Co je EMF zdroje proudu?

Co je EMF zdroje proudu?
Co je EMF zdroje proudu?
Anonim

Pokud uzavřete póly nabitého kondenzátoru k sobě, pak pod vlivem elektrostatického pole nahromaděného mezi jeho deskami začne pohyb nosičů náboje - elektronů ve vnějším obvodu kondenzátoru ve směru od kladného pól k zápornému.

V procesu vybíjení kondenzátoru však elektrické pole působící na pohybující se nabité částice rychle slábne, až úplně zmizí. Proto je tok elektrického proudu, který vznikl ve vybíjecím obvodu, krátkodobé povahy a proces se rychle rozpadá.

Pro udržení proudu ve vodivém obvodu po dlouhou dobu se používají zařízení, která se v každodenním životě nepřesně nazývají zdroje proudu (ve striktně fyzikálním smyslu tomu tak není). Nejčastěji jsou těmito zdroji chemické baterie.

V důsledku elektrochemických procesů, které v nich probíhají, se na jejich svorkách hromadí opačné elektrické náboje. Síly neelektrostatické povahy, jejichž působením se takové rozložení nábojů provádí, se nazývají vnější síly.

Následující příklad pomůže pochopit podstatu konceptu EMP zdroje proudu.

Představte si vodič v elektrickém poli, jak je znázorněno na obrázku níže.obrázek, to znamená tak, že v něm existuje také elektrické pole.

zdroj proudu emf
zdroj proudu emf

Je známo, že vlivem tohoto pole začne ve vodiči protékat elektrický proud. Nyní je otázkou, co se stane s nosiči náboje, když dosáhnou konce vodiče, a zda tento proud zůstane časem stejný.

Snadno můžeme dojít k závěru, že v otevřeném obvodu se vlivem elektrického pole na koncích vodiče hromadí náboje. V tomto ohledu elektrický proud nezůstane konstantní a pohyb elektronů ve vodiči bude mít velmi krátkou životnost, jak je znázorněno na obrázku níže.

emf zdroje proudu je
emf zdroje proudu je

Pro udržení konstantního toku proudu ve vodivém obvodu musí být tento obvod uzavřen, tzn. být ve tvaru smyčky. Ani tato podmínka však nestačí k udržení proudu, protože náboj se vždy pohybuje směrem k nižšímu potenciálu a elektrické pole na náboj vždy působí kladně.

Nyní po průchodu uzavřeným okruhem, když se náboj vrátí do výchozího bodu, kde začal svou cestu, by měl být potenciál v tomto bodě stejný jako na začátku pohybu. Tok proudu je však vždy spojen se ztrátou potenciální energie.

aktuální zdroj emf vzorec
aktuální zdroj emf vzorec

Potřebujeme tedy v obvodu nějaký externí zdroj, na jehož svorkách je udržován potenciálový rozdíl, který zvyšuje energii pohybuelektrické náboje.

Takový zdroj umožňuje náboji cestovat z nižšího potenciálu na vyšší v opačném směru, než je pohyb elektronů působením elektrostatické síly, která se snaží vytlačit náboj z vyššího potenciálu na nižší.

Tato síla, která způsobuje pohyb náboje z nižšího na vyšší potenciál, se nazývá elektromotorická síla. EMF zdroje proudu je fyzikální parametr, který charakterizuje práci vynaloženou na pohyb nábojů uvnitř zdroje vnějšími silami.

Jako zařízení, která poskytují EMF zdroje proudu, jak již bylo zmíněno, se používají baterie, stejně jako generátory, termočlánky atd.

Nyní víme, že baterie díky svému vnitřnímu EMF poskytuje potenciální rozdíl mezi vodiči zdroje, což přispívá k nepřetržitému pohybu elektronů v opačném směru, než je elektrostatická síla.

EMF zdroje proudu, jehož vzorec je uveden níže, stejně jako potenciální rozdíl je vyjádřen ve voltech:

E=Ast/Δq,

kde Astje dílem vnějších sil, Δq je náboj pohybující se uvnitř zdroje.

Doporučuje: