Monet ihmiset (myös jotkut sähköasentajat) sekoittavat sähkömoottorivoiman (EMF) ja jännitteen käsitteen. Vaikka nämä käsitteet ovat erilaisia. Huolimatta siitä, että ne ovat merkityksettömiä, ei-asiantuntijan on vaikea ymmärtää niitä. Mittayksiköllä on tässä tärkeä rooli. Jännite ja EMF mitataan samoissa yksiköissä - volttia. Erot eivät pääty tähän, puhuimme kaikesta yksityiskohtaisesti artikkelissa!
Sisältö:
- Mikä on sähkömoottorivoima
- Mikä on jännite
- Joten mitä eroa on
- Lähtö
Mikä on sähkömoottorivoima
Tutkimme tätä asiaa yksityiskohtaisesti erillisessä artikkelissa: https://samelectrik.ru/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html
EMF: llä tarkoitetaan fyysistä määrää, joka luonnehtii virtalähteissä olevien ulkoisten voimien työtä DC tai AC. Lisäksi, jos on suljettu piiri, voimme sanoa, että EMF on yhtä suuri kuin voimien työ positiivisen varauksen siirtämiseksi negatiiviseksi suljettua piiriä pitkin. Tai yksinkertaisesti sanottuna, virtalähteen EMF edustaa työtä, joka tarvitaan yksikkövarauksen siirtämiseen napojen välillä.
Lisäksi jos virtalähteellä on ääretön teho ja sisäistä vastusta ei ole (sijainti A kuvassa), EMF voidaan laskea Ohmin laki ketjuosallesiitä asti kun jännite ja sähkömoottorivoima ovat tässä tapauksessa yhtä suuret.
I = U / R,
missä U - jännite ja tarkasteltavassa esimerkissä - EMF.
Todellisella virtalähteellä on kuitenkin rajallinen sisäinen vastus. Siksi tätä laskelmaa ei voida soveltaa käytännössä. Tässä tapauksessa EMF: n määrittämiseen käytetään koko piirin kaavaa.
I = E / (R + r),
jossa E (myös merkitty "ԑ") - EMF; R on kuormitusvastus, r on virtalähteen sisäinen vastus, I on piirin virta.
Tämä kaava ei kuitenkaan ota huomioon piirijohtimien vastusta. On ymmärrettävä, että DC -lähteen sisällä ja ulkoisessa piirissä virta kulkee eri suuntiin. Ero on siinä, että elementin sisällä se virtaa miinuksesta plussaan, sitten ulkoisessa piirissä plusista miinukseen.
Tämä näkyy selvästi alla olevassa kuvassa:
Tässä tapauksessa sähkömoottorivoima mitataan voltimetrillä, jos kuormaa ei ole, ts. virtalähde on tyhjäkäynnillä.
Jos haluat löytää EMF: n jännitteen ja kuormituksen kestävyyden kautta, sinun on löydettävä lähteen sisäinen vastus virtalähde, tätä varten jännite mitataan kahdesti eri kuormitusvirroilla, minkä jälkeen sisäinen vastus. Alla on menettely kaavojen laskemiseksi, sitten R1, R2 ovat ensimmäisen ja toisen kuormituskestävyys Mittaukset vastaavasti jäljellä olevat määrät ovat samanlaisia, U1, U2 ovat lähdejännite sen liittimissä ladata.
Joten tiedämme virran, niin se on yhtä suuri kuin:
I1 = E / (R1 + r)
I2 = E / (R2 + r)
Jossa:
R1 = U1 / I1
R2 = U2 / I2
Jos se korvataan ensimmäisissä yhtälöissä, niin:
I1 = E / ((U1 / I1) + r)
I2 = E / ((U2 / I2) + r)
Jaetaan nyt vasen ja oikea puoli toisiinsa:
(I1 / I2) = [E / ((U1 / I1) + r)] / [E / ((U2 / I2) + r)]
Kun olemme laskeneet virtalähteen resistanssin suhteen, saamme:
r = (U1-U2) / (I1-I2)
Sisäinen vastus r:
r = (U1 + U2) / I,
missä U1, U2 on jännite lähdeliittimissä eri kuormitusvirroilla, I on piirin virta.
