Elektromotors (EML) lielākajai daļai cilvēku ir nepazīstams jēdziens, taču tas ir cieši saistīts ar pazīstamāku sprieguma jēdzienu. Izpratne par atšķirību starp abiem un to, ko nozīmē EML, dod jums nepieciešamos rīkus, lai atrisinātu daudzus fizikas un elektronikas problēmas un ievieš akumulatora iekšējās pretestības jēdzienu. EMF norāda akumulatora spriegumu bez iekšējās pretestības, kas samazina vērtību, tāpat kā parastajiem potenciālo starpību mērījumiem. To var aprēķināt pāris dažādos veidos, atkarībā no tā, kāda informācija jums ir.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Aprēķiniet EML, izmantojot formulu:
ε = V + Ir
Šeit (V) ir šūnas spriegums, (I) - strāva ķēdē un (r) - šūnas iekšējā pretestība.
Kas ir EML?
Elektromotora spēks ir potenciāla starpība (t.i., spriegums) pāri akumulatora spailēm, ja neplūst strāva. Tas, iespējams, nešķiet, ka tas kaut ko mainītu, taču katram akumulatoram ir “iekšēja pretestība”. Tas ir tāpat kā parastā pretestība, kas samazina strāvu ķēdē, bet tā pastāv akumulatorā pati. Tas ir tāpēc, ka materiāliem, ko izmanto akumulatoru šūnu veidošanai, ir sava pretestība (jo būtībā visi materiāli to dara).
Kad caur šūnu nenotiek strāva, šī iekšējā pretestība neko nemaina, jo nav strāvas, lai tā varētu palēnināties. Savā ziņā EMF var uzskatīt par maksimālo potenciālu starpību starp spailēm idealizētā situācijā, un praksē tā vienmēr ir lielāka par akumulatora spriegumu.
Vienādojumi EML aprēķināšanai
EML aprēķināšanai ir divi galvenie vienādojumi. Visbūtiskākā definīcija ir enerģijas džoulu skaits (E), katrs lādiņa kulons (Q) paņem, ejot caur šūnu:
Kur (ε) ir elektromotora spēka simbols, (E) ir enerģija ķēdē un (Q) ir ķēdes lādiņš. Ja jūs zināt iegūto enerģiju un lādiņa daudzumu, kas iet caur šūnu, tas ir vienkāršākais veids, kā aprēķināt EML, taču vairumā gadījumu šīs informācijas jums nebūs.
Tā vietā jūs varat izmantot definīciju vairāk kā Ohma likumu (V = IR). To var izteikt šādi:
\ epsilon = I (R + r)
(I) nozīmē strāvu, (R) attiecīgās ķēdes pretestībai un (r) šūnas iekšējai pretestībai. Paplašinot to, tiek atklāta cieša saikne ar Ohma likumu:
\ epsilon = IR + Ir = V + Ir
Tas parāda, ka jūs varat aprēķināt EML, ja zināt spriegumu pāri spailēm (spriegumu, ko izmanto reālās situācijās), plūstošo strāvu un šūnas iekšējo pretestību.
Kā aprēķināt EML: piemērs
Piemēram, iedomājieties, ka jums ir ķēde ar potenciālo starpību 3,2 V, ar strāvu 0,6 A un akumulatora iekšējo pretestību pie 0,5 omi. Izmantojot iepriekš minēto formulu:
\ epsilon = V + Ir = 3.2 \ text {V} + (0.6 \ text {A}) (0.5 \ text {} \ Omega) = 3.5 \ text {V}
Tātad šīs ķēdes EMF ir 3,5 V.