บน 02/09/2024 554

แรงไฟฟ้า (EMF) และความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น (PD)

EMF และ PD นั้นวัดด้วยโวลต์ แต่ก็ไม่เหมือนกันสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่างพวกเขาในการออกแบบวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์สิ่งนี้จะช่วยป้องกันความสับสนและมั่นใจได้ว่ามีการใช้ข้อกำหนดที่ถูกต้องบทความนี้สำรวจแนวคิดพื้นฐานเหล่านี้อธิบายสิ่งที่ทำให้พวกเขาแตกต่างวิธีการใช้งานและวิธีการทำงานร่วมกันในส่วนประกอบไฟฟ้าต่างๆบทความไม่เพียง แต่อธิบายทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลัง EMF และ PD แต่ยังแสดงให้เห็นว่าพวกเขาใช้ในชีวิตจริงอย่างไรตั้งแต่แบตเตอรี่ง่าย ๆ ไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนการรู้หลักการเหล่านี้ดีสำหรับการปรับปรุงเทคโนโลยีและทำให้ระบบไฟฟ้ามีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนและระดับแรงดันไฟฟ้าอย่างแม่นยำ

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: แรงไฟฟ้า (EMF) และความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น (PD)

ทำความเข้าใจกับแรงไฟฟ้า (EMF)

แรงไฟฟ้าหรือ EMF เป็นความคิดพื้นฐานในแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในวงจรไฟฟ้าEMF เป็นพลังงานที่แหล่งพลังงานให้สำหรับค่าใช้จ่ายไฟฟ้าแต่ละหน่วยโดยไม่คำนึงถึงกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นนี่เป็นสิ่งสำคัญในอุปกรณ์เช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแบตเตอรี่ซึ่งพลังงานกลายเป็นไฟฟ้าEMF มักถูกมองว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งพลังงานให้เมื่อไม่มีกระแสไหลแสดงบทบาทของมันเป็นจุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหวพลังงานมากกว่าผลของมัน

ในแง่ในชีวิตประจำวัน EMF คือสาเหตุที่แบตเตอรี่สามารถผลักดันกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรแม้กระทั่งความต้านทานทำให้กระแสไฟฟ้าไหลในวิชาฟิสิกส์ EMF เป็นงานที่จำเป็นในการย้ายประจุไปทั่ววงจรโดยพิจารณาจากความต้านทานทั้งภายนอกและภายใน

รูปที่ 2: เซลล์เคมีไฟฟ้า

รูปที่ 3: หลักการทำงานของ EMF

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น (แรงดันไฟฟ้า) คืออะไร?

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นหรือที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าวัดความแตกต่างของพลังงานไฟฟ้าระหว่างสองจุดในวงจรแสดงให้เห็นว่าได้รับพลังงานมากแค่ไหนหรือสูญหายเมื่อประจุเคลื่อนที่ระหว่างจุดเหล่านี้ความแตกต่างนี้คือสิ่งที่ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านชิ้นส่วนวงจรเช่นตัวต้านทานหรือตัวเก็บประจุเปลี่ยนเป็นความร้อนแสงหรือพลังงานรูปแบบอื่น ๆ

แรงดันไฟฟ้าหรือที่เรียกว่าความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเป็นสิ่งสำคัญทั้งในทฤษฎีและการปฏิบัติในวิศวกรรมไฟฟ้ามันแสดงถึงพลังงานที่เคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนผ่านตัวนำและส่วนหนึ่งของกฎของโอห์มที่เชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้ากระแสและความต้านทานแรงดันไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ดีสำหรับอุปกรณ์ปฏิบัติการเช่นทรานซิสเตอร์ในไมโครชิพแสงไฟ LED และการจัดการการชาร์จแบตเตอรี่และการปลดปล่อยแรงดันไฟฟ้าสูงมีประโยชน์ในการส่งพลังงานเพื่อลดการสูญเสียพลังงานในระยะทางไกล

ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ระดับแรงดันไฟฟ้าควบคุมว่าวงจรดิจิตอลทำงานอย่างไรกำหนดว่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เปิดหรือปิดและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า

รูปที่ 4: พลังงานวัดใน PD

รูปที่ 5: ขั้วแรงดันไฟฟ้า

การเปรียบเทียบแรงไฟฟ้า (EMF) และความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น (PD)

เพื่ออธิบายความแตกต่างระหว่าง EMF และความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นให้นึกถึงแบตเตอรี่ที่เรียบง่ายในวงจรแรงดันไฟฟ้าที่มีป้ายกำกับบนแบตเตอรี่เช่น 1.5 โวลต์คือ EMF นั่นคือแรงสูงสุดที่ผลักกระแสผ่านวงจรอย่างไรก็ตามเมื่อมีการใช้งานแบตเตอรี่ภายใต้ภาระหนักหรือเมื่ออายุมากขึ้นแรงดันไฟฟ้านี้จะลดลงเนื่องจากความต้านทานภายใน

