Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

Содержание

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере
Многие люди (в то числе и некоторые электрики) путают понятие электродвижущей силы (ЭДС) и напряжения. Хотя эти понятия имеют отличия.

Несмотря на то, что они незначительные, не специалисту сложно в них разобраться. Не маловажную роль в этом играет единица измерения. Напряжение и ЭДС измеряются в одних единицах – Вольтах.

На этом отличия не заканчиваются, подробно обо всем мы рассказали в статье!

Что такое электродвижущая сила

Подробно этот вопрос мы рассмотрели в отдельной статье: https://samelectrik.ru/chto-takoe-eds-obyasnenie-prostymi-slovami.html

Под ЭДС понимается физическая величина, характеризующая работу каких-либо сторонних сил, находящихся в источниках питания постоянного или переменного тока.

При этом, если имеется замкнутый контур, то можно сказать, что ЭДС равна работе сил по перемещению положительного заряда к отрицательному по замкнутой цепи.

Или простыми словами, ЭДС источника тока представляет работу, необходимую для перемещения единичного заряда между полюсами.

При этом если источник тока имеющего бесконечную мощность, а внутреннее сопротивление будет отсутствовать (позиция А на рисунке), то ЭДС можно рассчитать по закону Ома для участка цепи, т.к. напряжение и электродвижущая сила в этом случае равны.

I=U/R,

где U – напряжение, а в рассмотренном примере — ЭДС.

Однако, реальный источник питания имеет конечное внутреннее сопротивление. Поэтому такой расчет нельзя применять на практике. В этом случае для определения ЭДС пользуются формулой для полной цепи.

I=E/(R+r),

где E (также обозначается как «ԑ») — ЭДС; R – сопротивление нагрузки, r – внутреннее сопротивление источника электропитания, I – ток в цепи.

Однако, эта формула не учитывает сопротивление проводников цепи. При этом необходимо понимать, что внутри источника постоянного тока и во внешней цепи, ток течет в разных направлениях. Разница заключается в том, что внутри элемента он течет от минуса к плюсу, то во внешней цепи от плюса к минусу.

Это наглядно представлено на ниже приведенном рисунке:

При этом электродвижущая сила измеряется вольтметром, в случае, когда нет нагрузки, т.е. источник питания работает в режиме холостого хода.

Чтобы найти ЭДС через напряжение и сопротивление нагрузки нужно найти внутреннее сопротивление источника питания, для этого измеряют напряжение дважды при разных токах нагрузки, после чего находят внутреннее сопротивление.

Ниже приведен порядок вычисления по формулам, далее R1, R2 — сопротивление нагрузки для первого и второго измерения соответственно, остальные величины аналогично, U1, U2 – напряжения источника на его зажимах под нагрузкой.

Итак, нам известен ток, тогда он равен:

I1=E/(R1+r)

I2=E/(R2+r)

При этом:

R1=U1/I1

R2=U2/I2

Если подставить в первые уравнения, то:

I1=E/( (U1/I1)+r)

I2=E/( (U2/I2)+r)

Теперь разделим левые и правые части друг на друга:

(I1/I2)= [E/( (U1/I1)+r)]/[E/( (U2/I2)+r)]

После вычисления относительно сопротивления источника тока получим:

r=(U1-U2)/(I1-I2)

Внутреннее сопротивление r:

r= (U1+U2)/I,

где U1, U2 — напряжение на зажимах источника при разном токе нагрузки, I — ток в цепи.

Тогда ЭДС равно:

E=I*(R+r) или E=U1+I1*r

Что такое напряжение

Электрическое напряжение (обозначается как U) – это физическая величина, которая отражает количественную характеристику работы электрического поля по переносу заряда из точки А в точку В.

Соответственно напряжение может быть между двумя точками цепи, но в отличии от ЭДС оно может быть между двумя выводами какого-то из элементов цепи.

Напомним, что ЭДС характеризует работу, выполненную сторонними силами, то есть работу самого источника тока или ЭДС по переносу заряда через всю цепь, а не на конкретном элементе.

Это определение можно выразить простым языком. Напряжение источников постоянного тока – это сила, которая перемещает свободные электроны от одного атома к другому в определенном направлении.

Для переменного тока используют следующие понятия:

  • мгновенное напряжение — это разность потенциалов между точками в данный промежуток времени;
  • амплитудное значение – представляет максимальную величину по модулю мгновенного значения напряжения за промежуток времени;
  • среднее значение – постоянная составляющая напряжения;
  • среднеквадратичное и средневыпрямленное.

Напряжение участка цепи зависит от материала проводника, сопротивления нагрузки и температуры. Так же как и электродвижущая сила измеряется в Вольтах.

Часто для понимания физического смысла напряжения, его сравнивают с водонапорной башней. Столб воды отождествляют с напряжением, а поток с током.

При этом столб воды в башне постепенно уменьшается, что характеризует понижение напряжения и уменьшения силы тока.

