Постоянен електрически ток ЕМП на източник на ток и вътрешно съпротивление на източник на ток

В ерата на електричеството вероятно няма такъв човек, който да не знае за съществуването на електрически ток. Но малко хора помнят от училищния курс по физика повече от името на количествата: сила на тока, напрежение, съпротива, закон на Ом. И много малко хора си спомнят какво е значението на тези думи.

В тази статия ще обсъдим как да се появи електрически ток как се предава по веригата и как да се използва тази стойност в изчисленията. Но преди да се обърнем към основната част, нека се обърнем към историята на откриването на електрически ток и неговите източници, както и към дефиницията на това, което е електромоторна сила.

История на

Електричеството като източник на енергия е известно още от древни времена, защото природата я произвежда в огромни количества. Ярък пример е светкавица или електрическа рампа. Въпреки тази близост до хората, тази енергия се ограничи само в средата на седемнадесети век: Ото фон Герике, бургомистърът от Магдебург, създаде машина, която позволява генериране на електростатичен заряд. В средата на осемнадесети век Питър фон Мушенбрюк - учен от Холандия - създава първия в света електрически кондензатор на име Лейден в чест на университета, в който е работил.

Може би отброяването на ерата на истинските открития, посветени на електричеството, е обичайно да се започне с работата на Луиджи Галвани и Алесандро Волта, които изследват съответно електрическите токове в мускулите и появата на ток в така наречените галванични клетки. По-нататъшни изследвания са отворили очите ни за връзката между електричеството и магнетизма, както и няколко много полезни явления (като електромагнитна индукция), без които е невъзможно да си представим нашия живот днес.

Но ние няма да се ровим в магнитните явления и ще се спрем само на електрическите. Така че, нека да разгледаме как се произвежда електричеството в галваничните клетки и за какво става въпрос.

Какво представлява галваничната клетка?

Мога да кажа това източник на ток генериране на електроенергия в резултат на химични реакции, протичащи между неговите компоненти. Най-простият галваничен елемент е изобретен от Алесандро Волт и е кръстен на него като колона с волт. Състои се от няколко слоя, които се редуват една с друга: медна плоча, проводящ уплътнител (в домашната версия на дизайна се използва памучна вата, потопена в солена вода) и цинкова плоча.

Какви реакции се случват в него?

Нека разгледаме по-подробно процесите, които ни позволяват да произвеждаме електроенергия с помощта на галванична клетка. Има само две такива трансформации: окисление и редукция. Когато един елемент, редуциращ агент, се окислява, електроните се връщат към друг елемент - окислител. Окислителят от своя страна се намалява чрез приемане на електрони. По този начин има движение на заредени частици от една плоча в друга и това, както е известно, се нарича електрически ток.

А сега нека преминем към основната тема на тази статия - ЕМП на текущия източник. И да започнем с това, нека да разгледаме какво представлява тази електродвижеща сила (ЕМП).

Какво представлява ЕМП?

Тази стойност може да бъде представена като работа на силите (а именно "работа"), извършвана, когато зарядът се движи по затворен електрическа верига. Много често се правят уточнения, че таксата задължително трябва да бъде положителна и единична. И това е съществено допълнение, тъй като само при тези условия може да се счита електромоторната сила като точно измеримо количество. Между другото, той се измерва в същите единици като напрежението: в волтове (V).

ЕМП източник на ток

Както е известно, всяка батерия или батерия има своя собствена стойност на съпротивление, която те могат да произвеждат. Тази стойност, ЕМП на токовия източник, показва работата, извършена от външни сили за преместване на заряда по веригата, в която е свързана батерията или батерията.

Също така е необходимо да се изясни какъв тип ток произвежда източник: постоянен, променлив или импулсен. Галваничните клетки, включително батериите и батериите, винаги произвеждат само постоянен електрически ток. ЕМП на токовия източник в този случай ще бъде равен по величина на изходното напрежение в контактите на източника.

Сега е време да разбера защо такава стойност като ЕМП е необходима изобщо, как да я използваме при изчисляване на други стойности на електрическа верига.

Формула EMF

Вече установихме, че ЕДС на токовия източник е равен на работата на външните сили при прехвърляне на заряда. За по-голяма яснота решихме да запишем формулата за това количество: E = _{външни сили} / q, където A е работа, а q е таксата, върху която е извършена работата. Моля, обърнете внимание, че общата такса е взета, а не еднократно. Това се прави, защото считаме работата на силите за преместване на всички заряди в проводника. И това съотношение на работа към зареждане винаги ще бъде постоянно за даден източник, тъй като без значение колко заредени частици ще поемете, специфичното количество работа за всеки от тях ще бъде същото.

Както виждате, формулата на електродвижещата сила не е толкова сложна и се състои само от две величини. Време е да преминем към един от основните въпроси, произтичащи от тази статия.

Защо имаме нужда от ЕМП?

Вече беше казано, че емс и напрежението всъщност са едни и същи. Ако знаем стойностите на ЕМП и вътрешното съпротивление на токовия източник, тогава ще бъде лесно да ги заместим Законът на Ом за пълна верига което е, както следва: I = e / (R + r), където I е силата на тока, e е EMF, R е съпротивлението на веригата, r е вътрешното съпротивление на източника на ток. От тук можем да намерим две характеристики на веригата: I и R. Трябва да се отбележи, че всички тези аргументи и формули са валидни само за DC верига. В случай на променлива, формулите ще бъдат напълно различни, тъй като се подчинява на неговите колебателни закони.

Но все още остава неясно какво приложение е ЕРС на текущия източник. Във веригата, като правило, има много елементи, които изпълняват своята функция. Във всеки телефон има такса, която представлява нищо повече от електрическа верига. И всяка такава верига изисква източник на ток за работа. И това е много важно, че неговата ЕМП е подходяща за параметрите за всички елементи на веригата. В противен случай веригата ще престане да работи или ще изгори поради високото напрежение в него.

заключение

Смятаме, че за много тази статия е полезна. Всъщност в съвременния свят е много важно да знаем колкото е възможно повече за това, което ни заобикаля. Това включва познаване на естеството на електрическия ток и неговото поведение в рамките на веригите. И ако смятате, че такова нещо като електрическа верига се използва само в лабораториите и вие сте далеч от нея, тогава сте много погрешни: всички устройства, които консумират електричество, всъщност се състоят от вериги. И всеки от тях има свой собствен източник на ток, който създава ЕДС.