Was ist elektromotorische Kraft EMF?

Elektromotorische Kraft (EMF) – in einem Gerät, das eine erzwungene Trennung positiver und negativer Ladungen durchführt (Generator), wird der Wert, der numerisch der Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen des Generators bei fehlendem Strom in seinem Stromkreis entspricht, in Volt gemessen.

Quellen elektromagnetischer Energie (Generatoren) – Geräte, die Energie jeglicher nichtelektrischer Art in elektrische umwandeln. Solche Quellen, zum Beispiel Satsa:

• Generatoren in Kraftwerken (Wärme-, Wind-, Kern-, Wasserkraftkraftwerke), die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln;

• galvanische Zellen (Batterien) und Akkumulatoren aller Art, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln usw.

EMF ist numerisch gleich der Arbeit, die von externen Kräften geleistet wird, um eine positive Einheitsladung innerhalb der Quelle zu bewegen, oder die Quelle selbst, die eine positive Einheitsladung in einem geschlossenen Stromkreis leitet.

Die elektromotorische Kraft EMF E ist eine skalare Größe, die die Fähigkeit eines externen Feldes und eines induzierten elektrischen Feldes charakterisiert, einen elektrischen Strom zu induzieren.Die EMK E ist numerisch gleich der Arbeit (Energie) W in Joule (J), die dieses Feld aufwendet, um eine Einheitsladung (1 C) von einem Punkt auf dem Feld zu einem anderen zu bewegen.

Die Maßeinheit für EMF ist Volt (V). Somit ist die EMK gleich 1 V, wenn bei der Bewegung einer Ladung von 1 C durch einen geschlossenen Stromkreis Arbeit von 1 J verrichtet wird: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Überweisungsgebühren über die Website Stromkreis mit einem Energieverbrauch einhergehen.

Ein Wert, dessen Ziffer der Arbeit entspricht, die die Quelle verrichtet, indem sie eine einzelne positive Ladung entlang eines bestimmten Abschnitts des Stromkreises leitet, wird als Spannung U bezeichnet. Da der Stromkreis aus externen und internen Abschnitten besteht, unterscheiden sie die Konzepte der Spannungen von außen Uvsh- und interne Uvt-Abschnitte.

Aus dem Gesagten geht hervor, dass die EMF der Quelle gleich der Summe der Spannungen der externen U- und internen U-Abschnitte des Stromkreises ist:

E = Uears + UW

Diese Formel drückt den Energieerhaltungssatz für einen Stromkreis aus.

Spannungen in verschiedenen Teilen des Stromkreises können nur bei geschlossenem Stromkreis gemessen werden. Die EMF wird zwischen den offenen Quellenanschlüssen gemessen.

Spannung, EMF und Spannungsabfall für ein aktives Zweipolnetzwerk

EMF-Richtung – Dies ist die Richtung der erzwungenen Bewegung positiver Ladungen im Generator von Minus nach Plus unter dem Einfluss anderer als elektrischer Natur.

Der Innenwiderstand des Generators ist der Widerstand der darin enthaltenen Strukturelemente.

Eine ideale EMF-Quelle – ein Generator, innerer Widerstand Das ist Null, und die Spannung an seinen Anschlüssen ist unabhängig von der Last. Die Leistung einer idealen EMF-Quelle ist unendlich.

Ein bedingtes Bild (elektrisches Diagramm) eines idealen EMF-Generators mit einem Wert von E ist in Abb. dargestellt.1, a.

Die reale EMF-Quelle enthält im Gegensatz zur idealen einen Innenwiderstand Ri und ihre Spannung hängt von der Last ab (Abb. 1., b), und die Leistung der Quelle ist endlich. Der Stromkreis eines echten EMF-Generators ist eine Reihenschaltung eines idealen EMF-Generators E und seines Innenwiderstands Ri.

EMF-Quellen: a – ideal; b – echt

Um den Betriebsmodus des realen EMF-Generators näher an den idealen Betriebsmodus zu bringen, wird in der Praxis versucht, den Innenwiderstand des realen Generators Ri so klein wie möglich zu halten, und es muss mindestens der Lastwiderstand Rn angeschlossen werden 10-facher Wert des Innenwiderstands des Generators, d.h. Es ist notwendig, die Bedingung zu erfüllen: Rn >> Ri

Damit die Ausgangsspannung eines echten EMF-Generators lastunabhängig ist, wird sie durch den Einsatz spezieller elektronischer Spannungsstabilisierungsschaltungen stabilisiert.

Da der Innenwiderstand eines echten EMF-Generators nicht unendlich klein gemacht werden kann, wird er minimiert und als Standard für die Möglichkeit des koordinierten Anschlusses von Energieverbrauchern an ihn ausgeführt. In der Funktechnik betragen die Standard-Ausgangswiderstandswerte von EMF-Generatoren 50 Ohm (Industriestandard) und 75 Ohm (Heimstandard).

Beispielsweise haben alle Fernsehempfänger eine Eingangsimpedanz von 75 Ohm und werden mit Koaxialkabeln genau dieser Wellenimpedanz an die Antennen angeschlossen.

Um sich den idealen EMF-Generatoren anzunähern, sind die in allen Industrie- und Haushaltselektronikgeräten verwendeten Versorgungsspannungsquellen mit speziellen elektronischen Schaltungen zur Stabilisierung der Ausgangsspannung ausgestattet, die es ermöglichen, einer nahezu konstanten Ausgangsspannung der Stromquelle in einem bestimmten Bereich standzuhalten von Strömen, die von der EMF-Quelle (manchmal auch Spannungsquelle genannt) gezogen werden.

In den elektrischen Diagrammen sind die EMF-Quellen wie folgt dargestellt: E – eine Quelle konstanter EMF, e (t) ist eine Quelle harmonischer (variabler) EMF in Form einer Funktion der Zeit.

Die elektromotorische Kraft E einer Batterie aus in Reihe geschalteten identischen Zellen ist gleich der elektromotorischen Kraft einer Zelle E multipliziert mit der Anzahl der Elemente n der Batterie: E = nE.

Siehe auch zu diesem Thema: EMF- und Stromquellen: Hauptmerkmale und Unterschiede