Электродвижущая сила это: Что такое ЭДС (электродвижущая сила): определение простыми словами - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Что такое ЭДС (электродвижущая сила): определение простыми словами

Под ЭДС понимается удельная работа сторонних сил по перемещению единичного заряда в контуре электрической цепи. Это понятие в электричестве предполагает множество физических толкований, относящихся к различным областям технических знаний. В электротехнике — это удельная работа сторонних сил, появляющаяся в индуктивных обмотках при наведении в них переменного поля. В химии она означает разность потенциалов, возникающее при электролизе, а также при реакциях, сопровождающихся разделением электрических зарядов. В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки.

Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение.

Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.

Электромагнитная индукция (самоиндукция)

Начнем с электромагнитной индукции. Это явление описывает закон электромагнитной индукции Фарадея. Физический смысл этого явления состоит в способности электромагнитного поля наводить ЭДС в находящемся рядом проводнике. При этом или поле должно изменяться, например, по величине и направлению векторов, или перемещаться относительно проводника, или должен двигаться проводник относительно этого поля. На концах проводника в этом случае возникает разность потенциалов.

Есть и другое похожее по смыслу явление — взаимоиндукция. Оно заключается в том, что изменение направления и силы тока одной катушки индуцирует ЭДС на выводах расположенной рядом катушки, широко применяется в различных областях техники, включая электрику и электронику. Оно лежит в основе работы трансформаторов, где магнитный поток одной обмотки наводит ток и напряжение во второй.

В электрике физический эффект под названием ЭДС используется при изготовлении специальных преобразователей переменного тока, обеспечивающих получение нужных значений действующих величин (тока и напряжения). Благодаря явлениям индукции и самоиндукции инженерам удалось разработать множество электротехнических устройств: от обычной катушки индуктивности (дросселя) и вплоть до трансформатора.

Понятие взаимоиндукции касается только переменного тока, при протекании которого в контуре или проводнике меняется магнитный поток.

Для электрического тока постоянной направленности характерны другие проявления этой силы, такие, например, как разность потенциалов на полюсах гальванического элемента, о чем мы расскажем далее.

Электродвигатели и генераторы

Тот же электромагнитный эффект наблюдается в конструкции асинхронного или синхронного электродвигателя, основной элемент которых — это индуктивные катушки.

О его работе доступным языком рассказывается во многих учебных пособиях, относящихся к предмету под названием «Электротехника». Для понимания сути происходящих процессов достаточно вспомнить, что ЭДС индукции наводится при перемещении проводника внутри другого поля.

По упомянутому выше закону электромагнитной индукции, в обмотке якоря двигателя во время работы наводится встречная ЭДС, которую часто называют «противо-ЭДС», потому что при работе двигателя она направлена навстречу приложенному напряжению. Это же объясняет резкое возрастание тока, потребляемого двигателем при повышении нагрузки или заклинивании вала, а также пусковые токи. Для электрического двигателя все условия появления разности потенциалов налицо – принудительное изменение магнитного поля ее катушек приводит к появлению вращающего момента на оси ротора.

К сожалению, в пределах этой статьи углубляться в эту тему мы не будем — пишите в комментариях, если она вам интересна, и мы расскажем об этом.

В другом электротехническом устройстве – генераторе, все обстоит точно так же, но происходящие в нем процессы имеют обратную направленность. Через обмотки ротора пропускают электрический ток, вокруг них возникает магнитное поле (могут использоваться постоянные магниты). При вращении ротора поле, в свою очередь, наводит ЭДС в обмотках статора — с которых снимают ток нагрузки.

Еще немного теории

При проектировании таких схем учитываются распределение токов и падение напряжения на отдельных элементах. Для расчета распределения первого параметра применяется известный из физики второй закон Кирхгофа — сумма падений напряжений (с учетом знака) на всех ветвях замкнутого контура, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура), а для определения их величин используют закон Ома для участка цепи или закон Ома для полной цепи, формула которого приведена ниже:

I=E/(R+r),

где E – ЭДС, R – сопротивление нагрузки, r – сопротивление источника питания.

Внутреннее сопротивление источника питания — это сопротивление обмоток генераторов и трансформаторов, которое зависит от сечения провода, которым они намотаны и его длины, а также внутреннее сопротивление гальванических элементов, которое зависит от состояния анода, катода и электролита.

При проведении расчетов обязательно учитывается внутреннее сопротивление источника питания, рассматриваемое как параллельное подключение к схеме. При более точном подходе, учитывающем большие значения рабочих токов, принимается во внимание сопротивление каждого соединительного проводника.

ЭДС в быту и единицы измерения

Когда оно возникает на клеммах (полюсах) батареи вследствие внутренних изменений – элемент полностью готов к работе. Со временем величина ЭДС несколько снижается, а внутреннее сопротивление заметно возрастает.

В результате если вы измеряете напряжение на не подключенной ни к чему пальчиковой батарейке вы видите нормальные для неё 1.

5В (или около того), но когда к батарейке подключается нагрузка, допустим, вы установили её в какой-то прибор — он не работает.

Почему? Потому что если предположить, что у вольтметра внутреннее сопротивление во много раз выше, чем внутреннее сопротивлении батарейки — то вы измеряли её ЭДС. Когда батарейка начала отдавать ток в нагрузке на её выводах стало не 1.5В, а, допустим, 1.2В — прибору недостаточно ни напряжения, ни тока для нормальной работы. Как раз вот эти 0.3В и упали на внутреннем сопротивлении гальванического элемента. Если батарейка совсем старая и её электроды разрушены, то на клеммах батареи может не быть вообще никакой электродвижущей силы или напряжения — т.е. ноль.

Этот пример наглядно демонстрирует в чем отличие ЭДС и напряжения. То же рассказывает автор в конце видеоролика, который вы видите ниже.

Подробнее о том, как возникает ЭДС гальванического элемента и в чем оно измеряется вы можете узнать в следующем ролике:

Совсем небольшая по величине электродвижущая сила наводится и в рамках антенны приемника, которая усиливается затем специальными каскадами, и мы получаем наш телевизионный, радио и даже Wi-Fi сигнал.

Заключение

Давайте подведем итоги и еще раз кратко напомним, что такое ЭДС и в каких единицах СИ выражается эта величина.

ЭДС характеризует работу сторонних сил (химических или физических) неэлектрического происхождения в электрической цепи. Эта сила выполняет работу по переносу электрических зарядов ней.
ЭДС, как и напряжение измеряется в Вольтах.
Отличия ЭДС от напряжения состоят в том, что первое измеряется без нагрузки, а второе с нагрузкой, при этом учитывается и оказывает влияние внутреннее сопротивление источника питания.

И наконец, для закрепления пройденного материала, советую посмотреть еще одно хорошее видео на эту тему:

Материалы по теме:

Что такое ЭДС? Объясняем просто и понятно | Энергофиксик

Физика – это удивительная наука, изучение которой открывает нам понимание, по каким законам происходит тот или иной процесс. Но для того, чтобы все глубже погружаться в этот удивительный мир, нужно не просто знать, а понимать базовые законы. В этой статье я максимально просто постараюсь объяснить, что же это такое ЭДС – электродвижущая сила. Итак, начнем.

Что такое ЭДС? Рассматриваем определение

Итак, для начала давайте освежим (или прочитаем в первый раз), что такое ЭДС. ЭДС (Электродвижущая Сила) – это скалярная физическая величина, которая характеризует работу сторонних сил, действующих в электрических цепях постоянного и переменного тока.

Измеряется данная величина в Вольтах также как и Напряжение, однако это не значит, что ЭДС и Напряжение – это одно и тоже.

Напряжение – это физическая величина, которая характеризует действие электрического поля на заряженные частицы.

Объясняем на пальцах что такое ЭДС

Для понимания давайте рассмотрим такой пример. Давайте возьмем условный проводник и сообщим ему разность потенциалов, то есть на одном конце у него будет положительный заряд, а на другом отрицательный.

Так как у нас получилась цепочка, на концах которой есть разность потенциалов, то по проводнику потечет ток, и он будет течь до тех пор, пока потенциалы на концах проводника не уровняются.

А теперь давайте представим водонапорную башню, у которой бак полон воды.

И соотнесем давление воды с напряжением. Ведь если открыть кран на самом дне башни, то сначала давление будет сильным, но с течением времени вода полностью перестанет течь, то есть давление в бочке (разность потенциалов в случае с проводником) будет нулевым.

А теперь задайте себе вопрос: “Что нужно сделать, чтобы в водонапорной башне не падало давление воды?”

Правильно, поставить туда насосы, которые будут поддерживать постоянный уровень воды. Они (насосы) будут совершать работу.

Так вот наша с вами Электродвижущая сила – это не что иное, как работа (насосы в водонапорной башне), которая совершается сторонними силами для поддержания разности потенциалов в цепочке.

yandex.ru

Природа ЭДС

ЭДС в различных источниках порождается различными причинами, и различают следующие типы ЭДС:

1. Химический. Данный вид ЭДС порождается в результате протекания химической реакции. Активно используется в батарейках и аккумуляторах.

2. Термический. Этот вид ЭДС формируется когда два элемента, имеющие разную температуру, соединены в одной точке. Элемент Пельтье.

3. Индукционное ЭДС. Формируется, когда в магнитном поле происходит вращение проводника. При этом ЭДС наводится, когда проводник пересекает линии магнитного поля или же наоборот сам проводник неподвижен, а изменяется магнитное поле вокруг него.

4. Фотоэлектрическая ЭДС. Данный тип формируется когда присутствует внутренний или внешний фотоэффект.

5. Пьезоэлектрическая ЭДС. Данный тип ЭДС проявляется, когда происходит сдавливание или растяжение особых материалов.

yandex.ru

Заключение

Как вы, наверное, уже поняли ЭДС – это сила, которая имеет не электрическую природу, но при этом отвечает за протекание электрического заряда в замкнутой цепи.

Если вам понравился материал, то оцените его лайком и спасибо, что уделили свое драгоценное внимание!

Что такое электродвижущая сила?

Электродвижущая сила (ЭДС) – это разность напряжений между клеммами батареи, генератора, термопары или другого электрического устройства. Обычно она определяется как электрическая потенциальная энергия, которая позволяет току проходить от одного конца цепи к другому. Различия в заряде обычно создаются, когда частицы, называемые электронами, собираются на одном конце, а на другом конце их меньше. Амперы, напряжение и внутреннее сопротивление рассчитываются математически для определения электродвижущей силы, которая обычно меньше, чем общее напряжение системы.

Ячейки Вольта часто имеют разные электродвижущие силы. Они обычно запускаются химическими реакциями, когда поверхность электрода и электролитическое вещество встречаются. Индуцированная электродвижущая сила обычно используется в энергетических установках и часто достигается с помощью катушки или проводника. Магнитные поля и форма электрической цепи также влияют на индукцию, которая может быть статической, если магнитное поле не изменяется, или динамической, если поле вокруг проводника изменяется.

Электрические элементы, изготовленные из никель-кадмия, никель-металлогидрида, свинцово-кислотного, а также литий-иона, могут создавать электродвижущую силу. Концепция была названа Алессандро Вольта, изобретателем батареи. В то время как в нем впервые упоминалась сила, необходимая для разделения разных зарядов, электродвижущая сила была пересмотрена для характеристики напряженности электрического поля в 1860-х годах. Обычно он генерируется батареями, основанными на расположении противоположно заряженных металлических частей внутри устройств.

Термопара обычно имеет V-образные металлические компоненты, которые при нагревании создают ЭДС. Водонагреватели и камины часто работают таким образом, в то время как генераторы используют это, наматывая провод вокруг магнита. Могут оказывать влияние химические и магнитные силы, а также механические и гравитационные воздействия. Индукция с помощью роторов в энергетическом здании влияет на электродвижущую силу, в то время как нагревательные и охлаждающие элементы термоэлектрического устройства создают разность температур, которая также влияет на ЭДС.

