Midt i studieåret trenger mange forskere EMF-formelen for ulike beregninger. Eksperimenter relatert til galvanisk celle, trenger også informasjon om elektromotorisk kraft. Men for nybegynnere er det ikke lett å forstå hva det er.
Formel for å finne emf
La oss først avklare definisjonen. Hva betyr denne forkortelsen?
EMF, eller elektromotorisk kraft, er en parameter som karakteriserer arbeidet til ikke-elektriske krefter som opererer i kretser der strømmen, både likestrøm og vekslestrøm, er jevn gjennom hele kretsen. I en koblet strømførende krets er EMF ekvivalent med arbeidet som utføres av disse kreftene for å bevege en enkelt positiv ladning langs hele kretsen.
Figuren nedenfor viser emf-formelen.
Ast – betyr arbeidet til ytre krefter i joule.
q er den overførte ladningen i coulomb.
Tredjepartsstyrker – dette er krefter som utfører ladningsseparasjon i kilden og til slutt danner en potensiell forskjell ved polene.
For denne kraften er måleenheten voltDet er angitt i formler med bokstaven «E».
Bare når det ikke er strøm i batteriet, vil den elektromotoriske kraften være lik spenningen ved polene.
Induksjons-EMF:
EMF indusert i en krets som har N svinger:
Ved flytting:
Elektromotorisk kraft induksjon i en krets som roterer i et magnetfelt med en hastighet v:
Verditabell
En enkel forklaring av elektromotorisk kraft
La oss forestille oss at det er et vanntårn i landsbyen vår. Det er fullstendig fylt med vann. La oss tenke på det som et vanlig batteri. Tårnet er batteriet!
Alt vannet vil legge et sterkt trykk på bunnen av tårnet vårt. Men det vil bare være sterkt når strukturen er fullstendig fylt med H₂2Å.
Til syvende og sist, jo mindre vann det er, desto svakere blir trykket og desto mindre kraft vil strømmen ha. Når du åpner kranen, vil du merke at strømmens rekkevidde vil avta for hvert minutt.
Som et resultat av dette:
- Spenning er kraften som vannet presser ned på bunnen med. Det vil si trykk.
- Nullspenning er bunnen av tårnet.
Det er det samme med batteriet.
Først kobler vi energikilden til kretsen. Og deretter lukker vi den tilsvarende. For eksempel setter vi et batteri inn i en lommelykt og slår den på. Først vil vi legge merke til at enheten lyser sterkt. Etter en stund vil lysstyrken avta merkbart. Det vil si at den elektromotoriske kraften har avtatt (den har lekket ut, sammenlignet med vannet i tårnet).
Hvis vi tar et vanntårn som eksempel, er EMF pumpen som konstant pumper vann inn i tårnet. Og vannet tar aldri slutt.
EMF for en galvanisk celle - formel
Den elektromotoriske kraften til et batteri kan beregnes på to måter:
- Utfør en beregning ved hjelp av Nernst-ligningen. Du må beregne elektrodepotensialene til hver elektrode som er inkludert i GE. Beregn deretter den elektromagnetiske kraften ved hjelp av formelen.
- Beregn EMF ved hjelp av Nernst-formelen for den totale strømgenererende reaksjonen som oppstår under drift av GE-en.
Dermed, bevæpnet med disse formlene, vil det være enklere å beregne batteriets elektromotoriske kraft.
Hvor brukes forskjellige typer EMF?
- Piezoelektrisitet brukes til å strekke eller komprimere materialer. Den brukes til å lage kvartskrystallgeneratorer og diverse sensorer.
- Kjemikaliet brukes i galvaniske cellerog batterier.
- Induksjon oppstår når en leder krysser et magnetfelt. Egenskapene til induksjon brukes i transformatorer, elektriske motorer og generatorer.
- Termoelektrisk strøm dannes når kontakter mellom forskjellige metaller varmes opp. Den har funnet anvendelse i kjøleenheter og termoelementer.
- Fotoelektrisitet brukes til å produsere fotoceller.