Так в чем же отличие

Для лучшего понимания, в чем состоит разница электродвижущей силы от напряжения, рассмотрим пример. Имеется источник электрической энергии бесконечной мощности, в котором отсутствует внутреннее сопротивление. В электрической цепи смонтирована нагрузка. В этом случае будет справедливо утверждение, что ЭДС и напряжение тождественно равны, т.е между этими понятиями отсутствует разница.

Однако, это идеальные условия, которые в реальной жизни не встречаются. Эти условия используют исключительно при расчетах. В реальной жизни учитывается внутреннее сопротивление источника питания. В этом случае ЭДС и напряжение имеют отличия.

На рисунке представлено, какая разница будет в значениях электродвижущей силы и напряжении в реальных условиях. Вышеприведенная формула закона Ома для полной цепи описывает все процессы. При разомкнутой цепи на клеммах батарейки будет значение 1,5 Вольта. Это значение ЭДС. Подключив нагрузку, в данном случае это лампочка, на ней будет напряжение 1 вольт.

Разница от идеального источника заключается в наличии внутреннего сопротивления источника питания. На этом сопротивлении и происходит падение напряжения. Эти процессы описывает закон Ома для полной цепи.

Если измерительный прибор на зажимах источника электроэнергии показывает значение 1,5 Вольта, это будет электродвижущая сила, но повторим, при условии отсутствия нагрузки.

При подключении нагрузки на клеммах будет заведомо меньшее значение. Это и есть напряжение.

Вывод

Из вышесказанного можно сделать вывод, что основная разница между ЭДС и напряжением состоит:

  1. Электродвижущая сила зависит от источника питания, а напряжение зависит от подключенной нагрузки и тока, протекающего по цепи.
  2. Электродвижущая сила это физическая величина, характеризующая работу сторонних сил неэлектрического происхождения, происходящих в цепях постоянного и переменного тока.
  3. Напряжение и ЭДС имеет единую единицу измерения – Вольт.
  4. U -величина физическая, равная работе эффективного электрического поля, производимой при переносе единичного пробного заряда из точки А в точку В.

Таким образом, кратко, если представить U в виде столба воды, то ЭДС можно представить что это насос, поддерживающий уровень воды на постоянном уровне. Надеемся, после прочтения статьи Вам стало понятно основное отличие!

Материалы по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/chem-otlichaetsya-eds-ot-napryazheniya-prostoe-obyasnenie-na-primere.html

Чем отличается эдс от напряжения?

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

» Прочее »

Загрузка…

Вопрос знатокам: в чем отличие между ЭДС и электрическим напряжением

С уважением, Danoka YLYKBEKOVA

Лучшие ответы

ЭДС — это напряжение, которое создают сторонние силы внутри источника тока.

меж ними разница, то в падениии напряжения на сопросивлении источника

ЭДС — электродвижущая сила. Простыми словами — это та сила, которая перемещает заряд в источнике электрической энергии. Напряжение — разность потенциалов на выходе источника напряжения. ЭДС равна падению напряжения на внутреннем сопротивлении источника напряжения плюс напряжение на выходе источника напряжения.

напряжение — оно зависит от того, что подключено и какой ток течет по цепи.
ЭДС — зависит только от самого источника.

можно представить, что внутри любого источника (батареи, аккумулятора) есть идеальная батарейка, выдающая всегда однаковое напряжение (оно как раз — ЭДС) и сопротивление.
Если снаружи повесили потребителя — пошел ток, на этом внутреннем сопротивлении появилось падение напряжения dU (по закону Ома) , снаружи без нагрузки было напряжение U, а стало U-dU.

В самом деле ЭДС не меняется — он зависит только от того, из какого материала сделана батарейка. А вот это внутреннее сопротивление зависит и от ее размеров, и от ее мощности и от того, насколько она свежая. Батарейка садится — увеличивается сопротивление, снаружи кажется. что напряжение стало меньше.

-ответ

Это видео поможет разобраться

Ответы знатоков

ЭДС отличается от напряжения на клеммах источника тем, что ЭДС не учитывает сопротивление источника напряжения (Ro). Для идеального источника напряжения или если сопротивление нагрузки (R) равно бесконечности, то они совпадают, иначе U = e * R/ (R+Ro)
То есть внутреннее сопротивление отжирает от ЭДСа немного напряжения.

Электро движущая сила и напряжения это разные понятия, первый для магнитной индукции, а второй для постоянного тока

Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

ЭДС так же, как и напряжение, измеряется в вольтах. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке.

ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории.

Так, например, работа сторонних сил при перемещении заряда между клеммами тока вне самого источника равна нулю.

Если попроще, то по определению ЭДС — это отношение работы сторонних сил по перенесению положительного заряда к величине этого заряда, Напряжение — это отношение работы электрического поля по перенесению положительного заряда к величине этого заряда. Например у вас в автомобиле есть аккумулятор, его ЭДС равна 13 Вольтам.

