Mange mennesker (inkludert noen elektrikere) forvirrer begrepet elektromotorisk kraft (EMF) og spenning. Selv om disse begrepene er forskjellige. Til tross for at de er ubetydelige, er det vanskelig for en ikke-spesialist å forstå dem. Måleenheten spiller en viktig rolle i dette. Spenning og EMF måles i de samme enhetene - Volt. Forskjellene slutter ikke der, vi snakket om alt i detalj i artikkelen!
Innhold:
- Hva er elektromotorisk kraft
- Hva er spenning
- Så hva er forskjellen
- Produksjon
Hva er elektromotorisk kraft
Vi vurderte dette problemet i detalj i en egen artikkel: https://samelectrik.ru/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html
EMF forstås som en fysisk mengde som kjennetegner arbeidet til eventuelle eksterne krefter i strømforsyninger DC eller AC. Videre, hvis det er en lukket krets, kan vi si at EMF er lik arbeidet med krefter for å flytte en positiv ladning til en negativ langs en lukket krets. Eller forenklet, EMF for en strømkilde representerer arbeidet som kreves for å flytte en enhetsladning mellom polene.
Videre, hvis den nåværende kilden har uendelig kraft, og det ikke er noen intern motstand (posisjon A i figuren), kan EMF beregnes med Ohms lov for en kjedeseksjonsiden spenning og elektromotorisk kraft i dette tilfellet er like.
I = U / R,
hvor U - spenning, og i det vurderte eksemplet - EMF.
Imidlertid har en ekte strømforsyning begrenset intern motstand. Derfor kan denne beregningen ikke brukes i praksis. I dette tilfellet brukes formelen for hele kretsen for å bestemme EMF.
I = E / (R + r),
hvor E (også betegnet som "ԑ") - EMF; R er belastningsmotstanden, r er den interne motstanden til strømforsyningen, I er strømmen i kretsen.
Denne formelen tar imidlertid ikke hensyn til motstanden til kretslederne. Det skal forstås at inne i DC -kilden og i den eksterne kretsen flyter strømmen i forskjellige retninger. Forskjellen er at inne i elementet flyter det fra minus til pluss, deretter i den eksterne kretsen fra pluss til minus.
Dette er tydelig illustrert i figuren nedenfor:
I dette tilfellet måles den elektromotoriske kraften med et voltmeter, i tilfelle når det ikke er noen belastning, dvs. strømforsyningen går på tomgang.
For å finne EMF gjennom spenningen og belastningsmotstanden, må du finne den interne motstanden til kilden strømforsyning, for dette måles spenningen to ganger ved forskjellige laststrømmer, hvoretter den interne motstand. Nedenfor er fremgangsmåten for beregning av formlene, da er R1, R2 belastningsmotstanden for den første og andre henholdsvis de resterende mengdene er like, U1, U2 er kildespenningen ved terminalene under laste.
Så, vi kjenner strømmen, så er den lik:
I1 = E / (R1 + r)
I2 = E / (R2 + r)
Der:
R1 = U1 / I1
R2 = U2 / I2
Hvis erstattet i de første ligningene, så:
I1 = E / ((U1 / I1) + r)
I2 = E / ((U2 / I2) + r)
La oss nå dele venstre og høyre side i hverandre:
(I1 / I2) = [E / ((U1 / I1) + r)] / [E / ((U2 / I2) + r)]
Etter å ha beregnet med hensyn til motstanden til den nåværende kilden, får vi:
r = (U1-U2) / (I1-I2)
Intern motstand r:
r = (U1 + U2) / I,
hvor U1, U2 er spenningen ved kildeterminalene ved forskjellige laststrømmer, er I strømmen i kretsen.
Da er EMF lik:
E = I * (R + r) eller E = U1 + I1 * r
Hva er spenning
Elektrisk spenning (betegnet U) er en fysisk mengde som gjenspeiler den kvantitative egenskapen til arbeidet til et elektrisk felt i ladningsoverføring fra punkt A til punkt B. Følgelig kan spenningen være mellom to punkter i kretsen, men i motsetning til EMF kan den være mellom de to terminalene til noen av kretselementene. Husk at EMF kjennetegner arbeidet utført av eksterne krefter, det vil si arbeidet til den nåværende kilden selv eller EMF for å overføre ladning gjennom hele kretsen, og ikke på et bestemt element.