Электродвижущая сила источника энергии часто определяется силой внешних мер, основанных на их единице заряда. В конечном счете, это может быть определено тем, как он получает электрический заряд по всей цепи, основываясь на использовании одного источника. В 21 веке такие технологии, как наномагниты, объединяются с электродвижущей силой в исследованиях. Это может привести к появлению высокочувствительных магнитных датчиков, а также к новым разновидностям батарей на основе магнитных и квантовых технологий.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Электродвижущая сила (ЭДС): формула расчета и определение

Сейчас ЭДС и напряжение, воспринимается многими в качестве идентичных понятий, у которых, если и предусмотрены некоторые отличительные особенности, то они являются столь незначительными, что вряд ли заслуживают вашего к себе внимания.

С одной стороны, такое положение дел имеет место быть, ведь те аспекты, которые отличают между собой два этих понятия являются столь незначительными, что заметить их вряд ли удастся даже более-менее опытным пользователям. Тем не менее, таковые все же предусмотрены и говорить о том, что ЭДС и напряжение являются совершенно одинаковыми — тоже нельзя.

Что такое ЭДС: объяснение простыми словами

Что такое фоторезистор.

Маркировка SMD транзисторов.

Как сделать датчик движения своими руками.

В физике она соответствует электродвижущей силе, создаваемой на концах электрической термопары, например. Чтобы объяснить суть ЭДС простыми словами – потребуется рассмотреть каждый из вариантов ее трактовки. Прежде чем перейти к основной части статьи отметим, что ЭДС и напряжение очень близкие по смыслу понятия, но всё же несколько отличаются. Если сказать кратко, то ЭДС — на источнике питания без нагрузки, а когда к нему подключают нагрузку — это уже напряжение. Потому что количество вольт на ИП под нагрузкой почти всегда несколько меньше, чем без неё. Это связано с наличием внутреннего сопротивления таких источников питания, как трансформаторы и гальванические элементы.

Дополнительный материал по теме: Простыми словами о преобразователях напряжения.

Электродвижущая сила (эдс), физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура. Если через Eстр обозначить напряжённость поля сторонних сил, то эдс в замкнутом контуре (L) равна , где dl — элемент длины контура. Потенциальные силы электростатического (или стационарного) поля не могут поддерживать постоянный ток в цепи, т. к. работа этих сил на замкнутом пути равна нулю. Прохождение же тока по проводникам сопровождается выделением энергии — нагреванием проводников.

Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри источников тока: генераторов, гальванических элементов, аккумуляторов и т. д. Происхождение сторонних сил может быть различным. В генераторах сторонние силы — это силы со стороны вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля со временем, или Лоренца сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике; в гальванических элементах и аккумуляторах — это химические силы и т. д. Эдс определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении (см. Ома закон). Измеряется эдс, как и напряжение, в вольтах.

Что такое ЭДС.

Так в чем же отличие

Для лучшего понимания, в чем состоит разница электродвижущей силы от напряжения, рассмотрим пример. Имеется источник электрической энергии бесконечной мощности, в котором отсутствует внутреннее сопротивление. В электрической цепи смонтирована нагрузка. В этом случае будет справедливо утверждение, что ЭДС и напряжение тождественно равны, т.е между этими понятиями отсутствует разница.

Однако, это идеальные условия, которые в реальной жизни не встречаются. Эти условия используют исключительно при расчетах. В реальной жизни учитывается внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае ЭДС и напряжение имеют отличия.

На рисунке представлено, какая разница будет в значениях электродвижущей силы и напряжении в реальных условиях. Вышеприведенная формула закона Ома для полной цепи описывает все процессы. При разомкнутой цепи на клеммах батарейки будет значение 1,5 Вольта. Это значение ЭДС. Подключив нагрузку, в данном случае это лампочка, на ней будет напряжение 1 вольт.

Разница от идеального источника заключается в наличии внутреннего сопротивления источника питания. На этом сопротивлении и происходит падение напряжения. Эти процессы описывает закон Ома для полной цепи.

Если измерительный прибор на зажимах источника электроэнергии показывает значение 1,5 Вольта, это будет электродвижущая сила, но повторим, при условии отсутствия нагрузки.

Природа ЭДС

Причина возникновения ЭДС в разных источниках тока разная. По природе возникновения различают следующие типы:

Химическая ЭДС. Возникает в батарейках и аккумуляторах вследствие химических реакций.
Термо ЭДС. Возникает, когда находящиеся при разных температурах контакты разнородных проводников соединены.
ЭДС индукции. Возникает в генераторе при помещении вращающегося проводника в магнитное поле. ЭДС будет наводиться в проводнике, когда проводник пересекает силовые линии постоянного магнитного поля или когда магнитное поле изменяется по величине.
Фотоэлектрическая ЭДС. Возникновению этой ЭДС способствует явление внешнего или внутреннего фотоэффекта.
Пьезоэлектрическая ЭДС. ЭДС возникает при растяжении или сдавливании веществ.

Будет интересно➡ Что такое плотность тока?

Электромагнитная индукция (самоиндукция)

Опыт демонстрирует появление ЭДС в катушке при воздействии изменяющегося магнитного поля постоянного магнита. Есть и другое похожее по смыслу явление — взаимоиндукция. Оно заключается в том, что изменение направления и силы тока одной катушки индуцирует ЭДС на выводах расположенной рядом катушки, широко применяется в различных областях техники, включая электрику и электронику. Оно лежит в основе работы трансформаторов, где магнитный поток одной обмотки наводит ток и напряжение во второй.

Что такое самоиндукция.

Таблица параметров электродвижущей силы индукции.

От электростатики к электрокинетике

Между концом XVIII и началом XIX века работы таких учёных, как Кулон, Лагранж и Пуассон, заложили математические основы определения электростатических величин. Прогресс в понимании электричества на этом историческом этапе очевиден. Франклин уже ввёл понятие «количество электрической субстанции», но пока ещё и он, ни его преемники не смогли его измерить.

Следуя за экспериментами Гальвани, Вольта пытался найти подтверждения того, что «гальванические жидкости» животного были одной природы со статическим электричеством. В поисках истины он обнаружил, что когда два электрода из разных металлов контактируют через электролит, оба заряжаются и остаются заряженными несмотря на замыкание контура нагрузкой. Это явление не соответствовало существующим представлениям об электричестве потому, что электростатические заряды в подобном случае должны были рекомбинировать.

Вольта ввёл новое определение силы, действующей в направлении разделения зарядов и поддержании их в таком состоянии. Он назвал её электродвижущей. Подобное объяснение описания работы батареи не вписывалось в теоретические основы физики того времени. В Кулоновской парадигме первой трети XIX века э. д. с. Вольта определялась способностью одних тел вырабатывать электричество в других.

Важнейший вклад в объяснение работы электрических цепей внёс Ом. Результаты ряда экспериментов привели его к построению теории электропроводности. Он ввёл величину «напряжение» и определил её как разность потенциалов на контактах. Подобно Фурье, который в своей теории различал количество тепла и температуру в теплопередаче, Ом создал модель по аналогии, связывающую количество перемещаемого заряда, напряжение и электропроводность. Закон Ома не противоречил накопленным знаниям об электростатическом электричестве.

Затем, благодаря Максвеллу и Фарадею, пояснительные модели тока получили новую теорию поля. Это позволило разработать связанную с полем концепцию энергии как для статических потенциалов, так и для электродвижущей силы. Основные даты эволюции понятия ЭДС:

1800 г. — создание Вольтой гальванической батареи;
1826 г. — Ом формулирует свой закон для полной цепи;
1831 г. — обнаружение электромагнитной индукции Фарадеем.

ЭДС в быту и единицы измерения

Другие примеры встречаются в практической жизни любого рядового человека. Под эту категорию попадают такие привычные вещи, как малогабаритные батарейки, а также другие миниатюрные элементы питания. В этом случае рабочая ЭДС формируется за счет химических процессов, протекающих внутри источников постоянного напряжения. Когда оно возникает на клеммах (полюсах) батареи вследствие внутренних изменений – элемент полностью готов к работе. Со временем величина ЭДС несколько снижается, а внутреннее сопротивление заметно возрастает.

В результате если вы измеряете напряжение на не подключенной ни к чему пальчиковой батарейке вы видите нормальные для неё 1.5В (или около того), но когда к батарейке подключается нагрузка, допустим, вы установили её в какой-то прибор — он не работает. Почему? Потому что если предположить, что у вольтметра внутреннее сопротивление во много раз выше, чем внутреннее сопротивлении батарейки — то вы измеряли её ЭДС. Когда батарейка начала отдавать ток в нагрузке на её выводах стало не 1.5В, а, допустим, 1.2В — прибору недостаточно ни напряжения, ни тока для нормальной работы.

Расчет ЭДС.

Как раз вот эти 0.3 В и упали на внутреннем сопротивлении гальванического элемента. Если батарейка совсем старая и её электроды разрушены, то на клеммах батареи может не быть вообще никакой электродвижущей силы или напряжения — т.е. ноль. Совсем небольшая по величине электродвижущая сила наводится и в рамках антенны приемника, которая усиливается затем специальными каскадами, и мы получаем наш телевизионный, радио и даже Wi-Fi сигнал.

Материал по теме: Выбираем цифро-аналоговый преобразователь.

Как образуется ЭДС

Идеальный источник ЭДС – генератор, внутреннее сопротивление которого равно нулю, а напряжение на его зажимах не зависит от нагрузки. Мощность идеального источника ЭДС бесконечна. Реальный источник ЭДС, в отличие от идеального, содержит внутреннее сопротивление Ri и его напряжение зависит от нагрузки (рис. 1., б), а мощность источника конечна. Электрическая схема реального генератора ЭДС представляет собой последовательное соединение идеального генератора ЭДС Е и его внутреннего сопротивления Ri.

Будет интересно➡ Как устроен однополупериодный выпрямитель и где применяется

На практике для того чтобы приблизить режим работы реального генератора ЭДС к режиму работы идеального, внутреннее сопротивление реального генератора Ri стараются делать как можно меньше, а сопротивление нагрузки Rн необходимо подключать величиной не менее чем в 10 раз большей величины внутреннего сопротивления генератора, т. е. необходимо выполнять условие: Rн >> Ri

Для того чтобы выходное напряжение реального генератора ЭДС не зависело от нагрузки, его стабилизируют применением специальных электронных схем стабилизации напряжения. Поскольку внутреннее сопротивление реального генератора ЭДС не может быть выполнено бесконечно малым, его минимизируют и выполняют стандартным для возможности согласованного подключения к нему потребителей энергии. В радиотехнике величины стандартного выходного сопротивления генераторов ЭДС составляют 50 Ом (промышленный стандарт) и 75 Ом (бытовой стандарт).

Например, все телевизионные приемники имеют входное сопротивление 75 Ом и подключены к антеннам коаксиальным кабелем именно такого волнового сопротивления. Для приближения к идеальным генераторам ЭДС источники питающего напряжения, используемые во всей промышленной и бытовой радиоэлектронной аппаратуре, выполняют с применением специальных электронных схем стабилизации выходного напряжения, которые позволяют выдерживать практически неизменное выходное напряжение источника питания в заданном диапазоне токов, потребляемых от источника ЭДС (иногда его называют источником напряжения).

На электрических схемах источники ЭДС изображаются так: Е — источник постоянной ЭДС, е(t) – источник гармонической (переменной) ЭДС в форме функции времени. Электродвижущая сила Е батареи последовательно соединенных одинаковых элементов равна электродвижущей силе одного элемента Е, умноженной на число элементов n батареи: Е = nЕ.

Постоянный ток и ЭДС.