Если вы к аккумулятору при включенных фарах подсоедините вольтметр (вольтметр измеряет напряжение) , то измеренное напряжение окажется меньше, чем 13 В. Сторонние силы — это не электрическое поле. В аккумуляторе сторонние силы — это действие химической реакции. Еще в автомобиле есть генератор. Он вырабатывает электрический ток при работе двигателя.

В нем сторонние силы -это электромагнитная индукция.

Короче, никто не смог объяснить. Какие-то потусторонние силы и прочая хрень… Сами не знают и умничают тут.
Нужен нормальный ответ, на доступном русском языке.

Чтобы электрический ток проходил по цепи продолжительное время, нужно непрерывно поддерживать на полюсах источника напряжения разность потенциалов.

Аналогично этому, если соединить трубкой два сосуда с различными уровнями воды, то вода будет переходить из одного сосуда в другой до тех пор, пока уровни в сосудах не сравняются.

Доливая воду в один сосуд и отводя ее из другого, можно добиться того, что движение воды по трубке между сосудами будет продолжаться непрерывно.

При работе источника электрической энергии электроны с анода переходят на катод.

Отсюда можно заключить, что внутри источника электрической энергии действует сила, которая должна непрерывно поддерживать ток в цепи, то есть иначе говоря, должна обеспечивать работу этого источника.

эдс — это напряжение на зажимах источника электроэнергии при разомкнутой цепи. А вообще напряжение-это разность потенциалов двух точек цепи.

Короче, если возьмешь батарейку и вольтметром померяешь ее напряжение без нагрузки, то узнаешь ее эдс. А если подключишь к батарейке лампочку и затем проведешь то же измерение, то это будет напряжение при данной нагрузке.

Оно будет меньше, чем эдс. Тому виной внутреннее сопротивление батарейки.

Так это выглядит без заумных определений)).

ЭДС — это напряжение, созданное внешними силами, переместившими заряды.

Напряжение это сила тока умноженная на сопротивление проводника.
ЭДС это отношение работы по перемещению заряда к величине этого заряда.

Источник: https://dom-voprosov.ru/prochee/chem-otlichaetsya-eds-ot-napryazheniya

Поиск данных по Вашему запросу:

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

Под действием сил внешнего электрического поля и при наличии на концах проводника разности потенциалов — в проводнике возникает электрический ток. Источники электрического тока как раз и являются источниками разности потенциалов.

В каждом источнике электрической энергии тока существующая разность потенциалов создаётся и поддерживается сторонними неэлектрическими силами.

В источнике электрического тока происходит преобразование неэлектрической формы энергии в электрическую энергию.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое ЭДС – электродвижущая сила

Научный форум dxdy

Господа, сегодня речь пойдет про напряжение. Все не раз слышали это слово. Все что-то про него знают. Но что же именно такое это самое напряжение? Что представляет собой физически? Откуда оно берется? На все эти вопросы мы попытаемся сегодня дать ответ.

Для начала определимся с тем, что же такое это самое напряжение? Классическая физика дает достаточно сложное для быстрого понимания формальное определение.

Оно завязано на формальном определении потенциальной энергии зарядов в поле, собственно, потенциале и их разности.

Вся сия ботва подкреплена целым каскадом формул. На мой взгляд сие положение дел сильно усложняет понимание именно физики процесса возникновения напряжения и замечательная лишь с точки зрения решения академических задач, мало имеющих отношения к действительности.

Сейчас мы постараемся разобраться с напряжением, что называется, на пальцах, понять физику протекающих процессов. Многим этого уже будет достаточно. Если же нет — надеюсь, после сего объяснения формулы из школьного учебника физики будут пониматься чуточку проще и быстрее.

Возьмем два электрода. Например, клеммы источника питания, или клеммы батарейки. Чем больше мы электронов перенесем, тем больше будет созданное напряжение.

Теперь, если мы замкнем между собой эти клеммы, то электроны начнут возвращаться с минусовой клеммы обратно на плюсовую, откуда они были взяты — потечет электрический ток. То есть напряжение порождает электрический ток при определенных условиях.

Напряжение, как, думаю, все из вас знают, измеряется в вольтах. Однако вольт не входит в основные единицы системы СИ.

Почему это так? Формальный вывод вы можете глянуть в учебнике физики. А если объяснять на пальцах — то все достаточно просто.

Заряды одного знака в частности, электроны как мы с вами помним — отталкиваются друг от друга. Поэтому что бы перетащить электрон с плюсовой клеммы на минусовую — где и так уже куча электронов — надо совершить определенную работу.

Минусовая клемма отталкивает от себя электроны, а мы их силой на нее запихиваем. Это как пытаться еще больше сжать уже наполовину сжатую пружину. Трудно довольно-таки. Напряжение в один вольт между клеммам возникает, когда мы совершаем работу в 1 Джоуль при переносе с одной клеммы на другую заряда в 1 кулон.

Не следует думать, что эта работа совершается впустую. Нет и еще раз нет! Эта энергия запасается.

