Daya Elektromotif (EMF) dan Perbezaan Potensi (PD)

EMF dan PD kedua -duanya diukur dalam volt tetapi mereka tidak sama.Adalah penting untuk memahami perbezaan di antara mereka dalam reka bentuk litar elektrik dan elektronik.Ini membantu mencegah kekeliruan dan memastikan istilah yang betul digunakan.Artikel ini meneroka konsep asas ini, menjelaskan apa yang menjadikan mereka berbeza, bagaimana ia digunakan, dan bagaimana mereka bekerjasama dalam pelbagai komponen elektrik.Artikel ini bukan sahaja menerangkan teori di sebalik EMF dan PD tetapi juga menunjukkan bagaimana ia memohon dalam kehidupan sebenar, dari bateri mudah ke peranti elektronik yang kompleks.Mengetahui prinsip -prinsip ini adalah baik untuk meningkatkan teknologi dan menjadikan sistem elektrik lebih cekap dan berkesan dengan mengawal aliran elektron dan tahap voltan dengan tepat.

Katalog

Rajah 1: Daya elektromotif (EMF) dan perbezaan potensi (PD)

Memahami Kekuatan Elektromotif (EMF)

Daya elektromotif atau EMF, adalah idea asas dalam elektromagnetisme yang menjadikan elektron bergerak dalam litar elektrik.EMF adalah tenaga sumber kuasa yang disediakan untuk setiap unit caj elektrik, tanpa mengira arus yang dicipta.Ini penting dalam peranti seperti penjana dan bateri, di mana tenaga berubah menjadi elektrik.EMF sering dianggap sebagai voltan sumber kuasa yang diberikan apabila tiada arus mengalir, menunjukkan peranannya sebagai titik permulaan pergerakan tenaga dan bukannya hasilnya.

Dalam istilah sehari -hari, EMF adalah mengapa bateri boleh menolak arus melalui litar, walaupun terhadap rintangan, menjaga elektrik mengalir.Dalam fizik, EMF adalah kerja yang diperlukan untuk memindahkan caj sepanjang jalan di sekitar litar, memandangkan kedua -dua rintangan di luar dan dalam.

Rajah 2: Sel elektrokimia

Rajah 3: Prinsip kerja EMF

Apakah perbezaan potensi (voltan)?

Perbezaan yang berpotensi, juga dikenali sebagai voltan, mengukur perbezaan tenaga elektrik antara dua mata dalam litar, menunjukkan berapa banyak tenaga yang diperoleh atau hilang apabila caj bergerak di antara titik -titik ini.Perbezaan ini adalah yang menjadikan aliran semasa elektrik melalui bahagian litar seperti perintang atau kapasitor, bertukar menjadi haba, cahaya, atau bentuk tenaga lain.

Voltan, juga dikenali sebagai perbezaan yang berpotensi, adalah penting dalam kedua -dua teori dan amalan dalam kejuruteraan elektrik.Ia mewakili tenaga yang menggerakkan elektron melalui konduktor dan sebahagian daripada undang -undang Ohm, yang menghubungkan voltan, arus, dan rintangan.Voltan adalah baik untuk peranti operasi seperti transistor dalam microchips, menyalakan LED, dan menguruskan pengecasan bateri dan pelepasan.Voltan tinggi berguna dalam penghantaran kuasa untuk meminimumkan kehilangan tenaga dalam jarak jauh.

Dalam litar elektronik, tahap voltan mengawal bagaimana litar digital berkelakuan, tentukan apabila peranti semikonduktor menghidupkan atau mematikan, dan mempengaruhi prestasi dan jangka hayat motor elektrik.

Rajah 4: Tenaga yang diukur dalam PD

Rajah 5: Polariti voltan

Kekuatan Elektromotif (EMF) dan Perbandingan Potensi Perbezaan (PD)

Untuk menerangkan perbezaan antara EMF dan perbezaan yang berpotensi, fikirkan bateri mudah dalam litar.Voltan yang dilabelkan pada bateri, seperti 1.5 volt, adalah EMFnya, iaitu daya maksimum yang mendorong arus melalui litar.Walau bagaimanapun, apabila bateri sedang digunakan, di bawah beban berat atau seperti umur, voltan ini jatuh akibat rintangan dalaman.

