ما هي القوة الدافعة الكهربائية EMF

القوة الدافعة الكهربائية (EMF) - في جهاز يقوم بفصل قسري بين الشحنات الموجبة والسالبة (المولد) ، تُقاس القيمة المساوية عدديًا لفرق الجهد بين أطراف المولد في حالة عدم وجود تيار في دائرته بالفولت.

مصادر الطاقة الكهرومغناطيسية (المولدات) - الأجهزة التي تحول الطاقة من أي نوع غير كهربائي إلى طاقة كهربائية. هذه المصادر ، على سبيل المثال ، ساتسا:

• المولدات في محطات الطاقة (الحرارية ، وطاقة الرياح ، والنووية ، والطاقة الكهرومائية) ، والتي تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ؛

• الخلايا الجلفانية (البطاريات) والمراكم بجميع أنواعها ، والتي تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية ، إلخ.

تساوي EMF عدديًا العمل الذي تقوم به القوى الخارجية في تحريك شحنة موجبة للوحدة داخل المصدر أو المصدر نفسه الذي يقوم بتوصيل شحنة موجبة للوحدة في دائرة مغلقة.

القوة الدافعة الكهربائية EMF E هي كمية قياسية تميز قدرة المجال الخارجي والمجال الكهربائي المستحث على إحداث تيار كهربائي.إن emf E يساوي عددًا الشغل (الطاقة) W بالجول (J) الذي ينفقه هذا الحقل لنقل شحنة الوحدة (1 C) من نقطة في الحقل إلى أخرى.

وحدة قياس EMF هي الفولت (V). وبالتالي ، فإن emf يساوي 1 V إذا ، عندما تتحرك شحنة مقدارها 1 C عبر دائرة مغلقة ، يتم عمل 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

رسوم التحويل من خلال الموقع دائرة كهربائية مصحوبة بنفقات الطاقة.

تسمى القيمة التي يساوي رقمها العمل الذي يقوم به المصدر عن طريق إجراء شحنة موجبة واحدة على طول قسم معين من الدائرة الجهد U. نظرًا لأن الدائرة تتكون من أقسام خارجية وداخلية ، فإنها تميز مفاهيم الفولتية الخارجية أقسام Uvsh و Uvt الداخلية.

مما قيل ، من الواضح أن EMF للمصدر يساوي مجموع الفولتية لأقسام U الخارجية و U الداخلية للدائرة:

E = Uears + UW

تعبر هذه الصيغة عن قانون حفظ الطاقة لدائرة كهربائية.

من الممكن قياس الفولتية في أجزاء مختلفة من الدائرة فقط عندما تكون الدائرة مغلقة. يتم قياس EMF بين محطات مصدر الدائرة المفتوحة.

انخفاض الجهد الكهرومغناطيسي والجهد الكهرومغناطيسي لشبكة نشطة ذات طرفين

اتجاه EMF - هذا هو اتجاه الحركة القسرية للشحنات الموجبة داخل المولد من سالب إلى زائد تحت تأثير طبيعة أخرى غير الكهربائية.

المقاومة الداخلية للمولد هي مقاومة العناصر الهيكلية فيه.

مصدر مثالي لـ EMF - مولد ، المقاومة الداخلية وهو صفر ، والجهد عبر أطرافه مستقل عن الحمل. قوة مصدر EMF المثالي لانهائية.

يتم عرض صورة شرطية (مخطط كهربائي) لمولد EMF مثالي بقيمة E في الشكل.1 ، أ.

يحتوي مصدر EMF الحقيقي ، على عكس المصدر المثالي ، على مقاومة داخلية Ri ويعتمد جهده على الحمل (الشكل 1. ، ب) ، وقوة المصدر محدودة. الدائرة الكهربائية لمولد EMF الحقيقي عبارة عن سلسلة توصيل لمولد EMF مثالي E ومقاومته الداخلية Ri.

مصادر المجالات الكهرومغناطيسية: أ - مثالي ؛ ب - حقيقي

من الناحية العملية ، من أجل جعل وضع التشغيل لمولد EMF الحقيقي أقرب إلى وضع التشغيل المثالي ، فإن المقاومة الداخلية للمولد الحقيقي Ri يُحاول أن تكون صغيرة قدر الإمكان ، وتحتاج مقاومة الحمل Rn إلى التوصيل على الأقل 10 أضعاف قيمة المقاومة الداخلية للمولد ، أي من الضروري استيفاء الشرط: Rn >> Ri

من أجل أن يكون جهد الخرج لمولد EMF حقيقي مستقلاً عن الحمل ، يتم تثبيته باستخدام دوائر تثبيت الجهد الإلكترونية الخاصة.

نظرًا لأن المقاومة الداخلية لمولد EMF الحقيقي لا يمكن أن تكون صغيرة جدًا ، يتم تصغيرها ويتم إجراؤها كمعيار لإمكانية الاتصال المنسق لمستهلكي الطاقة به. في الهندسة الراديوية ، قيم مقاومة الخرج القياسية لمولدات EMF هي 50 أوم (المعيار الصناعي) و 75 أوم (المعيار المنزلي).

على سبيل المثال ، تحتوي جميع أجهزة استقبال التلفزيون على مقاومة إدخال تبلغ 75 أوم ومتصلة بالهوائيات بكابل متحد المحور له بالضبط تلك الممانعة المميزة.

لتقريب مولدات EMF المثالية ، يتم تصنيع مصادر جهد الإمداد المستخدمة في جميع المعدات الإلكترونية الصناعية والمنزلية باستخدام دوائر إلكترونية خاصة لتثبيت جهد الخرج ، مما يسمح بتحمل جهد خرج ثابت تقريبًا لمصدر الطاقة في نطاق معين من التيارات التي رسمها مصدر EMF (يطلق عليه أحيانًا مصدر الجهد).

على الرسوم البيانية الكهربائية ، تم وصف مصادر EMF على النحو التالي: E - مصدر EMF ثابت ، e (t) هو مصدر EMF (متغير) متناسق في شكل دالة زمنية.

القوة الدافعة الكهربائية E لبطارية من خلايا متطابقة متصلة في سلسلة تساوي القوة الدافعة الكهربائية لخلية واحدة E مضروبة في عدد العناصر n للبطارية: E = nE.

راجع أيضًا حول هذا الموضوع: مصادر المجالات الكهرومغناطيسية والحالية: الخصائص والاختلافات الرئيسية