På potensialforskjell, elektromotorisk kraft og spenning
Potensiell forskjell
Det er kjent at en kropp kan varmes opp mer og en annen mindre. Graden som en kropp varmes opp kalles dens temperatur. På samme måte kan en kropp elektrifiseres mer enn en annen. Graden av elektrifisering av kroppen karakteriserer en mengde som kalles elektrisk potensial eller rett og slett potensial for kroppen.
Hva vil det si å elektrifisere kroppen? Dette betyr å informere den om en elektrisk ladning, det vil si å legge til et visst antall elektroner til den hvis vi lader kroppen negativt, eller ta dem bort fra den hvis vi lader kroppen positivt. I begge tilfeller vil kroppen ha en viss grad av elektrifisering, det vil si dette eller det potensialet, dessuten har et positivt ladet legeme et positivt potensial, og et negativt ladet legeme har et negativt potensial.
En forskjell i nivåene av elektrisk ladning mellom to legemer kalles vanligvis en forskjell i elektrisk potensial eller ganske enkelt en potensialforskjell.
Man bør huske på at hvis to identiske kropper er ladet med samme ladninger, men den ene er større enn den andre, vil det også være en potensiell forskjell mellom dem.
Videre eksisterer det en potensiell forskjell mellom to slike legemer, den ene ladet og den andre uladet. Så, for eksempel, hvis et legeme isolert fra bakken har et visst potensial, er potensialforskjellen mellom det og bakken (hvis potensialet anses som null) numerisk lik potensialet til denne kroppen.
Så hvis to legemer er ladet på en slik måte at deres potensialer ikke er det samme, er det uunngåelig en potensiell forskjell mellom dem.
Alle vet at elektrifiseringsfenomenet til kammen når du gnir den på håret ikke er annet enn å skape en potensiell forskjell mellom kammen og menneskehåret.
Faktisk, når kammen gnis mot håret, overføres noen av elektronene til kammen, og lader den negativt, mens håret, som har mistet noen av elektronene, lades i samme grad som kammen, men positivt. . Den potensielle forskjellen som dermed skapes kan reduseres til null ved å berøre håret med en kam. Denne omvendte elektronovergangen oppdages lett av øret hvis en elektrifisert kam bringes nær øret. En karakteristisk poppende lyd vil indikere fortsatt utladning.
Når vi snakker ovenfor om potensialforskjellen, mente vi to ladede kropper, potensialforskjellen kan også oppstå mellom forskjellige deler (punkter) av samme kropp.
Så tenk for eksempel på hva som skjer i et stykke kobbertrådhvis vi, under påvirkning av en ekstern kraft, klarer å flytte de frie elektronene i ledningen til den ene enden.Det er klart at det vil være mangel på elektroner i den andre enden av ledningen og da vil det oppstå en potensiell forskjell mellom endene av ledningen.
Så snart vi stopper virkningen av den ytre kraften, vil elektronene umiddelbart, på grunn av tiltrekningen av forskjellige ladninger, skynde seg til enden av ledningen, positivt ladet, det vil si til stedet der de mangler, og den elektriske balansen vil gjenopprettes i ledningen.
Elektromotorisk kraft og spenning
dFor å opprettholde elektrisk strøm i en ledning, er en ekstern energikilde nødvendig for å opprettholde potensialforskjellen over endene av den ledningen til enhver tid.
Disse energikildene er såkalte kilder til elektrisk toks, en bestemt elektromotorisk kraft som skaper og opprettholder en potensiell forskjell i endene av lederen i lang tid.
Elektromotorisk kraft (forkortet EMF) er betegnet med bokstaven E... EMF måles i volt. I vårt land er volten forkortet med bokstaven «B», og i den internasjonale betegnelsen - med bokstaven «V».
Så for å få en kontinuerlig flyt elektrisitet, du trenger en elektromotorisk kraft, det vil si at du trenger en kilde til elektrisk strøm.
Den første slike strømkilde var den såkalte "voltaiske polen", som besto av en serie kobber- og sinksirkler foret med hud nedsenket i surgjort vann. En av måtene å oppnå elektromotorisk kraft på er således den kjemiske interaksjonen mellom visse stoffer, som et resultat av at kjemisk energi omdannes til elektrisk energi. Strømkilder, der en elektromotorisk kraft skapes på denne måten, kalles kjemiske strømkilder.
For tiden er kjemiske strømkilder - galvaniske celler og batterier - mye brukt i elektroteknikk og energi.
En annen hovedkilde til strøm, som har blitt utbredt innen alle områder innen elektroteknikk og kraftteknikk, er generatorer.
Generatorer er installert i kraftverk og fungerer som den eneste strømkilden for å levere elektrisitet til industribedrifter, elektrisk belysning av byer, elektriske jernbaner, trikker, t-baner, trolleybusser, etc.
Når det gjelder kjemiske kilder til elektrisk strøm (celler og batterier), og for generatorer, er virkningen av den elektromotoriske kraften nøyaktig den samme. Den består i det faktum at EMF skaper en potensiell forskjell ved terminalene til den nåværende kilden og opprettholder den i lang tid.
Disse terminalene kalles polene til strømkilden. Den ene polen til strømkilden opplever alltid mangel på elektroner og har derfor en positiv ladning, den andre polen opplever et overskudd av elektroner og har derfor negativ ladning.
Følgelig kalles den ene polen til strømkilden positiv (+) og den andre - negativ (-).
Strømkilder brukes til å levere elektrisk strøm til ulike enheter — nåværende brukere… Strømforbrukere som bruker ledninger er koblet til polene til strømkilden, og danner en lukket elektrisk krets. Potensialforskjellen som etableres mellom polene til strømkilden med en lukket elektrisk krets kalles spenning og er betegnet med bokstaven U.
Enheten for å måle spenning, som EMF, er volt.
Hvis du for eksempel må skrive ned at spenningen til strømkilden er 12 volt, så skriver de: U — 12 V.
For å måle EMF eller spenning som kalles en voltmeterenhet.
For å måle EMF eller spenningen til en strømkilde, må et voltmeter kobles direkte til terminalene. Videre, hvis elektrisk krets er åpen, vil voltmeteret vise EMF for strømkilden. Hvis du lukker kretsen, vil voltmeteret nå ikke vise EMF, men spenningen ved terminalene til strømkilden.
EMF utviklet av strømkilden er alltid større enn spenningen over terminalene.