После, когда мы замкнем цепь и электрончики побегут с минуса обратно на плюс — они от радости, что возвращаются домой, они уже сами могут совершить некоторую работу — например, нагреть сопротивление или повращать электродвигатель или еще что-нибудь.

Так что напряжение — это такая штука, что всегда готова вырваться наружу с энергией. Возникает резонный вопрос — а как же перенести электроны с плюсовой клеммы на минусовую? Как создать это самое напряжение?

Способов довольно много. Например, в батарейках — этот перенос возникает благодаря химической реакции. В фотоэлементах — благодаря действию энергии света на полупроводниковые материалы.

В генераторах — благодаря действию магнитного поля на перемещающиеся в нем проводники. Возможно, позднее мы коснемся природы этих вещей более подробно. Эти силы, которые участвуют в переносе электронов с плюса на минус — называют сторонними силами.

А работа, которая ими совершается, очевидно, будет называться работой сторонних сил.

И тут сам собой возникает термин ЭДС — электродвижущая сила. ЭДС — это отношение работы сторонних сил по перемещению некоторого заряда, к этому самому заряду. По сути же получается то же самое напряжение, только, если можно так выразиться — с другой стороны. Напряжение все-таки возникает у нас между клеммами и открыто для потребителя.

А ЭДС — это то, что скрыто от потребителя и характеризует процессы внутри источника. Эти процессы, эта работа протекает все время, пока источник функционирует и поддерживает напряжение, которое он выдает.

Рассмотрим чуть подробнее внутреннее устройство источника напряжения на примере простой модели. Эта модель представляет собой последовательное сопротивление ядра источника – устройства, в котором происходят различные процессы формирования напряжения и внутреннего сопротивления источника.

Безусловно, в реальных устройствах они неотделимы друг от друга. Однако для облегчения понимания происходящих процессов их можно разделить, суть от этого не изменится.

Итак, господа, так называемое ядро источника и выдает нам напряжение, точно равное ЭДС. А вот на клеммах источника питания — снаружи — мы может намерить напряжение, как равное ЭДС, так и меньше его.

Рассмотрим три разных случая Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3. Во всех этих рисунках кружок с плюсом и минусом — это ядро источника, то, что непосредственно формирует напряжение. В нем как раз и работают сторонние силы и формируется ЭДС. Это самое ядро выдает нам напряжение точно равное значению ЭДС.

Сопротивление R1 здесь – это внутреннее сопротивление источника. Обычно на практике оно составляет от долей Ома до единиц Ом. А вот сопротивление R2 находится за пределами батарейки — это наша полезная нагрузка.

Например, лампочка. Или плеер. Или еще что. Случай 1 — у нас идеальная батарейка. Этот случай соответствует рисунку 1. Она не имеет внутреннего сопротивления.

В жизни, увы, такое не встретишь, но для понимания физики процессов рассмотреть будет полезно. В этом случае даже при подключенной нагрузке мы будем иметь на выходных клеммах батарейки напряжение, равное ЭДС. Рисунок 1 — Идеальный источник напряжения.

Случай 2 — у нас не идеальная батарейка. У нее есть свое внутреннее сопротивление R1.

Но мы не нагружаем батарейку, ничего к ней не подключаем. Этот случай соответствует рисунку 2. Тогда на выходных клеммах батарейки мы так же будем наблюдать напряжение U3, равное ЭДС.

Рисунок 2 — Реальный источник напряжения без нагрузки холостой ход. Случай 3 — у нас не идеальная батарейка и мы ее нагружаем сопротивлением R2. По цепи течет ток I. Этот случай соответствует рисунку 3. И вот в этом случае напряжение на клеммах, которое мы наблюдаем, не будет равно ЭДС!

Оно будет меньше. Но это напряжение делится между внутренним сопротивлением батарейки R1 и нашей нагрузкой R2. А сопротивление R1, как мы помним, так же находится в недрах батарейки и нам, юзерам, оно недоступно.

Поэтому на клеммах батареи мы будем наблюдать напряжение, меньшее, чем ЭДС батареи. Этот случай чаще всего встречается в жизни.

И именно он хорошо иллюстрирует, чем же отличается ЭДС источника и напряжение, формируемое источником.

Рисунок 3 — Реальный источник напряжения с нагрузкой.

Итак, господа, краткий итог таков: напряжение, выдаваемое источником напряжения равно ЭДС тогда, когда мы можем пренебречь внутренним сопротивлением источника, а точнее падением напряжения на нем.

Если же на внутреннем напряжении источника падает какое-либо напряжение, очевидно, выходное напряжение, формируемое источником, будем меньше ЭДС.

Да, грань между понятиями ЭДС и напряжение довольно размытая, часто бывает путаница, но, господа, теперь ее будет меньше. Коснемся теперь такого момента, как знак напряжения. Да, напряжение может быть как положительным, так и отрицательным. Физики процесса это нисколько не поменяет. Все зависит от того, какой электрод мы примем за начальную точку отсчета , то есть за ноль.

