Über Potentialdifferenz, elektromotorische Kraft und Spannung

Potenzieller unterschied

Es ist bekannt, dass ein Körper mehr und ein anderer weniger erhitzt werden kann. Der Grad der Erwärmung eines Körpers wird als Temperatur bezeichnet. Ebenso kann ein Körper stärker elektrifiziert werden als ein anderer. Der Grad der Elektrifizierung des Körpers charakterisiert eine Größe, die elektrisches Potenzial oder einfach Potenzial des Körpers genannt wird.

Was bedeutet es, den Körper zu elektrisieren? Das bedeutet, ihm eine elektrische Ladung mitzuteilen, das heißt, ihm eine bestimmte Anzahl Elektronen hinzuzufügen, wenn wir den Körper negativ laden, oder ihm zu entziehen, wenn wir den Körper positiv laden. In beiden Fällen verfügt der Körper über einen gewissen Elektrifizierungsgrad, also dieses oder jenes Potenzial, außerdem hat ein positiv geladener Körper ein positives Potenzial und ein negativ geladener Körper ein negatives Potenzial.

Ein Unterschied in der elektrischen Ladung zwischen zwei Körpern wird üblicherweise als elektrischer Potenzialunterschied oder einfach als Potenzialunterschied bezeichnet.

Es ist zu bedenken, dass, wenn zwei identische Körper mit den gleichen Ladungen aufgeladen werden, einer jedoch größer ist als der andere, zwischen ihnen auch ein Potentialunterschied besteht.

Darüber hinaus besteht eine Potentialdifferenz zwischen zwei solchen Körpern, einem geladenen und einem ungeladenen. Wenn also beispielsweise ein von der Erde isolierter Körper ein bestimmtes Potential hat, dann ist die Potentialdifferenz zwischen ihm und der Erde (deren Potential als Null betrachtet wird) numerisch gleich dem Potential dieses Körpers.

Wenn also zwei Körper so aufgeladen sind, dass ihre Potenziale nicht gleich sind, besteht zwangsläufig ein Potenzialunterschied zwischen ihnen.

Jeder weiß, dass das Elektrifizierungsphänomen des Kamms, wenn man ihn über das Haar reibt, nichts anderes ist, als einen Potentialunterschied zwischen dem Kamm und dem menschlichen Haar zu erzeugen.

Wenn der Kamm am Haar gerieben wird, werden tatsächlich einige der Elektronen auf den Kamm übertragen und laden ihn negativ auf, während das Haar, das einen Teil der Elektronen verloren hat, im gleichen Maße wie der Kamm aufgeladen wird, jedoch positiv . Durch Berühren der Haare mit einem Kamm lässt sich die dadurch entstehende Potenzialdifferenz auf Null reduzieren. Dieser umgekehrte Elektronenübergang kann vom Ohr leicht erkannt werden, wenn ein elektrifizierter Kamm in die Nähe des Ohrs gebracht wird. Ein charakteristisches Knallgeräusch weist auf eine fortgesetzte Entladung hin.

Als wir oben von der Potentialdifferenz sprachen, meinten wir zwei geladene Körper, die Potentialdifferenz kann auch zwischen verschiedenen Teilen (Punkten) desselben Körpers auftreten.

Überlegen Sie also zum Beispiel, was passiert ein Stück Kupferdrahtwenn es uns unter Einwirkung einer äußeren Kraft gelingt, die freien Elektronen im Draht zu einem Ende zu bewegen.Offensichtlich wird es am anderen Ende des Drahtes zu einem Mangel an Elektronen kommen und dann entsteht eine Potentialdifferenz zwischen den Enden des Drahtes.

Sobald wir die Einwirkung der äußeren Kraft stoppen, strömen die Elektronen aufgrund der Anziehung unterschiedlicher Ladungen sofort positiv geladen zum Ende des Drahtes, also an die Stelle, an der sie fehlen, und zwar elektrisch Das Gleichgewicht im Draht wird wiederhergestellt.

