EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบันคืออะไร

EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบันคืออะไร
EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบันคืออะไร
Anonim

ถ้าคุณปิดขั้วของตัวเก็บประจุที่มีประจุเข้าด้วยกันจากนั้นภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าสถิตที่สะสมระหว่างแผ่นเปลือกโลกการเคลื่อนที่ของตัวพาประจุ - อิเล็กตรอนเริ่มต้นในวงจรภายนอกของตัวเก็บประจุในทิศทางจากขั้วบวก ต่อขั้วลบ

อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการคายประจุของตัวเก็บประจุ สนามไฟฟ้าที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุที่เคลื่อนที่จะอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็วจนหายไปอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นการไหลของกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรการคายประจุจึงมีลักษณะระยะสั้นและกระบวนการสลายตัวอย่างรวดเร็ว

เพื่อรักษากระแสในวงจรนำไฟฟ้าให้คงอยู่เป็นเวลานาน มีการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าแหล่งกระแสในชีวิตประจำวันอย่างไม่ถูกต้อง (ในแง่กายภาพ มันไม่เป็นเช่นนั้น) ส่วนใหญ่มักมาจากแบตเตอรี่เคมี

อันเป็นผลมาจากกระบวนการไฟฟ้าเคมีที่เกิดขึ้น ประจุไฟฟ้าที่ตรงข้ามกันจะสะสมอยู่ที่ขั้วของพวกมัน แรงที่มีลักษณะไม่เป็นไฟฟ้าสถิตภายใต้การกระทำที่มีการกระจายประจุดังกล่าวเรียกว่าแรงภายนอก

ตัวอย่างต่อไปนี้จะช่วยให้เข้าใจธรรมชาติของแนวคิดของ EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบัน

ลองนึกภาพตัวนำในสนามไฟฟ้าดังรูปด้านล่างนั่นคือในลักษณะที่มีสนามไฟฟ้าอยู่ภายใน

emf. แหล่งปัจจุบัน
emf. แหล่งปัจจุบัน

เป็นที่ทราบกันดีว่าภายใต้อิทธิพลของสนามนี้ กระแสไฟฟ้าเริ่มไหลในตัวนำ ตอนนี้คำถามคือจะเกิดอะไรขึ้นกับผู้ให้บริการชาร์จเมื่อพวกเขาไปถึงจุดสิ้นสุดของตัวนำ และกระแสนี้จะยังคงเหมือนเดิมเมื่อเวลาผ่านไปหรือไม่

สรุปได้ง่ายๆ ว่าในวงจรเปิด อันเป็นผลมาจากอิทธิพลของสนามไฟฟ้า ประจุจะสะสมที่ปลายตัวนำ ในเรื่องนี้ กระแสไฟฟ้าจะไม่คงที่และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในตัวนำจะมีอายุสั้นมาก ดังแสดงในรูปด้านล่าง

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งปัจจุบันคือ
แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งปัจจุบันคือ

ดังนั้น เพื่อรักษากระแสคงที่ในวงจรนำไฟฟ้า วงจรนี้จะต้องปิด นั่นคือ ให้อยู่ในรูปวงรี อย่างไรก็ตาม แม้สภาวะนี้จะไม่เพียงพอที่จะรักษากระแส เนื่องจากประจุจะเคลื่อนที่ไปสู่ศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเสมอ และสนามไฟฟ้าจะทำงานด้านบวกกับประจุเสมอ

ตอนนี้หลังจากเดินทางผ่านวงจรปิด เมื่อประจุกลับมายังจุดเริ่มต้นที่มันเริ่มต้นการเดินทาง ศักยภาพ ณ จุดนี้ควรจะเท่าเดิมที่จุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว อย่างไรก็ตาม การไหลของกระแสมักจะเกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานศักย์

สูตร emf แหล่งปัจจุบัน
สูตร emf แหล่งปัจจุบัน

ดังนั้น เราจำเป็นต้องมีแหล่งภายนอกในวงจร บนเทอร์มินัลซึ่งคงความต่างศักย์ไว้ ซึ่งเพิ่มพลังงานของการเคลื่อนไหวค่าไฟฟ้า

แหล่งกำเนิดดังกล่าวทำให้ประจุเคลื่อนจากศักย์ต่ำไปยังขั้วที่สูงขึ้นไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใต้การกระทำของแรงไฟฟ้าสถิตที่พยายามผลักประจุจากศักย์ที่สูงกว่าไปยังประจุที่ต่ำกว่า.

แรงนี้ซึ่งทำให้ประจุเคลื่อนจากค่าศักย์ไฟฟ้าต่ำไปยังค่าศักย์ไฟฟ้าที่สูงขึ้นเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า EMF ของแหล่งปัจจุบันเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพที่แสดงลักษณะงานที่ใช้ไปกับการเคลื่อนที่ของประจุภายในแหล่งโดยแรงภายนอก

เป็นอุปกรณ์ที่ให้ EMF ของแหล่งจ่ายปัจจุบัน ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว แบตเตอรี่ถูกใช้ เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เทอร์โมอิเลเมนต์ ฯลฯ

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าแบตเตอรี่เนื่องจาก EMF ภายในของมัน ทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างลีดต้นทาง ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ต่อเนื่องในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงไฟฟ้าสถิต

EMF ของแหล่งที่มาปัจจุบัน ซึ่งแสดงสูตรด้านล่าง รวมถึงความต่างศักย์ที่แสดงเป็นโวลต์:

E=Ast/Δq,

โดยที่ Astคืองานของกองกำลังภายนอก Δq คือประจุที่เคลื่อนที่ภายในแหล่งกำเนิด