Вывод

Из вышесказанного можно сделать вывод, что основная разница между ЭДС и напряжением состоит:

Электродвижущая сила зависит от источника питания, а напряжение зависит от подключенной нагрузки и тока, протекающего по цепи.
Электродвижущая сила это физическая величина, характеризующая работу сторонних сил неэлектрического происхождения, происходящих в цепях постоянного и переменного тока.
Напряжение и ЭДС имеет единую единицу измерения – Вольт.
U -величина физическая, равная работе эффективного электрического поля, производимой при переносе единичного пробного заряда из точки А в точку В.

Таким образом, кратко, если представить U в виде столба воды, то ЭДС можно представить что это насос, поддерживающий уровень воды на постоянном уровне. Надеемся, после прочтения статьи Вам стало понятно основное отличие!

Источник

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии

Для поддержания электрического тока в проводнике требуется внешний источник энергии, создающий все время разность потенциалов между концами этого проводника. Такие источники энергии получили название источников электрической энергии (или источников тока). Источники электрической энергии обладают определенной электродвижущей силой (сокращенно ЭДС), которая создает и длительное время поддерживает разность потенциалов между концами проводника.

Комментарий эксперта

Лагутин Виталий Сергеевич

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Задать вопрос

Иногда говорят, что ЭДС создает электрический ток в цепи. Нужно помнить об условности такого определения, так как выше мы уже установили, что причина возникновения и существования электрического тока — электрическое поле.

Источник электрической энергии производит определенную работу, перемещая электрические заряды по всей замкнутой цепи. За единицу измерения электродвижущей силы принят вольт (сокращенно вольт обозначается буквой В или V — «вэ» латинское). ЭДС источника электрической энергии равна одному вольту, если при перемещении одного кулона электричества по всей замкнутой, цепи источник электрической энергии совершает работу, равную одному джоулю:

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии.

В практике для измерения ЭДС используются как более крупные, так и более мелкие единицы, а именно:

1 киловольт (кВ, kV), равный 1000 В;
1 милливольт (мВ, mV), равный одной тысячной доле вольта (10-3 В),
1 микровольт (мкВ, μV), равный одной миллионной доле вольта (10-6 В).

Очевидно, что 1 кВ = 1000 В; 1 В = 1000 мВ = 1 000 000 мкВ; 1 мВ= 1000 мкВ.

В настоящее, время существует несколько видов источников электрической энергии. Впервые в качестве источника электрической энергии была использована гальваническая батарея, состоящая из нескольких цинковых и медных кружков, между которыми была проложена кожа, смоченная в подкисленной воде. В гальванической батарее химическая энергия превращалась в электрическую (подробнее об этом будет рассказано в главе XVI). Свое название гальваническая батарея получила по имени итальянского физиолога Луиджи Гальвани (1737—1798), одного из основателей учения об электричестве.

Многочисленные опыты по усовершенствованию и практическому использованию гальванических батарей были проведены русским ученым Василием Владимировичем Петровым. Еще в начале прошлого века он создал самую большую в мире гальваническую батарею и использовал ее для ряда блестящих опытов. Источники электрической энергии, работающие по принципу преобразования химической энергии в электрическую, называются химическими источниками электрической энергии.

Полезно знать: Как рассчитать мощность электрического тока.

Другим основным источником электрической энергий, получившим широкое применение в электротехнике и радиотехнике, является генератор. В генераторах механическая энергия преобразуется в электрическую. У химических источников электрической энергии и у генераторов электродвижущая сила проявляется одинаково, создавая на зажимах источника разность потенциалов и поддерживая ее длительное время.

Эти зажимы называются полюсами источника электрической энергии. Один полюс источника электрической энергии имеет положительный потенциал (недостаток электронов), обозначается знаком плюс ( + ) и называется положительным полюсом.

Другой полюс имеет отрицательный потенциал (избыток электронов), обозначается знаком минус (—) и называется отрицательным полюсом. От источников электрической энергии электрическая энергия передается по проводам к ее потребителям (электрические лампы, электродвигатели, электрические дуги, электронагревательные приборы и т. д.).

Будет интересно➡ Что такое электромагнитная индукция?

Примеры решения задач

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Решение: Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.

Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.

ЭДС определяется по формуле:

Сила тока определяется по формуле:

Сопротивление определяется по формуле:

Разность потенциалов определяется по формуле:

Правильный ответ:

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
Электродвижущая сила
Сила тока
Сопротивление
Разность потенциалов

Часто задаваемые вопросы

Что такое электродвижущая сила?

Это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда.

Что такое электрическая цепь?

Набор устройств, которые соединены проводниками, предназначенный для протекания тока.

Как звучит закон Ома для полной цепи?

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.

Электродвижущая сила обратная – Справочник химика 21

В таком цикле Карно гальванический элемент при известной температуре поглощает теплоту нагревателя и производит электрическую работу. Последняя может быть затрачена на поднятие тяжести и таким образом сохранена как потенциальная механическая энергия. Заставляя затем элемент работать в условия идеальной тепловой изоляции, можно адиабатно понизить (или г.о-высить) его температуру, после чего, используя сохраненную работу, можно провести химическую реакцию в элементе в обратном направлении, при ином значении электродвижущей силы, а затем адиабатно довести элемент до первоначальной температуры. [c.81]
О веществе, которое теряет электроны, говорят, что оно окисляется, а электрод, на котором это происходит, называется анодом.

Вещество, поглощающее электроны, восстанавливается на катоде. Давление , которое создают электроны между анодом и катодом, называется напряжением гальванического элемента, или его электродвижущей силой (э.д.с.). Если напряжение элемента положительно, это означает, что происходящая в нем реакция протекает самопроизвольно, причем электроны поступают с анода на катод. Отрицательное напряжение элемента означает, что самопроизвольно протекает обратная реакция. Напряжение элемента связано со свободной энергией протекающей в нем реакции соотношением [c.193]

Для измерения относительного электродного потенциала какого-либо металла составляют гальванический элемент из стандартного водородного электроде и нз исследуемого металлического электрода, погруженного в раствор, содержащий 1 моль/л ионов данного металла измеряют электродвижущую силу составленного элемента и, взяв полученное значение ее с обратным знаком, вычисляют электродный потенциал металла (если исследуемый металл является в составленном элементе анодом). Установка для определения электродных потенциалов металлов с помощью водородного электрода показана на рис. 29. Для внешней цепи водородный электрод будет положительным полюсом, если в паре с ним находится электрод из активного металла, и отрицательным, если в паре с ним находится электрод из неактивного (благородного) металла. [c.205]

Если в цепи 1 > Уз, то ток всегда течет от к Уд для того чтобы цепь была замкнутой, ток внутри электрической батареи — источника тока — должен течь в обратную сторону, т. е. от отрицательного электрода к положительному. Это осуществляется за счет так называемой электродвижущей силы (ЭДС), уравновешивающей разность потенциалов во внешней цепи и падение потенциала на внутреннем сопротивлении Ло батареи [c.185]

Измерение э. д. с. этой же пары металлов в обычной цепи осложняется тем, что величина электродвижущей силы будет зависеть также и от концентрации ионов металла в растворе. Электродвижущая сила будет обусловлена, кроме контактных потенциалов, переходом ионов из металла в раствор или обратно, т. е. теми явлениями, которые рассматривает теория Нернста. Это вызывает дополнительные скачки потенциалов. [c.384]

Если замкнуть внешнюю цепь на какое-либо омическое сопротивление, то будет происходить лишь выделение бесполезной джоулевой теплоты, не сопровождающееся полезной работой А (см. с. 7 и 53) Соединив же элемент с электромотором, якорь которого б]/дет вращаться с такой скоростью, что развиваемая им обратная электродвижущая сила практически уравновесит э. д. с. элемента, получим иной результат тепловые потери станут минимальными, а работа, наоборот, достигнет предельного значения Л max-К тому же результату можно прийти, скомпенсировав [c.68]

При вычислении электродвижущей силы из потенциала катода вычитают потенциал анода. Катод – электрод, на котором происходит восстановление, на аноде идет окисление. В гальваническом элементе катодом является положительный электрод, анодом – отрицательный (при электролизе катод и анод имеют полярность, обратную указанной).

Положительное значение Д (й(7 данная реакция протекает в прямом направлении. [c.206]

К числу окислительно-восстановительных относятся так называемые электродные процессы двух видов. Во-первых, процессы, которые связаны с возникновением электрического тока за счет протекания химических реакций, например в гальванических элементах. Во-вторых, обратные им процессы протекания химических реакций за счет пропускания электрического тока, например электролиз. Для количественной характеристики широко используются электродвижущие силы гальванического элемента и электродные потенциалы. [c.249]

Следовательно, суммарная реакция при зарядке обратна реакцни, протекающей при разрядке. Электролитом служит раствор, КОН, содержащий небольшое количество гидроксида лития. Электродвижущая сила кадмиево-никелевого аккумулятора равна 1,4 В он отличается более высоким коэффициентом отдачи. [c.187]

Если в установке, изображенной па рис. 102, заменить вольтметр электрическим генератором, сохранив все остальное, то можно осуществить электролиз (рис. 103). Действительно, электрическая энергия, которую дает генератор, может быть использована для осуществления реакции, обратной самопроизвольной окислительновосстановительной реакции, если приложенная разность потенциалов будет больше электродвижущей силы элемента, т. е. 1,1 В. [c.286]

В этом случае электродвижущая сила самопроизвольного процесса превращения реагентов (2п и Сц2+) в продукты (2п + и Си) меньше, чем внешняя электродвижущая сила, приложенная к этой системе (рис. 103). В процессе электролиза электроны будут переходить в направлении, обратном направлепию, соответствующему протеканию окислительно-восстановительной реакции они движутся от медного электрода (окисление) к цинковому электроду, где они захватываются ионами (восстановление). При электролизе [c.286]

Ранее рассмотрены окислительно-восстановительные процессы, протекающие в гальваническом элементе, когда на электродах элемента возникает электродвижущая сила. Возможен и обратный процесс. Если подобную систему (два электрода, помещенные в раствор электролита) включить во внешнюю цепь постоянного тока, то на электродах будет протекать обратный окислительно-восстановительный процесс, в котором [c.151]

Проходя в катушке 7, ток создает магнитное поле, наводит в катушке 8 электродвижущую силу индукции, и на сетке лампы появляется отрицательное напряжение, вследствие чего приостанавливается прохождение электронов от катода к аноду и прекращается анодный ток. После того как конденсатор 6 разрядится и магнитное поле вокруг катушки 7 достигнет максимального значения, оно начнет убывать при этом магнитное поле наводит в катушке электродвижущую силу самоиндукции определепного направления, которая поддерживает протекание тока в контуре и заряжает конденсатор зарядами обратного знака. [c.385]

Электродвижущая сила одного элемента составляет 2 В. Соединяя последовательно несколько элементов, получают аккумуляторные батареи, дающие 6 или 12 В. При работе аккумулятора электролит (серная кислота) расходуется, и плотность его падает от 1,2 г/мл (30%-ный раствор) до меньшего значения. Зарядить аккумулятор можно, приложив внешнее напряжение, несколько большее его собственного. Тогда электродные реакции пойдут в обратном направлении свинец и диоксид свинца регенерируются. Это можно повторять многократно. Суммарно процесс может быть описан следующим образом [c.145]

Еще полтора века назад (в 1821 г.) немецкий физик Зеебек обнаружил, что в замкнутой электрической цепи, состоящей из разных материалов, контакты между которыми находятся при разных температурах, создается электродвижущая сила (ее называют термо-ЭДС). Через 12 лет швейцарец Пельтье обнаружил эффект, обратный эффекту Зеебека когда электрический ток течет по цепи, составленной из разных материалов, в местах контактов, кроме обычной джоулевой теплоты, выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока) некоторое количество тепла. [c. 64]

При -протекающих в соответствующих устройствах (гальванический элемент) химических реакциях, приводящих к изменению заряда частиц различного вида (окислительновосстановительные реакции), возникает электродвижущая сила (э.д.с.) химическая энергия превращается в электрическую. Протекание реакции в обратном направлении может быть достигнуто приложением достаточно высокой разности потенциалов к электродам электролитической ячейки (электролиз) в этом случае электрическая энергия превращается в химическую. [c.486]

Если при электролизе водных растворов на химически инертных электродах образуются газы, то возникает дополнительное сопротивление в виде обратно направленной электродвижущей силы. Причина этого заключается, возможно, в том, что образующиеся газы выделяются не сразу, или в том, что происходит задержка разрядки ионов (см. гл. 13 в работе [3]). Однако в любом из этих случаев электролитическая ячейка действует как гальванический элемент, противодействующий приложенной извне электродвижущей силе.

