ელექტროძრავის ძალა (EMF) ადამიანების უმეტესობისთვის უცხო ცნებაა, მაგრამ ის მჭიდრო კავშირშია ძაბვის უფრო ნაცნობ კონცეფციასთან. იმის გაგება, თუ რა განსხვავებაა ამ ორს შორის და რას ნიშნავს EMF, საშუალებას გაძლევთ გადაჭრას ბევრი ფიზიკაში და ელექტრონიკაში არსებულ პრობლემებს და წარმოგიდგენთ ელემენტის შიდა წინააღმდეგობის კონცეფციას. EMF გიჩვენებთ ბატარეის ძაბვას, შიდა წინააღმდეგობის გარეშე, ამცირებს მნიშვნელობას, როგორც ეს ხდება ჩვეულებრივი პოტენციური სხვაობის გაზომვის დროს. შეგიძლიათ გამოთვალოთ იგი რამდენიმე სხვადასხვა გზით, იმისდა მიხედვით, თუ რა ინფორმაცია გაქვთ.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
გამოთვალეთ EMF ფორმულის გამოყენებით:
ε = V + Ir
აქ (V) ნიშნავს უჯრედის ძაბვას, (I) ნიშნავს წრეში მიმდინარეობას და (r) ნიშნავს უჯრედის შიდა წინააღმდეგობას.
რა არის EMF?
ელექტროძრავის ძალა არის პოტენციური განსხვავება (ანუ ძაბვა) ბატარეის ტერმინალებში, როდესაც დენი არ მიედინება. შეიძლება ჩანდეს, რომ ამან შეიძლება შეიტანოს ცვლილება, მაგრამ ყველა ელემენტს აქვს "შიდა წინააღმდეგობა". Ეს არის როგორც ჩვეულებრივი წინააღმდეგობა, რომელიც ამცირებს დინამიას წრეში, მაგრამ ის ბატარეის შიგნით არსებობს თვითონ. ეს იმიტომ ხდება, რომ ელემენტებში ელემენტების შესაქმნელად გამოყენებულ მასალებს აქვთ საკუთარი წინააღმდეგობა (რადგან არსებითად ყველა მასალა აქვს).
როდესაც უჯრედში მიმდინარე დინება არ მიედინება, ეს შინაგანი წინააღმდეგობა არაფერს ცვლის, რადგან მისთვის შენელებული მიმდინარეობა არ არის. გარკვეულწილად, EMF შეიძლება მივიჩნიოთ მაქსიმალურ პოტენციურ სხვაობად ტერმინალებში იდეალიზებულ სიტუაციაში და ის ყოველთვის უფრო დიდია, ვიდრე ელემენტის ძაბვა პრაქტიკაში.
განტოლებები EMF- ის გამოსათვლელად
EMF– ის გაანგარიშების ორი ძირითადი განტოლებაა. ყველაზე ფუნდამენტური დეფინიცია არის ენერგიის ჯოულების რაოდენობა (E), თითოეული მუხტის კულონი (Q) იღებს უჯრედის გავლისას:
სადაც (ε) არის ელექტროძრავის ძალის სიმბოლო, (E) არის ენერგია წრეში და (Q) არის წრე მუხტი. თუ იცით მიღებული ენერგია და უჯრედის გავლის მუხტი, ეს არის EMF- ის გამოთვლის უმარტივესი გზა, მაგრამ უმეტეს შემთხვევაში თქვენ ეს ინფორმაცია არ გექნებათ.
ამის ნაცვლად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ განმარტება უფრო ომის კანონის მსგავსია (V = IR). ეს შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად:
\ epsilon = I (R + r)
(I) მნიშვნელობით მიმდინარე, (R) მოცემული წრის წინააღმდეგობისთვის და (r) უჯრედის შიდა წინააღმდეგობისთვის. ამის გაფართოება ცხადყოფს ომის კანთან მჭიდრო კავშირს:
\ epsilon = IR + Ir = V + Ir
ეს გვიჩვენებს, რომ თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ EMF, თუ იცით ძაბვა ტერმინალებზე (ძაბვა, როგორც რეალურ სიტუაციებში გამოიყენება), მიმდინარე დინება და უჯრედის შიდა წინააღმდეგობა.
როგორ გამოვთვალოთ EMF: მაგალითი
მაგალითად, წარმოიდგინეთ, რომ თქვენ გაქვთ სქემა, რომლის პოტენციური განსხვავებაა 3,2 V, დინება 0,6 ა და ბატარეის შიდა წინააღმდეგობა 0,5 ომზე. ზემოთ მოცემული ფორმულის გამოყენება:
\ epsilon = V + Ir = 3.2 \ text {V} + (0.6 \ text {A}) (0.5 \ text {} \ Omega) = 3.5 \ text {V}
ამ სქემის EMF არის 3.5 ვ.