EMF แรงเคลื่อนไฟฟ้าคืออะไร

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) - ในอุปกรณ์ที่ทำการบังคับแยกประจุบวกและลบ (เครื่องกำเนิด) ค่าตัวเลขเท่ากับความต่างศักย์ระหว่างขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในกรณีที่ไม่มีกระแสในวงจรวัดเป็นโวลต์

แหล่งที่มาของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) — อุปกรณ์ที่แปลงพลังงานประเภทที่ไม่ใช่ไฟฟ้าเป็นไฟฟ้า แหล่งข้อมูลดังกล่าว ตัวอย่างเช่น satsa:

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโรงไฟฟ้า (ความร้อน ลม นิวเคลียร์ ไฟฟ้าพลังน้ำ) ซึ่งเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

• เซลล์กัลวานิก (แบตเตอรี่) และตัวสะสมไฟฟ้าทุกประเภทที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า เป็นต้น

EMF มีค่าเท่ากับงานที่กระทำโดยแรงภายนอกในการเคลื่อนย้ายประจุบวกหนึ่งหน่วยภายในแหล่งกำเนิดหรือแหล่งกำเนิดเองที่นำประจุบวกหนึ่งหน่วยในวงจรปิด

แรงเคลื่อนไฟฟ้า EMF E เป็นปริมาณสเกลาร์ที่แสดงลักษณะความสามารถของสนามภายนอกและสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำในการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้า E มีค่าเท่ากับงาน (พลังงาน) W ในหน่วยจูล (J) ที่ใช้โดยฟิลด์นี้เพื่อย้ายประจุหนึ่งหน่วย (1 C) จากจุดหนึ่งบนฟิลด์ไปยังอีกจุดหนึ่ง

หน่วยการวัดสำหรับ EMF คือโวลต์ (V) ดังนั้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเท่ากับ 1 V ถ้าเมื่อประจุ 1 C เคลื่อนที่ผ่านวงจรปิด การทำงานของ 1 J จะเสร็จสิ้น: [E] = I J / 1 C = 1 V

ค่าธรรมเนียมการโอนเงินผ่านเว็บไซต์ วงจรไฟฟ้า ควบคู่ไปกับการใช้พลังงาน

ค่าที่มีตัวเลขเท่ากับงานที่แหล่งกำเนิดทำโดยการนำประจุบวกหนึ่งประจุตามส่วนที่กำหนดของวงจรเรียกว่า แรงดัน U เนื่องจากวงจรประกอบด้วยส่วนภายนอกและภายในจึงแยกแยะแนวคิดของแรงดันไฟฟ้าภายนอก Uvsh และส่วน Uvt ภายใน

จากสิ่งที่ได้กล่าวมา เป็นที่ชัดเจนว่า EMF ของแหล่งกำเนิดเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าของส่วน U ภายนอกและส่วน U ภายในของวงจร:

E = Uears + UW

สูตรนี้แสดงกฎการอนุรักษ์พลังงานสำหรับวงจรไฟฟ้า

สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าในส่วนต่าง ๆ ของวงจรได้เฉพาะเมื่อปิดวงจรเท่านั้น วัด EMF ระหว่างขั้วต่อแหล่งวงจรเปิด

แรงดันไฟ EMF และแรงดันไฟตกสำหรับเครือข่ายสองขั้วที่ใช้งานอยู่

ทิศทาง EMF — นี่คือทิศทางของการเคลื่อนที่บังคับของประจุบวกภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากลบไปบวกภายใต้อิทธิพลของธรรมชาติอื่นที่ไม่ใช่ไฟฟ้า

ความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือความต้านทานขององค์ประกอบโครงสร้างในนั้น

แหล่ง EMF ในอุดมคติ — เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความต้านทานภายใน ซึ่งมีค่าเป็นศูนย์ และแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมขั้วของมันนั้นไม่ขึ้นกับโหลด พลังของแหล่งกำเนิด EMF ในอุดมคตินั้นไม่มีที่สิ้นสุด

รูปภาพที่มีเงื่อนไข (แผนภาพไฟฟ้า) ของเครื่องกำเนิด EMF ในอุดมคติที่มีค่า E แสดงในรูปที่1, ก.

แหล่ง EMF จริงซึ่งแตกต่างจากแหล่งในอุดมคติมีความต้านทานภายใน Ri และแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับโหลด (รูปที่ 1., b) และกำลังของแหล่งกำเนิดนั้น จำกัด วงจรไฟฟ้าของเครื่องกำเนิด EMF จริงคือการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของเครื่องกำเนิด EMF ในอุดมคติ E และความต้านทานภายใน Ri

แหล่งที่มาของ EMF: a — ในอุดมคติ; ข — จริง

ในทางปฏิบัติ เพื่อให้โหมดการทำงานของเครื่องกำเนิด EMF จริงเข้าใกล้โหมดการทำงานในอุดมคติมากขึ้น ความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจริง Ri นั้นพยายามให้มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และต้องเชื่อมต่อความต้านทานโหลด Rn เป็นอย่างน้อย 10 เท่าของค่าความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่น จำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไข: Rn >> Ri

เพื่อให้แรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิด EMF จริงไม่ขึ้นกับโหลด มันจะถูกทำให้เสถียรโดยใช้วงจรรักษาแรงดันอิเล็กทรอนิกส์แบบพิเศษ

เนื่องจากความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิด EMF จริงไม่สามารถทำให้เล็กลงได้ จึงย่อขนาดและดำเนินการเป็นมาตรฐานสำหรับความเป็นไปได้ในการเชื่อมต่อที่ประสานกันของผู้ใช้พลังงานกับมัน ในวิศวกรรมวิทยุ ค่าความต้านทานเอาต์พุตมาตรฐานของเครื่องกำเนิด EMF คือ 50 โอห์ม (มาตรฐานอุตสาหกรรม) และ 75 โอห์ม (มาตรฐานบ้าน)

ตัวอย่างเช่น เครื่องรับโทรทัศน์ทั้งหมดมีอิมพีแดนซ์อินพุตที่ 75 โอห์ม และเชื่อมต่อกับเสาอากาศด้วยสายโคแอกเซียลที่มีอิมพีแดนซ์คุณลักษณะนั้นทุกประการ

ในการประมาณเครื่องกำเนิด EMF ในอุดมคติ แหล่งจ่ายแรงดันที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับอุตสาหกรรมและในครัวเรือนทั้งหมดจะทำขึ้นโดยใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์พิเศษเพื่อทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ ซึ่งช่วยให้สามารถทนต่อแรงดันเอาต์พุตเกือบคงที่ของแหล่งพลังงานในช่วงที่กำหนดได้ ของกระแสที่ดึงมาจากแหล่ง EMF (บางครั้งเรียกว่าแหล่งจ่ายแรงดัน)

บนไดอะแกรมไฟฟ้า แหล่งที่มาของ EMF แสดงไว้ดังนี้: E — แหล่งที่มาของ EMF คงที่ e (t) เป็นแหล่งที่มาของ EMF แบบฮาร์มอนิก (แปรผัน) ในรูปแบบของฟังก์ชันของเวลา

แรงเคลื่อนไฟฟ้า E ของแบตเตอรี่ที่มีเซลล์เหมือนกันต่ออนุกรมกันจะเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ E หนึ่งเซลล์คูณด้วยจำนวนองค์ประกอบ n ของแบตเตอรี่: E = nE

ดูเพิ่มเติมในหัวข้อนี้: แหล่งที่มาของ EMF และปัจจุบัน: ลักษณะสำคัญและความแตกต่าง