วงจรไฟฟ้า. แรงเคลื่อนไฟฟ้า. สูตร กฎหมาย กฎ ตัวอย่างใน TOE แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าคืออะไร

- อีเอ็มเอฟ
อีเอ็มเอฟ ไม่ใช่การบังคับในความหมายของนิวตัน
ε ฉันเกิดขึ้น เมื่อมันเปลี่ยนไปสนามแม่เหล็ก ฉเจาะรูปร่าง

นอกจากนี้ดูการนำเสนอ "การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า" รวมถึงวิดีโอ "การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า", "การทดลองของฟาราเดย์", การ์ตูน "การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า", "การหมุนของเฟรมในสนามแม่เหล็ก (เครื่องกำเนิด)"

- EMF ของการเหนี่ยวนำระหว่างการเคลื่อนที่ของตัวนำวงจรตัวใดตัวหนึ่ง (เพื่อให้ F เปลี่ยนแปลง) ในกรณีนี้คือความยาวของตัวนำ ลเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว โวลต์กลายเป็นแหล่งพลังงาน

- EMF ของการเหนี่ยวนำในวงจรที่หมุนในสนามแม่เหล็กด้วยความเร็ว ω

สูตรอื่นๆ ที่เกิด EMF:

- กฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ ในวงจรปิด EMF จะสร้างกระแสไฟฟ้า I

ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำถูกกำหนดตามกฎ:
- กฎ เลนซ์- กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในวงจรปิด เคาน์เตอร์ทำหน้าที่ เปลี่ยนฟลักซ์แม่เหล็กที่ทำให้เกิดกระแสนี้
- สำหรับตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก บางครั้งการใช้กฎจะง่ายกว่า มือขวา- ถ้าวางของโล่งๆ ฝ่ามือขวาเพื่อให้เข้าที่ รวมอยู่ด้วยเส้นสนามแม่เหล็ก ใน, ก นิ้วหัวแม่มือกันแหลม ทิศทางของความเร็ว v, ที่ สี่นิ้วมือจะชี้ ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ I.

- EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองเมื่อกระแสในตัวนำเปลี่ยนไป

หากขั้วของตัวเก็บประจุที่มีประจุปิดกันจากนั้นภายใต้อิทธิพลของการสะสมระหว่างแผ่นเปลือกโลกในวงจรภายนอกของตัวเก็บประจุในทิศทางจากขั้วบวกไปยังขั้วลบการเคลื่อนที่ของตัวพาประจุ - อิเล็กตรอนจะเริ่มขึ้น .

อย่างไรก็ตาม ในระหว่างกระบวนการคายประจุ สนามที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่จะอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งมันหายไปอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นการไหลของกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรดิสชาร์จจึงมีลักษณะเป็นช่วงสั้นๆ และกระบวนการจะสลายตัวอย่างรวดเร็ว

เพื่อรักษากระแสในวงจรตัวนำเป็นเวลานาน มีการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าไม่ถูกต้องในชีวิตประจำวัน (ไม่เป็นเช่นนั้นในความหมายทางกายภาพอย่างเคร่งครัด) ส่วนใหญ่แหล่งที่มาเหล่านี้คือแบตเตอรี่เคมี

เนื่องจากกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในพวกเขา แรงตรงข้าม สะสมที่ขั้ว แรงที่มีลักษณะไม่เป็นไฟฟ้าสถิตภายใต้อิทธิพลของการกระจายประจุดังกล่าวเรียกว่าแรงภายนอก

ตัวอย่างต่อไปนี้จะช่วยให้เข้าใจธรรมชาติของแนวคิดของ EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบัน

ลองนึกภาพตัวนำในสนามไฟฟ้า ดังที่แสดงในรูปด้านล่าง นั่นคือในลักษณะที่มีสนามไฟฟ้าอยู่ภายในตัวมันด้วย

เป็นที่ทราบกันดีว่าภายใต้อิทธิพลของสนามนี้ กระแสไฟฟ้าเริ่มไหลในตัวนำ ตอนนี้คำถามเกิดขึ้นแล้วว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับการชาร์จพาหะเมื่อถึงจุดสิ้นสุดของตัวนำ และกระแสนี้จะยังคงเหมือนเดิมเมื่อเวลาผ่านไปหรือไม่