Denne definisjonen kan uttrykkes i enkle termer. DC -spenning er kraften som beveger frie elektroner fra ett atom til et annet i en bestemt retning.
For vekselstrøm brukes følgende begreper:
- øyeblikkelig spenning er potensialforskjellen mellom punkter i en gitt tidsperiode;
- toppverdi - representerer maksimalverdien for den momentane spenningsverdien over en periode;
- gjennomsnittlig verdi - konstant spenningskomponent;
- RMS og RMS.
Spenningen til en seksjon i en krets avhenger av lederens materiale, belastningsmotstand og temperatur. I tillegg til at elektromotorisk kraft måles i volt.
Ofte, for å forstå den fysiske betydningen av stress, sammenlignes det med et vanntårn. Vannkolonnen er identifisert med spenning, og strømmen med strøm.
Samtidig reduseres vannsøylen i tårnet gradvis, noe som kjennetegner en reduksjon i spenning og en reduksjon i strømstyrken.
Så hva er forskjellen
For å få en bedre forståelse av hva som er forskjellen mellom elektromotorisk kraft og spenning, kan du vurdere et eksempel. Det er en kilde til elektrisk energi med uendelig kraft, der det ikke er noen indre motstand. En belastning er montert i den elektriske kretsen. I dette tilfellet vil det være sant at EMF og spenning er identisk like, det vil si at det ikke er noen forskjell mellom disse konseptene.
Imidlertid er dette ideelle forhold som ikke oppstår i det virkelige liv. Disse betingelsene brukes utelukkende til beregninger. I virkeligheten er det tatt hensyn til strømforsyningens indre motstand. I dette tilfellet er EMF og spenning forskjellige.
Figuren viser hva forskjellen vil være i verdiene til elektromotorisk kraft og spenning under virkelige forhold. Ovennevnte formel for Ohms lov for en komplett krets beskriver alle prosesser. Med en åpen krets vil batteripolene ha en verdi på 1,5 volt. Dette er EMF -verdien. Etter å ha koblet belastningen, i dette tilfellet er det en lyspære, den vil ha en spenning på 1 volt.
Forskjellen fra en ideell kilde er strømkildens indre motstand. Ved denne motstanden oppstår et spenningsfall. Disse prosessene er beskrevet av Ohms lov for en komplett krets.
Hvis måleenheten ved terminalene på strømkilden viser en verdi på 1,5 volt, vil dette være en elektromotorisk kraft, men vi gjentar, forutsatt at det ikke er noen belastning.
Når lasten er tilkoblet, vil terminalene ha en bevisst lavere verdi. Dette er spenning.
Produksjon
Fra ovenstående kan vi konkludere med at hovedforskjellen mellom EMF og spenning er:
- Elektromotorisk kraft avhenger av strømkilden, og spenningen avhenger av den tilkoblede lasten og strømmen som strømmer gjennom kretsen.
- Elektromotorisk kraft er en fysisk mengde som kjennetegner arbeidet til eksterne krefter av ikke-elektrisk opprinnelse, som forekommer i DC- og AC-kretser.
- Spenning og EMF har en enkelt måleenhet - Volt.
- U er en fysisk mengde som tilsvarer arbeidet til det effektive elektriske feltet som produseres under overføringen av en enkelt testladning fra punkt A til punkt B.
Kort sagt, hvis vi representerer U som en vannsøyle, så kan EMF representeres som en pumpe som holder vannivået på et konstant nivå. Vi håper at etter å ha lest artikkelen, har hovedforskjellen blitt tydelig for deg!
Relaterte materialer:
- Hva er forskjellen mellom en transformator og en autotransformator
- Forskjell mellom kontaktor og starter
- Hvordan vite om det er spenning i stikkontakten
