Midden in het academisch jaar hebben veel wetenschappers de formule voor elektromagnetische velden (EMF) nodig voor diverse berekeningen. Experimenten gerelateerd aan galvanische celOok is informatie over elektromotorische kracht nodig. Maar voor beginners is het niet eenvoudig om te begrijpen wat dat precies is.
Formule voor het berekenen van de elektromotorische kracht (EMK).
Laten we eerst de definitie verduidelijken. Wat betekent deze afkorting?
Elektromotorische kracht (EMK) is een parameter die de arbeid beschrijft van alle niet-elektrische krachten die werkzaam zijn in circuits waar de stroom, zowel gelijkstroom als wisselstroom, overal in het circuit gelijkmatig verdeeld is. In een gekoppeld stroomvoerend circuit is EMK gelijk aan de arbeid die door deze krachten wordt verricht om een enkele positieve lading door het hele circuit te verplaatsen.
De onderstaande afbeelding toont de formule voor de elektromotorische kracht (EMK).
Ast – staat voor de arbeid van externe krachten in joules.
q is de overgedragen lading in coulomb.
Derde partijen – dit zijn krachten die ladingsscheiding in de bron bewerkstelligen en uiteindelijk een potentiaalverschil aan de polen ervan creëren.
Voor deze kracht is de meeteenheid voltHet wordt in formules aangeduid met de letter «E».
Alleen wanneer er geen stroom door de batterij loopt, is de elektromotorische kracht gelijk aan de spanning tussen de polen.
Inductie-EMK:
EMF of geïnduceerd in een circuit met N beurten:
Bij een verhuizing:
Elektromotorische kracht inductie in een circuit dat roteert in een magnetisch veld met een bepaalde snelheid w:
Waardentabel
Een eenvoudige uitleg van elektromotorische kracht
Stel je voor dat er een watertoren in ons dorp staat. Die is helemaal gevuld met water. Beschouw die toren als een gewone batterij. De toren is de batterij!
Al het water zal een sterke druk uitoefenen op de onderkant van onze toren. Maar die druk zal pas sterk zijn als de constructie volledig met H gevuld is.2O.
Uiteindelijk geldt: hoe minder water er is, hoe zwakker de druk en hoe minder kracht de waterstraal zal hebben. Wanneer je de kraan opendraait, zul je merken dat het bereik van de waterstraal met elke minuut afneemt.
Het gevolg hiervan:
- Spanning is de kracht waarmee water op de bodem drukt. Oftewel, druk.
- Nul spanning is de onderkant van de toren.
Hetzelfde geldt voor de batterij.
Eerst sluiten we de energiebron aan op het circuit. En vervolgens sluiten we het circuit. We stoppen bijvoorbeeld een batterij in een zaklamp en zetten hem aan. In eerste instantie zal het apparaat fel oplichten. Na een tijdje zal de helderheid merkbaar afnemen. Dat wil zeggen dat de elektromotorische kracht is afgenomen (er is energie weggelekt, in vergelijking met het water in de toren).
Als we een watertoren als voorbeeld nemen, is het elektromagnetische veld (EMF) de pomp die constant water in de toren pompt. En het water raakt nooit op.
EMF van een galvanische cel - formule
De elektromotorische kracht van een batterij kan op twee manieren worden berekend:
- Voer een berekening uit met behulp van de Nernst-vergelijking. Je moet de elektrodepotentialen van elke elektrode in de GE berekenen. Bereken vervolgens de EMF met behulp van de formule.
- Bereken de elektromotorische kracht (EMK) met behulp van de Nernst-formule voor de totale stroomopwekkende reactie die plaatsvindt tijdens de werking van de generator.
Met deze formules wordt het dus gemakkelijker om de elektromotorische kracht van de batterij te berekenen.
Waar worden verschillende soorten elektromagnetische velden gebruikt?
- Piëzo-elektriciteit wordt gebruikt om materialen uit te rekken of samen te drukken. Het wordt toegepast bij de productie van kwartskristalgeneratoren en diverse sensoren.
- Chemische stoffen worden gebruikt in galvanische cellenen batterijen.
- Inductie treedt op wanneer een geleider een magnetisch veld doorkruist. De eigenschappen ervan worden gebruikt in transformatoren, elektromotoren en generatoren.
- Thermoelektrische stroom ontstaat wanneer contact tussen verschillende metalen wordt verhit. Het wordt toegepast in koelinstallaties en thermokoppels.
- Foto-elektriciteit wordt gebruikt om fotocellen te produceren.