Описанное явление называется поляризацией. Величина противодействующей электродвижущей силы зависит от материалов электродов. Например, напряжение, необходимое для прохождения через раствор электрического тока, больше для электродов из гладкой платины, чем для электродов, покрытых платиновой чернью. Как указывалось выше, обратную электродвижущую силу можно представить как сумму потенциалов двух полуэлементов и для разрядки самих ионов необходимо, следовательно, определенное минимальное напряжение. Напряжение, избыточное по отношению к минимальному напряжению или равновесному потенциалу (см. табл. 49) разряда иона, называется перенапряжением. В органических реакциях наибольшее значение имеет перенапряжение при выделении водорода и кислорода, однако оно имеет место также и при выделении других газов, например галогенов. Перенапряжение увеличивается с ростом плотности тока и уменьшается по мере повышения температуры. [c.315]

Харнед и Оуэн [ Физическая химия электролитов ] для получения выражения, описывающего влияние диэлектрической проницаемости иа стандартный потенциал элемента, использовали величину электрической работы для переноса зарядов п молекул электролита от воды с диэлектрической проницаемостью 01 к растворителю с диэлектрической проницаемостью Ог- В результате этого получается уравнение Борна для коэффициентов активности электролита. Замена натурального логарифма коэффициентов активности на соответствующее выражение для электродвижущей силы привод 1т к уравнению, связывающему с обратной величиной диэлектрической проницаемости, Окончательное выражение для 1-1-электролитов имеет вид [c.293]

Предположим теперь, что гальваническая цепь присоединена к источнику постоянного тока через потенциометрическую схему таким образом, что ток течет через цепь в направлении, обратном тому, в котором он протекал в расс.мотренном выше случае самопроизвольного действия цепи. Реакция в гальванической цепи тоже пойдет в обратном направлении, и растворы будут подвергаться электролизу под действием разности потенциалов, приложенной извне. Если теперь с помощью потенциометрической схемы уменьшать величину разности потенциалов, прилагаемой извне к цепи, то ток, протекающий через цепь, станет уменьшаться, достигнет нуля, а затем переменит знак, т. е. потечет в обратном направлении. Когда ток упадет до нуля, систе.ма (гальваническая цепь) будет находиться в равновесии с окружающей средой, и приложенная извне через потенциометрическую схему разность потенциалов будет в точности равна электродвижущей силе гальванической цепи. Это значение электродвижущей силы цепи называют обратимой э.д.с. цепи . В этих условиях и реакция, протекаю- [c.160]

Общий вид фотоэлементов в оправах показан на рис. 67. Схематический разрез фотоэлемента с запирающим слоем изображен на рис. 68. При освещении поверхности такого фотоэлемента в це пи, составленной только из фотоэлемента и гальванометра, без всякого постороннего источника электродвижущей силы возникает электрический ток. Направление тока зависит от характера проводимости полупроводника. В селеновом фотоэлементе верхний проводящий слой металла заряжается отрицательно. В сернисто-та-лиевом и сернисто-серебряном фотоэлементах наблюдается обратное направление тока. [c.195]

При приложении к электродам внешней электродвижущей силы обратного направления при компенсации э. д. с. внутренней цепи стрелка гальванометра устанавливается на нулевом делении и далее с увеличением напряжения внешнего тока отклоняется от нуля в противоположную сторону. Построенные таким образом поляризационные кривые /о определяют величину электродвижущей силы элемента и потенциалы разложения соответствующих электролитов. Последние при электролизе с жидким катодом имеют меньшие значения, чем потенциалы разложения на индифе-рентных (платиновых) электродах. Разности между величинами напряжения разложения в этих двух случаях, определяют деполяризующее действие жидкого катода при осаждении на нем того или иного металла, а отсюда — и энергию образования соответствующего сплава. [c.334]

Итак, в результате выделения на электродах продуктов электролиза в системе возникает э. д. с., обратная внешней э. д. с. источника тока. Это явление называется электрохимической поляризацией, а возникающая обратная э. д.. с. — электродвижущей силой по.глризации. В существовании ее нетрудно убедиться, если, выключив во время электролиза источник тока, соединить проводником электроды с клеммами гальванометра. При этом стрелка гальванометра отклонится в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась под влиянием внешней э. д. с. при электролизе. [c.427]

Электродвижущая сила одного электрохимического элемента является величино]” положительной, так как она соответствует всегда определенному самопроизвольно протекающему процессу, длюп1ему положительную работу. Обратному процессу, который не может протекать самостоятельно, отвечала бы отрица- [c.521]

Чтобы получить в элементе электрическую работу, надо подключить к нему какой-нибудь прибор (двигатель, осветительную лампу), иначе говоря, сопротивление / . С увеличением сопротивления растет падение напряжения между полюсами элемента и при оо оно становится наибольшим и равным электродвижущей силе (э. д. с.) элемента. Если включить навстречу источник тока, э. д. с. которого отличается на бесконечно малую величину от э. д. с. элемента, то можно провести процесс в прямом и обратном направлениях с бесконечно малыми химическими превращениями, отвечающими состоянию динамического равновесия. Несущественно, что прямой и обратный процессы разделены во времени. 1Гакой процесс называют квазистатическим, чем подчеркивается независимость равновесных состояний от времени. Квазистатический процесс не создает остаточных изменений ни в системе, ни в окружающей среде и по определению является термодинамически обратимым (квазиобратимым). [c.29]

Таким образом, объем жидкости, электроосмотически перенесенной через мембрану, прямо пропорционален поперечному сечению капилляров, диэлектрической проницаемости, -потенциалу, приложенной электродвижущей силе и обратно пропорционален вязкости жидкости. [c.213]

Максимальная разность потенциалов между электродами гальванического элемента, находящегося в правильно разомкнутом или компенсированном состоянии, называется электродвижущей силой (э. д. с.) и обозначается Его. Э. д. с. зависит от температуры, давления, природы и концентрации веществ, из которых составлены электроды. Для э. д. с. условно введены знаки — и + по следующему правилу э. д. с. считают положительной, если катионы при работе элемента переходят из металла в раствор у электрода, записанного в схеме элемента слева, по направлению к электроду, записанному справа, а электроны движутся по внещнему проводнику в этом же направлении. Принимают, что правый электрод заряжен положительно относительно левого (см. рис. 27). Э. д. с считают отрицательной, если процессы осуществляются в обратном направлении. Э. д. с. равна алгебраической сумме разности потенциалов, вознпкаюпхих на границе раздела между всеми соприкасающимися фазами. Для N1—2п элемента [c.125]

Если замкнуть внешнюю цепь на сопротивление, то будет происходить лишь выделение бесполезной теплоты, затрачиваемой на нагревание сопротивления, при этом полезная работа Л не производится (см. (2.19)]. Соединив же гальванический элемент с электромотором, ртакой скоростью, что развиваемая им обратная электродвижущая сила (эдс) практически уравновесит эдс элемента, получим иной результат тепловая потеря станет минимальной, а раСюта, нао рот, достигнет предельного значения К тому же [c.204]

Смещение потенциала электрода от равновесного под действием тока, вызванное изменением химического состояния его, называется химической поляризацией. В результате химической поляризации электродов возникает гальванический элемент, электродвижущая сила которого препятствует электролизу. Э. д. с. водородно-кислородного элемента при 25°С равна 1,227 в (см. табл. 18). Однако при электролизе N32804 вследствие накопления щелочи у катода (pH > 7) и кислоты у анода (pH обратная электродвижущая сила не- [c.212]

Всякий источник электрической энергии — элемент и потребитель энергии — ванна, как это следует из выражения (У.13), характеризуются разностью электродных потенциалов и внутренним сопротивлением. Поэтому процессы зарядки и разрядки аккумулятора нельзя считать обратимыми чем больший ток проходит через электрохимическую систему, тем больше теряется напряжение. Э. д. с. элемента и напряжение на клеммах электролизера зависят также от материала электродов и от состава и концентрации потенциалобразующих ионов в растворе. Например, не только абсолютная величина, но и знак э. д. с. цепи, составленной из меди (положительного полюса) и цинка (отрицательного полюса), изменяется на обратный, если в системе (V. ) медный электрод погрузить вместо раствора сернокислой меди в раствор цианистой меди. Таким образом, напряжение и электродвижущая сила электрохимических систем существенно зависят от величины накладываемого или отбираемого тока, а также от состава и концентрации реагирующих на границе фаз электрод — электролит веп1,естБ. [c.145]

При электроанализе на электродах выделяются твердые нли газообразные продукты электролиза, которые образуют гальванический элемент. Электродвии ущая сила (э. д. с.) получающегося элемента равна разности электродных потенциалов электродов, образующих элемент, и имеет направление, обратное приложенному напряжению. Эта электродвижущая сила определяет то минимальное напряжение, которое надо подать на электроды, чтобы начался элекролиз. [c.131]

Однако при электролизе N32804 вследствие накопления щелочи у катода (рН>7) и кислоты у анода (рНобратная электродвижущая сила несколько увеличивается. Равное ей напряжение, приложенное к электродам извне, отмечено точкой Е па рис. 64, Чтобы вызвать длительный ток при электролизе раствора Na2S04, сила которого растет с увеличением напряжения, необходимо еще компенсировать кислородное псрепапряженпе на аноде Дфа и небольшое перенапряжение водорода Афк. Это означает, что нужно достичь напряжения, отмеченного точкой раз на рис. 64 и равного (Ех + Е е ) (см. рис. 65). Это напряжение разложения. Напряжением разложения называется наименьшая разность потенциалов, необходимая для проведения процесса электролиза с заметной скоростью. По достижении этого напряжения кривая 1—Е делает крутой изгиб. [c.261]

Для крупных промышленных печей двухпозиционные регуляторы применять нельзя, так как внезапный сброс или большое увеличение электрической мощности могут быть опасными. Для них предпочитают так называемое пропорциональное регулирование, хотя схема его более сложна и аппаратура дороже. Пропорциональное регулирование ссновано на следующем принципе при отклонении температуры от заданного значения регулирующее устройство начинает перемещать регулирующий орган, изменяя подачу тепла так, чтобы восстановить заданное значение температуры. Движение регулирующего органа ограничивается с помощью обратной связи, что позволяет заблаговременно изменить подачу энергии в печь. Движение возобновляется только тогда, когда температура отклоняется в обратном направлении и переходит за заданное значение. Регулирующее устройство снабжено электрическим, пневматическим или гидравлическим приводом. Так как подача электрической энергии не вызывает затруднений, то ее используют в первую очередь и преобразуют в энергию сжатого воздуха или масла только непосредственно перед печью. В то время как внешне пропорциональное регулирование выглядит простым, электрическая схема его довольно сложна, что видно из рис. 142, на котором показана типичная схема. Слабая электродвижущая сила термопары уравновешивается в потенциометре (мостике Уитстона) постоянным напряжением. стандартного элемента, который изображен слева внизу. [c.186]