EMF (Electromotive Force) เป็นแรงดันไฟฟ้าเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้ใช้พลังงานใด ๆ วัดโดยไม่มีการโหลดใด ๆเป็นพลังงานภายในของแบตเตอรี่ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นคือแรงดันไฟฟ้าจริงที่คุณเห็นเมื่อแบตเตอรี่กำลังเปิดวงจรเมื่อไม่มีภาระความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเท่ากับ EMFแต่เมื่อมีการเชื่อมต่อโหลดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นแม้ว่า EMF จะยังคงเหมือนเดิม

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น (PD)	เทียบกับ	แรงไฟฟ้า (EMF)
เกิดขึ้น เมื่อกระแสไหลผ่านความต้านทาน	คำนิยาม	ที่ แรงไฟฟ้าที่เกิดจากเซลล์หรือแบตเตอรี่
PD เป็นผลกระทบ	ความสัมพันธ์	EMF เป็นสาเหตุ
ศูนย์ หากไม่มีกระแสไหล	การปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้า	มีอยู่ แม้ว่าจะไม่มีกระแสไหล
โวลต์	หน่วย	โวลต์
การเปลี่ยนแปลง ขึ้นอยู่กับวงจร	ความมั่นคง	การเข้าพัก สิ่งเดียวกัน
V	เครื่องหมาย	อี
พึ่งพา ในการต่อต้านระหว่างสองจุด	การพึ่งพาความต้านทาน	ทำ ไม่พึ่งพาการต่อต้าน
V = IR	สูตร	อี = i (r + r)
แสงสว่าง หลอดไฟ	ตัวอย่าง	เซลล์ แบตเตอรี่

รูปที่ 6: ไดอะแกรมวงจร EMF และ PD

ตัวอย่างปัญหา

ปัญหาที่ 1: ค้นหากระแสที่ไหลผ่านแบตเตอรี่ที่มี 2 โวลต์และ 0.02 โอห์มของความต้านทานภายในเมื่อขั้วของมันเชื่อมต่อโดยตรงกัน

หากต้องการทราบสิ่งนี้เราจะใช้กฎของโอห์มสูตรที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทาน

ก่อนอื่นมาแสดงรายการสิ่งที่เรารู้:

•แรงดันไฟฟ้า (v) = 2 โวลต์

•ความต้านทานภายใน (r) = 0.02 โอห์ม

•กฎของโอห์ม = v ​​= ir

แต่เราต้องการค้นหากระแส (i) ดังนั้นเราจึงจัดเรียงสูตรใหม่เป็น:

ดังนั้นหากคุณเชื่อมต่อเทอร์มินัลกระแส 100 แอมป์จะไหลผ่านแบตเตอรี่

ปัญหาที่ 2: ค้นหากระแสที่ไหลผ่านแบตเตอรี่ที่มี 10 โวลต์, 5 โอห์มความต้านทานภายในและ 5 โอห์มของความต้านทานโหลดที่เชื่อมต่อกันในซีรีส์นอกจากนี้คำนวณแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของแบตเตอรี่

อีกครั้งกฎของโอห์มจะเป็นแนวทางของเรา แต่คราวนี้เรากำลังจัดการกับสองความต้านทานในซีรีส์: ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่และความต้านทานโหลด

นี่คือสิ่งที่เรารู้:

• EMF (แรงดันไฟฟ้า) = 10 โวลต์

•ความต้านทานโหลด (rload) = 5 โอห์ม

•ความต้านทานภายใน (r) = 5 โอห์ม

เพื่อค้นหากระแสเราใช้สูตร:

ดังนั้น 1 แอมป์ของกระแสไหลผ่านวงจร

ในการค้นหาแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของแบตเตอรี่ (ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าที่คุณวัดได้ในเทอร์มินัลจริง ๆ ) เราจะลบแรงดันไฟฟ้าลดลงข้ามความต้านทานภายในจาก EMF

สามารถคำนวณได้เป็น:

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลคือ 5 โวลต์สิ่งนี้บอกเราว่าแบตเตอรี่สูญเสียแรงดันไฟฟ้าดั้งเดิมบางส่วนข้ามความต้านทานภายในของตัวเองทำให้คุณมี 5 โวลต์ที่ขั้ว

