Kuo skiriasi EML nuo įtampos: paprastas paaiškinimas pavyzdyje
Kas yra elektromotorinė jėga
Išsamiai išnagrinėjome šią problemą atskirame straipsnyje:https://ltm.electricianexp.com/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html
EML suprantamas kaip fizinis dydis, apibūdinantis bet kokių išorinių jėgų, esančių energijos šaltiniuose, veikimą nuolatinė arba kintama srovė. Be to, jei yra uždaroji grandinė, tada galime pasakyti, kad EML yra lygus jėgų darbui, kai teigiamame krūvyje teigiamas krūvis perkeliamas į neigiamą uždaroje grandinėje. Arba paprasčiau tariant, srovės šaltinio EML parodo darbą, reikalingą vieneto įkrovimui perkelti iš polių.
Be to, jei dabartinis šaltinis turi begalinę galią ir nėra vidinio pasipriešinimo (A pav. Paveiksle), tada EML galima apskaičiuoti pagal: Ohio įstatymas grandinės skyriuines įtampa ir elektromotorinė jėga šiuo atveju yra lygios.
I = U / R,
kur U yra įtampa, o nagrinėjamame pavyzdyje yra EML.
Tačiau tikrasis maitinimo šaltinis pasižymi ribotu vidiniu pasipriešinimu. Todėl toks skaičiavimas negali būti taikomas praktikoje. Tokiu atveju, norėdami nustatyti EML, naudokite visos grandinės formulę.
I = E / (R + r),
kur E (taip pat vadinamas „ԑ“) yra EML; R yra atsparumas apkrovai, r yra energijos šaltinio vidinė varža, I yra srovė grandinėje.
Tačiau šioje formulėje neatsižvelgiama į grandinės laidininkų varžą. Būtina suprasti, kad nuolatinės srovės šaltinio viduje ir išorinėje grandinėje srovė teka skirtingomis kryptimis. Skirtumas yra tas, kad elemento viduje jis teka nuo minuso iki pliuso, tada išorinėje grandinėje nuo pliuso iki minuso.
Tai aiškiai parodyta paveikslėlyje žemiau:
Šiuo atveju elektromotorinė jėga matuojama voltmetru, tuo atveju, kai nėra apkrovos, t. Maitinimo šaltinis veikia tuščiąja eiga.
Norėdami rasti EML per įtampą ir apkrovą, turite rasti vidinį maitinimo šaltinio pasipriešinimą, tam matuoti įtampą du kartus esant skirtingoms apkrovos srovėms, o tada rasti vidinę varžą. Žemiau yra skaičiavimo procedūra pagal formules, tada R1, R2 yra atsparumas apkrovai pirmajam ir antrajam matavimams, atitinkamai, likusios vertės yra panašios, U1, U2 yra šaltinio įtampa jos gnybtuose, esant apkrovai.
Taigi, mes žinome srovę, tada ji yra lygi:
I1 = E / (R1 + r)
I2 = E / (R2 + r)
Kur:
R1 = U1 / I1
R2 = U2 / I2
Jei mes pakeisime pirmąsias lygtis, tada:
I1 = E / ((U1 / I1) + r)
I2 = E / ((U2 / I2) + r)
Dabar kairę ir dešinę dalis padalijame viena į kitą:
(I1 / I2) = [E / ((U1 / I1) + r)] / [E / ((U2 / I2) + r)]
Apskaičiavę srovės šaltinio atsparumą, gauname:
r = (U1-U2) / (I1-I2)
Vidinis pasipriešinimas r:
r = (U1 + U2) / I,
kur U1, U2 yra įtampa šaltinio gnybtuose esant skirtingoms apkrovos srovėms, I yra srovė grandinėje.
Tada EML yra:
E = I * (R + r) arba E = U1 + I1 * r
Kas yra įtampa
Elektros įtampa (žymima kaip U) yra fizikinis dydis, atspindintis kiekybines elektrinio lauko savybes, perkeliančias krūvį iš taško A į tašką B. Atitinkamai, įtampa gali būti tarp dviejų grandinės taškų, tačiau skirtingai nuo EML, ji gali būti tarp dviejų išvadų, iš kurių vienas iš grandinės elementų. Prisiminkite, kad EML apibūdina išorinių jėgų atliekamą darbą, tai yra dabartinio šaltinio arba EMF darbą perkelti krūvį per visą grandinę, o ne ant konkretaus elemento.
