulkoisten voimien erityistyöhön yksikkövarauksen siirtämiseksi sähköpiirin piirissä. Tämä sähkön käsite sisältää monia fyysisiä tulkintoja, jotka liittyvät erilaisiin teknisiin tietoihin. Sähkötekniikassa tämä on erityinen ulkoisten voimien työ, joka esiintyy induktiivisissa käämissä, kun niihin kohdistetaan vuorotteleva kenttä. Kemiassa se tarkoittaa potentiaalieroa, joka esiintyy elektrolyysin aikana sekä reaktioiden aikana, joihin liittyy sähkövarausten erottaminen. Fysiikassa se vastaa esimerkiksi sähkömoottorin päissä syntyvää sähkömoottorivoimaa. Jos haluat selittää EMF: n olemuksen yksinkertaisilla sanoilla, sinun on harkittava jokaista sen tulkintavaihtoehtoa.

Ennen kuin siirrymme artikkelin pääosaan, huomaamme, että EMF ja jännite ovat merkitykseltään hyvin lähellä, mutta silti hieman erilaiset. Lyhyesti sanottuna EMF on virtalähteessä ilman kuormaa, ja kun kuorma on kytketty siihen, tämä on jo jännite. Koska virtalähteen jännite kuormitettuna on lähes aina hieman pienempi kuin ilman sitä. Tämä johtuu virtalähteiden, kuten muuntajien ja galvaanisten kennojen, sisäisestä resistanssista.

Sisältö:

  • Sähkömagneettinen induktio (itseinduktio)
  • Sähkömoottorit ja generaattorit
  • Vähän lisää teoriaa
  • EMF jokapäiväisessä elämässä ja yksiköissä
  • Johtopäätös

Sähkömagneettinen induktio (itseinduktio)

Aloitetaan sähkömagneettisesta induktiosta. Tämä ilmiö kuvaa lakia Faradayn sähkömagneettinen induktio. Tämän ilmiön fyysinen merkitys on sähkömagneettisen kentän kyky aiheuttaa EMF läheisessä johtimessa. Tässä tapauksessa joko kentän on muututtava esimerkiksi vektoreiden suuruudessa ja suunnassa tai liikuttava suhteessa johtimeen, tai johtimen on liikuttava suhteessa tähän kenttään. Tässä tapauksessa potentiaaliero syntyy johtimen päihin.

Kokemus osoittaa EMF: n esiintymisen kelassa, kun se altistuu kestomagneetin muuttuvalle magneettikentälle

On toinenkin samankaltainen ilmiö - keskinäinen induktio. Se johtuu siitä, että yhden kelan virran suunnan ja voimakkuuden muutos aiheuttaa EMF: n liittimissä viereistä kelaa, käytetään laajalti eri tekniikan aloilla, mukaan lukien sähkö- ja elektroniikka. Se perustuu muuntajien toimintaan, jossa yhden käämin magneettivuo indusoi virtaa ja jännitettä toisessa.

Muuntajan toimintaperiaate

Sähkölaitteissa EMF -nimistä fyysistä vaikutusta käytetään erikoislaitteiden valmistuksessa AC -muuntimet, jotka tarjoavat halutut arvot efektiivisille määrille (virta ja Jännite). Induktion ja itseinduktio insinöörit onnistuivat kehittämään monia sähkölaitteita: perinteisistä induktorit (rikastin) ja muuntajaan asti.

Keskinäisen induktion käsite koskee vain vaihtovirtaa, jonka virtapiirissä tai johtimessa magneettivuo muuttuu.

Vakiosuuntaiselle sähkövirralle on ominaista muita tämän voiman ilmenemismuotoja, esimerkiksi potentiaalieroina galvaanisen kennon napoissa, joista keskustelemme alla.

Sähkömoottorit ja generaattorit

Sama sähkömagneettinen vaikutus havaitaan rakenteessa asynkroninen tai synkroninen moottori, jonka pääelementti on induktiiviset kelat. Hänen työnsä on kuvattu helppokäyttöisellä kielellä monissa aiheeseen liittyvissä oppikirjoissa "Sähkötekniikka". Käynnissä olevien prosessien olemuksen ymmärtämiseksi riittää muistaa, että induktion EMF indusoituu, kun johdin liikkuu toisen kentän sisällä.

Edellä mainitun sähkömagneettisen induktion lain mukaan moottorin ankkurikäämiin indusoidaan laskuri käytön aikana EMF, jota kutsutaan usein "takaisin-EMF: ksi", koska kun moottori on käynnissä, se on suunnattu kohdalle stressi. Tämä selittää myös moottorin kuluttaman virran jyrkän kasvun kuorman kasvaessa tai akselin jumissa sekä käynnistysvirrat. Sähkömoottorin osalta kaikki edellytykset potentiaalieroille ovat ilmeiset - pakotettu muutos sen kelojen magneettikentässä johtaa vääntömomentin syntymiseen roottorin akselilla.

Valitettavasti emme syvenny tähän aiheeseen tässä artikkelissa - kirjoita kommentteihin, jos olet kiinnostunut siitä, ja kerromme sinulle siitä.