А что считать нулем, вообще говоря? Принято считать, что ноль в данном случае — это наша земля-матушка.

Напряжение и э д с. Эдс и напряжение: что это и в чем разница

Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура [1] [2]. Можно говорить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке.

ЭДС гальванического элемента есть работа сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому. Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории.

Электродвижущая сила источника связана с электрическим током , протекающим в цепи, соотношениями закона Ома.

Зададимся вопросом: на каком сопротивлении падает напряжение? Каждый Электродвижущая сила (ЭДС) – это наибольшее напряжение источника.

Эдс (электродвижущая сила) для начинающих физиков: что это такое?

Напряжение, обычно подразумевают электрический, электростатический заряд. Разность потенциалов в двух точках Ф1 и Ф2 – это напряжение. Не обязательно чтобы протекал ток от Ф1 к Ф2 или обратно.

Ток протекающий от Ф1 к Ф2 по сопротивлению резистору на разных его концах образует разность потенциалов то есть напряжение, говорят напряжение падения на сопротивлении. ЭДС – элкетро движущая сила, или источник электрической энергии, имеет внутреннее сопотивление и может быть как:. Это идеальные варианты.

Реальные, приближенные к реальным ЭДС имеют внутреннее сопротивление отличное от нуля и бесконечности. ЭДС обладают батарейка, солнечный элемнт, генератор, электостанция и тд, Ну и закон Ома, правила Кирхгофа рулят.

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

Электродвижущая сила, в народе ЭДС, также как и напряжение измеряется в вольтах, но носит совсем иной характер. Думаю, вам уже знакома водонапорная башня из прошлой статьи про напряжение. Допустим, что башня полностью заполнена водой. Снизу башни мы просверлили отверстие и врезали туда трубу, по которой вода бежит к вам домой.

Электродвижущая сила и конечное напряжение

Интересно многие сразу поняли, в чем разница между ЭДС и напряжением? И никого не поправлял учитель учительница по физике, когда на практических занятиях говорил -ла о том, что мы подключаем именно источник ЭДС, а не напряжения? В большинстве случаев мы с вами путались, потому что и ЭДС, и напряжение измеряется в Вольтах. Так давайте все-таки разберемся, чем принципиально отличается ЭДС от напряжения. Итак, для начала давайте разберемся, что такое ЭДС.

Чем отличается ЭДС от напряжения

Электродвижущая сила или сокращенно ЭДС — это способность источника тока элемента питания создавать в цепи разность потенциалов электрическое напряжение.

Поскольку в батарейке, аккумуляторе или любом другом источнике тока и напряжения разность потенциалов создают и поддерживают в электрической цепи сторонние силы, напрямую не связанные с электричеством , то ЭДС еще называют характеристикой сторонних сил источника питания.

Еще говорят, что сторонние силы выполняют в источнике питание работу по разделению электрического заряда , а ЭДС — это собственно и есть характеристика способности выполнять эту работу. Или ЭДС является энергетической характеристикой источника питания. ЭДС может возникать в силу самых различных сторонних факторов.

В обычной батарейке или аккумуляторе разность потенциалов создается за счет прохождения химической реакции, в которой участвуют электролит и электроды. В солнечной батарее это происходит за счет фотоэффекта. В ветрогенераторе — за счет энергии ветра и вращательных или поступательных движений.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая ЭДС так же, как и напряжение, в Международной системе единиц (СИ) измеряется в вольтах. Можно говорить об Это удельная работа сторонних сил не во всем контуре, а только на данном участке. ЭДС.

Электродвижущая сила (ЭДС)

Для поддержаниязаданного значения электрического тока в проводнике требуется какой-то внешний источник энергии, который все время обеспечивал бы нужную разность потенциалов на концах этого проводника.

Такими источниками энергии являются так называемые источники электрического тока, обладающие какой-то заданной электродвижущей силой , которая способна создать и длительное время поддерживать разность потенциалов.

Электродвижущая сила или сокращенно ЭДС обозначается латинской буквой Е. Единицей измерения ЭДС является вольт.

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии

На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 авторов выполнят вашу работу от руб! Здесь — ЭДС, — работа сторонних сил, — величина заряда. ЭДС — скалярная величина.

Электрический ток понятен далеко не каждому.

Постоянный ток

В электротехнике источники питания электрических цепей характеризуются электродвижущей силой ЭДС. Во внешней цепи электрического контура электрические заряды двигаются от плюса источника к минусу и создают электрический ток.

Для поддержания его непрерывности в цепи источник должен обладать силой, которая смогла бы перемещать заряды от более низкого к более высокому потенциалу. Такой силой неэлектрического происхождения и является ЭДС источника. Например, ЭДС гальванического элемента.

ЭДС представляет собой работу, которую совершают сторонние силы для перемещения единичного заряда по электрической цепи.

ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ

27 марта Категория: Электротехника. Чтобы электрический ток проходил по цепи продолжительное время, нужно непрерывно поддерживать на полюсах источника напряжения разность потенциалов.

Источник: https://all-audio.pro/c25/instruktsii/eds-eto-napryazhenie.php

Электродвижущая сила и его напряжение. Эдс и напряжение: что это и в чем разница. Главные отличия ЭДС от напряжения

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

Чем отличается ЭДС (электродвижущая сила) от напряжения? Рассмотрим сразу на конкретном примере. Берем батарейку, на которой написано 1,5 вольт. Подключаем к ней вольтметр, как показано на рисунке 1, чтобы проверить, действительно ли батарейка исправна.

Рисунок 1

Вольтметр показывает 1,5 В. Значит, батарейка исправна. Подключаем ее к маленькой лампочке. Лампочка светится. Теперь параллельно лампочке подключаем вольтметр, чтобы проверить: действительно ли на лампочку приходится 1,5 В. Получается схема, показанная на рисунке 2.

Другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице. Напряжение определяется как энергия требует переместить единицу заряда из одной точки в другую. Напряжение вызвано электрическим и магнитным полем.

Напряжение развивается между концами источника. Потенциал положительной конечной точки источника выше по сравнению с отрицательными точками.

Когда напряжение развивается по пассивному элементу, оно называется падением напряжения.

Главные отличия ЭДС от напряжения

Другими словами, это источник энергии от какого-либо активного источника, такого как батарея, к единичному кулоновскому заряду. Он измеряется в вольтах и ​​обозначается символом ε.

В третьем законе Ньютона говорится о сохранении энергии.

В электромагнитном мире это лучше всего проявляется в виде закона Ленца, который гласит: «Индуцированная электродвижущая сила всегда порождает ток, магнитное поле которого противостоит первоначальному изменению магнитного потока».

Рисунок 2

И тут оказывается, что вольтметр показывает, например, 1 В. Куда потрачены 0,5 В (которые разность между 1,5 В и 1 В)?

Дело в том, что любой реальный источник питания имеет внутреннее сопротивление (обозначается буквой r).

Оно во многих случаях снижает характеристики источников питания, но изготовить источник питания вообще без внутреннего сопротивления невозможно.

Поэтому нашу батарейку можно представить как идеальный источник питания и резистор, сопротивление которого соответствует внутреннему сопротивлению батарейки (рисунок 3).

Чтобы понять это простыми словами, провод на диаграмме испытывает направленную вниз силу, потому что магнитное поле постоянного магнита реагирует с магнитным полем, создаваемым током, протекающим в проводе. Если бы вы изменили направление потока тока в проводе, провод будет двигаться вверх. Это также называется моторным эффектом, так как это то, как работают двигатели.

Провод испытывает крутящий момент, потому что ток, текущий в двух плечах петли, не находится в одном направлении, заставляя силы на проводе находиться в противоположных направлениях. Крутящий момент превращает проволочную петлю. Имея много таких проволочных шлейфов в своем роторе, двигатель способен переворачивать тяжелые нагрузки.

Рисунок 3

Так вот, ЭДС в данном примере – это 1,5 В, Напряжение источника питания – 1 В, а разница 0,5 В была рассеяна на внутреннем сопротивлении источника питания.

ЭДС – это максимальное количество вольт, которое источник питания может выдать в цепь. Это постоянная для исправного источника питания величина. А напряжение источника питания зависит от того, что к нему подключено. (Здесь мы говорим только о тех типах источников питания, которые изучаются в рамках школьной программы).

Поскольку при вращении двигателя действуют два противоположных магнитных поля, скорость двигателя регулируется балансом между ними.

Реле или соленоид состоит из катушки или большого количества витков провода на железном сердечнике. Одним из свойств такой компоновки является то, что катушка хранит энергию, когда ток проходит через нее.

Это само по себе не о чем беспокоиться, если ток внезапно не прекратится. Здесь вы можете снова прочитать закон Ленца.

Когда переключатель разомкнут, ток от аккумулятора перестанет течь мгновенно. Однако энергия в реле или соленоиде «противодействует первоначальному изменению магнитного потока», который сейчас пытается рухнуть. Катушка может сделать это только путем поддержания тока, протекающего через зазор в переключателе. Дуга поддерживается до тех пор, пока энергия в индукторе не рассеивается.

В нашем примере лампочка с сопротивлением R и резистор соединены последовательно, поэтому ток в цепи можно найти по формуле

И тогда напряжение на лампочке равно

Получается, чем больше сопротивление лампочки, тем больше вольт приходится на нее, и тем меньше вольт бесполезно теряется в батарейке. Это касается не только лампочки и батарейки, но и любой цепи, состоящей из источника питания и нагрузки.

Чем больше сопротивление нагрузки, тем меньше разница между напряжением и ЭДС. Если сопротивление нагрузки очень большое, то напряжение практически равно ЭДС.

Сопротивление вольтметра всегда очень большое, поэтому в схеме на рисунке 1 он показал значение 1,5 В.

