Электродвижущая сила и напряжение

 

Рассмотрим простейшую электрическую цепь, приведенную на рисунке 1.1 и состоящую из источника энергии Е и резистора (резистивного элемента) R.

 

                                                                                                                                                                                                                           Рис.1.1

В источнике энергии Е за счет так называемых сторонних (не электрических) сил происходит разделение зарядов и на зажимах источника (полюсах) возникает разность потенциалов, которую называют напряжением. Для обозначения напряжения используют символы:  – для обозначения напряжения на элементе или участке цепи постоянного тока и  – для обозначения мгновенных напряжений на элементе или участке цепи. 

Напряжение между полюсами 1 и 2 схемы (рис.1.1):

, где  и  – потенциалы полюсов 1 и 2, соответственно. Напряжение U численно равно работе A, которую совершает источник энергии проводя заряд в 1 Кл по внешнему участку цепи. Единицей напряжения является вольт (В).

[ U ] = 1 В = 1 Дж / 1 Кл.

Источник энергии характеризуется электродвижущей силой (ЭДС), которую обозначают Е. ЭДС Е численно равна работе A сторонних сил по переводу заряда в 1 Кл внутри источника ЭДС от одного полюса к другому. Единицей ЭДС также является вольт (В). Исходя из вышеизложенного можно считать, что напряжение U на полюсах источника ЭДС равно его ЭДС Е , т.е. .

Поскольку цепь замкнута через резистор, то под действием электрического поля заряды стремятся объединиться, образуя электрический ток I.

Магнитные величины

 

В пространстве, окружающем проводник с током существует магнитное поле, которое представляется в виде магнитного потока, линии которого всегда замкнуты (рис. 1.2). Направление магнитного потока определяется по правилу буравчика (правого винта). При ввинчивании буравчика по направлению тока направление его вращения указывает направление магнитного потока. Магнитный поток обозначают символом Ф. Единицей магнитного потока является вебер (Вб).  1 Вб = 1 В•с.

Интенсивность магнитного потока характеризуется вектором магнитной индукции, который обозначается символом  и по направлению совпадает с направлением магнитного потока. Единицей магнитной индукции является тесла (Тл). 1 Тл = 1 Вб/м², т.е. магнитная индукция в 1 Тл возникает при магнитном потоке в 1 Вб проходящем через площадь в 1 м², расположенную перпендикулярно потоку.

Способность источника магнитного поля (электрического тока) создавать магнитное поле характеризуется напряженностью магнитного поля, которая обозначается символом и измеряется в А/м. В вакууме направление векторов напряженности магнитного поля и магнитной индукции совпадают и связаны соотношением: , где Гн/м – магнитная постоянная. Закон полного тока определяет напряженность магнитного поля в любой точке пространства около проводника с током: , где  – длина контура, охватывающего проводник и проходящего через точку пространства в которой определяется напряженность (рис. 1.2).

Напряженность магнитного поля однослойной катушки (рис. 1.3) для случая, когда , определяется:  , где  – число витков катушки, а l – длина катушки. Произведение называют магнитодвижущей силой.

Произведение числа витков на значение магнитного потока называют потокосцеплением катушки: . Выражение справедливо в случае если магнитный поток одинаков через все витки катушки. 

 

 

Рис. 1.2                                                             Рис.1.3

2.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: