ผ่านวงจรมาเป็นเวลานาน จำเป็นต้องรักษาความต่างศักย์ที่ขั้วของแหล่งจ่ายแรงดันอย่างต่อเนื่อง ในทำนองเดียวกัน หากเรือสองลำเชื่อมต่อกันด้วยท่อที่มี ระดับต่างๆน้ำแล้วน้ำจะเคลื่อนจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกลำหนึ่งจนระดับในภาชนะเท่ากัน การเติมน้ำในภาชนะหนึ่งและดึงออกจากอีกลำหนึ่ง ทำให้มั่นใจได้ว่าน้ำไหลผ่านท่อระหว่างภาชนะจะดำเนินต่อไปโดยไม่ขาดตอน

เมื่อต้นทางกำลังทำงาน พลังงานไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนจากแอโนดไปยังแคโทด

จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าแรงกระทำภายในแหล่งพลังงานไฟฟ้าซึ่งต้องรักษากระแสในวงจรอย่างต่อเนื่อง กล่าวคือ ต้องให้แน่ใจถึงการทำงานของแหล่งกำเนิดไฟฟ้านี้

เหตุผลที่สร้างและรักษาความต่างศักย์ทำให้เกิดกระแสในวงจรเอาชนะความต้านทานภายนอกและภายในเรียกว่า (emf ย่อ) และระบุด้วยตัวอักษร อี.

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสาเหตุเฉพาะของแต่ละแหล่ง

ในแหล่งเคมีของพลังงานไฟฟ้า (เซลล์กัลวานิก, แบตเตอรี่) e. ดีเอส ได้มาจากปฏิกิริยาเคมีในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า e. ดีเอส เกิดขึ้นเนื่องจากในเทอร์โมอิเลเมนต์ - เนื่องจากพลังงานความร้อน

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นทำให้กระแสไหลผ่านความต้านทานของส่วน วงจรไฟฟ้า, ถูกเรียก แรงดันไฟฟ้าระหว่างส่วนท้ายของส่วนนี้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าวัดเป็นโวลต์ การวัด e. ดีเอส และแรงดันไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ - โวลต์มิเตอร์ (รูปที่ 1)

หนึ่งในพันของโวลต์ - มิลลิโวลต์ - วัดโดยมิลลิโวลต์มิเตอร์ พันโวลต์ - กิโลโวลต์ - โดยกิโลโวลต์มิเตอร์

การวัด e. ดีเอส แหล่งพลังงานไฟฟ้าจำเป็นต้องเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์กับขั้วของแหล่งนี้โดยเปิดวงจรภายนอก (รูปที่ 2) ในการวัดแรงดันไฟในส่วนใดๆ ของวงจรไฟฟ้า จะต้องต่อโวลต์มิเตอร์ที่ส่วนปลายของส่วนนี้ (รูปที่ 3)

รูปที่ 2 การวัดโวลต์มิเตอร์ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าขององค์ประกอบ	รูปที่ 3 การวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์ในส่วนต่างๆ ของวงจรไฟฟ้า

วิดีโอ 1. แรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) คืออะไร

แหล่ง EMF

รูปที่ 1 - การกำหนดบนไดอะแกรมของแหล่ง EMF (ซ้าย) และแหล่งจ่ายแรงดันจริง (ขวา)

แหล่งที่มาEMF (แหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ) - ไบโพลาร์, แรงดันไฟฟ้าบนขั้วที่คงที่ (ไม่ขึ้นอยู่กับกระแสในวงจร) แรงดันไฟฟ้าสามารถตั้งค่าเป็นค่าคงที่ เป็นฟังก์ชันของเวลา หรือเป็นอินพุตควบคุมภายนอกได้

ในกรณีที่ง่ายที่สุด แรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดเป็นค่าคงที่ กล่าวคือ แรงดันไฟฟ้าของแหล่ง EMF จะคงที่

