Corrente elettrica costante EMF della sorgente di corrente e resistenza interna della sorgente di corrente

Nell'era dell'elettricità, probabilmente non esiste una persona che non sappia dell'esistenza di una corrente elettrica. Ma poche persone ricordano dal corso di fisica della scuola più del nome delle quantità: forza attuale, tensione, resistenza, legge di Ohm. E pochissime persone ricordano quale sia il significato di queste parole.

In questo articolo discuteremo come apparire corrente elettrica come viene trasmesso lungo la catena e come utilizzare questo valore nei calcoli. Ma prima di passare alla parte principale, passiamo alla storia della scoperta della corrente elettrica e delle sue fonti, nonché alla definizione di cosa sia una forza elettromotrice.

Storia di

L'elettricità come fonte di energia è conosciuta fin dall'antichità, perché la natura stessa lo genera in enormi volumi. Un esempio lampante è il lampo o una rampa elettrica. Nonostante tale vicinanza con gli umani, questa energia fu frenata solo a metà del diciassettesimo secolo: Otto von Gerike, il borgomastro di Magdeburgo, creò una macchina che consentiva di generare una carica elettrostatica. A metà del XVIII secolo, Peter von Mushenbruck - uno scienziato olandese - crea il primo al mondo condensatore elettrico di nome Leiden in onore dell'università in cui lavorava.

Forse il conto alla rovescia dell'era delle vere scoperte dedicate all'elettricità, è consuetudine iniziare con l'opera di Luigi Galvani e Alessandro Volta, che hanno studiato rispettivamente le correnti elettriche nei muscoli e la presenza di corrente nelle cosiddette celle galvaniche. Ulteriori ricerche hanno aperto gli occhi sul rapporto tra elettricità e magnetismo, oltre a pochi fenomeni molto utili (come l'induzione elettromagnetica), senza i quali è impossibile immaginare la nostra vita oggi.

Ma non approfondiremo i fenomeni magnetici e ci soffermeremo solo su quelli elettrici. Quindi, diamo un'occhiata a come si genera l'elettricità nelle celle galvaniche e di cosa si tratta.

Cos'è una cella galvanica?

Posso dire questo fonte attuale generare elettricità a causa di reazioni chimiche che si verificano tra i suoi componenti. La più semplice cella galvanica fu inventata da Alessandro Volt e prese il nome da lui come una colonna volt. Consiste di diversi strati alternati tra loro: una piastra di rame, una guarnizione conduttiva (nella versione domestica del cotone idrofilo di design immerso in acqua salata) e una piastra di zinco.

Quali reazioni hanno luogo in esso?

Consideriamo più in dettaglio i processi che ci consentono di produrre energia elettrica utilizzando una cella galvanica. Ci sono solo due di queste trasformazioni: l'ossidazione e la riduzione. Quando un elemento, un agente riducente, viene ossidato, gli elettroni vengono restituiti a un altro elemento, un ossidante. L'ossidante, a sua volta, viene ridotto accettando gli elettroni. Quindi, vi è un movimento di particelle cariche da una piastra all'altra, e questo, come è noto, è chiamato corrente elettrica.

E ora passiamo all'argomento principale di questo articolo: l'EMF della fonte attuale. E per cominciare, consideriamo cosa rappresenta questa forza elettromotrice (EMF).

Cos'è l'EMF?

Questo valore può essere rappresentato come il lavoro delle forze (cioè "lavoro"), eseguito quando la carica si muove lungo un punto chiuso circuito elettrico. Molto spesso, vengono anche chiariti che l'addebito deve essere necessariamente positivo e singolo. E questa è un'aggiunta significativa, poiché solo in queste condizioni la forza elettromotrice può essere considerata una quantità misurabile esatta. A proposito, è misurato nelle stesse unità della tensione: in volt (V).

Fonte corrente EMF

Come è noto, ogni batteria o batteria ha il proprio valore di resistenza, che sono in grado di produrre. Questo valore, l'EMF della sorgente corrente, mostra il lavoro svolto da forze esterne per spostare la carica lungo il circuito in cui è collegata la batteria o la batteria.

È anche necessario chiarire quale tipo di corrente produce una fonte: costante, alternata o pulsata. Le celle galvaniche, incluse batterie e batterie, producono sempre solo una corrente elettrica costante. L'EMF della sorgente di corrente in questo caso sarà uguale in grandezza alla tensione di uscita ai contatti della sorgente.

Ora è il momento di capire perché è necessario un valore come EMF, come usarlo quando si calcolano altri valori di un circuito elettrico.

Formula EMF

Abbiamo già scoperto che l'EMF della sorgente attuale è uguale al lavoro delle forze esterne in trasferimento. Per maggiore chiarezza, abbiamo deciso di scrivere la formula per questa quantità: E = A _{forze esterne} / q, dove A è lavoro, e q è la carica su cui è stato eseguito il lavoro. Si prega di notare che la carica totale è presa, non una singola carica. Questo viene fatto perché consideriamo il lavoro delle forze per spostare tutte le cariche nel conduttore. E questo rapporto di lavoro da caricare sarà sempre costante per una data fonte, poiché non importa quante particelle cariche prendi, la quantità specifica di lavoro per ciascuna di esse sarà la stessa.

Come potete vedere, la formula della forza elettromotrice non è così complicata e si compone di due sole quantità. È tempo di passare a una delle principali domande derivanti da questo articolo.

Perché abbiamo bisogno dell'EMF?

È già stato detto che la fem e la tensione sono, in effetti, uguali. Se conosciamo i valori EMF e la resistenza interna della sorgente attuale, sarà facile sostituirli in La legge di Ohm per una catena completa che è il seguente: I = e / (R + r), dove I è la forza attuale, e è il EMF, R è la resistenza del circuito, r è la resistenza interna della sorgente di corrente. Da qui possiamo trovare due caratteristiche del circuito: I e R. Va notato che tutti questi argomenti e formule valgono solo per il circuito DC. Nel caso di una variabile, le formule saranno completamente differenti, poiché obbedisce alle sue leggi oscillatorie.

Ma ancora non è chiaro quale applicazione sia l'emf della sorgente corrente. Nella catena, di regola, ci sono molti elementi che svolgono la loro funzione. In ogni telefono c'è una carica che rappresenta nient'altro che un circuito elettrico. E ogni circuito richiede una fonte di corrente per il funzionamento. Ed è molto importante che il suo EMF sia adatto per i parametri di tutti gli elementi del circuito. Altrimenti, il circuito smetterà di funzionare o brucerà a causa dell'alta tensione al suo interno.

conclusione

Pensiamo che per molti questo articolo sia stato utile. In effetti, nel mondo moderno è molto importante sapere il più possibile su ciò che ci circonda. Ciò include la conoscenza della natura della corrente elettrica e del suo comportamento all'interno dei circuiti. E se pensi che una cosa come un circuito elettrico venga usata solo nei laboratori e tu sei lontana da essa, allora ti sbagli di grosso: tutti i dispositivi che consumano elettricità, infatti, sono costituiti da circuiti. E ognuno di loro ha la sua fonte attuale, che crea una fem.