Относно потенциалната разлика, електромоторната сила и напрежението

Потенциална разлика

Известно е, че едно тяло може да се нагрява повече, а друго по -малко. Степента, до която тялото се нагрява, се нарича неговата температура. По същия начин едно тяло може да бъде електрифицирано повече от друго. Степента на електрификация на тялото характеризира величина, наречена електрически потенциал или просто потенциал на тялото.

Какво означава да наелектризираш тялото? Това означава да го информирате електрически заряд, тоест добавете към него определен брой електрони, ако зареждаме тялото отрицателно, или ги отнемаме от него, ако зареждаме тялото положително. И в двата случая тялото ще има определена степен на електрификация, тоест този или онзи потенциал, освен това едно тяло, заредено положително, има положителен потенциал, а тяло с отрицателно зареждане има отрицателен потенциал.

Разлика в нивата на електрически заряд обикновено се наричат ​​две тела разлика в електрическия потенциал или просто потенциална разлика.

Трябва да се има предвид, че ако две еднакви тела са заредени със същите заряди, но едното е по -голямо от другото, тогава ще има и потенциална разлика между тях.

Освен това съществува потенциална разлика между две такива тела, едното от които е заредено, а другото няма заряд. Така например, ако някое тяло, изолирано от земята, има определен потенциал, тогава потенциалната разлика между него и земята (чийто потенциал се счита за нула) е числено равна на потенциала на това тяло.

Така че, ако две тела са заредени по такъв начин, че техните потенциали не са еднакви, неизбежно съществува потенциална разлика между тях.

Всички знаят явление на електрификация гребенът, когато го търкате върху косата, не е нищо друго освен създаването на потенциална разлика между гребена и човешката коса.

Всъщност, когато гребенът се втрие в косата, част от електроните се прехвърлят към гребена, зареждайки го отрицателно, докато косата, загубила част от електроните, се зарежда в същата степен като гребена, но положително. Създадената по този начин потенциална разлика може да бъде намалена до нула чрез докосване на косата с гребен. Този обратен преход на електрони се открива лесно от ухото, ако електрифициран гребен се доближи до ухото. Характерен пукащ звук ще покаже продължаващ разряд.

 Говорейки по -горе за потенциалната разлика, имахме предвид две заредени тела потенциалната разлика може да се получи и между различни части (точки) на едно и също тяло.

Така, например, помислете какво се случва в парче медна телако под действието на някаква външна сила успеем да преместим свободните електрони в проводника в единия му край. Очевидно ще има недостиг на електрони в другия край на проводника и тогава ще възникне потенциална разлика между краищата на проводника.

Веднага щом спрем действието на външната сила, електроните незабавно, поради привличането на различни заряди, ще се втурнат към края на проводника, заредени положително, тоест до мястото, където липсват, и електрическото равновесие ще се възстанови в проводника.

Електромоторна сила и напрежение

дЗа да се поддържа електрическият ток в проводник, е необходим някакъв външен източник на енергия, който да поддържа разликата на потенциала в краищата на този проводник през цялото време.

Тези енергийни източници са т.нар източници на електрически токс определено електродвижеща сила, който създава и поддържа потенциална разлика в краищата на проводника за дълго време.

Електромоторната сила (съкратено ЕМП) се обозначава с буквата Е… ЕМП се измерва във волта. У нас волтата се съкращава с буквата «B», а в международното обозначение — с буквата «V».

Така че, за да получите непрекъснат поток електрически ток, имате нужда от електромоторна сила, тоест имате нужда от източник на електрически ток.

Първият такъв източник на ток е така нареченият „волтаичен стълб“, който се състои от поредица от медни и цинкови кръгове, облицовани с кожа, потопена в подкиселена вода. По този начин един от начините за получаване на електродвижеща сила е химичното взаимодействие на определени вещества, в резултат на което химическата енергия се превръща в електрическа. Извикват се източници на ток, при които по този начин се създава електродвижеща сила химически източници на ток.

В момента химически източници на ток — галванични клетки и акумулатори — намират широко приложение в електротехниката и енергетиката.

Друг основен източник на ток, който стана широко разпространен във всички области на електротехниката и електроенергетиката, са генератори.

Генераторите се инсталират в електроцентрали и служат като единствен източник на ток за доставка на електричество на промишлени предприятия, електрическо осветление на градове, електрически железопътни линии, трамваи, метро, ​​тролейбуси и др.

Що се отнася до химическите източници на електрически ток (клетки и батерии), и за генераторите, действието на електродвижещата сила е абсолютно същото. Той се състои в това, че ЕМП създава потенциална разлика в клемите на източника на ток и я поддържа за дълго време.

Тези терминали се наричат ​​полюси на източника на ток. Един полюс на източника на ток винаги изпитва липса на електрони и следователно има положителен заряд, другият полюс изпитва излишък от електрони и следователно има отрицателен заряд.

Съответно, един полюс на източника на ток се нарича положителен (+), а другият — отрицателен ( -).

Източниците на енергия се използват за подаване на електрически ток към различни устройства — настоящи потребители… Потребителите на ток, използващи проводници, са свързани към полюсите на източника на ток, образувайки затворена електрическа верига. Потенциалната разлика, която се установява между полюсите на източника на ток със затворена електрическа верига, се нарича напрежение и се обозначава с буквата U.

Единицата за измерване на напрежението, подобно на ЕМП, е волта.

Ако например трябва да запишете, че напрежението на източника на ток е 12 волта, тогава те пишат: U — 12 V.

За измерване ЕМП или напрежение, наречено устройство волтметър.

За да се измери ЕМП или напрежението на източник на ток, волтметър трябва да бъде свързан директно към неговите полюси. Освен това, ако електрическа верига е отворен, тогава волтметърът ще покаже EMF на източника на ток. Ако затворите веригата, волтметърът вече ще показва не ЕМП, а напрежението на клемите на източника на ток.

ЕМП, развито от източника на ток, винаги е по -голямо от напрежението на неговите клеми.