În mijlocul anului universitar, mulți oameni de știință au nevoie de formula câmpului electromotor pentru diverse calcule. Experimente legate de celulă galvanică, am nevoie și de informații despre forța electromotoare. Dar pentru începători, nu este ușor să înțeleagă ce este.
Formula pentru găsirea forței electromotoare
Mai întâi, să clarificăm definiția. Ce înseamnă această abreviere?
Forța electromotoare sau FEM este un parametru care caracterizează lucrul mecanic al oricăror forțe neelectrice care operează în circuite în care curentul, atât continuu, cât și alternativ, este uniform în tot circuitul. Într-un circuit cuplat de curent, FEM este echivalent cu lucrul mecanic efectuat de aceste forțe pentru a deplasa o singură sarcină pozitivă de-a lungul întregului circuit.
Figura de mai jos prezintă formula forței electromotoare.
Ast – reprezintă lucrul mecanic al forțelor externe în jouli.
q este sarcina transferată în coulombi.
Forțe terțe – acestea sunt forțe care efectuează separarea sarcinilor în sursă și, în final, formează o diferență de potențial la polii acesteia.
Pentru această forță, unitatea de măsură este voltEste desemnat în formule prin litera «E».
Numai atunci când nu există curent în baterie, forța electromotoare va fi egală cu tensiunea la poli.
EMF de inducție:
FEM indus într-un circuit având N se întoarce:
Când vă deplasați:
Forța electromotoare inducția într-un circuit care se rotește într-un câmp magnetic cu o viteză w:
Tabel de valori
O explicație simplă a forței electromotoare
Să ne imaginăm că există un turn de apă în satul nostru. Este complet umplut cu apă. Să ne gândim la el ca la o baterie obișnuită. Turnul este bateria!
Toată apa va exercita o presiune puternică asupra bazei turnului nostru. Dar va fi puternică doar atunci când structura va fi complet umplută cu H₂2O.
În cele din urmă, cu cât este mai puțină apă, cu atât presiunea este mai slabă și cu atât mai puțină forță va avea jetul. Când deschideți robinetul, veți observa că raza de acțiune a jetului va scădea cu fiecare minut.
Ca urmare a acestui fapt:
- Tensiunea este forța cu care apa apasă fundul. Adică presiunea.
- Tensiunea zero este partea de jos a turnului.
La fel e și cu bateria.
Mai întâi, conectăm sursa de energie la circuit. Apoi, în mod corespunzător, o închidem. De exemplu, introducem o baterie într-o lanternă și o pornim. Inițial, vom observa că dispozitivul strălucește puternic. După un timp, luminozitatea sa va scădea considerabil. Adică, forța electromotoare a scăzut (se scurge, în comparație cu apa din turn).
Dacă luăm ca exemplu un turn de apă, EMF-ul este pompa care pompează constant apă în turn. Iar apa nu se termină niciodată.
EMF-ul unei celule galvanice - formulă
Forța electromotoare a unei baterii poate fi calculată în două moduri:
- Efectuați un calcul folosind ecuația Nernst. Va trebui să calculați potențialele electrozilor pentru fiecare electrod inclus în GE. Apoi calculați EMF folosind formula.
- Calculați FEM folosind formula Nernst pentru reacția totală de generare a curentului care are loc în timpul funcționării GE.
Astfel, înarmați cu aceste formule, va fi mai ușor să calculați forța electromotoare a bateriei.
Unde sunt utilizate diferite tipuri de câmpuri electromagnetice?
- Piezoelectricitatea este utilizată pentru a întinde sau comprima materialele. Este folosită pentru a fabrica generatoare de cristale de cuarț și diverși senzori.
- Substanța chimică este utilizată în celule galvaniceși baterii.
- Inducția are loc atunci când un conductor traversează un câmp magnetic. Proprietățile sale sunt utilizate în transformatoare, motoare electrice și generatoare.
- Curentul termoelectric se formează atunci când contactele dintre metale diferite sunt încălzite. Și-a găsit aplicații în unități de refrigerare și termocupluri.
- Fotoelectricitatea este utilizată pentru producerea fotocelulelor.