แหล่งจ่ายแรงดันจริง

รูปที่ 2

รูปที่ 3 - ลักษณะการโหลด

แหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ (แหล่ง EMF) เป็นสิ่งนามธรรมทางกายภาพ นั่นคือ อุปกรณ์ดังกล่าวไม่สามารถมีอยู่ได้ สมมุติว่าเครื่องดังกล่าวมีอยู่จริงแล้ว ไฟฟ้า ฉันที่ไหลผ่านมันจะมีแนวโน้มไม่มีที่สิ้นสุดเมื่อโหลดเชื่อมต่อ ความต้านทาน R ชมซึ่งมีแนวโน้มเป็นศูนย์ แต่ปรากฎว่า พลังแหล่งที่มาของ EMF ก็มีแนวโน้มที่จะไม่สิ้นสุดเช่นกัน เนื่องจาก . แต่มันเป็นไปไม่ได้ ด้วยเหตุผลที่ว่าพลังของแหล่งพลังงานใด ๆ ก็มีจำกัด

ในความเป็นจริง แหล่งจ่ายแรงดันใดๆ มีความต้านทานภายใน rซึ่งสัมพันธ์ผกผันกับกำลังของแหล่งกำเนิด กล่าวคือ ยิ่งมีกำลังมากเท่าใด ความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลง (สำหรับแรงดันแหล่งจ่ายคงที่ที่กำหนด) และในทางกลับกัน การมีความต้านทานภายในทำให้แหล่งจ่ายแรงดันจริงแตกต่างจากแหล่งในอุดมคติ ควรสังเกตว่าความต้านทานภายในเป็นคุณสมบัติเชิงสร้างสรรค์ของแหล่งพลังงานโดยเฉพาะ วงจรสมมูลของแหล่งจ่ายแรงดันจริงคือการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของแหล่ง EMF - อี(แหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ) และความต้านทานภายใน - r.

รูปที่ 3 แสดงลักษณะโหลดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ (แหล่ง emf) (เส้นสีน้ำเงิน) และแหล่งจ่ายแรงดันจริง (เส้นสีแดง)

แรงดันตกคร่อมความต้านทานภายใน

แรงดันตกคร่อมโหลด

ในกรณีที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร () นั่นคือพลังงานทั้งหมดของแหล่งพลังงานจะกระจายไปในความต้านทานภายใน ในกรณีนี้ กระแสจะสูงสุดสำหรับแหล่ง EMF นี้ รู้แรงดันไฟฟ้า ไม่ได้ใช้งานและกระแสไฟลัด คุณสามารถคำนวณความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายแรงดันได้:

แหล่งที่มาปัจจุบัน

รูปที่ 1 - ไดอะแกรมพร้อมสัญลักษณ์ของแหล่งสัญญาณปัจจุบัน

รูปที่ 2.1 - การกำหนดบนไดอะแกรมต้นทางปัจจุบัน

รูปที่ 3 - กระจกเงาประเภทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบันประกอบกับทรานซิสเตอร์สองขั้ว

แหล่งที่มาปัจจุบัน(อีกด้วย เครื่องกำเนิดกระแส) - วงจรสองขั้วที่สร้างกระแสที่ไม่ขึ้นอยู่กับความต้านทานของโหลดที่เชื่อมต่อ ในชีวิตประจำวัน "แหล่งกระแสไฟฟ้า" มักถูกเรียกอย่างไม่ถูกต้องว่าแหล่งของแรงดันไฟฟ้าใดๆ (แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เต้ารับ) แต่ในความหมายทางกายภาพ มันไม่ได้เป็นเช่นนั้น ยิ่งกว่านั้น แหล่งแรงดันไฟที่ใช้กันทั่วไปในชีวิตประจำวันนั้นอยู่ใกล้กันมาก ลักษณะต่อแหล่ง EMF มากกว่าแหล่งกระแส

รูปที่ 1 แสดงวงจรสมมูลของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ที่มีแหล่งกำเนิดกระแส (ระบุ SU เป็น ลูกศรในวงกลมระบุทิศทางบวกของกระแสของแหล่งกำเนิดกระแส) สร้างกระแส SU เป็น กล่าวคือ กระแสที่ขึ้นอยู่กับ แรงดันไฟฟ้าในโครงการพื้นที่อื่น

แหล่งกระแสในอุดมคติ

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกระแสในอุดมคติขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจรภายนอกเท่านั้น:

กำลังไฟฟ้าที่แหล่งจ่ายปัจจุบันให้กับเครือข่ายมีค่าเท่ากับ:

เนื่องจากสำหรับแหล่งจ่ายกระแสไฟ แรงดันและพลังงานที่ปล่อยออกมาจะเติบโตอย่างไม่มีกำหนดพร้อมกับความต้านทานที่เพิ่มขึ้น

แหล่งที่มาปัจจุบันจริง

แหล่งจ่ายกระแสจริงเช่นเดียวกับแหล่ง EMF ในการประมาณเชิงเส้นสามารถอธิบายได้ด้วยพารามิเตอร์เช่นความต้านทานภายใน ความแตกต่างคือยิ่งมีความต้านทานภายในมากเท่าใด แหล่งกำเนิดกระแสก็จะยิ่งเข้าใกล้อุดมคติมากขึ้นเท่านั้น (ในทางกลับกัน ยิ่งเข้าใกล้อุดมคติมากเท่าใด ความต้านทานภายในก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น) แหล่งจ่ายกระแสจริงที่มีความต้านทานภายในเทียบเท่ากับแหล่ง EMF จริงที่มีความต้านทานภายในและ EMF

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกระแสไฟจริงคือ:

ความแรงของกระแสในวงจรคือ:

กำลังไฟฟ้าที่จ่ายโดยแหล่งจ่ายกระแสไฟจริงให้กับเครือข่ายเท่ากับ:

ตัวอย่าง

แหล่งที่มาปัจจุบันเป็นตัวเหนี่ยวนำซึ่งกระแสไหลจากแหล่งภายนอกเป็นระยะเวลาหนึ่ง () หลังจากที่แหล่งกำเนิดถูกปิด สิ่งนี้อธิบายการเกิดประกายไฟของหน้าสัมผัสในระหว่างการตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วของโหลดอุปนัย: ความปรารถนาที่จะรักษากระแสด้วยความต้านทานที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (การปรากฏตัวของช่องว่างอากาศ) นำไปสู่การแตกของช่องว่าง

ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสซึ่งเป็นขดลวดปฐมภูมิซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับสายไฟฟ้ากระแสสลับที่ทรงพลังถือได้ว่าเป็นแหล่งกระแสในอุดมคติที่เกือบจะไม่ใช่โดยตรง แต่เป็นการสลับ ดังนั้นการเปิดวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสจึงไม่เป็นที่ยอมรับ แทน ถ้าจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ในวงจรขดลวดทุติยภูมิโดยไม่ต้องถอดสาย ขดลวดนี้จะถูกแบ่งเบื้องต้น

แอปพลิเคชัน

เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าจริงมีข้อจำกัดหลายประการ (เช่น แรงดันไฟขาออก) รวมถึงการพึ่งพาอาศัยกันแบบไม่เชิงเส้นในสภาวะภายนอก ตัวอย่างเช่น เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าจริงสร้างกระแสไฟฟ้าในช่วงแรงดันไฟฟ้าบางช่วงเท่านั้น ซึ่งเกณฑ์บนจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ดังนั้น แหล่งที่มาปัจจุบันจริงจึงมีขีดจำกัดการโหลด

แหล่งกระแสไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรแอนะล็อก เช่น บริดจ์วัดกำลัง ไปจนถึงสเตจแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล โดยเฉพาะแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน

แนวคิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในปัจจุบันใช้เพื่อแสดงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จริงเป็นวงจรที่เท่ากัน เพื่ออธิบายองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ วงจรสมมูลที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควบคุมได้รับการแนะนำสำหรับพวกเขา:

แหล่งจ่ายกระแสไฟที่ควบคุมด้วยแรงดัน (ตัวย่อ ITUN)

แหล่งกระแสควบคุมปัจจุบัน (ย่อ ITUT)

ท่านสุภาพบุรุษ วันนี้เราจะมาพูดถึง แรงดันไฟฟ้า. ทุกคนเคยได้ยินคำนี้หลายครั้ง ทุกคนรู้บางอย่างเกี่ยวกับเขา

แต่ความตึงเครียดนี้คืออะไรกันแน่? ทางกายภาพคืออะไร? มันมาจากไหน? เราจะพยายามตอบคำถามเหล่านี้ทั้งหมดในวันนี้