เราสามารถสรุปได้อย่างง่ายดายว่าในวงจรเปิด อันเป็นผลมาจากอิทธิพลของสนามไฟฟ้า ประจุจะสะสมที่ปลายของตัวนำ ในเรื่องนี้จะไม่คงที่และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในตัวนำจะมีอายุสั้นมากดังแสดงในรูปด้านล่าง

ดังนั้น เพื่อรักษากระแสให้คงที่ในวงจรตัวนำ จะต้องปิดวงจรนี้ เช่น มีลักษณะเป็นห่วง อย่างไรก็ตาม สภาวะนี้ก็ยังไม่เพียงพอต่อการรักษากระแส เนื่องจากประจุจะเคลื่อนที่เข้าหาศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเสมอ และสนามไฟฟ้าจะทำงานเป็นบวกบนประจุเสมอ

ตอนนี้ หลังจากเดินทางผ่านวงจรปิด เมื่อประจุกลับสู่จุดเริ่มต้นที่เริ่มเดินทาง ศักยภาพ ณ จุดนี้ควรจะเหมือนกับที่จุดเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ อย่างไรก็ตาม การไหลของกระแสมักจะเกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานศักย์เสมอ

ดังนั้นเราจึงต้องการแหล่งภายนอกในวงจรที่ขั้วซึ่งรักษาความต่างศักย์ไว้ซึ่งจะเพิ่มพลังงานของการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า

แหล่งกำเนิดดังกล่าวช่วยให้ประจุเดินทางจากศักย์ที่ต่ำกว่าไปยังประจุที่สูงกว่าในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใต้การกระทำของแรงไฟฟ้าสถิตที่พยายามผลักประจุจากศักย์ที่สูงกว่าไปยังประจุที่ต่ำกว่า

แรงนี้ ซึ่งทำให้ประจุเคลื่อนที่จากศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าไปยังศักย์ไฟฟ้าที่สูงกว่า โดยทั่วไปเรียกว่า แหล่งกำเนิดปัจจุบัน ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพที่แสดงลักษณะของงานที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายประจุภายในแหล่งกำเนิดโดยแรงภายนอก

ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ที่ให้ EMF ของแหล่งกระแส ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว จึงมีการใช้แบตเตอรี่ เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เทอร์โมอิลิเมนต์ ฯลฯ

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายใน มันทำให้เกิดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างเอาต์พุตของแหล่งกำเนิด ซึ่งเอื้อต่อการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของอิเล็กตรอนในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงไฟฟ้าสถิต

EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบัน ซึ่งแสดงสูตรไว้ด้านล่าง ตลอดจนความต่างศักย์ แสดงเป็นโวลต์:

E \u003d A st / Δq

โดยที่ A st คือการทำงานของแรงภายนอก Δq คือประจุที่เคลื่อนที่ภายในแหล่งกำเนิด

เพื่อรักษาค่ากระแสไฟฟ้าในตัวนำตามค่าที่กำหนด จำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานภายนอกบางส่วน ซึ่งจะให้ความต่างศักย์ที่ต้องการเสมอที่ปลายของตัวนำนี้ แหล่งพลังงานดังกล่าวเรียกว่าแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าซึ่งมีบางส่วนให้ไว้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าซึ่งสามารถสร้างและรักษาความต่างศักย์ได้ยาวนาน

แรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือ EMF แบบย่อแสดงด้วยอักษรละติน อี. หน่วยวัด เป็น โวลต์. ดังนั้น เพื่อให้ได้การเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าในตัวนำอย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า นั่นคือ ต้องมีแหล่งกำเนิดของกระแสไฟฟ้า