Это уравнение часто применялось нами для экстраполяции данных, полученных путем измерений электродвижущих сил. Согласно теории Гюккеля, член Вс учитывает влияние изменения диэлектрической постоянной при изменении концентрации соли. Понижение диэлектрической постоянной при добавлении ионов обусловливает высаливание ионов и приводит к увеличению коэффициента активности. Это действие соответствует появлению сил отталкивания между ионами и противоположно по знаку влиянию междуионного притяжения, которое выражается первым членом в правой части уравнения (32). Наоборот, если при увеличении концентрации соли диэлектрическая постоянная возрастает, то ионы всаливаются , член Вс является отрицательным и коэффициент активности уменьшается. Эти явления соответствуют солевым эффектам, которые, согласно теории Дебая и Мак-Олея (гл. III, 10), прямо пропорциональны сумме обратных радиусов ионов S Хотя факт изменения диэлектрической постоянной при увеличении концентрации ионов и не подлежит сомнению, однако есть все основания считать, что это влияние не является единственным существенным фактором в случае концентрированных растворов. Поэтому данное уравнение следует рассматривать в основном как эмпирическое. [c.359]

Поскольку разность потенциалов в капиллярной трубке или пористой структуре может вызвать течение жидкости по капиллярной трубке, можно ожидать и обратного, а именно если под влиянием какой-либо механической силы жидкость течет по капилляру, то это послужит причиной возникновения соответствующей электродвижущей силы. И действительно, это имеет место, причем величина эффекта зависит от полярности жидкости, как и при электроосмосе. Так, нормальные алифатические спирты, протекающие чррез пористую целлюлозную диафрагму при определенной структуре диафрагмы и градиенте давления, создают потенциалы течения, величина которых уменьшается на 36 милливольт с каждой присоединяемой группой, вводимой в углеродную цепь [108]. Далее, в то время как бензол, протекающий через такую диафрагму, не создает потенциала течения, введение в его молекулу соответствующих радикалов приводит к увеличению потенциала прогрессивно, в порядке групп Gh4-[c. 210]

Р1)Сс11Сс С121С12(Р1). Электроды н раствор превращаются в своеобразный гальванический элемент, дающий обратную электродвижущую силу и ток, противоположный току электролиза. [c.302]

Abs haltspannung f обратная электродвижущая сила (напряжение поляризации) [c.9]

что это такое, единица измерения в СИ, формула ЭДС

Что такое электродвижущая сила — определение, физический смысл

Определение

Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, описывающая работу любых сил, которые действуют в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока, за исключением диссипативных и электростатических сил.

Для определения силы тока Георг Симон Ом использовал принцип крутильных весов Кулона. На длинной тонкой нити подвешено горизонтальное коромысло с заряженным шариком на конце. Второй заряд закреплен на cпицe, пропущенной сквозь крышку весов. При их взаимодействии коромысло поворачивается. Вращение головки в верхней части весов закручивало нить, возвращая коромысло в исходное состояние. По углу закручивания можно рассчитать силу взаимодействия зарядов в зависимости от расстояния между ними.

Ом по величине угла закрутки судил о силе тока I в проводнике, т. е. количестве электричества, перенесенном через поперечное сечение проводника за единицу времени. В качестве основной характеристики источника тока Ом брал величину напряжения \varepsilon на электродах гальванического элемента при разомкнутой цепи. Эту величину \(\varepsilon\) он назвал электродвижущей силой, сокращенно ЭДС.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

В чем измеряется в системе СИ, как обозначается на схеме

Электродвижущая сила в системе СИ измеряется в вольтах.

На схеме обозначение источника тока с ЭДС — две линии с плюсом и минусом, иногда круг.

Природа ЭДС, какими причинами порождается

Определение

Термопара — проволоки из разнородных металлов, соединенные концами.

Изучая термопары, немецкий физик Томас Иоганн Зеебек обнаружил в 1821 году следующую закономерность: когда точки соединения имеют разную температуру, в цепи возникает электродвижущая сила. Это явление назвали термоэлектрическим эффектом Зеебека. Величина такой электродвижущей силы зависит от температуры и неодинакова для разных пар металлов. Наиболее точных измерений Ом добился в 1826 году, использовав термопару из меди и висмута.

Внутри источника ЭДС электрический ток течет не от «плюса» к «минусу», а в противоположном направлении. Чтобы заставить ток двигаться в направлении, противоположном электростатической силе, которая воздействует на положительные заряды, необходимо приложить стороннюю силу: силу Лоренца, силу электрохимической природы, центробежную силу и т. п. Диссипативные силы не могут двигать электрические заряды против направления электростатической силы, поэтому к сторонним силам в данном случае не относятся.

По какой формуле определяется электродвижущая сила

В первых опытах Ом подключал к источнику тока проводники из разных материалов — серебра, меди, золота, — но одинакового сечения. Изменяя их длину l, Ом добивался, чтобы получалась одна и та же сила тока I. Обобщив результаты измерений, он вывел отношение:

\(I\;=\;\frac\varepsilon{R_i\;+\;R(l)}\)

Здесь \(R_i\) — некоторая постоянная, характеризующая внутреннее сопротивление гальванического элемента, а \(R(l)\) — величина, названная Омом сопротивлением проводника; она оказалась пропорциональна его длине, т. е. \(\;R(l)\;\sim\;l.\)

Из этой формулы следует, что найти электродвижущую силу можно, перемножив силу тока и полное сопротивление всей цепи:

\(\varepsilon\;=\;I\;\times\;R_i\;+\;I\;\times\;R(l)\)

Разность потенциалов на концах участка цепи равна падению напряжения на нем. Если в цепь включен источник тока, то ЭДС прибавляется к величине разности потенциалов или вычитается из нее в зависимости от полярности подключения. Когда на участке АВ имеется источник тока с ЭДС \(\varepsilon\), разность потенциалов изменяется на величину \(\triangle U\;=\;\pm\;\varepsilon.\)

Знак выбирается в зависимости от полярности включения источника: по току или против него. Закон Ома в этом случае принимает вид:

\(\varphi_А\;-\;\varphi_В\;\pm\;\varepsilon\;=\;IR\)

При последовательном соединении источников полная электродвижущая сила цепи будет равняться сумме ЭДС отдельных источников. При параллельном соединении только источник с самой большой ЭДС будет источником, остальные окажутся потребителями.

Чему равна электродвижущая сила источника тока

ЭДС источника тока — это работа сторонних сил, нужная для перемещения единичного положительного заряда внутри источника от одного полюса к другому. Эту работу нельзя выразить через разность потенциалов, так как сторонние силы не имеют потенциала, их работа зависит от траектории.

Пример

При перемещении заряда между клеммами источника вне самого источника работа сторонних сил окажется нулевой.

Урок “Закон Ома. ЭДС”

Э-119

Урок: 85-88

Предмет: физика

Тема: Закон Ома. ЭДС.

Уважаемые студенты:

изучите опорный конспект,
ответьте письменно на вопросы КДЗ –II,
выполните тест по данной теме,
выполненное задание отправляйте на электронную почту до 11 апреля.

Тест.

1. Сторонние силы – это….

Кулоновские силы.
Силы, действующие на электрические заряды.
Силы, неэлектрического происхождения.
Силы, уравновешивающие друг друга и действующие в противоположных направлениях.

2. Выберете верные утверждения.

Электродвижущая сила измеряется в вольтах.
Электродвижущая сила – это пример сторонней силы.
Электродвижущая сила – это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к величине этого заряда.
Электродвижущая сила – это разность между работой сторонних сил и работой кулоновских сил.

3. Если в цепь последовательно включены несколько источников тока, то полная ЭДС равна…

Алгебраической сумме ЭДС каждого источника.
Геометрической сумме ЭДС каждого источника.
Сумме модулей ЭДС каждого источника.
Алгебраической или геометрической сумме ЭДС каждого источника, в зависимости от направления обхода тока.

4. При коротком замыкании верно следующее:

Внешнее сопротивление цепи близко к нулю.
Внутреннее сопротивление источника тока близко к нулю.
Сила тока в цепи многократно превышает силу тока при нормальной работе этой цепи.
Напряжение на источнике тока многократно превышает напряжение при нормальной работе.

5. ЭДС источника тока равна 36 В. Когда к нему подключили резистор, равный 50 Ом, сила тока в цепи составила 0,7 А. Чем равно внутреннее сопротивление источника (в Ом)? Ответ дайте с точностью до десятых.

6. Когда к источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор с сопротивлением 4 Ом, сила тока в цепи приняла некоторое значение I. Резистор с каким сопротивлением (в Ом) надо подключить к этому источнику, чтобы сила тока в цепи стала равна I/2?

7. При разомкнутой цепи ЭДС источника тока равна

разности потенциалов на клеммах источника.
работе, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда.
сопротивлению внешнего участка цепи.
сопротивлению внутреннего участка цепи.

8. Сопоставьте.

А. источник тока

В. соединительные провода

участок цепи, на котором носители заряда движутся под действием сторонних и электрических сил

С. нагрузка

D. ключ

9. Укажите верную формулировку закона Ома для полной цепи.

Cила тока в полной электрической цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.
Cила тока в полной электрической цепи прямо пропорциональна полному сопротивлению цепи и обратно пропорциональна ЭДС источника тока.
I = E/(R + r)
I = (R + r)/E

10. К резистору сопротивлением 7 Ом подключают последовательно резистор сопротивлением 3 Ом. При этом в цепи течет ток силой 1 А. Определите ЭДС источника тока ε, если их внутренние сопротивления равны соответственно 0,2 Ом.

Электродвижущая сила и огромное магнитосопротивление в магнитных туннельных переходах

Барнс, С. Э. и Маэкава, С. Обобщение закона Фарадея на неконсервативные спиновые силы. Phys. Rev. Lett. 98 , 246601 (2007)

ADS CAS Статья Google Scholar

Барнс, С. Э. Спиновые движущие силы, «измерения» и спин-клапаны. J. Magn. Magn. Матер. 310 , 2035–2037 (2007)

ADS CAS Статья Google Scholar

Фултон, Т.А. и Долан, Г. Дж. Наблюдение эффектов одноэлектронной зарядки в малых туннельных переходах. Phys. Rev. Lett. 59 , 109–112 (1987)

ADS CAS Статья Google Scholar

Санвито С. и Хилл А. Н. Основное состояние полуметаллического MnAs с цинковой обманкой. Phys. Ред. B 62 , 15553–15560 (2000)

ADS CAS Статья Google Scholar

Сато, К. , Катаяма – Йошида, Х. и Дедерикс, П. Х. Высокая температура Кюри и наномасштабная фаза спинодального распада в разбавленных магнитных полупроводниках. Jpn. J. Appl. Phys. 44 , L948 – L951 (2005)

CAS Статья Google Scholar

Морено, М., Трамперт, А., Дженихен, Б., Давериц, Л. и Плоог, К. Х. Корреляция структуры и магнетизма в GaAs с внедренными магнитными нанокластерами Mn (Ga) As. Дж.Прил. Phys. 92 , 4672–4677 (2002)

ADS CAS Статья Google Scholar

Йокояма М., Ямагути Х., Огава Т. и Танака М. Нанокластеры MnAs типа цинковой обманки, внедренные в GaAs. J. Appl. Phys. 97 , 10D317 (2005)

Артикул Google Scholar

Kwiatkowski, A. et al. Структура и магнетизм нанокристаллов MnAs, внедренных в GaAs, в зависимости от температуры постростового отжига. J. Appl. Phys. 101 , 113912 (2007)

ADS Статья Google Scholar

Бинаш, Г., Грюнберг, П., Зауренбах, Ф. и Зинн, В. Повышенное магнитосопротивление в слоистых магнитных структурах с антиферромагнитным межслоевым обменом. Phys. Ред. B 39 , 4828–4830 (1989)

ADS CAS Статья Google Scholar

Байбич, М.N. et al. Гигантское магнитосопротивление магнитных сверхрешеток (001) Fe / (001) Cr. Phys. Rev. Lett. 61 , 2472–2475 (1988)

ADS CAS Статья Google Scholar

Мудера, Дж. С., Киндер, Л. Р., Вонг, Т. М. и Месерви, Р. Большое магнитосопротивление при комнатной температуре в туннельных ферромагнитных тонкопленочных переходах. Phys. Rev. Lett. 74 , 3273–3276 (1995)