มาเริ่มกันก่อน ให้นิยามว่าแรงดันไฟฟ้านี้คืออะไร? ฟิสิกส์คลาสสิกให้คำจำกัดความที่เป็นทางการซึ่งค่อนข้างซับซ้อนเพื่อให้เข้าใจได้อย่างรวดเร็ว มันเชื่อมโยงกับคำจำกัดความอย่างเป็นทางการของพลังงานศักย์ของประจุในสนาม อันที่จริง ศักยภาพและความแตกต่างของประจุนั้น ท็อปส์ซูทั้งหมดนี้ได้รับการสนับสนุนโดยสูตรน้ำตกทั้งหมด ในความเห็นของฉัน สถานการณ์นี้ทำให้ความเข้าใจฟิสิกส์ของกระบวนการเกิดความเครียดซับซ้อนขึ้นอย่างมาก และมีความโดดเด่นเฉพาะในมุมมองของการแก้ปัญหาทางวิชาการที่ไม่เกี่ยวข้องกับความเป็นจริงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตอนนี้เราจะพยายามจัดการกับความตึงเครียดอย่างที่พวกเขาพูดเพื่อทำความเข้าใจฟิสิกส์ของกระบวนการต่อเนื่อง สำหรับหลาย ๆ คนนี้จะเพียงพอ ถ้าไม่ฉันหวังว่าหลังจากคำอธิบายนี้สูตรจากตำราฟิสิกส์ของโรงเรียนจะเข้าใจได้ง่ายขึ้นและเร็วขึ้นเล็กน้อย

ลองใช้อิเล็กโทรดสองอัน ตัวอย่างเช่น ขั้วแหล่งจ่ายไฟหรือขั้วแบตเตอรี่ ทีนี้ ถ้าเราสร้างเงื่อนไขดังกล่าวว่าจะมีอิเล็กตรอนมากเกินไปบนขั้ว "ลบ" เมื่อเทียบกับขั้ว "บวก" เราสามารถพูดได้ว่ามีแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองนี้ สาระสำคัญของการเกิดแรงดันไฟฟ้าคือส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนจากขั้วหนึ่ง ("บวก") ถูกถ่ายโอนไปยังอีกขั้วหนึ่ง ("เชิงลบ") ยิ่งเราถ่ายโอนอิเล็กตรอนมากเท่าไหร่ แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ทีนี้ ถ้าเราปิดขั้วเหล่านี้เข้าด้วยกัน อิเล็กตรอนก็จะเริ่มกลับจากขั้วลบกลับเป็นขั้วบวก จากตำแหน่งที่พวกมันไป - มันจะไหล ไฟฟ้า. นั่นคือแรงดันสร้างกระแสไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขบางประการ

แรงดันไฟฟ้า อย่างที่ทุกคนทราบกันดีอยู่แล้ว วัดเป็นโวลต์ อย่างไรก็ตาม โวลต์ไม่รวมอยู่ในหน่วยพื้นฐานของระบบ SI โวลต์ คือ 1 จูล (หน่วยของพลังงาน)/1 คูลอมบ์ (หน่วยประจุ) ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น? คุณสามารถดูที่มาอย่างเป็นทางการในตำราฟิสิกส์ และถ้าคุณอธิบายด้วยนิ้วทุกอย่างก็ค่อนข้างง่าย ประจุที่มีเครื่องหมายเดียวกัน (โดยเฉพาะอิเล็กตรอน) อย่างที่คุณกับฉันจำได้ จะผลักกัน ดังนั้นเพื่อที่จะลากอิเล็กตรอนจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ - ที่มีอิเล็กตรอนอยู่แล้ว - คุณต้องทำบางอย่าง งาน.ขั้วลบ ขับไล่อิเล็กตรอนออกจากเราและเรา บังคับดันมัน เหมือนกับการพยายามบีบอัดสปริงที่บีบอัดแล้วครึ่งหนึ่งให้มากขึ้น ค่อนข้างยาก. แรงดันไฟฟ้าหนึ่งโวลต์ระหว่างขั้วเกิดขึ้นเมื่อเราทำงาน 1 จูลเมื่อถ่ายโอนประจุ 1 จี้จากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง

ไม่ควรคิดว่างานนี้ทำไปโดยเปล่าประโยชน์ ไม่และไม่อีกแล้ว! พลังงานนี้ หุ้นขึ้นหลังจากนั้นเมื่อเราปิดวงจรและเครื่องใช้ไฟฟ้าวิ่งจากลบกลับไปบวก - พวกเขามีความสุขที่พวกเขาจะกลับบ้านพวกเขาเองก็สามารถทำอะไรได้บ้าง งาน- ตัวอย่างเช่น เพื่อทำให้ความต้านทานร้อนขึ้นหรือเพื่อหมุนมอเตอร์ไฟฟ้าหรืออย่างอื่น ความตึงเครียดจึงเป็นสิ่งที่พร้อมจะระเบิดพลังออกมาเสมอ

มีคำถามที่สมเหตุสมผลเกิดขึ้น - วิธีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ? จะสร้างความตึงเครียดนี้ได้อย่างไร?มีวิธีค่อนข้างน้อย ตัวอย่างเช่น ในแบตเตอรี่ - การถ่ายโอนนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก ปฏิกิริยาเคมี. ในเซลล์แสงอาทิตย์ - เนื่องจากการกระทำของพลังงานแสงบนวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ผ่านการกระทำ สนามแม่เหล็กบนตัวนำที่เคลื่อนที่ในนั้น บางทีในภายหลังเราจะพูดถึงธรรมชาติของสิ่งเหล่านี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น

แรงเหล่านี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากบวกไปลบเรียกว่า กองกำลังภายนอกและเห็นได้ชัดว่างานที่พวกเขาทำจะเรียกว่างานของกองกำลังภายนอก และที่นี่คำว่า EMF เกิดขึ้นเอง - แรงเคลื่อนไฟฟ้า.

EMF คืออัตราส่วนของการทำงานของแรงภายนอกในการเคลื่อนย้ายประจุหนึ่งไปยังประจุนี้อันที่จริง ความตึงเครียดแบบเดียวกันนั้นจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อฉันจะพูดอย่างนั้นจากอีกด้านหนึ่ง แรงดันไฟฟ้ายังคงเกิดขึ้นระหว่างขั้วและเปิดให้ผู้ใช้บริการ และ EMF คือสิ่งที่ซ่อนเร้นจากผู้บริโภคและมีลักษณะเฉพาะ กระบวนการภายในแหล่งที่มา. กระบวนการเหล่านี้ งานนี้เกิดขึ้นตลอดเวลาในขณะที่แหล่งกำเนิดทำงานและรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้

มาดูโครงสร้างภายในของแหล่งจ่ายแรงดันไฟกันดีกว่าโดยใช้แบบจำลองอย่างง่าย รุ่นนี้เป็นชุดต้านทาน เคอร์เนลต้นทาง- อุปกรณ์ที่กระบวนการต่าง ๆ ของการก่อตัวของแรงดันไฟฟ้าและ แหล่งความต้านทานภายใน. แน่นอนว่าในอุปกรณ์จริงนั้นแยกออกจากกันไม่ได้ อย่างไรก็ตาม เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำความเข้าใจกระบวนการที่กำลังดำเนินอยู่ สามารถแบ่งออกได้ สาระสำคัญของสิ่งนี้จะไม่เปลี่ยนแปลง สุภาพบุรุษทั้งหลาย แกนของแหล่งกำเนิดที่เรียกว่า ให้แรงดันไฟเท่ากับ EMF ทุกประการ แต่ที่ขั้วของแหล่งพลังงาน - ภายนอก - เราสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้ทั้งคู่เท่ากับ EMF และน้อยกว่านั้น