การอ้างอิงทางประวัติศาสตร์. แหล่งกระแสไฟฟ้าดังกล่าวแหล่งแรกในวิศวกรรมไฟฟ้าคือ "เสาโวลตาอิก" ซึ่งทำจากทองแดงและสังกะสีหลายวงที่บุด้วยหนังวัวแช่ในสารละลายกรดอ่อนๆ ดังนั้นวิธีที่ง่ายที่สุดในการรับแรงเคลื่อนไฟฟ้าจึงถือเป็นปฏิกิริยาทางเคมีของสารและวัสดุจำนวนหนึ่ง ซึ่งเป็นผลมาจากพลังงานเคมีถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า แหล่งพลังงานที่แรงเคลื่อนไฟฟ้าของ EMF ถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีการที่คล้ายกันเรียกว่า แหล่งกระแสเคมี

ทุกวันนี้ แหล่งพลังงานเคมี - แบตเตอรี่และแบตเตอรี่ทุกประเภทที่เป็นไปได้ - ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า รวมถึงในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ ก็มีอยู่ทั่วไป ซึ่งเป็นแหล่งเดียวที่สามารถจัดหาพลังงานไฟฟ้าให้กับองค์กรอุตสาหกรรม ให้แสงสว่างแก่เมือง ใช้งานระบบรถไฟ รถราง และรถไฟใต้ดิน

EMF ทำหน้าที่ในลักษณะเดียวกันทุกประการกับแหล่งกำเนิดสารเคมีและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การกระทำของมันคือการสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นที่ขั้วจ่ายไฟแต่ละขั้วและบำรุงรักษาในช่วงเวลาที่จำเป็นทั้งหมด ขั้วของแหล่งจ่ายไฟเรียกว่าเสา ที่ขั้วใดขั้วหนึ่ง จะเกิดการขาดแคลนอิเล็กตรอนอยู่เสมอ เช่น ขั้วดังกล่าวมีประจุบวกและมีเครื่องหมาย " + " และในทางกลับกันมีการสร้างความเข้มข้นของอิเล็กตรอนอิสระเพิ่มขึ้นเช่น ขั้วนี้มีประจุลบและมีเครื่องหมาย " - ».

แหล่ง EMF ใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือของสายไฟผู้บริโภคจะเชื่อมต่อกับเสาของแหล่งกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ได้วงจรไฟฟ้าแบบปิด ความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นในวงจรปิดได้รับชื่อและแสดงด้วยตัวอักษรละติน "U" หน่วยแรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์. ตัวอย่างเช่น รายการ U=12 โวลต์แสดงว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่ง EMF คือ 12 V

ในการวัดแรงดันไฟฟ้าหรือ emf จะใช้อุปกรณ์วัดพิเศษ - .

หากจำเป็นต้องทำการวัด EMF หรือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟให้ถูกต้อง โวลต์มิเตอร์จะต่อเข้ากับเสาโดยตรง เมื่อเปิดวงจรไฟฟ้า โวลต์มิเตอร์จะแสดง EMF เมื่อปิดวงจรแล้ว โวลต์มิเตอร์จะแสดงค่าแรงดันที่แต่ละขั้วของแหล่งจ่ายไฟ PS: แหล่งกระแสจะพัฒนา EMF มากกว่าแรงดันที่ขั้วต่อเสมอ

บทเรียนวิดีโอ: EMF

บทเรียนวิดีโอ: แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากครูสอนฟิสิกส์

แรงดันไฟฟ้าที่แต่ละขั้วของแหล่งกระแสไฟฟ้ามีค่าน้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าตามค่าของแรงดันตกที่เกิดขึ้นกับความต้านทานภายในของแหล่งพลังงาน:

สำหรับแหล่งในอุดมคติ แรงดันที่ขั้วต่อไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแสที่ดึงออกมา

แหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งหมดมีพารามิเตอร์ที่ระบุลักษณะเหล่านี้: แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด คุณ xx, กระแสไฟฟ้าลัดวงจร ฉันและความต้านทานภายใน (สำหรับแหล่งจ่ายไฟ DC R ต่อ). คุณ xxคือแรงดันเมื่อกระแสของแหล่งกำเนิดเป็นศูนย์ ในแหล่งที่เหมาะสม ณ กระแสใด ๆ คุณ xx \u003d 0. ฉันคือกระแสที่แรงดันเป็นศูนย์ สำหรับแหล่งจ่ายแรงดันในอุดมคตินั้นมีค่าไม่สิ้นสุด ฉัน kz = ∞. ความต้านทานภายในถูกกำหนดจากอัตราส่วน เนื่องจากแรงดันที่แหล่งจ่ายแรงดันในอุดมคตินั้นคงที่ที่กระแสใดๆ ∆U = 0,จากนั้นความต้านทานภายในก็จะมีค่าเป็นศูนย์เช่นกัน