EMF (daya elektromotif) adalah voltan apabila bateri tidak menggerakkan apa -apa, diukur tanpa sebarang beban.Ia adalah kuasa dalaman bateri.Perbezaan yang berpotensi, adalah voltan sebenar yang anda lihat apabila bateri menggerakkan litar.Apabila tiada beban, perbezaan potensi sama dengan EMF.Tetapi apabila beban disambungkan, perbezaan potensi jatuh walaupun EMF tetap sama.

Perbezaan Potensi (PD)	Vs.	Daya Elektromotif (EMF)
Berlaku Apabila arus mengalir melalui rintangan	Definisi	The daya elektrik yang dihasilkan oleh sel atau bateri
PD adalah kesannya.	Hubungan	Emf adalah punca
Sifar Sekiranya tiada arus mengalir	Kehadiran arus	Ada Walaupun tidak ada arus yang mengalir
Volt	Unit	Volt
Perubahan Berdasarkan litar	Ketabahan	Tinggal sama
V	Simbol	E
Bergantung mengenai rintangan antara dua mata	Ketergantungan terhadap rintangan	Tidak tidak bergantung pada rintangan
V = Ir	Formula	E = I (r + r)
Cahaya mentol	Contoh	Sel, bateri

Rajah 6: Rajah litar EMF dan PD

Masalah contoh

Masalah 1: Cari arus yang mengalir melalui bateri dengan 2 volt dan 0.02 ohm rintangan dalaman apabila terminalnya disambungkan terus ke satu sama lain.

Untuk memikirkan ini, kami akan menggunakan undang -undang OHM, formula yang berkaitan dengan voltan, arus, dan rintangan.

Pertama, mari kita senaraikan apa yang kita tahu:

• voltan (v) = 2 volt

• Rintangan dalaman (r) = 0.02 ohm

• Undang -undang Ohm = V = IR

Tetapi kami ingin mencari semasa (i), jadi kami menyusun semula formula ke:

Jadi, jika anda menyambungkan terminal, 100 amp semasa akan mengalir melalui bateri.

Masalah 2: Cari arus yang mengalir melalui bateri dengan 10 volt, 5 ohm rintangan dalaman, dan 5 ohm rintangan beban yang disambungkan dalam siri.Juga, hitung voltan terminal bateri.

Sekali lagi, undang -undang Ohm akan menjadi panduan kami tetapi kali ini kami berurusan dengan dua rintangan dalam siri: rintangan dalaman bateri dan rintangan beban.

Inilah yang kita tahu:

• EMF (voltan) = 10 volt

• Rintangan Beban (RLOAD) = 5 ohm

• Rintangan dalaman (r) = 5 ohm

Untuk mencari semasa, kami menggunakan formula:

Jadi, 1 amp arus mengalir melalui litar.

Untuk mencari voltan terminal bateri (yang merupakan voltan yang sebenarnya anda ukur merentasi terminalnya), kami menolak penurunan voltan merentasi rintangan dalaman dari EMF.

Ini boleh dikira sebagai:

Jadi, voltan terminal adalah 5 volt.Ini memberitahu kita bahawa bateri kehilangan beberapa voltan asalnya merentasi rintangan dalamannya sendiri, meninggalkan anda dengan 5 volt di terminal.