Toisessa sähkölaitteessa - generaattorissa, kaikki on täsmälleen sama, mutta siinä tapahtuvilla prosesseilla on päinvastainen suunta. Sähkövirta johdetaan roottorin käämien läpi, niiden ympärille syntyy magneettikenttä (voidaan käyttää kestomagneetteja). Kun roottori pyörii, kenttä puolestaan ​​aiheuttaa EMF: n staattorin käämissä - josta kuormavirta poistetaan.

Yleinen generaattori

Vähän lisää teoriaa

Tällaisia ​​piirejä suunniteltaessa otetaan huomioon virran jakautuminen ja jännitehäviö yksittäisten elementtien välillä. Ensimmäisen parametrin jakauman laskemiseen käytetään fysiikasta tunnettua Kirchhoffin toinen laki - jännitehäviöiden summa (merkki huomioon ottaen) suljetun piirin kaikilla haaroilla on yhtä suuri kuin tämän piirin haarojen EMF: n algebrallinen summa), ja niiden arvojen määrittämiseksi käytä Ohmin laki ketjun osalle tai Ohmin laille koko ketjun osalta, jonka kaava on annettu alla:

I = E / (R + r),

missä E - EMF, R - kuormituksen kestävyys, r on virtalähteen vastus.

Virtalähteen sisäinen vastus on generaattorien ja muuntajien käämien vastus, joka riippuu langan poikkileikkauksesta, jolla ne on kelattu ja sen pituus sekä galvaanisten kennojen sisäinen vastus, joka riippuu anodin, katodin ja elektrolyytti.

Laskelmia tehtäessä on otettava huomioon virtalähteen sisäinen vastus, jota pidetään rinnakkaiskytkentänä piiriin. Tarkempi lähestymistapa, joka ottaa huomioon suuret käyttövirrat, ottaa huomioon jokaisen kytkentäjohtimen resistanssin.

EMF jokapäiväisessä elämässä ja yksiköissä

Muita esimerkkejä löytyy jokaisen tavallisen ihmisen käytännön elämästä. Tähän luokkaan kuuluvat tutut asiat, kuten pienet paristot ja muut pienikokoiset paristot. Tässä tapauksessa toimiva EMF muodostuu DC -jännitelähteiden sisällä tapahtuvien kemiallisten prosessien vuoksi.

Kun se tapahtuu akun navoissa (navoissa) sisäisten muutosten vuoksi, kenno on täysin käyttövalmis. Ajan myötä EMF pienenee hieman ja sisäinen vastus kasvaa merkittävästi.
Akun jännitteen mittaus

Tämän seurauksena, jos mittaat jännitettä kytkemättömästä sormiparistosta, näet sen normaalisti 1,5 V (tai niin), mutta kun akkuun on kytketty kuorma, oletetaan, että olet asentanut sen johonkin laitteeseen - se ei toimii.

Miksi? Koska jos oletamme, että volttimittarin sisäinen vastus on monta kertaa suurempi kuin akun sisäinen vastus, mittasit sen EMF: n. Kun akku alkoi antaa virtaa kuormalle sen liittimissä, siitä ei tullut 1,5 V, vaan esimerkiksi 1,2 V - laitteessa ei ole tarpeeksi jännitettä tai virtaa normaalikäyttöön. Vain tämä 0,3 V putosi galvaanisen kennon sisäiseen vastukseen. Jos akku on hyvin vanha ja sen elektrodit tuhoutuneet, akkuliittimissä ei välttämättä ole lainkaan sähkömoottorivoimaa tai jännitettä. nolla.

Tämä esimerkki osoittaa selvästi eron EMF: n ja jännitteen välillä. Kirjoittaja sanoo saman videon lopussa, jonka näet alla.

Voit oppia lisää siitä, miten galvaanisen kennon EMF syntyy ja miten se mitataan seuraavasta videosta:

Hyvin pieni sähkömoottorivoima indusoidaan vastaanottimen antennissa, jota sitten vahvistetaan erityisillä kaskadilla, ja vastaanotamme television, radion ja jopa Wi-Fi-signaalin.

Johtopäätös

Tehdään yhteenveto ja muistetaan vielä kerran lyhyesti, mikä EMF on ja missä SI -yksiköissä tämä arvo ilmaistaan.

  1. EMF luonnehtii muiden kuin sähköisten ulkoisten voimien (kemiallisten tai fysikaalisten) voimien työtä sähköpiirissä. Tämä voima siirtää sähkövarauksia sille.
  2. EMF, kuten jännite, mitataan voltteina.
  3. EMF: n ja jännitteen väliset erot ovat, että ensimmäinen mitataan ilman kuormaa ja toinen kuormitettuna, kun taas virtalähteen sisäinen vastus otetaan huomioon ja vaikuttaa.

Ja lopuksi, ehdotetun materiaalin lujittamiseksi kehotan teitä katsomaan toisen hyvän videon tästä aiheesta:

Aiheeseen liittyviä materiaaleja:

  • Mitä eroa on vaihtovirralla ja tasavirralla?
  • Mikä on sähkövaraus
  • Kuinka alentaa AC- ja DC -jännitettä
Lähetetty: Päivitetty: 20.07.2019 Ei vielä kommentteja

instagram viewer