R ต่อ \u003d ΔU / ΔI \u003d 0;

ด้วยแรงดันและกระแสบวก แหล่งกำเนิดจะส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังวงจรและทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ด้วยกระแสที่ตรงกันข้าม แหล่งกำเนิดจะได้รับพลังงานไฟฟ้าจากวงจรและทำงานในโหมดรับสัญญาณ

ในกรณีของแหล่งกำเนิดกระแสในอุดมคติ ค่าของมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมัน: ฉัน = คงที่.

เนื่องจากกระแสจากแหล่งกระแสในอุดมคตินั้นไม่เปลี่ยนแปลง ∆I = 0แล้วมีความต้านทานภายในเท่ากับอนันต์

R ต่อ \u003d ΔU / ΔI \u003d ∞

ด้วยแรงดันและกระแสบวก แหล่งกำเนิดจะส่งพลังงานเข้าสู่วงจรและทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในทางกลับกัน มันทำงานในโหมดรับ

ด้วยแหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจริง แรงดันที่ตกคร่อมขั้วจะลดลงเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น CVC ดังกล่าวสอดคล้องกับสมการสำหรับกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่ค่าปัจจุบัน

U \u003d U xx - R ต่อ × I

โดยที่ คำนวณโดยสูตร

R ต่อ \u003d ΔU / Δ I≠ 0

นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณผ่าน คุณ xxและ ฉัน

R vn \u003d U xx / II kz

เมื่อแหล่งกระแสไฟฟ้าเชื่อมต่อกับวงจรปิด พื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงจรนี้จะเริ่มถูกเจาะด้วยเส้นแรงแม่เหล็กภายนอก เส้นแรงแต่ละเส้นจากภายนอก ข้ามตัวนำ ทำให้เกิด EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองในตัวมัน

>>ฟิสิกส์: แรงเคลื่อนไฟฟ้า

แหล่งกำเนิดกระแสใด ๆ มีลักษณะเฉพาะด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้า หรือเรียกสั้น ๆ ว่า EMF ดังนั้นบนแบตเตอรี่ทรงกลมสำหรับไฟฉายจึงเขียนว่า 1.5 V หมายความว่าอย่างไร
เชื่อมต่อลูกบอลโลหะสองลูกที่มีประจุที่มีเครื่องหมายตรงกันข้ามกับตัวนำ ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของประจุเหล่านี้ กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในตัวนำ ( รูปที่ 15.7). แต่กระแสนี้จะมีอายุสั้นมาก ประจุไฟฟ้าจะลบล้างซึ่งกันและกันอย่างรวดเร็ว ศักยภาพของลูกบอลจะเท่าเดิม และสนามไฟฟ้าจะหายไป
กองกำลังบุคคลที่สามเพื่อให้กระแสคงที่จำเป็นต้องรักษาแรงดันคงที่ระหว่างลูกบอล สิ่งนี้ต้องใช้อุปกรณ์ แหล่งปัจจุบัน) ซึ่งจะย้ายประจุจากลูกบอลลูกหนึ่งไปยังอีกลูกหนึ่งในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุเหล่านี้จากสนามไฟฟ้าของลูกบอล ในอุปกรณ์ดังกล่าว นอกเหนือจากแรงไฟฟ้าแล้ว ประจุจะต้องได้รับผลกระทบจากแรงที่ไม่เกิดไฟฟ้าสถิต ( รูปที่ 15.8). สนามไฟฟ้าของอนุภาคมีประจุเพียงสนามเดียว ( สนามคูลอมบ์) ไม่สามารถรักษากระแสไฟให้คงที่ในวงจรได้

