Sisu
Elektrimootor (EMF) on enamiku inimeste jaoks võõras mõiste, kuid see on tihedalt seotud pinge paremini tuttava mõistega. Mõistmine nende kahe ja selle vahel, mida EMF tähendab, annab teile vajalikud tööriistad paljude füüsika ja elektroonika probleemide lahendamiseks ning tutvustab aku sisemise takistuse kontseptsiooni. EMF näitab aku pinget ilma sisemise takistuseta, vähendades väärtust, nagu tavaliste potentsiaalide erinevuse mõõtmisel. Seda saab arvutada paaril erineval viisil, sõltuvalt sellest, milline teave teil on.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Arvutage EMF järgmise valemi abil:
ε = V + ir
Siin (V) tähendab elemendi pinget, (I) tähendab vooluahelas voolu ja (r) tähistab elemendi sisemist takistust.
Mis on EMF?
Elektrimootori jõud on aku klemmide potentsiaalide erinevus (st pinge), kui voolu ei voola. See ei pruugi tunduda, nagu see midagi muudaks, kuid igal akul on "sisemine takistus". See on nagu tavaline takistus, mis vähendab vooluahelas voolu, kuid see on aku enda sees olemas. Selle põhjuseks on asjaolu, et aku lahtrite moodustamiseks kasutatavatel materjalidel on oma takistus (kuna põhimõtteliselt vastavad kõik materjalid).
Kui lahtrist ei voola voolu, ei muuda see sisemine takistus midagi, kuna selle aeglustumiseks pole voolu. Mõnes mõttes võib EMF-i mõelda kui maksimaalset potentsiaalide erinevust klemmide vahel idealiseeritud olukorras ja see on alati suurem kui praktikas aku pinge.
Võrrandid EMF arvutamiseks
EMF arvutamiseks on kaks peamist võrrandit. Kõige põhilisem määratlus on energia džaulide arv (E), mille iga laeng (Q) kiireneb, kui see rakku läbib:
ε = E ÷ Q
Kus (ε) on elektromootori jõu sümbol, (E) on vooluringis olev energia ja (Q) vooluringi laeng. Kui teate saadud energiat ja rakku läbiva laengu kogust, on see kõige lihtsam viis EMF arvutamiseks, kuid enamikul juhtudel pole teil seda teavet.
Selle asemel võite kasutada seda määratlust rohkem nagu Ohmi seadus (V = IR). Seda saab väljendada järgmiselt:
ε = I (R + r)
Kui (I) tähendab voolu, (R) vastava vooluahela takistuse jaoks ja (r) lahtri sisemise takistuse jaoks. Selle laiendamine näitab tihedat seost Ohmi seadustega:
ε = IR + Ir
= V + ir
See näitab, et saate EMF-i arvutada, kui teate pinget klemmide vahel (pinget reaalsetes olukordades kasutatava pinge korral), voolavat voolu ja lahtri sisemist takistust.
Kuidas arvutada EMF: näide
Kujutage näiteks ette, et teil on vooluahel, mille potentsiaalide erinevus on 3,2 V, voolutugevus 0,6 A ja aku sisemine takistus 0,5 oomi juures. Kasutades ülaltoodud valemit:
ε = V + ir
= 3,2 V + 0,6 A × 0,5 Ω
= 3,2 V + 0,3 V = 3,5 V
Niisiis on selle vooluringi EMF 3,5 V.