W trakcie roku akademickiego wielu naukowców potrzebuje wzoru na pole elektromagnetyczne do różnych obliczeń. Eksperymenty związane z ogniwo galwaniczne, również potrzebują informacji o sile elektromotorycznej. Jednak dla początkujących zrozumienie jej istoty nie jest łatwe.
Wzór na znalezienie siły elektromotorycznej
Najpierw wyjaśnijmy definicję. Co oznacza ten skrót?
SEM, czyli siła elektromotoryczna, to parametr charakteryzujący pracę sił nieelektrycznych działających w obwodach, w których prąd stały i przemienny jest jednorodny w całym obwodzie. W obwodzie sprzężonym, w którym płynie prąd, SEM jest równoważna pracy wykonanej przez te siły w celu przesunięcia pojedynczego ładunku dodatniego wzdłuż całego obwodu.
Poniższy rysunek przedstawia wzór na SEM.
Ast – oznacza pracę sił zewnętrznych w dżulach.
q jest przeniesionym ładunkiem w kulombach.
Siły zewnętrzne – są to siły, które powodują rozdzielenie ładunków w źródle i ostatecznie tworzą różnicę potencjałów na jego biegunach.
Jednostką miary tej siły jest woltW formułach oznacza się ją literą «MI".
Tylko wtedy, gdy w akumulatorze nie ma prądu, siła elektromotoryczna będzie równa napięciu na biegunach.
Siła elektromotoryczna indukcji:
Siła elektromotoryczna indukowana w obwodzie mającym N obroty:
Podczas przeprowadzki:
Siła elektromotoryczna indukcja w obwodzie obracającym się w polu magnetycznym z prędkością w:
Tabela wartości
Proste wyjaśnienie siły elektromotorycznej
Wyobraźmy sobie, że w naszej wiosce stoi wieża ciśnień. Jest całkowicie wypełniona wodą. Wyobraźmy sobie ją jak zwykłą baterię. Wieża jest baterią!
Cała woda będzie wywierać silny nacisk na spód naszej wieży. Ale będzie on silny dopiero wtedy, gdy konstrukcja będzie całkowicie wypełniona wodorem.2O.
Ostatecznie, im mniej wody, tym słabsze ciśnienie i mniejsza siła strumienia. Po odkręceniu kranu zauważysz, że zasięg strumienia będzie się zmniejszał z każdą minutą.
W rezultacie tego:
- Napięcie to siła, z jaką woda naciska na dno, czyli ciśnienie.
- Napięcie zerowe znajduje się u dołu wieży.
Tak samo jest z baterią.
Najpierw podłączamy źródło energii do obwodu. A następnie, odpowiednio, zamykamy go. Na przykład, wkładamy baterię do latarki i włączamy ją. Początkowo zauważymy, że urządzenie jasno świeci. Po chwili jego jasność wyraźnie spadnie. Oznacza to, że siła elektromotoryczna zmalała (wyciekła, w porównaniu z wodą w wieży).
Weźmy na przykład wieżę ciśnień, gdzie siła elektromotoryczna (PEM) to pompa, która stale pompuje wodę do wieży. A woda nigdy się nie kończy.
SEM ogniwa galwanicznego - wzór
Siłę elektromotoryczną akumulatora można obliczyć na dwa sposoby:
- Wykonaj obliczenia, korzystając z równania Nernsta. Musisz obliczyć potencjały elektrod każdej elektrody wchodzącej w skład pola elektrycznego (GE). Następnie oblicz SEM, korzystając ze wzoru.
- Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) korzystając ze wzoru Nernsta dla całkowitej reakcji generującej prąd, jaka zachodzi podczas działania generatora elektrooporowego.
Dzięki tym wzorom łatwiej będzie obliczyć siłę elektromotoryczną akumulatora.
Gdzie wykorzystywane są różne rodzaje pól elektromagnetycznych?
- Piezoelektryczność jest wykorzystywana do rozciągania lub ściskania materiałów. Jest wykorzystywana do produkcji generatorów kwarcowych i różnych czujników.
- Substancja chemiczna jest stosowana w ogniwa galwanicznei baterie.
- Zjawisko indukcji występuje, gdy przewodnik przechodzi przez pole magnetyczne. Jej właściwości są wykorzystywane w transformatorach, silnikach elektrycznych i generatorach.
- Prąd termoelektryczny powstaje w wyniku nagrzania styków między różnymi metalami. Znalazł zastosowanie w urządzeniach chłodniczych i termoparach.
- Fotoelektryczność wykorzystuje się do produkcji fotokomórek.