Šis apibrėžimas gali būti išreikštas paprasta kalba. Nuolatinės srovės šaltinių įtampa yra jėga, kuria tam tikra kryptimi juda laisvieji elektronai iš vieno atomo į kitą.
Kintamajai srovei naudojamos šios sąvokos:
- momentinė įtampa yra galimas skirtumas tarp taškų tam tikru laikotarpiu;
- amplitudės reikšmė - parodo didžiausią momentinės įtampos vertės modulio reikšmę per tam tikrą laiką;
- vidutinė vertė yra pastovus įtampos komponentas;
- RMS ir RMS.
Grandinės įtampa priklauso nuo laidininko medžiagos, atsparumo apkrovai ir temperatūros. Kaip ir elektromotorinė jėga, matuojama voltais.
Dažnai norint suprasti fizinę streso prasmę, jis lyginamas su vandens bokštu. Vandens stulpas identifikuojamas pagal įtampą, o srautas - su srove.
Tuo pačiu metu vandens stulpelis bokšte pamažu mažėja, o tai apibūdina įtampos ir srovės stiprio sumažėjimą.
Taigi koks skirtumas
Norėdami geriau suprasti, koks yra elektromotorinės jėgos skirtumas nuo įtampos, apsvarstykite pavyzdį. Yra begalinės galios elektros energijos šaltinis, kuriame nėra vidinio pasipriešinimo. Elektros grandinėje sumontuota apkrova. Šiuo atveju teiginys, kad EML ir įtampa yra identiški, tai yra, nėra skirtumo tarp šių sąvokų, yra teisingas.
Tačiau tai yra idealios sąlygos, kurių realiame gyvenime nėra. Šios sąlygos naudojamos tik atliekant skaičiavimus. Realiame gyvenime atsižvelgiama į vidinį energijos šaltinio atsparumą. Šiuo atveju EML ir įtampa skiriasi.
Paveikslėlis parodo, koks bus elektromobilio jėgos ir įtampos verčių skirtumas realiomis sąlygomis. Aukščiau pateikta Ohmo dėsnio formulė, apibūdinanti visą grandinę, apibūdina visus procesus. Esant atvirai grandinei, akumuliatoriaus gnybtai bus 1,5 volto. Tai yra EML vertė. Prijungus apkrovą, šiuo atveju tai yra lemputė, ji turės 1 volto įtampą.
Skirtumas nuo idealaus šaltinio yra vidinis maitinimo šaltinio pasipriešinimas. Esant šiam pasipriešinimui, įvyksta įtampos kritimas. Šie procesai yra aprašyti Ohmo įstatyme, kad būtų sudaryta visa grandinė.
Jei matavimo prietaisas maitinimo šaltinio gnybtuose rodo 1,5 volto vertę, tai bus elektromobilio jėga, bet mes pakartosime, su sąlyga, kad nėra apkrovos.
Prijungdami krovinį, gnybtai turės aiškiai mažesnę vertę. Tai yra įtampa.
Išvada
Iš to, kas išdėstyta aukščiau, galime daryti išvadą, kad pagrindinis skirtumas tarp EML ir įtampos yra:
- Elektromotoriaus jėga priklauso nuo maitinimo šaltinio, o įtampa priklauso nuo prijungtos apkrovos ir srovės, tekančios per grandinę.
- Elektromotorinė jėga yra fizikinis dydis, apibūdinantis neelektrinės kilmės išorinių jėgų, veikiančių nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėse, darbą.
- Įtampa ir EML turi vieną matavimo vienetą - voltą.
- U yra fizinis dydis, lygus efektyviojo elektrinio lauko darbui, sukuriamam, kai vieneto bandymo įkrova perduodama iš taško A į tašką B.
Taigi, jei U pavaizduota kaip vandens stulpelis, EML galima įsivaizduoti, kad tai siurblys, palaikantis pastovų vandens lygį. Tikimės, kad perskaitę straipsnį jūs suprasite pagrindinį skirtumą!
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
