على 02/09/2024 517

قوة الدعاوى الكهربائية (EMF) والفرق المحتمل (PD)

يتم قياس EMF و PD في فولت ولكنهما ليسا متماثلين.من المهم أن نفهم الفرق بينهما في تصميم الدائرة الكهربائية والإلكترونية.هذا يساعد على منع الارتباك ويضمن استخدام المصطلحات الصحيحة.تستكشف هذه المقالة هذه المفاهيم الأساسية ، وشرح ما يجعلها مختلفة ، وكيفية استخدامها ، وكيفية عملها معًا في مكونات كهربائية مختلفة.لا تشرح المقالة النظرية الكامنة فقط من EMF و PD ولكنها توضح أيضًا كيف تنطبق في الحياة الحقيقية ، من البطاريات البسيطة إلى الأجهزة الإلكترونية المعقدة.إن معرفة هذه المبادئ جيدة لتحسين التكنولوجيا وجعل الأنظمة الكهربائية أكثر كفاءة وفعالية من خلال التحكم في تدفق الإلكترون ومستويات الجهد بدقة.

كتالوج

الشكل 1: قوة الدعوى الكهرومتر (EMF) والفرق المحتمل (PD)

فهم القوة الكهربائية (EMF)

قوة الميل الكهربائي أو EMF ، هي فكرة أساسية في الكهرومغناطيسية التي تجعل الإلكترونات تتحرك في دائرة كهربائية.EMF هي الطاقة التي يوفرها مصدر الطاقة لكل وحدة من الشحنة الكهربائية ، بغض النظر عن التيار الذي يخلقه.هذا مهم في أجهزة مثل المولدات والبطاريات ، حيث تتحول الطاقة إلى كهرباء.غالبًا ما يُنظر إلى EMF على أنه الجهد الذي يعطيه مصدر الطاقة عندما لا يتدفق أي تيار ، مما يدل على دوره كنقطة انطلاق لحركة الطاقة بدلاً من نتيجة لذلك.

من الناحية اليومية ، EMF هو السبب في أن البطارية يمكن أن تدفع التيار عبر دائرة ، حتى ضد المقاومة ، مع الحفاظ على تدفق الكهرباء.في الفيزياء ، EMF هو العمل المطلوب لتحريك رسوم على طول الطريق حول الدائرة ، مع الأخذ في الاعتبار المقاومة الخارجية والداخلية.

الشكل 2: الخلية الكهروكيميائية

الشكل 3: مبدأ عمل EMF

ما هو الفرق المحتمل (الجهد)؟

يقيس الاختلاف المحتمل ، المعروف أيضًا باسم الجهد ، الفرق في الطاقة الكهربائية بين نقطتين في الدائرة ، مما يدل على مقدار الطاقة المكتسبة أو فقدها عندما تتحرك الشحن بين هذه النقاط.هذا الاختلاف هو ما يجعل تدفق التيار الكهربائي من خلال أجزاء الدوائر مثل المقاومات أو المكثفات ، أو يتحول إلى حرارة أو الضوء أو أشكال الطاقة الأخرى.

الجهد ، المعروف أيضًا باسم الاختلاف المحتمل ، مهم في كل من النظرية والممارسة في الهندسة الكهربائية.إنه يمثل الطاقة التي تنقل الإلكترونات من خلال موصل وجزء من قانون OHM ، الذي يربط الجهد والتيار والمقاومة.يعد الجهد مفيدًا لأجهزة التشغيل مثل الترانزستورات في الرقائق الدقيقة ، وإضاءة مصابيح LED ، وإدارة شحن البطارية وتفريغها.الفولتية العالية مفيدة في انتقال الطاقة لتقليل فقدان الطاقة على مسافات طويلة.

في الدوائر الإلكترونية ، تتحكم مستويات الجهد في كيفية تصرف الدوائر الرقمية ، وتحدد متى تعمل أو إيقاف تشغيل أجهزة أشباه الموصلات ، وتؤثر على أداء المحركات الكهربائية وعمرها.