บทสรุป

การอภิปรายเกี่ยวกับ Electromotive Force (EMF) และความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น (PD) ครอบคลุมแนวคิดพื้นฐานที่สำคัญในการผลิตไฟฟ้าสำหรับการออกแบบและวงจรปฏิบัติการโดยการอธิบายความแตกต่างระหว่าง EMF นั่นคือแรงดันไฟฟ้าในแหล่งพลังงานเมื่อไม่ได้เชื่อมต่อกับโหลดและ PD ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าเมื่อใช้แหล่งที่มาบทความช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานอย่างไรในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน.ปัญหาตัวอย่างรวมถึงแนวคิดเหล่านี้ใช้ในชีวิตจริงอย่างไรทำให้ชัดเจนว่าทำไมพวกเขาถึงมีความสำคัญความเข้าใจนี้ช่วยในการสร้างระบบไฟฟ้าที่ดีขึ้นเชื่อมต่อสิ่งที่พวกเขาเรียนรู้ในทางทฤษฎีกับวิศวกรรมปฏิบัติการวิเคราะห์ความคิดเหล่านี้อย่างละเอียดเราสามารถพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยทำให้เทคโนโลยีของเราไม่เพียง แต่มีพลังมากขึ้น แต่ยังเชื่อถือได้และยั่งยืนมากขึ้น

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ตัวอย่างของแรงไฟฟ้าคืออะไร?

ตัวอย่างของแรงไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากแบตเตอรี่ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ AA ทั่วไปผลิต EMF ประมาณ 1.5 โวลต์เมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้เชื่อมต่อกับวงจร (เช่นไม่มีกระแสไหล) EMF สามารถวัดได้ทั่วทั้งขั้วแรงดันไฟฟ้านี้เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่และสร้างการแยกประจุและสร้างแรงดันไฟฟ้า

2. ตัวอย่างของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นคืออะไร?

ตัวอย่างของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นคือแรงดันไฟฟ้าในหลอดไฟในวงจรเมื่อแบตเตอรี่ 12 โวลต์เชื่อมต่อกับหลอดไฟที่ออกแบบมาสำหรับ 12 โวลต์ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในขั้วของหลอดไฟคือ 12 โวลต์ในขณะที่หลอดไฟทำงานอยู่ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นนี้ทำให้กระแสไหลผ่านหลอดไฟส่องสว่างขึ้น

3. หน่วยแรงไฟฟ้าของเซลล์คืออะไร?

หน่วยของแรงไฟฟ้าคือโวลต์ (V) เช่นเดียวกับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นมันวัดปริมาณไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยเซลล์ซึ่งเป็นอิสระจากกระแสกระแส

4. EMF นั้นยิ่งใหญ่กว่าความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างไร?

EMF อาจมากกว่าความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในสถานการณ์จริงที่แบตเตอรี่หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอยู่ภายใต้การโหลดตัวอย่างเช่นพิจารณาแบตเตอรี่ที่มี EMF 9 โวลต์เมื่อเชื่อมต่อกับกระแสการวาดวงจรความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจากขั้วของแบตเตอรี่อาจลดลง 8.5 โวลต์เนื่องจากความต้านทานภายใน9 โวลต์ดั้งเดิมคือ EMF ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นสูงสุดเมื่อไม่มีกระแสกระแสในขณะที่ 8.5 โวลต์เป็นความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจริงภายใต้โหลด

5. ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นคือแรงหรือพลังงานหรือไม่?

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นไม่ใช่แรงหรือพลังงานเป็นการวัดศักยภาพทางไฟฟ้าระหว่างสองจุดในวงจรมันหมายถึงงานที่จำเป็นต่อการเรียกเก็บเงินต่อหน่วยเพื่อย้ายค่าใช้จ่ายระหว่างสองจุดนั้นและแสดงเป็นโวลต์

6. EMF และพลังงานไฟฟ้าเหมือนกันหรือไม่?

ไม่ EMF และพลังงานไฟฟ้าไม่เหมือนกันEMF หมายถึงศักยภาพที่สร้างขึ้นโดยแหล่งที่มาเพื่อย้ายประจุไฟฟ้าแสดงเป็นโวลต์ในทางกลับกันพลังงานไฟฟ้าหมายถึงงานจริงที่ทำหรือพลังงานถ่ายโอนเมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านวงจรที่วัดในจูลส์

7. EMF สามารถเป็นลบได้หรือไม่?

ใช่ EMF สามารถเป็นลบได้ขึ้นอยู่กับทิศทางของการวัดและลักษณะของแหล่งที่มาตัวอย่างเช่นในกรณีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหากทิศทางของการวัดอยู่ตรงข้ามกับทิศทางของ EMF ที่เหนี่ยวนำให้เกิด (ตามกฎมือขวาในฟิสิกส์) EMF ที่วัดได้จะเป็นลบEMF เชิงลบนี้บ่งชี้ว่าทิศทางของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นตรงข้ามกับทิศทางอ้างอิงที่เลือก