แรงใดๆ ที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ยกเว้นแรงจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าสถิต (เช่น คูลอมบ์) จะเรียกว่า กองกำลังภายนอก
ข้อสรุปเกี่ยวกับความต้องการแรงภายนอกเพื่อรักษากระแสคงที่ในวงจรจะชัดเจนยิ่งขึ้นหากเราหันไปใช้กฎการอนุรักษ์พลังงาน สนามไฟฟ้าสถิตมีศักยภาพ การทำงานของสนามนี้เมื่อเคลื่อนย้ายอนุภาคที่มีประจุไปตามวงจรไฟฟ้าปิดจะเป็นศูนย์ การไหลของกระแสผ่านตัวนำจะมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน - ตัวนำจะร้อนขึ้น ดังนั้นจึงต้องมีแหล่งพลังงานในวงจรที่จ่ายให้กับวงจร นอกเหนือไปจากกองกำลังคูลอมบ์แล้ว กองกำลังบุคคลที่สามที่ไม่ใช่กองกำลังที่มีศักยภาพจำเป็นต้องดำเนินการ การทำงานของแรงเหล่านี้ตามแนวปิดจะต้องแตกต่างจากศูนย์ อยู่ในขั้นตอนของการทำงานโดยแรงเหล่านี้ที่อนุภาคที่มีประจุได้รับพลังงานภายในแหล่งกระแสไฟฟ้าแล้วส่งไปยังตัวนำของวงจรไฟฟ้า
แรงของบุคคลที่สามทำให้อนุภาคมีประจุเคลื่อนที่ภายในแหล่งกำเนิดกระแสทั้งหมด: ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า ในเซลล์กัลวานิก แบตเตอรี่ ฯลฯ
เมื่อปิดวงจร สนามไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในตัวนำทั้งหมดของวงจร ภายในแหล่งกำเนิดปัจจุบัน ประจุจะเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของ แรงภายนอกกับแรงคูลอมบ์(อิเล็กตรอนจากขั้วไฟฟ้าที่มีประจุบวกไปยังขั้วลบ) และในวงจรภายนอก พวกมันจะถูกทำให้เคลื่อนที่โดยสนามไฟฟ้า (ดูรูปที่ รูปที่ 15.8).
ลักษณะของแรงภายนอกลักษณะของแรงภายนอกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า แรงภายนอกคือแรงที่กระทำจากสนามแม่เหล็กบนอิเล็กตรอนในตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่
ในเซลล์กัลวานิก ตัวอย่างเช่น เซลล์โวลตา แรงเคมีจะกระทำ องค์ประกอบ Volta ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสังกะสีและทองแดงที่วางอยู่ในสารละลายของกรดซัลฟิวริก แรงเคมีทำให้สังกะสีละลายในกรด ไอออนสังกะสีที่มีประจุบวกจะผ่านเข้าไปในสารละลาย และตัวอิเล็กโทรดสังกะสีเองจะกลายเป็นประจุลบ (ทองแดงละลายในกรดซัลฟิวริกได้น้อยมาก) ความต่างศักย์จะปรากฏขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดสังกะสีและทองแดง ซึ่งจะกำหนดกระแสในวงจรไฟฟ้าปิด
การกระทำของแรงภายนอกนั้นมีลักษณะสำคัญคือปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า(ย่อมาจาก EMF).
แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดปัจจุบันเท่ากับอัตราส่วนของการทำงานของแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนประจุไปตามวงจรปิดเป็นค่าของประจุนี้:

แรงเคลื่อนไฟฟ้า เช่น แรงดันไฟฟ้า แสดงเป็นโวลต์
เรายังสามารถพูดถึงแรงเคลื่อนไฟฟ้าในส่วนใดก็ได้ของวงจร นี่เป็นงานเฉพาะของแรงภายนอก (งานของการเคลื่อนที่ของประจุหนึ่งหน่วย) ไม่ได้อยู่ในวงจรทั้งหมด แต่เฉพาะในพื้นที่นี้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์กัลวานิกเป็นค่าตัวเลขที่เท่ากับการทำงานของแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนย้ายประจุบวกหนึ่งหน่วยภายในองค์ประกอบจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง การทำงานของแรงภายนอกไม่สามารถแสดงในรูปของความต่างศักย์ได้ เนื่องจากแรงภายนอกไม่มีศักยภาพ และการทำงานของพวกมันขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถีการเคลื่อนที่ของประจุ ตัวอย่างเช่น การทำงานของแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนย้ายประจุระหว่างขั้วของแหล่งจ่ายกระแสนอกแหล่งกำเนิดนั้นมีค่าเท่ากับศูนย์
ตอนนี้คุณรู้แล้วว่า EMF คืออะไร หากเขียนบนแบตเตอรี่ 1.5 V หมายความว่ากองกำลังของบุคคลที่สาม (สารเคมีในกรณีนี้) ทำงาน 1.5 J เมื่อย้ายประจุ 1 C จากขั้วหนึ่งของแบตเตอรี่ไปยังอีกขั้วหนึ่ง ไฟฟ้ากระแสตรงไม่สามารถอยู่ในวงจรปิดได้หากไม่มีแรงภายนอกกระทำ นั่นคือไม่มี EMF

???
1. เหตุใดสนามไฟฟ้าของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า (สนามคูลอมบ์) จึงไม่สามารถรักษากระแสไฟฟ้าในวงจรให้คงที่ได้
2. กองกำลังใดที่มักเรียกว่าบุคคลที่สาม
3. แรงเคลื่อนไฟฟ้าเรียกว่าอะไร?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, ฟิสิกส์เกรด 10

ห้องสมุดออนไลน์พร้อมหนังสือเรียนและหนังสือเกี่ยวกับฟิสิกส์ แผนการสอนในทุกวิชา งานในวิชาฟิสิกส์สำหรับเกรด 10

หากคุณมีการแก้ไขหรือคำแนะนำสำหรับบทเรียนนี้

อีเอ็มเอฟ ในเชิงตัวเลข แรงเคลื่อนไฟฟ้าวัดได้จากงานที่ทำโดยแหล่งพลังงานไฟฟ้าในการถ่ายโอนประจุบวกหนึ่งประจุไปทั่วทั้งวงจรปิด หากเป็นแหล่งพลังงานในการทำงาน ก, ให้การถ่ายโอนตลอดวงจรการชาร์จแบบปิด ถามแล้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าของมัน ( อี) จะเท่ากับ

หน่วย SI สำหรับแรงเคลื่อนไฟฟ้าคือโวลต์ (v) แหล่งพลังงานไฟฟ้ามีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1 โวลต์ ถ้าเมื่อเคลื่อนที่ผ่านวงจรปิดทั้งหมดที่มีประจุ 1 คูลอมบ์ งานจะเสร็จเท่ากับ 1 จูล ลักษณะทางกายภาพของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในแหล่งต่าง ๆ นั้นแตกต่างกันมาก

การเหนี่ยวนำตนเอง- การเกิดขึ้นของการเหนี่ยวนำ EMF ในวงจรตัวนำแบบปิดเมื่อกระแสที่ไหลผ่านวงจรเปลี่ยนไป เมื่อปัจจุบันเปลี่ยนไป ฉันในวงจร ฟลักซ์แม่เหล็กก็เปลี่ยนตามสัดส่วนเช่นกัน ขผ่านพื้นผิวที่ล้อมรอบด้วยรูปร่างนี้ การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กนี้เนื่องจากกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้เกิดการกระตุ้นของแรงเคลื่อนไฟฟ้าอุปนัยในวงจรนี้ อี. ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำตนเอง

แนวคิดนี้เกี่ยวข้องกับแนวคิดของการเหนี่ยวนำร่วมกัน ซึ่งเป็นกรณีเฉพาะของมัน

พลัง. กำลังคืองานที่ทำต่อหน่วยเวลา กำลัง คืองานที่ทำต่อหน่วยเวลา เช่น ถ่ายโอนประจุไปยังเอล วงจรหรือในวงจรปิดใช้พลังงานซึ่งเท่ากับ A \u003d U * Q เนื่องจากปริมาณไฟฟ้าเท่ากับผลคูณของกระแส ดังนั้น Q \u003d I * t จึงเป็นไปตาม A \u003d คุณ * ฉัน * t P=A/t=U*Q/t=U*I=I*t*R=P=U*I(I)