Kesimpulan

Perbincangan mengenai daya elektromotif (EMF) dan perbezaan potensi (PD) merangkumi idea -idea asas penting dalam keperluan elektrik untuk merancang dan mengendalikan litar.Dengan menjelaskan perbezaan antara EMF, iaitu voltan dalam sumber kuasa apabila ia tidak disambungkan ke beban, dan PD, yang merupakan voltan apabila sumber digunakan, artikel itu membantu kita lebih memahami bagaimana peranti elektrik berfungsi dalam situasi yang berbeza.Masalah contoh termasuk menunjukkan bagaimana konsep -konsep ini berlaku dalam kehidupan sebenar, menjadikannya jelas mengapa mereka penting.Pemahaman ini membantu mewujudkan sistem elektrik yang lebih baik, menghubungkan apa yang mereka pelajari secara teori kepada kejuruteraan praktikal.Menganalisis idea -idea ini dengan teliti, kita dapat terus memajukan elektronik moden, menjadikan teknologi kita bukan sahaja lebih berkuasa tetapi juga lebih dipercayai dan mampan.

Soalan Lazim [Soalan Lazim]

1. Apakah contoh daya elektromotif?

Contoh daya elektromotif ialah voltan yang dihasilkan oleh bateri.Sebagai contoh, bateri AA tipikal menghasilkan EMF kira -kira 1.5 volt.Apabila bateri tidak disambungkan ke litar (iaitu, tiada arus mengalir) EMF boleh diukur di seluruh terminalnya.Voltan ini disebabkan oleh tindak balas kimia yang berlaku di dalam bateri, dan membuat pemisahan caj dan akibatnya menghasilkan voltan.

2. Apakah contoh perbezaan yang berpotensi?

Contoh perbezaan yang berpotensi ialah voltan merentasi mentol lampu dalam litar.Apabila bateri 12 volt disambungkan ke mentol lampu yang direka untuk 12 volt, perbezaan potensi di seluruh terminal mentol adalah 12 volt manakala mentol beroperasi.Perbezaan potensi ini menyebabkan arus mengalir melalui mentol, menyalakannya.

3. Apakah unit daya elektromotif sel?

Unit daya elektromotif adalah volt (v), sama seperti untuk perbezaan yang berpotensi.Ia mengukur potensi elektrik yang dicipta oleh sel, bebas daripada mengalir semasa.

4. Bagaimana EMF lebih besar daripada perbezaan yang berpotensi?

EMF boleh menjadi lebih besar daripada perbezaan yang berpotensi dalam senario praktikal di mana bateri atau penjana berada di bawah beban.Sebagai contoh, pertimbangkan bateri dengan EMF sebanyak 9 volt.Apabila disambungkan ke arus lukisan litar, perbezaan potensi yang diukur di seluruh terminal bateri mungkin jatuh ke, katakan, 8.5 volt disebabkan oleh rintangan dalaman.9 voltan asal adalah EMF, perbezaan potensi maksimum apabila tiada aliran semasa, manakala 8.5 volt adalah perbezaan potensi sebenar di bawah beban.

5. Adakah perbezaan potensi daya atau tenaga?

Perbezaan yang berpotensi bukan tenaga atau tenaga.Ia adalah pengukuran potensi elektrik antara dua mata dalam litar.Ia mewakili kerja yang diperlukan per unit caj untuk memindahkan caj antara kedua -dua mata dan dinyatakan dalam volt.

6. Adakah EMF dan tenaga elektrik sama?

Tidak, EMF dan tenaga elektrik tidak sama.EMF merujuk kepada potensi yang dicipta oleh sumber untuk memindahkan caj elektrik, dinyatakan dalam volt.Tenaga elektrik, sebaliknya, merujuk kepada kerja sebenar yang dilakukan atau tenaga yang dipindahkan apabila caj elektrik bergerak melalui litar yang diukur dalam joules.

7. Adakah EMF boleh negatif?

Ya, EMF boleh menjadi negatif bergantung kepada arah pengukuran dan sifat sumbernya.Sebagai contoh, dalam hal penjana elektrik, jika arah pengukuran bertentangan dengan arah EMF yang diinduksi (seperti peraturan kanan dalam fizik), EMF yang diukur akan menjadi negatif.EMF negatif ini menunjukkan bahawa arah voltan yang diinduksi bertentangan dengan arah rujukan yang dipilih.