Elektromotorinė jėga (EMF) daugumai žmonių yra nepažįstama sąvoka, tačiau ji glaudžiai susijusi su labiau pažįstama įtampos samprata. Suprasti skirtumą tarp jų ir to, ką reiškia EMF, gausite įrankius, kurių reikia daugeliui išspręsti fizikos ir elektronikos problemos ir pristatoma akumuliatoriaus vidinio atsparumo samprata. EMF nurodo akumuliatoriaus įtampą be vidinio pasipriešinimo, sumažinančio vertę, kaip ir atliekant įprastus potencialų skirtumų matavimus. Galite apskaičiuoti jį keliais skirtingais būdais, atsižvelgdami į tai, kokią informaciją turite.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Apskaičiuokite EMF pagal formulę:
ε = V + Ir
Čia (V) reiškia elemento įtampą, (I) - srovę grandinėje ir (r) - elemento vidinę varžą.
Kas yra EML?
Elektromotorinė jėga yra potencialo skirtumas (t. Y. Įtampa) akumuliatoriaus gnybtuose, kai neteka srovė. Galbūt neatrodo, kad tai turėtų ką nors pakeisti, tačiau kiekviena baterija turi „vidinį atsparumą“. Tai yra kaip įprasta varža, sumažinanti srovę grandinėje, tačiau ji egzistuoja akumuliatoriuje pats. Taip yra todėl, kad medžiagos, naudojamos akumuliatoriaus elementams sudaryti, turi savo atsparumą (nes iš esmės visos medžiagos tai daro).
Kai per ląstelę neteka srovė, šis vidinis atsparumas nieko nekeičia, nes nėra srovės, kad ji galėtų sulėtėti. Tam tikra prasme, EMF gali būti laikomas didžiausiu potencialų skirtumu tarp gnybtų idealizuotoje situacijoje, ir praktiškai jis visada yra didesnis nei akumuliatoriaus įtampa.
EML apskaičiavimo lygtys
Yra dvi pagrindinės EML apskaičiavimo lygtys. Esminis apibrėžimas yra energijos džaulių skaičius (E), kurį kiekvienas krūvio kulonas (Q) pasiima eidamas per ląstelę:
Kur (ε) yra elektromotorinės jėgos simbolis, (E) yra grandinės energija ir (Q) grandinės krūvis. Jei žinote gaunamą energiją ir krūvio kiekį, praeinantį per elementą, tai yra paprasčiausias būdas apskaičiuoti EMF, tačiau daugeliu atvejų šios informacijos neturėsite.
Vietoj to, jūs galite naudoti apibrėžimą labiau kaip Ohmo dėsnis (V = IR). Tai galima išreikšti taip:
\ epsilon = I (R + r)
(I) reiškia srovę, (R) - atitinkamos grandinės varžą ir (r) - elemento vidinį atsparumą. Išplėtus tai atskleidžia glaudų ryšį su Ohmo įstatymu:
\ epsilon = IR + Ir = V + Ir
Tai rodo, kad galite apskaičiuoti EMF, jei žinote įtampą per gnybtus (įtampa, naudojama realiose situacijose), tekančią srovę ir vidinę elemento varžą.
Kaip apskaičiuoti EML: pavyzdys
Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad turite grandinę, kurios potencialų skirtumas yra 3,2 V, kai teka 0,6 A srovė, o akumuliatoriaus vidinė varža yra 0,5 omų. Naudojant aukščiau pateiktą formulę:
\ epsilon = V + Ir = 3.2 \ text {V} + (0.6 \ text {A}) (0.5 \ text {} \ Omega) = 3.5 \ text {V}
Taigi šios grandinės EMF yra 3,5 V.