1W=1000mV, 1kW=1000V, Pr=Pp+Po สูตรสมดุลพลังงาน เครื่องกำเนิดพลังงาน (emf)

Pr=E*I, Pp=I*U พลังงานที่มีประโยชน์ เช่น พลังงานที่ใช้ไปโดยไม่สูญเสีย Po=I^2*R-สูญเสียพลังงาน เพื่อให้วงจรทำงานได้จำเป็นต้องรักษาสมดุลของพลังงานในวงจรไฟฟ้า

12.กฎของโอห์มสำหรับส่วนวงจร

ความแรงของกระแสในส่วนวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันที่ปลายของตัวนำนี้และแปรผกผันกับความต้านทาน:
ฉัน=คุณ/อาร์;

1)U=I*R, 2)R=U/R

13.กฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์

ความแรงของกระแสในวงจรเป็นสัดส่วนกับ EMF ที่กระทำในวงจร และแปรผกผันกับผลรวมของความต้านทานของวงจรและความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด

EMF ของแหล่งจ่ายแรงดัน (V), - กระแสในวงจร (A), - ความต้านทานขององค์ประกอบภายนอกทั้งหมดของวงจร (โอห์ม), - ความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายแรงดัน (โอห์ม) .1) E \u003d I (R + ร)? 2)R+r=E/I

14. ซีรี่ส์, การต่อตัวต้านทานแบบขนาน, ความต้านทานสมมูล การกระจายกระแสและแรงดัน

เมื่อต่อเป็นอนุกรม ตัวต้านทานหลายตัวสิ้นสุดครั้งแรก ตัวต้านทานเชื่อมต่อกับจุดเริ่มต้นของวินาทีจุดสิ้นสุดของวินาที - ถึงจุดเริ่มต้นของวินาทีที่สาม ฯลฯ ด้วยการเชื่อมต่อดังกล่าวผ่านองค์ประกอบทั้งหมดของวงจรอนุกรม
ปัจจุบันเดียวกัน I.

อือ=U1+U2+U3ดังนั้น แรงดัน U ที่ขั้วของแหล่งจ่ายจะเท่ากับผลรวมของแรงดันคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวที่ต่ออนุกรมกัน

Re=R1+R2+R3, Ie=I1=I2=I3, Ue=U1+U2+U3

เมื่อต่ออนุกรมกัน ความต้านทานของวงจรจะเพิ่มขึ้น

การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานคือการเชื่อมต่อที่จุดเริ่มต้นของตัวต้านทานเชื่อมต่อกับขั้วหนึ่งของแหล่งที่มาและสิ้นสุดที่อีกขั้วหนึ่ง

ความต้านทานรวมของตัวต้านทานที่เชื่อมต่อแบบขนานถูกกำหนดโดยสูตร

ความต้านทานรวมของตัวต้านทานที่เชื่อมต่อแบบขนานจะน้อยกว่าความต้านทานที่เล็กที่สุดที่อยู่ในการเชื่อมต่อนี้เสมอ

เมื่อต่อความต้านทานแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมจะเท่ากัน อือ=U1=U2=U3กระแส I ไหลเข้าสู่วงจรและกระแส I 1, I 2, I 3 ไหลออกมา เนื่องจากประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ไม่สะสมที่จุดใดจุดหนึ่ง จึงเห็นได้ชัดว่าประจุทั้งหมดที่ไหลไปยังจุดสาขาจะเท่ากับประจุทั้งหมดที่ไหลออกจากจุดนั้น: คือ=I1+I2+I3ดังนั้นคุณสมบัติที่สามของการเชื่อมต่อแบบขนานสามารถกำหนดได้ดังนี้: ขนาดของกระแสในส่วนที่ไม่ได้แบรนช์ของวงจรจะเท่ากับผลรวมของกระแสในแบรนช์คู่ขนานสำหรับตัวต้านทานแบบขนานสองตัว: