Midt i det akademiske år har mange forskere brug for EMF-formlen til forskellige beregninger. Eksperimenter relateret til galvanisk celle, har også brug for information om elektromotorisk kraft. Men for begyndere er det ikke let at forstå, hvad det er.
Formel til at finde emf
Lad os først præcisere definitionen. Hvad betyder denne forkortelse?
EMF, eller elektromotorisk kraft, er en parameter, der karakteriserer arbejdet af enhver ikke-elektrisk kraft, der opererer i kredsløb, hvor strømmen, både lige og vekslende, er ensartet i hele kredsløbet. I et koblet strømførende kredsløb er EMF ækvivalent med det arbejde, som disse kræfter udfører for at bevæge en enkelt positiv ladning langs hele kredsløbet.
Figuren nedenfor viser emf-formlen.
Ast – betyder arbejdet udført af ydre kræfter i joule.
q er den overførte ladning i coulomb.
Tredjepartsstyrker – dette er kræfter, der udfører ladningsseparation i kilden og i sidste ende danner en potentiel forskel ved dens poler.
For denne kraft er måleenheden voltDet er angivet i formler med bogstavet «E».
Kun når der ikke er strøm i batteriet, vil den elektromotoriske kraft være lig med spændingen ved polerne.
Induktions-EMF:
EMF induceret i et kredsløb med N vender:
Ved flytning:
Elektromotorisk kraft induktion i et kredsløb, der roterer i et magnetfelt med en hastighed v:
Tabel over værdier
En simpel forklaring af elektromotorisk kraft
Lad os forestille os, at der er et vandtårn i vores landsby. Det er fuldstændig fyldt med vand. Lad os tænke på det som et almindeligt batteri. Tårnet er batteriet!
Alt vandet vil udøve et stærkt tryk på bunden af vores tårn. Men det vil kun være stærkt, når strukturen er fuldstændig fyldt med H₂2O.
I sidste ende, jo mindre vand der er, desto svagere er trykket og desto mindre kraft vil strømmen have. Når du åbner hanen, vil du bemærke, at strømmens rækkevidde aftager for hvert minut.
Som følge af dette:
- Spænding er den kraft, hvormed vand presser ned på bunden. Det vil sige tryk.
- Nulspænding er bunden af tårnet.
Det er det samme med batteriet.
Først forbinder vi energikilden til kredsløbet. Og derefter lukker vi det tilsvarende. For eksempel sætter vi et batteri i en lommelygte og tænder den. I starten vil vi bemærke, at enheden lyser klart. Efter et stykke tid vil dens lysstyrke falde mærkbart. Det vil sige, at den elektromotoriske kraft er faldet (den er lækket ud sammenlignet med vandet i tårnet).
Hvis vi tager et vandtårn som eksempel, er EMF den pumpe, der konstant pumper vand ind i tårnet. Og vandet løber aldrig tør.
EMF af en galvanisk celle - formel
Et batteris elektromotoriske kraft kan beregnes på to måder:
- Udfør en beregning ved hjælp af Nernst-ligningen. Du skal beregne elektrodepotentialerne for hver elektrode, der er inkluderet i GE'en. Beregn derefter den elektromagnetiske kraft (EMF) ved hjælp af formlen.
- Beregn den elektromotoriske frekvens (EMF) ved hjælp af Nernst-formlen for den samlede strømgenererende reaktion, der forekommer under driften af GE'en.
Således, bevæbnet med disse formler, vil det være lettere at beregne batteriets elektromotoriske kraft.
Hvor anvendes forskellige typer EMF?
- Piezoelektricitet bruges til at strække eller komprimere materialer. Det bruges til at fremstille kvartskrystalgeneratorer og forskellige sensorer.
- Kemikaliet bruges i galvaniske cellerog batterier.
- Induktion opstår, når en leder krydser et magnetfelt. Dens egenskaber bruges i transformere, elektriske motorer og generatorer.
- Termoelektrisk strøm dannes, når kontaktpunkter mellem forskellige metaller opvarmes. Den har fundet anvendelse i køleenheder og termoelementer.
- Fotoelektricitet bruges til at producere fotoceller.