Теперь дуги в любой форме опасны, и лучший способ их обработки – как можно быстрее их погасить. При нормальной работе полупроводниковый переключатель, такой как транзистор, заменяет показанный резистор и переключатель и включается или выключается для управления реле. Дуга может взорвать или повредить транзистор за долю секунды.

Решение довольно простое. Обратный диод подключен через соленоид. Когда переключатель закрыт, диод остается обратным и неактивным. Двигателями и генераторами являются электромагнитные устройства. Они имеют токопроводящие петли, которые вращаются в магнитных полях.

Это быстро меняющееся магнитное поле создает электродвижущие силы, называемые ЭДС или напряжения. Электродвигатели и генераторы противоположны друг другу.

Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую энергию, а электрические генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую.

Пониманию смысла ЭДС мешает то, что в быту мы этот термин практически не употребляем. Мы говорим в магазине: «Дайте мне батарейку с напряжением 1,5 вольта», хотя правильно говорить: «Дайте мне батарейку с ЭДС 1,5 вольта». Но так уж повелось…

Сейчас ЭДС и напряжение, воспринимается многими в качестве идентичных понятий, у которых, если и предусмотрены некоторые отличительные особенности, то они являются столь незначительными, что вряд ли заслуживают вашего к себе внимания.

Электродвигатели и генераторы имеют токопроводящие петли, которые непрерывно вращаются в магнитном поле. Петли обернуты вокруг железного сердечника, называемого арматурой, что делает магнитное поле внутри них сильнее. Ток в петлях меняет направление, заставляя арматуру и, следовательно, петли постоянно вращаться. Изменение направления петель вызывает генерирование индуцированной э.д.с.

Эмф не хватает для электродвижущей силы. Это не сила, а разность потенциалов между терминалами устройства, которые меняют одну форму энергии на электрическую. Например, батарея преобразует химическую энергию в электрическую, а также является источником ЭДС. Разность потенциалов – это напряжение.

С одной стороны, такое положение дел имеет место быть, ведь те аспекты, которые отличают между собой два этих понятия являются столь незначительными, что заметить их вряд ли удастся даже более-менее опытным пользователям. Тем не менее, таковые все же предусмотрены и говорить о том, что ЭДС и напряжение являются совершенно одинаковыми — тоже нельзя.

Наведенная э.д.с. создаваемая движением петель, становится больше, чем быстрее изменяется магнитное поле. Это закон индукции Фарадея, названный в честь его первооткрывателя, знаменитого физика Михаила Фарадея.

Механическая энергия используется для вращения петель в магнитном поле, а генерированная ЭДС – синусоидальная волна, которая изменяется во времени.

Паровые из горения ископаемого топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, являются общим источником в таких странах, как Соединенные Штаты.

В Европе ядерное деление используется для создания пара. В некоторых гидроэлектростанциях, например, в Ниагарском водопаде, для вращения турбин используется давление воды.

Турбины – это роторы с лопастями или лопастями.

Ветер и вода обычно не используются в качестве ископаемых видов топлива для механических источников энергии, поскольку они не столь эффективны и являются более дорогостоящими.

Что собой представляет ЭДС и почему его часто путают с напряжением?

ЭДС, или электродвижущая сила, как ее принято называть во многих учебниках, представляет собой такую физическую величину, которая характеризует работу каких-либо сторонних сил, присутствующих в источниках постоянного, либо-же переменного тока.

Если говорить об замкнутом проводящем контуре, то следовало бы отметить то, что в случае с ним, ЭДС будет равняться работе сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль вышеупомянутого контура. Путают электродвижущую силу и напряжение — не просто так. Как известно, два этих понятия, на сегодняшний день, измеряются в вольтах.

При этом, об ЭДС мы можем говорить на любом участке цели, ведь по сути дела — это удельная работа сторонних сил, которые действуют не во всем контуре, а только на каком-то, определенном участке.

Для вращения петель в магнитном поле используется переменный ток. Электромагнит вызывает магнитное поле и использует то же напряжение, что и катушки.
Коммутатор прикреплен к электрическим контактам, называемым щетками. Изменение направления тока через коммутатор приводит к тому, что арматура и, следовательно, петли вращаются. Магнитное поле, в которое вращается якорь, может быть постоянным магнитом или электромагнитом.

Отдельного внимания с вашей стороны, заслуживает то, что у ЭДС гальванического элемента, предусматривается работа сторонних сил, работающих во время перемещения единичного положительного заряда от одного полюса к совершенно другому.

Работа этих сторонних сил, напрямую зависит от формы траектории, но не может быть выражена через разность потенциалов. Последнее обуславливается тем, что сторонние силы — не являются потенциальными.

Несмотря на то, что напряжение, представляет собой одно из самых незамысловатых понятий, многие потребители до конца не понимают того, что оно собой представляет. Если этого не понимаете и вы, то считаем должным навести для вас некоторые примеры.

