Potentsiaalide erinevuse, elektromotoorjõu ja pinge kohta
Potentsiaalne erinevus
Teatavasti saab ühte keha rohkem ja teist vähem soojendada. Astet, milleni keha kuumeneb, nimetatakse selle temperatuuriks. Samamoodi saab üht keha rohkem elektrifitseerida kui teist. Keha elektrifitseerimise aste iseloomustab suurust, mida nimetatakse elektripotentsiaaliks või lihtsalt keha potentsiaaliks.
Mida tähendab keha elektrifitseerimine? See tähendab, et teavitame teda elektrilaengust, st lisame sellele teatud arvu elektrone, kui laeme keha negatiivselt, või võtame need sealt ära, kui laeme keha positiivselt. Mõlemal juhul on kehal teatud elektrifitseerimisaste, see tähendab see või teine potentsiaal, pealegi on positiivselt laetud kehal positiivne potentsiaal ja negatiivselt laetud kehal negatiivne potentsiaal.
Kahe keha elektrilaengu taseme erinevust nimetatakse tavaliselt elektripotentsiaali erinevuseks või lihtsalt potentsiaalide erinevuseks.
Tuleb meeles pidada, et kui kaks identset keha on laetud samade laengutega, kuid üks on teisest suurem, siis tekib ka nende vahel potentsiaalide erinevus.
Lisaks on kahe sellise keha vahel, millest üks on laetud ja teine laemata, potentsiaalide erinevus. Näiteks kui maapinnast eraldatud kehal on teatud potentsiaal, on selle ja maapinna (mille potentsiaali peetakse nulliks) potentsiaalide erinevus arvuliselt võrdne selle keha potentsiaaliga.
Nii et kui kaks keha on laetud nii, et nende potentsiaalid ei ole samad, on nende vahel paratamatult potentsiaalide erinevus.
Kõik teavad, et kammi elektriseerumisnähtus, kui seda juustele hõõruda, pole midagi muud kui võimaliku erinevuse loomine kammi ja juuste vahel.
Tegelikult kandub kammi vastu juukseid hõõrudes osa elektronidest üle kammi, laadides seda negatiivselt, samal ajal kui osa elektronidest kaotanud juuksed laetakse samal määral kui kamm, kuid positiivselt. . Nii tekkiva potentsiaalivahe saab kammiga juukseid puudutades nulli viia. See pöördelektronide üleminek on kõrvaga hõlpsasti tuvastatav, kui elektrifitseeritud kamm tuua kõrva lähedale. Iseloomulik hüppamine annab märku tühjenemise jätkumisest.
Rääkides eespool potentsiaalide erinevusest, pidasime silmas kahte laetud keha, potentsiaalide erinevus võib tekkida ka sama keha erinevate osade (punktide) vahel.
Nii näiteks mõelge, mis toimub vasktraadi tükkkui mingi välisjõu toimel õnnestub traadis olevad vabad elektronid ühte otsa liigutada.Ilmselgelt tekib traadi teises otsas elektronide puudus ja siis tekib traadi otste vahel potentsiaalide erinevus.
Niipea, kui välisjõu toime peatame, tormavad elektronid erinevate laengute külgetõmbe tõttu kohe positiivselt laetud juhtme otsa, st kohta, kus need puuduvad, ja elektriline. tasakaal juhtmes taastub.
Elektromotoorjõud ja pinge
dTraadis elektrivoolu säilitamiseks on vaja mõnda välist energiaallikat, et säilitada potentsiaalide erinevus selle juhtme otste vahel.
Need energiaallikad on nn elektrilise toksi allikad, kindel elektromotoorjõud, mis tekitab ja säilitab potentsiaali erinevuse juhi otstes pikka aega.
Elektromotoorjõudu (lühendatult EMF) tähistatakse tähega E... EMF-i mõõdetakse voltides. Meie riigis on volti lühendatud tähega "B" ja rahvusvahelises tähises - tähega "V".
Nii et pideva voolu saamiseks elektrit, vajate elektromotoorjõudu, see tähendab, et teil on vaja elektrivoolu allikat.
Esimene selline vooluallikas oli nn "voltaic poolus", mis koosnes hapendatud vette kastetud nahaga vooderdatud vasest ja tsingist ringidest. Seega on üheks elektromotoorjõu saamise võimaluseks teatud ainete keemiline vastasmõju, mille tulemusena keemiline energia muundatakse elektrienergiaks. Vooluallikaid, milles sel viisil tekib elektromotoorjõud, nimetatakse keemilisteks vooluallikateks.
Praegu kasutatakse elektrotehnikas ja energeetikas laialdaselt keemilisi vooluallikaid – galvaanilised elemendid ja patareid.
Teine peamine vooluallikas, mis on laialt levinud kõigis elektrotehnika ja energeetika valdkondades, on generaatorid.
Generaatorid paigaldatakse elektrijaamadesse ja need on ainsaks vooluallikaks tööstusettevõtete elektriga varustamiseks, linnade elektrivalgustuseks, elektriraudteedele, trammidele, metroodele, trollibussidele jne.
Elektrivoolu keemiliste allikate (elemendid ja patareid) ja generaatorite puhul on elektromotoorjõu toime täpselt sama. See seisneb selles, et EMF loob vooluallika klemmides potentsiaalse erinevuse ja hoiab seda pikka aega.
Neid klemme nimetatakse vooluallika poolusteks. Vooluallika ühel poolusel on alati elektronide puudus ja seetõttu on sellel positiivne laeng, teisel poolusel on elektronide liig ja seetõttu on sellel negatiivne laeng.
Vastavalt sellele nimetatakse vooluallika ühte poolust positiivseks (+) ja teist negatiivseks (-).
Toiteallikaid kasutatakse erinevate seadmete elektrivoolu varustamiseks — praegused kasutajad… Juhtmeid kasutavad voolutarbijad on ühendatud vooluallika poolustega, moodustades suletud elektriahela. Potentsiaalset erinevust, mis tekib suletud elektriahelaga vooluallika pooluste vahel, nimetatakse pingeks ja seda tähistatakse tähega U.
Pinge mõõtmise ühik, nagu EMF, on volt.
Kui peate näiteks üles kirjutama, et vooluallika pinge on 12 volti, siis kirjutatakse: U - 12 V.
Mõõtmiseks EMF või pinge, mida nimetatakse voltmeeterseadmeks.
Vooluallika EMF-i või pinge mõõtmiseks tuleb voltmeeter ühendada otse selle klemmidega. Lisaks, kui elektriahel on avatud, siis näitab voltmeeter vooluallika EMF-i. Kui sulgete vooluringi, näitab voltmeeter nüüd mitte EMF-i, vaid pinget vooluallika klemmides.
Vooluallika poolt välja töötatud EMF on alati suurem kui selle klemmide pinge.