Константна електрична струја ЕМФ извора струје и унутрашњег отпора извора струје

У доба струје, вероватно не постоји таква особа која не би знала за постојање електричне струје. Али мало људи памти из школског курса физике више од имена количина: јачина струје, напон, отпор, Охмов закон. И веома мало људи се сећа шта је значење ових речи.

У овом чланку ћемо разговарати о томе како се појавити електрична струја како се преноси дуж ланца и како користити ову вриједност у калкулацијама. Али пре него што се окренемо главном делу, окренимо се историји открића електричне струје и њених извора, као и дефиницији шта је електромоторна сила.

Хистори оф

Електрична енергија као извор енергије позната је још од античких времена, јер је сама природа генерира у огромним количинама. Упечатљив пример је муња или електрична рампа. Упркос таквој близини људи, ова енергија је била обуздана тек средином седамнаестог века: Отто вон Герике, бургомастер из Магдебурга, створио је машину која омогућава генерисање електростатичког набоја. Средином осамнаестог века, Петер вон Мусхенбруцк - научник из Холандије - ствара прве у свету електрични кондензатор по имену Леиден у част универзитета на којем је радио.

Можда одбројавање времена стварних открића посвећених електричној енергији, уобичајено је почети са радовима Луигија Галванија и Алесандра Волте, који су проучавали електричне струје у мишићима и појаву струје у такозваним галванским ћелијама. Даља истраживања су нам отворила очи за однос електричне енергије и магнетизма, као и неколико врло корисних феномена (као што је електромагнетна индукција), без којих је немогуће замислити наш живот данас.

Али нећемо се упуштати у магнетне појаве и задржавати се само на електричним. Дакле, погледајмо како електрична енергија настаје у галванским ћелијама и о чему се ради.

Шта је галванска ћелија?

Може ово да каже тренутни извор генерисање електричне енергије због хемијских реакција које се одвијају између њених компоненти. Најједноставнију галванску ћелију изумио је Алессандро Волт и назван по њему као волт колона. Састоји се од неколико слојева наизменично: бакарна плоча, проводна заптивка (у домаћој верзији дизајнирана је вата умочена у слану воду) и цинк плоча.

Које се реакције дешавају у њему?

Размотримо детаљније процесе који нам омогућавају да производимо електричну енергију помоћу галванске ћелије. Постоје само две такве трансформације: оксидација и редукција. Када се један елемент, редукциони агенс, оксидира, електрони се враћају другом елементу - оксидансу. Оксиданс се редукује прихватањем електрона. Дакле, постоји кретање набијених честица из једне плоче у другу, а то се, као што је познато, назива електрична струја.

А сада пређимо на главну тему овог чланка - ЕМФ тренутног извора. За почетак, размотримо шта представља ова електромоторна сила (ЕМФ).

Шта је ЕМФ?

Ова вредност се може представити као рад сила (наиме "рад"), која се изводи када се наелектрисање креће дуж затвореног електрични круг. Врло често се дају и појашњења да накнада мора бити позитивна и јединствена. А ово је значајан додатак, пошто се само под овим условима електромоторна сила може сматрати тачном мерљивом количином. Успут речено, мери се у истим јединицама као напон: у волтима (В).

Извор струје ЕМФ-а

Као што је познато, свака батерија или батерија има сопствену вредност отпора, коју могу да произведу. Ова вредност, ЕМФ извора струје, показује рад спољашњих сила за померање пуњења дуж круга у који је прикључена батерија или батерија.

Такође је неопходно појаснити који тип струје производи извор: константан, наизменичан или пулсни. Галванске ћелије, укључујући батерије и батерије, увек производе само константну електричну струју. ЕМФ струјног извора у овом случају ће бити једнак у односу на излазни напон на контактима извора.

Сада је вријеме да схватимо зашто је таква вриједност као ЕМФ уопће потребна, како је користити при израчунавању других вриједности електричног круга.

Формула ЕМФ

Већ смо открили да је ЕМФ извора струје једнак раду спољашњих сила у преносу набоја. За већу јасноћу, одлучили смо да напишемо формулу за ову количину: Е = А _{спољашње силе} / к, где је А рад, и к је набој на коме је посао обављен. Имајте на уму да је укупна наплата извршена, а не једна наплата. То је урађено зато што рад сила за кретање свих набоја у проводнику. И овај однос рада према набоју ће увек бити константан за дати извор, јер без обзира колико пуњених честица узимате, специфична количина рада за сваку од њих ће бити иста.

Као што видите, формула електромоторне силе није толико компликована и састоји се од само две количине. Време је да пређемо на једно од главних питања која проистичу из овог чланка.

Зашто нам треба ЕМФ?

Већ је речено да су емф и напон, у ствари, исти. Ако знамо вредности ЕМФ-а и унутрашњи отпор струјног извора, онда ће их бити лако заменити Охмов закон за комплетан ланац који је како слиједи: И = е / (Р + р), гдје је И јачина струје, е је ЕМФ, Р је отпор круга, р је унутарњи отпор извора струје. Одавде можемо наћи две карактеристике кола: И и Р. Треба напоменути да сви ови аргументи и формуле важе само за једносмерни струјни круг. У случају варијабле, формуле ће бити потпуно другачије, јер се придржава својих осцилаторних закона.

Ипак, остаје нејасно која је примјена емф тренутног извора. У ланцу, по правилу, постоји много елемената који обављају своју функцију. У сваком телефону постоји накнада, која није ништа друго до електрични круг. И сваки такав круг захтева струјни извор за рад. И веома је важно да је његова ЕМФ погодна за параметре свих елемената кола. У супротном, круг ће или престати да ради или ће горити због високог напона у њему.

Закључак

Мислимо да је за многе овај чланак био користан. Заиста, у модерном свету веома је важно да што више знамо о ономе што нас окружује. То укључује познавање природе електричне струје и њеног понашања у круговима. А ако мислите да се таква ствар као што је електрични круг користи само у лабораторијама и да сте далеко од тога, онда сте у великој заблуди: сви уређаји који троше електричну енергију заправо се састоје од кола. И свака од њих има свој тренутни извор, који ствара емф.