ЭДС в генераторе увеличивает свою эффективность, но э.д.с. в двигателе способствует энергоотдаче и неэффективности его работы. Обратная э.д.с. – сопротивление изменению магнитного поля. Он уменьшает ток в контуре и становится больше по мере увеличения скорости двигателя.

Эдс и напряжение 2019

Чем отличается ЭДС от напряжения: простое объяснение на примере

ЭДС (электродвижущая сила) – это напряжение на концах источника, когда ток отсутствует. Когда цепь закрыта и ток течет, то на концах источника есть напряжение, которое меньше, чем ЭДС. Это является следствием внутреннего сопротивления самого источника, что приводит к этому падению напряжения.

Что такое EMF?

Электрически заряженные тела могут быть получены путем отделения электронов от атомов путем потребления какой-либо другой энергии, например. механический, легкий или химический. Такое разделение существует в электрических источниках.

Из-за энергетической активности в источнике генерируется ЭДС, что дополнительно вызывает избыток отрицательного заряда (отрицательный полюс) и отсутствие отрицательного заряда (положительный полюс).

В электротехнике понятие ЭДС определяет работу, требуемую для разделения носителей заряда в источнике электрического тока, в котором сила, действующая на заряды на концах источника, не является прямым следствием поля.

EMF определяется как количество выполненных работ (A) в преобразовании энергии и количество электричества (Q), которое проходит через генератор E = A / Q. Устройство такое же, как и для напряжения (V-вольт). Устройство, которое подает электрическую цепь и производит электродвижущую силу, называется источником электродвижущей силы или более короткой EMS (электродвижущим источником).

Что такое напряжение?

Существует разница в электрических состояниях на полюсах (клеммах) источника. На отрицательном полюсе имеется избыток электронов и нехватка электронов на положительном. В замкнутой цепи тока электроны движутся от отрицательной половины к положительной половине через проводники и приборы.

Разность электрических потенциалов называется электрическим напряжением [U]. Электрическое напряжение равно количеству работ, выполняемых электрической силой при перемещении заряда из одной точки поля в другую и этой зарядке. Электрическое напряжение измеряется вольтах [V].

Измеритель напряжения называется вольтметром.

Электродвижущая сила обозначает выработанное напряжение внутри электрических источников. Напряжение определяется как разность электрического потенциала между двумя точками, и эта разница на полюсах электрического источника получается путем удаления электронов из одной части источника и передачи их в другую.

Электродвижущая сила источника равна работе, которую необходимо сделать некоторой внешней силе, чтобы переместить блок заряда с одного полюса источника на другой, но через источник. Напряжение во внешней части схемы очень равно работе, которая должна выполняться электрической силой для перемещения блока заряда с одного полюса источника на другой, но через провод.

Электродвижущая сила рассчитывается следующим образом: E = I * (R + r). Напряжение рассчитывается V = I * R (I – ток, R – сопротивление нагрузки, r – внутреннее сопротивление).

Напряжение – это работа электрической (кулоновской) силы в движении заряда и является результатом сокращения энергии в круге, в то время как электродвижущая сила определяется неэлектрической (не кулоновской) операцией и отвечает за увеличение энергии в цепи.

Разность потенциалов (напряжение) может быть измерена между любыми заданными точками схемы, в то время как электродвижущая сила существует только между двумя концами источника. Также электродвижущая сила измеряется с помощью счетчика ЭДС, а напряжение – вольтметром.

Электродвижущая сила всегда больше напряжения. Причина в том, что напряжение существует в нагруженном контуре, и из-за сопротивления (потери энергии) происходит падение напряжения. Величина ЭДС всегда постоянна, а интенсивность напряжений различна.

ЭДС может возникать в электрическом, гравитационном или магнитном поле, а напряжение возникает только в электрическом поле.

Резюме

  • Количество, адекватно представляющее генератор как элемент электрической цепи и количественно характеризующее его способность поддерживать ток в цепи и преобразовывать другие формы энергии в электрическую, называется электродвижущей силой. Для того чтобы источник имел разность потенциалов полюса, электроны должны «перемещаться» от одного полюса к другому, т. Е. Требуется операция разделения заряда. Работа, выполняемая на блоке заряда внешней силой путем деления зарядов на источнике электрического тока, называется электродвижущей силой. Электродвижущая сила (ЭДС) имеет размер напряжения (единица напряжения) и также называется внутренним напряжением источника (U0). Электродвижущая сила того же размера, что и разность потенциалов между положительным и отрицательным соединениями генератора, когда он находится в режиме ожидания.
  • Разность потенциалов между двумя точками электрического поля называется напряжением, а единица также равна напряжению. Электрическое напряжение является причиной потока электронов в электрической цепи на (-) отрицательный полюс с избытком электронов на (+) положительный полюс с электронным дефектом – электроны движутся от (-) половины до (+) полюса ,

Источник: https://ru.esdifferent.com/difference-between-emf-and-voltage

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.