Какво е електродвижеща сила ЕМП

Електромоторна сила (ЕМП) — в устройство, което извършва принудително разделяне на положителни и отрицателни заряди (генератор), стойността, числено равна на потенциалната разлика между клемите на генератора при липса на ток в неговата верига, се измерва във волта.

Източници на електромагнитна енергия (генератори) — устройства, които преобразуват енергия от всякакъв неелектрически тип в електрическа. Такива източници например саця:

• генератори в електроцентрали (топлинни, вятърни, ядрени, водноелектрически), които преобразуват механичната енергия в електрическа;

• галванични клетки (батерии) и акумулатори от всички видове, които превръщат химическата енергия в електрическа и др.

ЕМП е числено равно на работата, извършена от външни сили при преместване на единичен положителен заряд вътре в източника или самия източник, провеждащ единичен положителен заряд в затворена верига.

Електромоторна сила ЕМП E е скаларна величина, която характеризира способността на външно поле и индуцирано електрическо поле да индуцират електрически ток. ЕМП E е числено равна на работата (енергията) W в джаули (J), изразходвана от това поле за преместване на единица за зареждане (1 С) от една точка на полето в друга.

Мерната единица за ЕМП е волт (V). По този начин ЕМП е равно на 1 V, ако, когато заряд от 1 C се движи по затворена верига, се извършва работа от 1 J: [E] = I J / 1 C = 1 V.

Преместване на такси през сайта електрическа верига придружен от разход на енергия.

Стойност, чиято цифра е равна на работата, която източникът извършва чрез провеждане на единичен положителен заряд по даден участък от веригата, се нарича напрежение U. Тъй като веригата се състои от външни и вътрешни секции, те разграничават понятията за напрежения на външния Uvsh и вътрешни Uvt секции.

От казаното е очевидно, че ЕМП на източника е равна на сумата от напреженията на външните U и вътрешните U секции на веригата:

E = Uвъшки + UВт

Тази формула изразява закона за запазване на енергията за електрическа верига.

Възможно е измерване на напрежения в различни части на веригата само със затворена верига. ЕМП се измерва между клемите на източника с отворена верига.

Напрежение, ЕМП и спад на напрежението за активна двутерминална мрежа

Посока на ЕМП — това е посоката на принудителното движение на положителни заряди вътре в генератора от минус до плюс под въздействието на природа, различна от електрическа.

Вътрешното съпротивление на генератора е съпротивлението на структурните елементи в него.

Идеален източник на ЕМП — генератор, вътрешно съпротивление което е нула, а напрежението на неговите клеми не зависи от товара. Силата на идеалния източник на ЕМП е безкрайна.

Условно изображение (електрическа диаграма) на идеален генератор на ЕМП със стойност Е показано на фиг. 1, а.

Истинският източник на ЕМП, за разлика от идеалния, съдържа вътрешно съпротивление Ri и напрежението му зависи от товара (фиг. 1., б), а мощността на източника е крайна. Електрическата верига на истински генератор на ЕМП е последователно свързване на идеален генератор ЕМП Е и неговото вътрешно съпротивление Ri.

Източници на ЕМП: а — идеални; б — истински

На практика, за да се доближи режимът на работа на реалния генератор на ЕМП до идеалния режим на работа, вътрешното съпротивление на реалния генератор Ri се опитва да бъде възможно най -малко, а съпротивлението на натоварване Rн е необходимо да се свържат поне 10 пъти стойността на вътрешното съпротивление на генератора, т.е. е необходимо да се изпълни условието: Rn >> Ri

За да може изходното напрежение на реален генератор на ЕМП да е независимо от натоварването, то се стабилизира чрез използване на специални електронни вериги за стабилизация на напрежението.

Тъй като вътрешното съпротивление на истински генератор на ЕМП не може да бъде направено безкрайно малко, то се свежда до минимум и се изпълнява като стандарт за възможността за координирано свързване на консуматори на енергия към него. В радиотехниката стойностите на стандартното изходно съпротивление на генераторите на ЕМП са 50 ома (индустриален стандарт) и 75 ома (битов стандарт).

Например, всички телевизионни приемници имат входен импеданс 75 ома и са свързани към антените с коаксиален кабел с точно такъв характерен импеданс.

За да се сближат идеалните генератори на ЕМП, източниците на захранващо напрежение, използвани във всички промишлени и битови електронни съоръжения, се извършват с помощта на специални електронни схеми за стабилизиране на изходното напрежение, които позволяват да издържат на почти постоянно изходно напрежение на източника на захранване в даден диапазон от консумирани токове от източника на ЕМП (понякога се нарича източник на напрежение).

На електрическите схеми източниците на ЕМП са изобразени по следния начин: E — източник на постоянна ЕМП, e (t) е източник на хармонична (променлива) ЕМП под формата на функция на времето.

Електродвижещата сила E на батерия от еднакви клетки, свързани последователно, е равна на електродвижещата сила на една клетка E, умножена по броя на елементите n на батерията: E = nE.

Вижте също по тази тема: Източници на ЕМП и ток: основни характеристики и разлики