当前位置:首页 >电工基础入门

什么是电动势,电动势的定义与原理

作者:孟沐芸发布时间:2024-03-13 12:33:49

有关电动势的知识,电动势是反映电源把其它形式的能转换成电能的本领的物理量,电动势使电源两端产生电压,电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差,叫做电动势,简称电势。

什么是电动势

电动势是反映电源把其它形式的能转换成电能的本领的物理量,电动势使电源两端产生电压。

在电路中,电动势常用E来表示。电动势的单位是伏(v)。

1、电动势:electromotive force (emf)

电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差,叫做电动势,简称电势。用字母E表示,单位是伏特。在电路中,电动势常用符号δ表示。

2、电动势的原理:电动势是描述电源性质的重要物理量。电源的电动势是和非静电力的功密切联系的。

所谓非静电力,主要是指化学力和磁力。在电源内部,非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。

非静电力所做的功,反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。

电源的电动势正是由此定义的,即非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值,称电源的电动势。

3、电动势的计算公式:E=W/q

E=-U

4、电动势的物理意义:由上式可知,在电源内部,非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。

5、区别:电动势与电势差(电压)是容易混淆的两个概念。前面已讲过,电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功;而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。它们是完全不同的两个概念。

6、闭合电路欧姆定律:电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压,是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。

电源的电动势对一个固定电源来说是不变的,而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从含源电路的欧姆定律,其数学表达式为:

U=E-Ir

式中U为路端电压,Ir为电源的内电压,也叫内压降。

对于确定的电源来说,电动势E和内电阻r都是一定的,从上式可以看出,路端电压U跟电路中的电流有关系。

电流I增大时,内压降Ir增大,路端电压U就减小;反之,电流I减小时,路端电压U就增大。

7、可变电路:在电源放电的情况下,当外电路中没有反电动势时,路端电压U=IR(R是外电路的总电阻)。

根据含源电路的欧姆定律可得I=E/(R+r),即电流I的大小随外电阻R而变化。

因此,路端电压U也随外电阻R而变化。R增大时,I减小,U增大;R减小时,I增大,U减小。

当外电路断开时,R变为无限大,I变为零,内压降Ir也变为零,这时路端电压等于电源的电动势。

但是不能认为路端电压一定小于电动势。

在电源被充电时,电源内部的电流是从电源正极流向负极,内压降的方向与电动势的方向相反,电源的电动势是反电动势,这时路端电压等于电动势与内压降之和,即U=E+Ir,路端电压大于电动势。

8、《教学参考资料》初中物理第二册

电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。

在电路中,电动势常用δ表示。电动势的单位和电压的单位相同,也是伏。

电源的电动势可以用电压表测量。测量的时候,电源不要接到电路中去,用电压表测量电源两端的电压,所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。如果电源接在电路中,用电压表测得的电源两端的电压就会小于电源的电动势。这是因为电源有内电阻。

在闭合的电路中,电流通过内电阻r有内电压降,通过外电阻R有外电压降。

电源的电动势δ等于内电压Ur和外电压UR之和,即δ=Ur+UR 。严格来说,即使电源不接入电路,用电压表测量电源两端电压,电压表成了外电路,测得的电压也小于电动势。

但是,由于电压表的内电阻很大,电源的内电阻很小,内电压可以忽略。

因此,电压表测得的电源两端的电压是可以看作等于电源电动势的。(酷爱电子网 www.diangongbao.com)

干电池用旧了,用电压用测量电池两端的电压,有时候依然比较高,但是接入电路后却不能使负载(收音机、录音机等)正常工作。

这种情况是因为电池的内电阻变大了,甚至比负载的电阻还大,但是依然比电压表的内电阻小。用电压表测量电池两端电压的时候,电池内电阻分得的内电压还不大,所以电压表测得的电压依然比较高。

但是,电池接入电路后,电池内电阻分得的内电压增大,负载电阻分得的电压就减小,因此不能使负载正常工作。

为了判断旧电池能不能用,应该在有负载的时候测量电池两端的电压。有些性能较差的稳压电源,有负载和没有负载两种情况下测得的电源两端的电压相差较大,也是因为电源的内电阻较大造成的。

猜你喜欢:

三相交流电的电动势相序的解析式 交流电机电枢绕组电动势与磁通势的基本概念 电动势与路端电压的区别
变压器并联运行的条件与运行方式
有关变压器并联运行的条件与运行方式,变压器并联运行的条件,包括接线组别相同、电压比相等、阻抗电压的百分数相等,合理配置变压器并联运行方式。一、变压器并联运行
2021-12-24 阅读更多
电机额定功率如何计算?
有关电机额定功率的计算公式与方法,电机的额定功率是指的输出功率,如何精确计算电动机的定额功率,以及三相电机功率计算公式是什么。电机额定功率的计算方法额定功率
2021-12-24 阅读更多
高压变压器房离人安全距离规定是什么
有关高压变压器房离人安全距离的相关规定,根据电力设施保护条例实施细则,各级电压导线在计算导线最大风偏情况下,距建筑物的水平安全距离,不同千伏高压的安全距离。高
2021-12-24 阅读更多
交流电机温升的原因,电机发热故障的排除
交流电机温升的原因一、绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为y、a、e、b、f、h、c7个等级,其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。所谓绝缘
2021-12-24 阅读更多
常见的微电机类型有哪些
微电机类型微电机分为直流电机、交流电机、自整角电机、步进电机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电机、电机
2021-12-24 阅读更多
变压器线损的计算问题,变压器损耗分类与计算方法
有关变压器损耗电量的计算方法,计算线损,需要线路的电阻和流过的电流,分享下变压器损耗计算公式,变压器损耗的特征,以及变压器损耗电量与线路有功功率损失的计算等。变
2021-12-24 阅读更多
变压器停电操作顺序与原因分析
有关变压器停电的操作顺序,主变压器的停电操作顺序,停电时先停负荷侧,后停电源侧,送电操作顺序是,先送电源侧,再送负荷侧。主变压器的停电操作顺序:停电时先停负荷侧,后停
2021-12-24 阅读更多
康明斯船用发动机与普通发动机有哪些区别?
冷却方式有区别:康明斯船用发动机它安装了海水泵、热交换器,用海水(或河水)来冷却发动机内部的冷却液,从而使发动机达到一个理想的冷却效果,因为船在海面(或者河面上)航行
2021-12-24 阅读更多
变压器轻瓦斯动作原因及处理过程
有关变压器轻瓦斯动作原因及处理过程,变压器轻瓦斯动作的原因,主要包括空气进入变压器,油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下,变压器发生穿越性短路故障,变压器轻瓦斯故障
2021-12-24 阅读更多
变压器铭牌的内容_变压器铭牌额定值的含义
有关变压器铭牌的内容,变压器铭牌额定值的含义说明,包括变压器的额定容量,变压器的额定电压与额定电流,变压器的短路损耗、空载损耗与空载电流等铭牌数据。变压器铭牌
2021-12-24 阅读更多