ลองพิจารณากรณีที่แตกต่างกันสามกรณี (รูปที่ 1 รูปที่ 2 รูปที่ 3) ในตัวเลขทั้งหมดเหล่านี้ วงกลมที่มีเครื่องหมายบวกและลบคือแกนของแหล่งกำเนิด ซึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้าโดยตรง มันเป็นแรงภายนอกที่แม่นยำที่ทำงานอยู่ในนั้นและ EMF ก็ถูกสร้างขึ้น แกนหลักนี้ทำให้เรามีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับค่า EMF อย่างแน่นอน ความต้านทาน R1 ที่นี่คือความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด โดยปกติในทางปฏิบัติจะมีตั้งแต่เศษส่วนของโอห์มไปจนถึงหน่วยของโอห์ม โปรดทราบ สุภาพบุรุษ ทั้งแกน E1 และความต้านทาน R1 นั้นอยู่ในวงกลมด้วยเส้นประ - พวกมันอยู่ในแบตเตอรี่! แต่ความต้านทาน R2 อยู่นอกแบตเตอรี่ - นี่คือน้ำหนักบรรทุกของเรา ตัวอย่างเช่นหลอดไฟ หรือผู้เล่น หรืออย่างอื่น.

กรณีที่ 1เรามีแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์แบบ กรณีนี้สอดคล้องกับรูปที่ 1 ไม่มีความต้านทานภายใน ในชีวิตอนิจจาคุณจะไม่พบกับสิ่งนี้ แต่จะมีประโยชน์ในการพิจารณาทำความเข้าใจฟิสิกส์ของกระบวนการ ในกรณีนี้ แม้ว่าจะมีการเชื่อมต่อโหลด เราก็จะมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ EMF ที่ขั้วเอาท์พุตของแบตเตอรี่

ภาพที่ 1 - แหล่งที่เหมาะแรงดันไฟฟ้า

กรณีที่ 2เราไม่มีแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์แบบ เธอมีความต้านทานภายในของตัวเอง R1 แต่เราไม่ได้โหลดแบตเตอรี่เราไม่ได้เชื่อมต่ออะไรกับมัน กรณีนี้สอดคล้องกับรูปที่ 2 จากนั้น ที่ขั้วเอาท์พุตของแบตเตอรี่ เราจะสังเกตแรงดันไฟฟ้า U3 เท่ากับ EMF ด้วย

รูปที่ 2 - แหล่งจ่ายแรงดันจริงที่ไม่มีโหลด (ว่าง)

กรณีที่ 3- เราไม่มีแบตเตอรี่ในอุดมคติและโหลดด้วยความต้านทาน R2 กระแส I ไหลผ่านวงจร กรณีนี้ตรงกับรูปที่ 3 และในกรณีนี้ แรงดันไฟที่ขั้วที่เราสังเกตจะไม่เท่ากับ EMF! มันจะเล็กลง ใช่ แหล่ง E1 อยู่ที่ไหนสักแห่งในบาดาลของแบตเตอรี่ยังคงสร้างแรงดันไฟฟ้า U1 เท่ากับ EMF แต่ความตึงเครียดนี้ ถูกแบ่งออกระหว่างความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ R1 และโหลดของเรา R2 และความต้านทาน R1 อย่างที่เราจำได้นั้นก็อยู่ในลำไส้ของแบตเตอรี่เช่นกันและผู้ใช้ไม่สามารถใช้งานได้ ดังนั้นที่ขั้วแบตเตอรี่เราจะสังเกตแรงดันไฟฟ้าที่น้อยกว่า EMF ของแบตเตอรี่ นี่เป็นเหตุการณ์ที่พบบ่อยที่สุดในชีวิตจริง และพระองค์เองเป็นผู้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงสิ่งที่แตกต่าง แหล่ง emfและแรงดันไฟที่เกิดจากแหล่งกำเนิด

รูปที่ 3 - แหล่งจ่ายแรงดันจริงพร้อมโหลด

สุภาพบุรุษ สรุปได้ดังนี้: แรงดันไฟที่เกิดจากแหล่งจ่ายแรงดันเท่ากับ EMF เมื่อเราสามารถละเลยความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด หรือค่อนข้างเป็นแรงดันตกคร่อมมัน ถ้าแรงดันตกคร่อมแรงดันภายในของแหล่งจ่าย เห็นได้ชัดว่าแรงดันไฟขาออกที่สร้างโดยแหล่งจ่ายจะน้อยกว่า EMF ใช่ เส้นแบ่งระหว่างแนวคิดของ EMF กับแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างไม่ชัดเจน มักจะมีความสับสน แต่สุภาพบุรุษ ตอนนี้จะน้อยลง