الشكل 4: الطاقة المقاسة في PD

الشكل 5: قطبية الجهد

قوة الدخل الكهربائي (EMF) ومقارنة الفرق المحتمل (PD)

لشرح الفرق بين EMF والاختلاف المحتمل ، فكر في بطارية بسيطة في الدائرة.الجهد المسمى على البطارية ، مثل 1.5 فولت ، هو EMF ، وهذا هو الحد الأقصى للقوة التي تدفع التيار من خلال الدائرة.ومع ذلك ، عندما تكون البطارية قيد الاستخدام ، تحت الحمل الثقيل أو مع تقدمها ، ينخفض ​​هذا الجهد بسبب المقاومة الداخلية.

EMF (قوة الميل الكهربائي) هي الجهد عندما لا تعمل البطارية على تشغيل أي شيء ، تقاس دون أي تحميل.إنها الطاقة الداخلية للبطارية.الاختلاف المحتمل ، هو الجهد الفعلي الذي تراه عندما تعمل البطارية على تشغيل الدائرة.عندما لا يكون هناك حمولة ، فإن الفرق المحتمل يساوي EMF.ولكن عند توصيل الحمل ، ينخفض ​​الاختلاف المحتمل على الرغم من أن EMF يظل كما هو.

الاختلاف المحتمل (PD)	مقابل	قوة الدعاوى الكهربائية (EMF)
يحدث عندما يتدفق التيار من خلال المقاومة	تعريف	ال القوة الكهربائية الناتجة عن خلية أو بطارية
PD هو التأثير.	علاقة	EMF هو السبب
صفر إذا لم يكن أي تيار يتدفق	وجود الحالي	موجود حتى لو لم يكن أي تيار يتدفق
فولت	وحدة	فولت
التغييرات بناء على الدائرة	ثبات	يبقى نفس الشيء
الخامس	رمز	ه
يعتمد على على المقاومة بين نقطتين	الاعتماد على المقاومة	يفعل لا تعتمد على المقاومة
الخامس = الأشعة تحت الحمراء	صيغة	ه = أنا (R + R)
ضوء لمبة	مثال	خلية، بطارية

الشكل 6: مخطط الدائرة EMF و PD

مثال على مشاكل

المشكلة 1: ابحث عن التيار الذي يتدفق عبر بطارية مع 2 فولت و 0.02 أوم من المقاومة الداخلية عندما يتم توصيل المحطات الطرفية مباشرة ببعضها البعض.

لمعرفة ذلك ، سنستخدم قانون أوم ، الصيغة التي تتعلق بالجهد والتيار والمقاومة.

أولاً ، دعنا ندرج ما نعرفه:

• الجهد (V) = 2 فولت

• المقاومة الداخلية (ص) = 0.02 أوم

• قانون أوم = v = الأشعة تحت الحمراء

لكننا نريد أن نجد التيار (i) ، لذلك نعيد ترتيب الصيغة إلى:

لذلك ، إذا قمت بتوصيل المحطات ، فسيتدفق 100 أمبير من التيار عبر البطارية.

المشكلة 2: ابحث عن التيار الذي يتدفق عبر بطارية مع 10 فولت ، و 5 أوم من المقاومة الداخلية ، و 5 أوم من مقاومة الحمل المتصلة في السلسلة.أيضا ، احسب الجهد الطرفي للبطارية.

مرة أخرى ، سيكون قانون أوم هو دليلنا ، لكن هذه المرة نتعامل مع مقاومتين في السلسلة: المقاومة الداخلية للبطارية ومقاومة الحمل.

هذا ما نعرفه:

• EMF (الجهد) = 10 فولت

• التحميل مقاومة (ROLL) = 5 أوم

• المقاومة الداخلية (ص) = 5 أوم

للعثور على التيار ، نستخدم الصيغة:

لذلك ، 1 أمبير من التدفقات الحالية من خلال الدائرة.

للعثور على الجهد الطرفي للبطارية (وهو الجهد الذي تقوم بقياسه فعليًا عبر أطرافه) ، نطرح انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية من EMF.

يمكن حساب ذلك على النحو التالي:

لذلك ، الجهد الطرفي هو 5 فولت.هذا يخبرنا أن البطارية تفقد بعض جهدها الأصلي عبر مقاومتها الداخلية ، مما يترك لك 5 فولت في المحطات.