ADS CAS Статья Google Scholar

Миядзаки, Т. & Тезука, Н. Гигантский магнитный туннельный эффект в переходе Fe / Al2O3 / Fe. J. Magn. Magn. Матер. 139 , L231 – L234 (1995)

ADS CAS Статья Google Scholar

Паркин С.С. Гигантское туннельное магнитосопротивление при комнатной температуре с туннельными барьерами MgO (100). Nature Mater. 3 , 862–867 (2004)

ADS CAS Статья Google Scholar

Юаса, С., Нагахама, Т., Фукусима, А., Судзуки, Ю. и Андо, К. Гигантское магнитосопротивление при комнатной температуре в магнитных туннельных переходах монокристаллов Fe / MgO / Fe. Nature Mater. 3 , 868–871 (2004)

ADS CAS Статья Google Scholar

Jin, S. et al. Изменение сопротивления в магниторезистивных пленках La-Ca-Mn-O в тысячи раз. Наука 264 , 413–415 (1994)

ADS CAS Статья Google Scholar

Токура, Ю. (ред.) Достижения в науке о конденсированных средах Vol. 2, Колоссальные оксиды магнитосопротивления (Gordon & Breach, 2000)

Google Scholar

Барнс, С. Э., Иеда, Дж. И Маекава, С. Устройства магнитной памяти и усиления тока с использованием движущихся доменных стенок. заявл. Phys. Lett. 89 , 122507 (2006)

ADS Статья Google Scholar

Барнс, С.Э. и Маекава С. Токи, индуцированные движением доменных стенок в тонких ферромагнитных проволоках. Препринт на 〈http://arxiv.org/abs/cond-mat/0410021v1〉 (2004)

Barbara, B. et al. Мезоскопическое квантовое туннелирование намагниченности. J. Magn. Magn. Матер. 140–144 , 1825–1828 (2002)

Google Scholar

Tanaka, M. et al. Эпитаксиальная ориентация и магнитные свойства тонких пленок MnAs, выращенных на (001) GaAs: эффекты шаблона. заявл. Phys. Lett. 65 , 1964–1966 (1994)

ADS CAS Статья Google Scholar

Танака М. Гибридные полупроводниковые структуры ферромагнетика (MnAs) / AIIIBV. Полуконд. Sci. Technol. 17 , 327–341 (2002)

ADS CAS Статья Google Scholar

Электродвижущая сила (ЭДС): определение, пример и уравнение

Что такое электродвижущая сила (ЭДС)

Электродвижущая сила или ЭДС – это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда источником энергии, таким как батарея, элемент или генератор.Он определяется как разность потенциалов на клеммах, где нет тока, проходящего через нее, то есть в разомкнутой цепи с одним положительным концом, а другим отрицательным.

На самом деле электродвижущая сила – это не сила, а мера энергии. Источник преобразует одну форму энергии в электрическую. Например, батарея преобразует химическую энергию, а генератор преобразует механическую энергию.

Электродвижущая сила ЭДС

Термин электродвижущая сила был придуман итальянским физиком и химиком Алессандро Вольта, который изобрел электрическую батарею в 1800 году.

Уравнение электродвижущей силы (ЭДС)

Предположим, что схема состоит из батареи и резистора. Электродвижущую силу можно рассчитать с помощью закона Кирхгофа о напряжении. Следующая формула дает его значение.

ε = ИК + ИК

Где,

I : Ток, проходящий через цепь

R : Сопротивление резистора

r : Внутреннее сопротивление батареи

Символ: ε , греческая буква эпсилон

Используя закон Ома,

В = ИК

Следовательно,

ε = V + Ir

Вольтметр используется для измерения ЭДС.

Блок СИ

Электродвижущая сила измеряется в Вольтах, что является единицей СИ. Вольт определяется как Джоуль на кулон.

Вольт = Джоуль / Кулон

Размер

Размер электродвижущей силы составляет [M L ² T ^-3 I ^-1]

Формула уравнения электродвижущей силы ЭДС

Зависимость электродвижущей силы (ЭДС) от напряжения

Как упоминалось ранее, электродвижущая сила – это конечная разность потенциалов, когда через нее не протекает ток.В следующей таблице перечислены различия между ЭДС и разностью потенциалов или напряжением.

Электродвижущая сила ЭДС в зависимости от напряжения для заряда единицы для перемещения из одной точки в другую в цепи

	Электродвижущая сила (ЭДС)	Разница потенциалов или напряжение
Определение	Количество энергии, потребляемой источником
Символ	ε	V
Формула	IR30221 9022 9022 902 902 902 V = IR
Величина	Больше, чем напряжение	Меньше, чем ЭДС
Где это измеряется	Между конечными точками источника, когда через него не проходит ток	резистор, когда ток течет по цепи
Измерение d evice	Измеритель ЭДС	Вольтметр
Источник	Свет (солнечные элементы), химические реакции (батарея) и тепло (термопара)	Элемент, батарея и генератор

Последний раз статья была пересмотрена 30 сентября 2021 г.

ЭДС: электродвижущая сила – точка назначения

ЭДС: электродвижущая сила

Определение

Электродвижущая сила или ЭДС – это источник энергии, который может вызвать протекание тока в электрической цепи или устройстве.Устройство, которое поставляет электрическую энергию, называется электродвижущей силой или ЭДС. ЭМП преобразуют химическую, механическую и другие формы энергии в электрическую. Продукт такого устройства также известен как ЭДС. Слово «Сила» в этом случае используется не для обозначения механической силы, измеряемой в ньютонах, а для обозначения потенциала или энергии на единицу заряда, измеряемой в вольтах.

Электродвижущая сила (ЭДС) на самом деле не сила; обычно он измеряется в вольтах, что эквивалентно в системе метр – килограмм – секунда одному джоулю на кулон электрического заряда.В электростатических единицах системы сантиметр – грамм – секунда единицей электродвижущей силы является статвольт, или один эрг на электростатическую единицу заряда.

ЭДС – это внешняя работа, затрачиваемая на единицу заряда для создания разности электрических потенциалов между двумя разомкнутыми клеммами. Возникающая разность электрических потенциалов создается разделением положительных и отрицательных зарядов, тем самым создавая электрическое поле. Создаваемая разность электрических потенциалов приводит в движение ток, если цепь подключена к источнику ЭДС.Однако при протекании тока напряжение на выводах источника ЭДС больше не является значением разомкнутой цепи из-за падения напряжения внутри устройства из-за его внутреннего сопротивления.

Примерно в 1830 году Майкл Фарадей установил, что реакции на каждой из двух границ раздела электрод-электролит обеспечивают «место действия ЭДС» для гальванического элемента, то есть эти реакции управляют током, а не являются бесконечным источником энергии, как это было раньше. изначально думал. В случае разомкнутой цепи разделение зарядов продолжается до тех пор, пока электрическое поле разделенных зарядов не станет достаточным для остановки реакции. Несколькими годами ранее Алессандро Вольта, измеривший контактную разность потенциалов на границе раздела металл-металл (электрод-электрод) своих ячеек, ошибочно полагал, что только контакт без учета химической реакции является источником ЭДС. .

Функция электродвижущей силы (ЭДС)

Электродвижущая сила – это разность потенциалов, создаваемая источником напряжения и необходимая для протекания тока через цепь.Строго говоря, это разность потенциалов холостого хода батареи, генератора и т. Д. Альтернативное определение – ЭДС. равна сумме падений напряжения вокруг любого замкнутого контура, включая любое внутреннее падение напряжения. Основная функция ЭДС в цепи –

Преобразование электрической энергии в другую форму.
Преобразование некоторой другой формы энергии в электрическую.
Оба варианта (a) и (b) действительны.
Ни один из вышеперечисленных вариантов не действителен.

Разница между электродвижущей силой (ЭДС) и напряжением

Электрогенератор создает ЭДС внутри генератора в якоре, что связано с изменением магнитного потока в катушках якоря, и это прекрасный пример ЭДС.

ЭДС = k * Φ * w ……………. Где k – постоянная, Φ – поток на полюс, w – частота вращения ротора.

Здесь нет никакого сопротивления. Итак, ЭДС генерируется источником.

Напряжение – это просто разность потенциалов между двумя точками в цепи.

Напряжение = I * R ……

ЭДС – это напряжение, генерируемое таким источником, как аккумулятор или генератор.

Напряжения в цепи, называемые «падениями напряжения», имеют направление, противоположное ЭДС, и их сумма равна ЭДС согласно второму закону Кирхгофа.

Электродвижущая сила (ЭДС) напрямую связана с источником разности потенциалов, например с конкретной комбинацией химических веществ в батарее. Однако при протекании тока ЭДС отличается от выходного напряжения устройства.Напряжение на выводах батареи, например, меньше, чем ЭДС, когда батарея подает ток, и оно падает дальше, когда батарея разряжается или разряжается. Однако, если выходное напряжение устройства можно измерить без потребления тока, то выходное напряжение будет равно ЭДС даже для сильно разряженной батареи.

Фактически, разница между ЭДС и напряжением состоит в том, что напряжение – это разность потенциалов в замкнутой цепи, что означает, когда переключатель от батареи или источника включается на p.d в цепи называется напряжением. V = E – Ir. Но в то время как ЭДС – это необработанный потенциал, содержащийся внутри источника или батареи, за исключением всех потерь. ЭДС – это максимальная способность батареи, но в цепи она становится V, принимая на себя потери, вызванные сопротивлением проводника. Поэтому для внешнего напряжения имеем формулу V = E – Ir. Whr E – ЭДС ячейки, I – полный ток в цепи, а r – сопротивление «проводника». Трансформаторы работают по принципу мощности, как мы знаем, P = VI, I = P / V и V = P / I.Таким образом, I обратно пропорционален V. Таким образом, увеличение тока приводит к снижению напряжения и наоборот. Трансформаторы должны сводить к минимуму потери тока, поэтому они передают большое напряжение и малый ток, который позже повышают или понижают в соответствии с требованиями.

Электродвижущая сила | Протокол

18.2: Электродвижущая сила

Электричество генерируется электронами или ионами, протекающими через раствор или проводящую среду.Этот поток электронов или, в частности, электрический заряд определяется как электрический ток. Когда электроны движутся по проводу, они генерируют электрический ток. Можно вспомнить, что в окислительно-восстановительной реакции электроны теряются и приобретаются. В спонтанной окислительно-восстановительной реакции цинка с медью, когда цинк погружается в раствор ионов меди, происходит перенос электронов от одного вещества к другому.

Цинк, имеющий большую тенденцию к потере электронов, окисляется до ионов цинка, а ионы меди восстанавливаются до твердой меди.Однако в результате этой реакции не вырабатывается электричество.

Электрический ток и поток электронов

Перенос электрона происходит непосредственно от восстановителя к окислителю в растворе. Даже если компоненты полуреакций физически изолированы в отдельных сосудах и соединены через внешний проводник, такой как провод, тенденция терять и приобретать электроны реагентами все еще сохраняется. Однако теперь электроны вынуждены протекать через провод, соединяющий две половинные реакции.Этот поток электронов через провод составляет электрический ток и может питать электронные устройства, такие как электрическая лампочка. Электрический ток измеряется в амперах. Один ампер равен потоку одного кулона электрического заряда в секунду и равен 6,24 × 10 ⁻¹⁸ электронов в секунду.

Поскольку электрон имеет заряд 1,602 × 10 ⁻¹⁹ Кл, 1 ампер соответствует потоку 6,242 × 10 ¹⁸ электронов в секунду.

Движущая сила электрического тока, разности потенциалов и ЭДС

Электрический ток похож на воду, стекающую по водопаду.Вода управляется разностью гравитационной потенциальной энергии, в то время как поток электронов движется разностью электрической потенциальной энергии между реагентами. Эта разница в электрической потенциальной энергии описывается терминами: разность потенциалов, электродвижущая сила (ЭДС) или потенциал ячейки. ЭДС – это мера движущей силы между двумя реагентами и тенденции к переносу электронов.