ให้เราได้สัมผัสกับช่วงเวลานี้ สัญญาณความเครียดใช่ แรงดันไฟฟ้าสามารถเป็นได้ทั้งบวกและลบ สิ่งนี้จะไม่เปลี่ยนฟิสิกส์ของกระบวนการเลย ทุกอย่างยังคงถูกต้อง - เรายังมีอิเลคตรอนที่ขั้ว "ลบ" มากกว่าขั้ว "บวก" ทั้งหมดขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรดที่เราใช้สำหรับ จุดอ้างอิง, นั่นคือ, สำหรับ ศูนย์. และสิ่งที่ถือเป็นศูนย์โดยทั่วไปพูด? เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าศูนย์ในกรณีนี้คือแผ่นดินแม่ของเรา นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้น เราเริ่มต้นของเรา ไม่ผูกมัด(ไม่ได้ต่อด้วยสายไฟใดๆ) จากแหล่งกราวด์ จากนั้นเทอร์มินัลหนึ่ง - ให้เลือก - เชื่อมต่อกับกราวด์ หากเราเชื่อมต่อขั้วลบกับพื้น หมายความว่ามีอิเล็กตรอนบนขั้วที่ปลอดจากพื้นน้อยกว่าอิเล็กตรอนที่เราต่อสายดินและเรามีแหล่งกำเนิดที่เป็นบวก หากตรงกันข้าม - ขั้วบวกเชื่อมต่อกับกราวด์ - แหล่งกำเนิดของเราสร้างแรงดันลบ เท่านั้นและทุกอย่าง หากเราไม่มีเทอร์มินัลต้นทางเชื่อมต่อกับกราวด์หรือถึง จุดทั่วไปอื่น ๆ ในการติดตั้งนี้เป็นศูนย์ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะพูดถึงแหล่งพลังงานดังกล่าว - เป็นบวกหรือลบ เราสามารถพูดได้เพียงว่าอิเล็กตรอนบนขั้ว "เชิงลบ" มีมากกว่าขั้วบวก หรือมีศักยภาพต่ำกว่า

หากในตอนแรกเรามีแหล่งพลังงานที่ออกแบบในลักษณะที่เทอร์มินัลหนึ่งเชื่อมต่อกับกราวด์ ทุกอย่างก็ชัดเจน

ฉันรีบเตือนความเข้าใจผิดที่เป็นอันตราย เนื่องจากเรากำลังพิจารณาในเบื้องต้น แหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบแยกส่วน, จากนั้นการเชื่อมต่อของเทอร์มินัลหนึ่งกับกราวด์ จะไม่ทำให้กระแสใดๆไหล! เป็นไปได้มากที่จะปฏิบัติตามคำกล่าวที่ว่ากระแสบางกระแสจะไหลลงสู่พื้นหากเทอร์มินัลต้นทางเชื่อมต่ออยู่ ไม่สุภาพบุรุษไม่และอีกครั้งไม่ ไม่มีอะไรจะรั่วไหลที่นั่น คุณสามารถดูด้วยตัวคุณเอง ใช้โวลต์มิเตอร์และวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วของคุณ แหล่งปลดเปลื้องจากแผ่นดินและดิน มันจะแสดง 0 โวลต์ไม่มีแรงดัน ไม่มีแรงดันไม่มีกระแส อย่างไรก็ตาม หากแหล่งจ่ายไฟเชื่อมต่อกับกราวด์โดยเทอร์มินอลตัวใดตัวหนึ่ง ก็เป็นเรื่องที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง การลัดวงจรอีกขั้วหนึ่งลงกราวด์จะนำไปสู่ ไฟฟ้าลัดวงจรแหล่งที่มา.

โดยทั่วไปแล้วหัวข้อเรื่องดินและการต่อสายดินนั้นไม่ง่ายอย่างที่คิดในแวบแรก มีช่วงเวลาและข้อผิดพลาดที่ยุ่งยากมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการต่อวงจรความถี่สูงหรือวงจรที่ กระแสสูง. อย่างไรก็ตาม นี่เป็นหัวข้อสำหรับบทความที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

จนกว่าเราจะเสร็จ ขอให้ทุกคนโชคดี แล้วพบกันใหม่!

เข้าร่วมกับเรา