خاتمة

تغطي المناقشة حول قوة الالتهام الكهربائي (EMF) والفرق المحتمل (PD) الأفكار الأساسية المهمة في الحاجة إلى الكهرباء لتصميم الدوائر وتشغيلها.من خلال شرح الفرق بين EMF ، هذا هو الجهد في مصدر الطاقة عندما لا يكون متصلاً بالحمل ، و PD ، وهو الجهد عند استخدام المصدر ، تساعدنا المقالة على فهم أفضل لكيفية عمل الأجهزة الكهربائية في مواقف مختلفة.توضح المشكلات على سبيل المثال كيف تنطبق هذه المفاهيم في الحياة الحقيقية ، مما يوضح سبب أهمية أنها.يساعد هذا الفهم في إنشاء أنظمة كهربائية أفضل ، وتوصيل ما يتعلمونه من الناحية النظرية بالهندسة العملية.عند تحليل هذه الأفكار بدقة ، يمكننا الاستمرار في تقدم الإلكترونيات الحديثة ، مما يجعل تقنيتنا أكثر قوة ولكن أيضًا أكثر موثوقية واستدامة.

الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]

1. ما هو مثال قوة الكهروموتيف؟

مثال على قوة الالتهاب الكهربائي هو الجهد الناتج عن البطارية.على سبيل المثال ، تنتج بطارية AA النموذجية EMF حوالي 1.5 فولت.عندما لا يتم توصيل البطارية بدائرة (أي لا يوجد تيار يتدفق) ، يمكن قياس EMF عبر محطاتها.يرجع هذا الجهد إلى التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل البطارية ، وتخلق فصل الشحن وبالتالي توليد جهد.

2. ما هو مثال الفرق المحتمل؟

مثال على الاختلاف المحتمل هو الجهد عبر المصباح الكهربائي في الدائرة.عند توصيل بطارية 12 فولت بمصباح كهربائي مصمم لمدة 12 فولت ، يكون الفرق المحتمل عبر محطات المصباح 12 فولت أثناء تشغيل المصباح.هذا الاختلاف المحتمل يؤدي إلى تدفق التيار عبر المصباح ، وإضاءةه.

3. ما هي وحدة القوة الكهروموتية للخلية؟

وحدة القوة الكهربائية هي Volt (V) ، كما هو الحال بالنسبة للفرق المحتمل.إنه يحدد الإمكانات الكهربائية التي أنشأتها الخلية ، بغض النظر عن التدفق الحالي.

4. كيف يكون EMF أكبر من الفرق المحتمل؟

يمكن أن يكون EMF أكبر من الفرق المحتمل في سيناريو عملي حيث تكون البطارية أو المولد تحت الحمل.على سبيل المثال ، فكر في بطارية مع EMF من 9 فولت.عند توصيلها بتيار رسم دائرة ، قد ينخفض ​​الفرق المحتمل المقاس عبر أطراف البطارية ، على سبيل المثال ، 8.5 فولت بسبب المقاومة الداخلية.إن 9 فولت الأصلي هو EMF ، وهو الحد الأقصى للفرق المحتمل عندما لا يتدفق التيار ، في حين أن 8.5 فولت هو الفرق المحتمل الفعلي تحت الحمل.

5. هل الفرق المحتمل قوة أو طاقة؟

الاختلاف المحتمل ليس قوة ولا طاقة.إنه قياس للإمكانات الكهربائية بين نقطتين في الدائرة.إنه يمثل العمل المطلوب لكل رسوم وحدة لتحريك رسوم بين هاتين النقطتين ويتم التعبير عنها في فولت.

6. هل EMF والطاقة الكهربائية هي نفسها؟

لا ، EMF والطاقة الكهربائية ليست هي نفسها.يشير EMF إلى الإمكانات التي تم إنشاؤها بواسطة مصدر لتحريك الشحنات الكهربائية ، المعبر عنها في فولت.الطاقة الكهربائية ، من ناحية أخرى ، تشير إلى العمل الفعلي المنجز أو الطاقة المنقولة عندما تتحرك الشحنات الكهربائية عبر دائرة تقاس في joules.

7. هل يمكن أن تكون EMF سلبية؟

نعم ، يمكن أن تكون EMF سلبية اعتمادًا على اتجاه القياس وطبيعة المصدر.على سبيل المثال ، في حالة المولدات الكهربائية ، إذا كان اتجاه القياس معاكسًا لاتجاه EMF المستحث (وفقًا للقاعدة اليمنى في الفيزياء) ، فسيكون EMF المقاس سلبيًا.يشير هذا EMF السلبي إلى أن اتجاه الجهد المستحث هو عكس الاتجاه المرجعي المختار.