Tällöin EMF on yhtä suuri kuin:
E = I * (R + r) tai E = U1 + I1 * r
Mikä on jännite
Sähköjännite (merkitty U: na) on fyysinen määrä, joka kuvastaa sähkökentän työn kvantitatiivista ominaisuutta siirrettäessä pisteestä A pisteeseen B. Vastaavasti jännite voi olla piirin kahden pisteen välillä, mutta toisin kuin EMF, se voi olla yhden piirielementin kahden liittimen välissä. Muista, että EMF luonnehtii ulkopuolisten voimien suorittamaa työtä, eli itse virtalähteen tai EMF: n työtä varauksen siirtämiseksi koko piirin läpi eikä tietylle elementille.
Tämä määritelmä voidaan ilmaista yksinkertaisin termein. DC -jännite on voima, joka siirtää vapaita elektroneja atomista toiseen tiettyyn suuntaan.
Vaihtovirralla käytetään seuraavia käsitteitä:
- hetkellinen jännite on potentiaaliero pisteiden välillä tiettynä ajanjaksona;
- huippuarvo - edustaa maksimiarvoa modulo hetkellinen jännitearvo tietyn ajanjakson aikana;
- keskiarvo - vakiojännitekomponentti;
- RMS ja RMS.
Piirin osan jännite riippuu johtimen materiaalista, kuormituskestävyydestä ja lämpötilasta. Sekä sähkömoottorivoima mitataan voltteina.
Usein stressin fyysisen merkityksen ymmärtämiseksi sitä verrataan vesitorniin. Vesipatsas tunnistetaan jännitteellä ja virtaus virralla.
Tässä tapauksessa tornin vesipatsaan vähenee vähitellen, mikä luonnehtii jännitteen laskua ja virran voimakkuuden laskua.
Joten mitä eroa on
Ymmärtääksesi paremmin, mikä on ero sähkömoottorivoiman ja jännitteen välillä, harkitse esimerkkiä. On olemassa loputtoman voiman sähköenergian lähde, jossa ei ole sisäistä vastusta. Sähköpiiriin on asennettu kuorma. Tässä tapauksessa on totta, että EMF ja jännite ovat identtisesti samat, eli näiden käsitteiden välillä ei ole eroa.
Nämä ovat kuitenkin ihanteellisia olosuhteita, joita ei tapahdu tosielämässä. Näitä ehtoja käytetään yksinomaan laskelmiin. Tosielämässä virtalähteen sisäinen vastus otetaan huomioon. Tässä tapauksessa EMF ja jännite ovat erilaisia.
Kuvasta näkyy, mikä ero on sähkömoottorivoiman ja jännitteen arvoissa todellisissa olosuhteissa. Yllä oleva Ohmin lain kaava täydelle piirille kuvaa kaikkia prosesseja. Avoimessa piirissä akun napojen arvo on 1,5 volttia. Tämä on EMF -arvo. Kun kuorma on kytketty, tässä tapauksessa se on hehkulamppu, sen jännite on 1 volttia.
Ero ihanteellisesta lähteestä on virtalähteen sisäinen vastus. Tällä vastuksella tapahtuu jännitehäviö. Nämä prosessit on kuvattu Ohmin lailla täydelle piirille.
Jos virtalähteen liittimien mittauslaite näyttää arvon 1,5 volttia, tämä on sähkömoottorivoima, mutta toistamme, jos kuormaa ei ole.
Kun kuorma on kytketty, liittimien arvo on tarkoituksellisesti pienempi. Tämä on jännitystä.
Lähtö
Edellä esitetystä voimme päätellä, että suurin ero EMF: n ja jännitteen välillä on:
- Sähkömoottorivoima riippuu virtalähteestä ja jännite riippuu kytketystä kuormasta ja piirin läpi kulkevasta virrasta.
- Sähkömoottorivoima on fyysinen määrä, joka luonnehtii muiden kuin sähköperäisten ulkoisten voimien työtä DC- ja AC-piireissä.
- Jännitteellä ja EMF: llä on yksi mittayksikkö - voltti.
- U on fyysinen määrä, joka on yhtä suuri kuin tehokkaan sähkökentän työ, joka syntyy yhden testivarauksen siirron aikana pisteestä A pisteeseen B.
Siten lyhyesti, jos edustamme U: ta vesipatsaana, niin EMF voidaan esittää pumppuna, joka pitää veden tason vakiona. Toivomme, että artikkelin lukemisen jälkeen tärkein ero on tullut sinulle selväksi!
Aiheeseen liittyviä materiaaleja:
- Mitä eroa on muuntajalla ja autotransformaattorilla?
- Ero kontaktorin ja käynnistimen välillä
- Kuinka tietää, onko pistorasiassa jännite