Некоторые окислительно-восстановительные реакции являются спонтанными, а другие – нет.Например, медная проволока подвергается самопроизвольному окислению ионами серебра (I), но не дает никаких реакций при погружении в раствор ионов свинца (II). Это связано с разницей в окислительно-восстановительной активности двух частиц Ag ⁺ ( водн. ) и Pb ²⁺ ( водн. ) по отношению к меди: ион серебра спонтанно окисляет медь, но ион свинца не. Эту разницу в окислительно-восстановительной активности в электрохимии можно количественно оценить с помощью термина «потенциал ячейки»; также широко известное как «напряжение».

Потенциал ячейки двух изолированных реагентов измеряется вольтметром, который считывается в напряжении ячейки. Один вольт соответствует одному джоулю потенциальной энергии на один кулон электрического заряда.

Высокий потенциал ячейки указывает на большую движущую силу и большую легкость переноса электронов. Наконец, электродвижущая сила или потенциал ячейки зависит от природы реагентов, температуры реакции и концентрации ионов, присутствующих в реакции.

Этот текст адаптирован из OpenStax, Chemistry 2e, Section 17.3: Электродные и ячеечные потенциалы .

ЭЛЕКТРОМОТИВФОРС

ELECTROMOTIVEFORCE ELECTROMOTIVEFORCE

Поток электронов от отрицательной точки к положительной называется электрический ток; этот ток течет из-за разницы в электрическом давление между двумя точками.

Если избыток электронов с отрицательным зарядом существует на одном конце проводник и дефицит электронов с положительным зарядом на во-вторых, между двумя зарядами существует электростатическое поле.Электроны отталкиваются от отрицательно заряженной точки и притягиваются положительно заряженная точка.

Поток электронов электрического тока можно сравнить с потоком воды между двумя соединенными между собой резервуарами для воды при разнице давлений существует между двумя танками. На рисунке 8-12 показан уровень воды в баке. Уровень A должен быть выше, чем уровень воды в резервуаре B. Если клапан в соединительной линии между резервуарами открыта, вода потечет из бака A в бак B до тех пор, пока уровень воды в обоих баках не станет одинаковым.

Важно отметить, что давление в резервуаре А не заставил воду течь; скорее, это была разница в давлении между резервуар A и резервуар B, вызвавший поток. Когда вода в двух баках находятся на одном уровне, поток воды прекращается, потому что больше нет перепад давления.

Это сравнение иллюстрирует принцип, по которому электроны двигаться, когда доступен правильный путь, из точки избытка электронов до точки, дефицитной по электронам.Сила, вызывающая это движение это разность потенциалов в электрической энергии между двумя точками. Эта сила называется электрическим давлением или разностью потенциалов. или электродвижущая сила (движущая сила электрона), которую все можно рассматривать тоже самое. Электродвижущая сила, сокращенно ЭДС, вызывает ток. (электроны) двигаться по электрическому пути или цепи. Практический блок измерения ЭДС или разности потенциалов – это вольт. Символ для е.м.ф. это заглавная буква “E.”

Если давление воды в резервуаре A на рисунке 8-12 составляет 10 фунтов на кв. Дюйм, а давление в резервуаре B составляет 2 фунта на квадратный дюйм, есть разница в давлении 8 фунтов на квадратный дюйм. Так же, можно сказать, что между двумя электрические точки. Поскольку разность потенциалов измеряется в вольтах, Слово «напряжение» также может использоваться для описания разности потенциалов. Таким образом, правильно сказать, что напряжение определенной аккумуляторной батареи самолета составляет 24 вольта, это еще одно средство индикации того, что разность потенциалов составляет Между двумя точками, соединенными проводом, существует 24 вольт.

% PDF-1.4 % 904 0 obj> эндобдж xref 904 102 0000000016 00000 н. 0000003342 00000 п. 0000002386 00000 п. 0000004335 00000 н. 0000004480 00000 н. 0000004524 00000 н. 0000004568 00000 н. 0000004616 00000 н. 0000004660 00000 н. 0000004708 00000 п. 0000004752 00000 п. 0000004796 00000 н. 0000004845 00000 н. 0000004889 00000 н. 0000004933 00000 н. 0000004981 00000 п. 0000005029 00000 н. 0000005077 00000 н. 0000005121 00000 п. 0000005165 00000 п. 0000005213 00000 н. 0000005257 00000 н. 0000005306 00000 н. 0000005350 00000 н. 0000005398 00000 п. 0000005442 00000 н. 0000005490 00000 н. 0000005534 00000 п. 0000005578 00000 н. 0000005626 00000 н. 0000005670 00000 н. 0000005719 00000 н. 0000005763 00000 н. 0000005811 00000 н. 0000005859 00000 п. 0000005903 00000 н. 0000005947 00000 н. 0000005991 00000 п. 0000006035 00000 н. 0000006083 00000 н. 0000006127 00000 н. 0000006171 00000 п. 0000006215 00000 н. 0000006259 00000 н. 0000006303 00000 п. 0000006352 00000 п. 0000006396 00000 п. 0000006440 00000 н. 0000006489 00000 н. 0000006538 00000 н. 0000006586 00000 н. 0000006635 00000 н. 0000006679 00000 п. 0000006727 00000 н. 0000006775 00000 н. 0000006819 00000 п. 0000006867 00000 н. 0000006911 00000 п. 0000006960 00000 н. 0000007004 00000 н. 0000007052 00000 п. 0000007096 00000 н. 0000007140 00000 н. 0000007189 00000 н. 0000007233 00000 н. 0000007277 00000 н. 0000007321 00000 н. 0000007365 00000 н. 0000007414 00000 н. 0000007458 00000 п. 0000007502 00000 н. 0000007546 00000 н. 0000007594 00000 н. 0000007643 00000 п. 0000007692 00000 п. 0000007736 00000 н. 0000007780 00000 н. 0000007824 00000 н. 0000007868 00000 н. 0000007912 00000 п. 0000007956 00000 н. 0000008000 00000 н. 0000008049 00000 н. 0000008093 00000 п. 0000008137 00000 п. 0000008181 00000 п. 0000008225 00000 н. 0000008274 00000 н. 0000008318 00000 н. 0000008367 00000 н. 0000008411 00000 п. 0000008460 00000 н. 0000008774 00000 н. 0000009305 00000 н. 0000009689 00000 н. 0000009726 00000 н. 0000009954 00000 н. 0000010032 00000 п. 0000010545 00000 п. 0000010792 00000 п. 0000010987 00000 п. 0000003155 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 906 0 obj> поток xb“b`} Ab, & \) r * 1v’g.0p (3On & {ἧ; X · G | wQ + XT8Щr5 / I97KBlH> 9Eɷ] e = w oZKJF => r𲀥z9n @ k6ioNwO_w & l) r 2u. ژ I d26ZƧr.3t {+) j7IӠ> _- # t # 4 ګ e! AA

Электричество – Курсы базовой подготовки военно-морского флота, NAVPERS 10622, Глава 5 – ЭДС (электродвижущая сила)

Вот “ Электричество – Базовые курсы подготовки ВМФ ” (NAVPERS 10622) целиком. Он должен обеспечивать одну из лучшие ресурсы для людей, ищущих базовый курс по электричеству – вместе с примерами Разработаны.Видеть авторское право. Видеть Таблица Содержание. • Типография правительства США; 1945 – 618779

Глава 5 базовой электроники ВМС США курс обучения «ЭМП: Что это такое “, вводит понятие электродвижущей силы. уроки электрического тока и статического электричества, на которых студенты узнали, что разность потенциалов заставляет электроны течь через проводник. Но – ты надо знать еще об одном «двигателе электронов».”Потому что это “движущая сила электронов” ученые назвали это электродвижущей силой (ЭДС). Механическая сила обычно измеряется в фунтах, но ЭДС измеряется в вольтах. Точно так же, как фунты силы заставляют воду течь по трубе, ЭДС вызывает ток. течь через проводник. Три члена – разность потенциалов, электродвижущая сила. сила и напряжение – часто используются как синонимы. Вы услышите электриков скажем: «Напряжение генератора»; или «ЭДС генератора» и «Напряжение цепь »или« Потенциал цепи.

Некоторое содержание курса NAVPERS требовало обновления по мере того, как технологии и знания эволюционировал. Например, то, что обычно называют «обычным током» определяется как положительный заряд, движущийся от более положительной точки к более отрицательный момент в цепи. Теперь мы знаем, что именно электроны составляют текущий поток, и они перемещаются от более отрицательной точки к более положительной точке в цепи. Итак, когда вы видите стрелки текущего потока, оставляющие положительный терминал и повторный вход в отрицательный терминал, это «обычный поток».” И наоборот, когда вы видите стрелки потока, покидающие отрицательную клемму источника и при повторном входе в положительную клемму это «поток электронов». Это важное различие, которое необходимо сделать при рассмотрении магнитных полей, создаваемых током поток, и индуцированный ток от изменяющегося магнитного поля (см. Правая рука Страница правил на RF Cafe.

Глава 5: Что это такое ЭМП

Вы узнали, что разность потенциалов заставляет электроны проходить через проводник.Но – вам нужно знать еще об одном «двигателе электронов». Поскольку это «сила движения электронов», ученые назвали это ЭЛЕКТРОМОБИЛЬНАЯ СИЛА (ЭДС). Механическая сила обычно измеряется в фунтах, но ЭДС измеряется в ВОЛЬТАХ. Так же, как фунты силы заставляют воду течь через труба, поэтому ЭДС заставляет ток течь через проводник.

Три термина – ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ РАЗНИЦА, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬНАЯ СИЛА и НАПРЯЖЕНИЕ – часто используются используются взаимозаменяемо. Вы услышите, как электрики скажут «НАПРЯЖЕНИЕ генератора»; или «ЭДС генератора» и «НАПРЯЖЕНИЕ цепи» или «ПОТЕНЦИАЛ цепи.” Тем не мение, обратите внимание на технические различия в этих терминах. Чтобы быть АБСОЛЮТНО ПРАВИЛЬНОЙ, ЭДС должна применяться только к силе, создаваемой генератором или батареей. Пример – «ЭДС напряжение генератора 120 В. “ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ или ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ РАЗНИЦА относится ко всей цепи. или часть цепи. Пример – «Разность потенциалов или падение (p.d.) составляет 63 вольта». Термин НАПРЯЖЕНИЕ применяется к соответствующему количеству вольт в любом случае. Пример – “The лампа имеет напряжение 120 вольт.«

Электрики, а иногда и книги, путают эти три термина. Не позволяй этому беспокоиться ты. ПОМНИТЕ, что для всех практических целей ЭДС, потенциал и напряжение означают то же самое – СИЛА, КОТОРАЯ ДЕЛАЕТ ТЕКУЩИЙ ПОТОК.

ОТКУДА

Когда ученый изучает движущийся автомобиль, он видит вот что –

Во-первых, бензобак, полный химической энергии. Во-вторых, двигатель, который сжигает это бензин и использует тепловую энергию, выделяемую для вращения коленчатого вала.В-третьих, механический энергия вращающегося коленчатого вала передается в виде силы на колеса, которые перемещают автомобиль.

Таким образом, автомобильный двигатель – это просто машина, преобразующая химическую энергию в механическая энергия. Паровой двигатель похож. Отводит химическую и тепловую энергию угля или масла и преобразует его в механическую энергию в виде силы, действующей на движущиеся части. Независимо от того, какой двигатель или мотор вы выберете, вы обнаружите, что каждый из них преобразует один вид энергии в другой, а затем передает энергию силе, которая делает работа.

Электрическая энергия – ЭДС – может быть произведена путем преобразования четырех видов энергии. – механическая энергия, химическая энергия, энергия трения и тепловая энергия. Чтобы изменить эти формы энергии в ЭДС требует «двигателей» так же, как автомобилю требуется двигатель преобразовывать химическую энергию в механическую. Эти электрические “двигатели” – аккумуляторы и генераторы ваших схем.

