帶閉合外電路的 EMF 源

電荷分離並使它們在閉合電路中運動的原因稱為電動勢(emf,emf)。

發生電荷分離的任何源的 EMF 值是根據場將單位電荷從較低電位的電極移動到較高電位的電極所消耗的功來估算的。

按照電位的定義,這個功等於分離電荷的電位差,就像分離電荷的原因一樣,稱為 電動勢.

如果源箝位連接到導電體並因此形成閉合電路,則將建立 ,其方向在外部電路中與 EMF 的方向一致。在源內部,電荷分離一直在發生,電位差一直保持著。

閉合電路

帶電粒子在電流存在下的運動在整個閉合電路中具有相同的方向,場使單位電荷沿閉合電路移動所花費的功可以用一個值來估算,該值也等於功相對於力將單位電荷從負電極移動到正電極的源內部的力 電場.

在直流電中,集中在源極電極上的電荷不斷恢復,這些電荷在電極周圍產生的電場與開路外電路具有相同的性質:它是電勢。與不斷再生電荷的靜電場相反,它被稱為靜止場。

靜止場與靜電場的不同之處不僅在於該場源的電荷不斷恢復,而且在於該場位於導體周圍和導體內部。對於與勢場具有相同特徵的靜止場,對於不通過 EMF 源的任何閉環。

帶閉合外電路的 EMF 源

在 EMF 源的閉合外部迴路的情況下參考流體動力學類比,我們必須想像液壓系統在開放排水管的情況下運行,比方說,其中有一個特定的接收器(液壓馬達)。為了保持罐之間恆定的液位差,泵必須補充流經排水管的上罐中的液體量。

發動機為提升該液體量而消耗的功與液位差成正比,並且可以用該差值來表徵。流體從上層落到下層所做的功與同一層差成正比,在不損失的情況下,等於發動機所做的功。

許多電源中的電動勢實際上與電路中的電流值無關,這就是為什麼通常假設它在電源空轉期間和滿載時都保持不變的原因。然而,通常情況下,電源充電期間的 EMF 與空閒期間的 EMF 值略有不同(通常較小)。

EMF 的化學來源

這種情況下 EMF 的變化可以用所謂的源響應來解釋。例如, 在化學 EMF 源中 它的減少與極化現像有關, 在電機發電機中 — 由於在磁場上施加了與磁場方向相反的負載電流。

電路中各個點之間的電位差取決於電路中的電壓分佈。特別地,源極端子之間的電勢差取決於源的外部電阻和內部電阻之間的比率,或所謂的內部電壓降。

電動勢可以集中在跳躍中電路的極其有限的部分(例如,發生在電流、熱電以及 EMF 在不同物質的接觸點產生的其他來源中)或分佈在內部源電路的某些部分。

我們在電機發電機中遇到了後一種情況,當導線在磁場中移動時,會在相當長的導線上感應出電動勢,總電動勢是在電路的各個部分感應出的基本電動勢的總和。這些值的總和等於導線首尾之間的電位差。

汽車電池

在分析和計算含有電動勢的電路時,通常假設電動勢在自然界中是集中的。通過引入額外的導通電阻來考慮源內部電阻的存在。

由於 EMF 表徵了電流通過期間一種或另一種類型的能量轉化為電能,因此在談論 EMF 或電流的來源時,也使用術語“(電)能量來源”。當涉及到實際來源時,所有這些術語都是同義詞。

有時,當他們計算和分析電路時,他們會有所作為 電流源和 EMF 源.

EMF 源被理解為這樣一種能量源,其 EMF 可以被認為與內阻值無關,並且這種源的 EMF 必須趨於無窮大。有時這是通過示意圖解決方案、使用穩定裝置等來實現的。

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