Elektromotorische Kraft und Spannung

dUm den elektrischen Strom in einem Kabel aufrechtzuerhalten, ist eine externe Energiequelle erforderlich, um die Potentialdifferenz zwischen den Enden dieses Kabels jederzeit aufrechtzuerhalten.

Bei diesen Energiequellen handelt es sich um sogenannte Quellen elektrischer Toxizität, einer bestimmten elektromotorischen Kraft, die an den Enden des Leiters eine Potentialdifferenz erzeugt und für lange Zeit aufrechterhält.

Die elektromotorische Kraft (abgekürzt EMF) wird mit dem Buchstaben E bezeichnet. EMF wird in Volt gemessen. In unserem Land wird das Volt mit dem Buchstaben „B“ und in der internationalen Bezeichnung mit dem Buchstaben „V“ abgekürzt.

Um einen kontinuierlichen Fluss zu erreichen Elektrizität, Sie benötigen eine elektromotorische Kraft, das heißt, Sie benötigen eine elektrische Stromquelle.

Die erste Stromquelle dieser Art war der sogenannte „Voltapol“, der aus einer Reihe von mit Haut ausgekleideten Kreisen aus Kupfer und Zink bestand, die in angesäuertes Wasser getaucht waren. Eine Möglichkeit, elektromotorische Kraft zu erhalten, ist daher die chemische Wechselwirkung bestimmter Stoffe, wodurch chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Stromquellen, bei denen auf diese Weise eine elektromotorische Kraft erzeugt wird, werden chemische Stromquellen genannt.

Derzeit werden chemische Stromquellen – galvanische Zellen und Batterien – in der Elektrotechnik und Energietechnik häufig eingesetzt.

Eine weitere Hauptstromquelle, die in allen Bereichen der Elektro- und Energietechnik weit verbreitet ist, sind Generatoren.

Generatoren werden in Kraftwerken installiert und dienen als einzige Stromquelle für die Stromversorgung von Industrieunternehmen, die elektrische Beleuchtung von Städten, elektrische Eisenbahnen, Straßenbahnen, U-Bahnen, Oberleitungsbusse usw.

Bei chemischen Stromquellen (Zellen und Batterien) und bei Generatoren ist die Wirkung der elektromotorischen Kraft genau die gleiche. Es besteht darin, dass die EMF an den Anschlüssen der Stromquelle eine Potentialdifferenz erzeugt und diese über einen langen Zeitraum aufrechterhält.

Diese Anschlüsse werden als Pole der Stromquelle bezeichnet. Ein Pol der Stromquelle weist immer einen Elektronenmangel auf und ist daher positiv geladen, der andere Pol weist einen Elektronenüberschuss auf und ist daher negativ geladen.

Dementsprechend wird ein Pol der Stromquelle als positiv (+) und der andere als negativ (-) bezeichnet.

Stromquellen werden verwendet, um verschiedene Geräte mit elektrischem Strom zu versorgen – derzeitige Nutzer… Stromverbraucher werden über Drähte mit den Polen der Stromquelle verbunden und bilden so einen geschlossenen Stromkreis. Die Potentialdifferenz, die sich bei geschlossenem Stromkreis zwischen den Polen der Stromquelle einstellt, wird Spannung genannt und mit dem Buchstaben U bezeichnet.

Die Einheit zur Messung der Spannung ist, wie bei der EMF, das Volt.

Wenn Sie beispielsweise aufschreiben müssen, dass die Spannung der Stromquelle 12 Volt beträgt, dann schreiben sie: U — 12 V.

Zum Messen EMF oder Spannung, die als Voltmeter bezeichnet wird.

Um die EMF oder Spannung einer Stromquelle zu messen, muss ein Voltmeter direkt an deren Anschlüsse angeschlossen werden. Darüber hinaus, wenn Stromkreis geöffnet ist, zeigt das Voltmeter die EMK der Stromquelle an. Wenn Sie den Stromkreis schließen, zeigt das Voltmeter jetzt nicht die EMF, sondern die Spannung an den Anschlüssen der Stromquelle an.

Die von der Stromquelle erzeugte EMK ist immer größer als die Spannung an ihren Anschlüssen.