ЭДС ОТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ – ГЕНЕРАТОР

ГЕНЕРАТОР – это «двигатель», преобразующий механическую энергию в электрическую.Это самый экономичный и самый распространенный источник ЭДС.

Рисунок 25. – Судовая мощность – от нефти до электричества.

Генераторы

состоят из двух частей – стационарной РАМЫ и вращающейся АРМАТУРЫ. В якорь подключен к источнику механической энергии, называемому ПЕРВИЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ – обычно турбина, бензиновый или дизельный двигатель. Первичный двигатель обеспечивает энергию, которая вращает якорь. Затем якорь посредством процесса, который будет объяснен позже, преобразует механическую энергию в электрическую. Рисунок 25 – изображение корабля электростанция. Обратите внимание на различные формы энергии при преобразовании каждой машины. Наконец, в генераторе энергия находится в виде электричества, готового к отправке. на корабельных проводах, которые будут использоваться для запуска двигателей, фонарей, радиоприемников и обогрева камбузные печи.

Точный механизм, с помощью которого генератор преобразует механическую энергию в электрическую. энергия очень сложна. Генератор подробно рассматривается в более поздней главе этого книга.Здесь важно помнить, что ГЕНЕРАТОРЫ ОБЕСПЕЧИВАЮТ НЕПРЕРЫВНУЮ ЭДС. В ЦЕПЬ.

ЭДС ОТ ХИМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ – АККУМУЛЯТОР

Большая часть энергии хранится в природе в химических соединениях (комбинациях элементов). Уголь, древесина и нефть обладают огромными запасами энергии, которая выделяется в виде тепла, когда эти соединения горят. У кислорода и водорода столько энергии, что они взрываются когда они сочетаются. Электрика эти вещества интересуют только потому, что он может получить часть этой энергии в виде ЭДС.

Высвободить электрическую энергию из химической энергии на удивление просто. Если два непохожих металлы – например, медь и цинк – помещаются в определенные химические растворы, результаты ЭДС. Это принцип, используемый во всех ЯЧЕЙКАХ и БАТАРЕЯХ – батарея просто ДВЕ ИЛИ БОЛЕЕ клеток, соединенных вместе.

КАК РАБОТАЕТ ЯЧЕЙКА

Когда два или более атомов разных элементов объединяются, они образуют молекулу СЛОЖНЫЙ.Например, атомы элементов углерода и кислорода объединяются в молекулы. диоксида углерода. Углекислый газ представляет собой СОЕДИНЕНИЕ, состоящее из комбинированной формы элементы углерод и кислород.

Когда соединение растворяется в определенных веществах, особенно в воде, оно распадается на ЗАРЯЖЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ. Эти заряженные частицы называются ИОНАМИ. Ионы НЕ то же самое, что атомы-ионы заряжены, а атомы нет. Вы помните, что атомы содержат равные число протонов и электронов и поэтому нейтральны.Но ион растворенного соединение либо теряет, либо приобретает один или несколько электронов. Если бы вы растворили одну молекулу хлорида натрия – поваренной соли – в воде он расщепляется на ион натрия и хлорид-ион. Но ион хлорида удерживает один из электронов иона натрия. Этот дает иону хлора отрицательный заряд, а иону натрия положительный. Она имеет Экспериментально доказано, что раствор, содержащий ионы, будет проводить электрический ток.Кажется, что ионы «переносят» ток через раствор. Это должно вам объяснить почему соленая вода с такой вероятностью вызывает короткие замыкания на борту судов. Потому что соединения образующие в растворе ионы будут проводить электрические токи, их называют ЭЛЕКТРОЛИТАМИ.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПОТОК

Рисунок 26. – Гальванический элемент.

Все это приводит вас к пониманию работы клетки. Если какие-то два непохожих металлические пластины помещены в электролит, ионы будут развивать ЭДС на пластинах.Если разнородные пластины затем соединить с помощью проводника вне раствора, ЭДС заставит ток через этот проводник. Это называется НАПРЯЖЕНИЕМ (после Вольта, один из первых итальянских экспериментаторов).

Вот пример того, как работает гальванический элемент. Погрузите медную пластину и цинк пластину в растворе хлорида аммония, как на рисунке 26. Положительные ионы аммония забирать электроны с медной пластины. Это уменьшает количество электронов на МЕДНАЯ ПЛАСТИНА и дает ей ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ заряд.Ионы хлорида отдают свои лишние электроны к цинковой пластине. Это дает пластине ZINC избыток электронов и, следовательно, ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ заряд. Обратите внимание, что у вас есть две заряженные пластины – одна положительная и одна отрицательная. Если к двум пластинам подсоединен провод, разность потенциалов между двумя его концами вызовет ток.

По мере прохождения тока как в пластинах, так и в электролите происходит ряд изменений. Самое важное изменение происходит на цинковой пластине.Электроны постоянно теряются цинковой пластиной по мере протекания тока, и атом цинка превращается в ион цинка, который растворяется в растворе. Короче говоря, цинк поедает действие. Когда цинк полностью ионизируется (растворяется) – исчезает ЭДС клетки. Потому что действие ячейка использует первичную часть, ячейка называется ПЕРВИЧНОЙ ячейкой. Такая клетка не может заряжаться.

Самая распространенная первичная ячейка – это та, которую вы видели много раз, – «сухая ячейка».” Фигура 27 показывает поперечное сечение сухой ячейки. Две пластины, называемые ЭЛЕКТРОДАМИ, изготовлены из цинка. и углерод. Обратите внимание на форму цинкового электрода в виде цилиндрической банки. Таким образом, электрод служит корпусом ячейки. Электролит – растворенный хлорид аммония. в воде и смешанный с пастой. Паста предназначена только для предотвращения разлива электролита.

Рисунок 27. – Поперечное сечение сухой ячейки.

Рисунок 28.- Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея.

Рисунок 29. – Зарядка и разрядка свинцовой аккумуляторной батареи.

Рисунок 30. – Конструкция термопары.

Ионы хлора теряют электроны на цинковой пластине, придавая ей отрицательный заряд. В ионы аммония забирают электроны с углеродного стержня, придавая этому электроду положительный обвинение. В этом типе элементов вырабатывается ЭДС около 1,5 вольт. Как только внешний контур завершается, цинк начинает растворяться.Поскольку это первичная клетка, действие прекращается. когда весь цинк израсходован. Обычно электролит пасты вытекает из «мертвой» ячейки. потому что цинковый контейнер разъеден. Во избежание беспорядочной утечки сухие элементы должны быть снимается с фонарей, фонарей и радиоприемников, когда снаряжение убрано или батареи изношены.

Есть много видов первичных ячеек, отличающихся друг от друга материалами. используется для электродов и электролитов. Величина ЭДС, производимая каждым из них, зависит от материалы, из которых состоят электроды и электролит.

ВТОРИЧНЫЕ ЯЧЕЙКИ

Первичные элементы используются недолго. Их химическая энергия расходуется и они должны быть отброшены. ВТОРИЧНЫЕ клетки также теряют свою химическую энергию, НО они могут восстанавливаются, пропуская через них электрический ток. Свинцовый накопитель является обычным пример вторичной ячейки. Он используется в виде батареи (два или более соединенных элемента вместе) в автомобилях, катерах и подводных лодках.

Свинцовый накопительный элемент имеет электроды из свинца и оксида свинца, погруженные в раствор. серной кислоты.Полная конструкция показана на рисунке 28. Во время использования оба пластины заменяются на сульфат свинца, а большая часть серной кислоты превращается в воду. Эти изменения означают, что химическая энергия клетки была преобразована в электрическую. энергия. Ячейка РАЗРЯЖЕНА. Если через этот ячейка В НАПРАВЛЕНИИ ПРОТИВ РАЗРЯДА ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ВОССТАНОВЛЕНА. То есть пластины снова становятся свинцом и оксидом свинца, а вода снова превращается в серная кислота.Теперь ячейка ЗАРЯДЕНА и готова к подаче ЭДС. На рисунке 29 показано разница между заряженным и разряженным элементом. При правильном уходе вторичная ячейка можно заряжать и разряжать много раз.

ЭДС ТРЕНИЯ

Трение между двумя разными веществами приводит к разнице потенциалов между ними. вещества. Эта разность потенциалов представляет собой ЭДС, которая перемещает электроны к более низкий потенциал. Вы знакомы с этим видом производства ЭДС – это СТАТИЧЕСКИЙ ЗАРЯД.Хотя это был самый ранний обнаруженный метод создания ЭДС, существует относительно мало практического применения статического электричества. Большая часть его тратится в виде статических разрядов.

ЭДС ТЕПЛА

Когда два разных металла, такие как платина и родий, связаны вместе и нагреваются, они производят ЭДС. Такое расположение двух металлов называется ТЕРМОПАРой. ЭДС, создаваемая любой термопарой, пропорциональна температуре.Термопары используются в сталеплавильных печах, дымоходах, дымоходах и расплавленных металлах для измерения чрезвычайно высокие температуры. Обратите внимание на рис. 30, что два провода скручены вместе в точке. конец, а затем сварили. Это конец, который нужно нагреть. Остаток проводов заизолирован фарфоровыми бусинами для предотвращения короткого замыкания.

Очень чувствительный вольтметр используется для измерения ЭДС, создаваемой термопарой. В примере используется платиновая и родиевая термопары с температурой 920 ° F.будет производят 0,003672 вольт, но при температуре 1980 ° F. произведет 0,010534 вольт. Уведомление что повышение температуры увеличивает напряжение ЭДС. Когда термопара используется для измерения температуры, вольтметр калибруется В ГРАДУСАХ ВМЕСТО В ВОЛЬТ. Таким образом, вольтметр непосредственно считывает температуру термопары.

Термопара, используемая для измерения температуры, является единственным практическим применением ЭДС. произведенный теплом.

Глава 5 Викторина

(нажмите здесь)

Опубликовано: 7 января, 2019

Что такое ЭДС (электродвижущая сила): определение простыми словами

Электромагнитная индукция (самоиндукция)

Электродвигатели и генераторы

Еще немного теории

ЭДС в быту и единицы измерения

Заключение

Что такое ЭДС? Объясняем просто и понятно | Энергофиксик

Что такое ЭДС? Рассматриваем определение

Объясняем на пальцах что такое ЭДС

Природа ЭДС

Заключение

Что такое электродвижущая сила?

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Электродвижущая сила (ЭДС): формула расчета и определение

Что такое ЭДС: объяснение простыми словами

Так в чем же отличие

Природа ЭДС

Электромагнитная индукция (самоиндукция)

От электростатики к электрокинетике

ЭДС в быту и единицы измерения

Как образуется ЭДС

Вывод

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии

Примеры решения задач

Электродвижущая сила обратная – Справочник химика 21

что это такое, единица измерения в СИ, формула ЭДС

Что такое электродвижущая сила — определение, физический смысл

В чем измеряется в системе СИ, как обозначается на схеме

Природа ЭДС, какими причинами порождается

По какой формуле определяется электродвижущая сила

Чему равна электродвижущая сила источника тока

Урок “Закон Ома. ЭДС”

Электродвижущая сила и огромное магнитосопротивление в магнитных туннельных переходах

Электродвижущая сила (ЭДС): определение, пример и уравнение

Что такое электродвижущая сила (ЭДС)

Уравнение электродвижущей силы (ЭДС)

Зависимость электродвижущей силы (ЭДС) от напряжения

ЭДС: электродвижущая сила – точка назначения

Электродвижущая сила | Протокол

18.2: Электродвижущая сила

ЭЛЕКТРОМОТИВФОРС

Электричество – Курсы базовой подготовки военно-морского флота, NAVPERS 10622, Глава 5 – ЭДС (электродвижущая сила)

Глава 5: Что это такое ЭМП

Глава 5 Викторина

Оставить комментарий Отменить ответ