Về hiệu điện thế, suất điện động và hiệu điện thế

sự khác biệt tiềm năng

Được biết, một cơ thể có thể được làm nóng nhiều hơn và cơ thể khác ít hơn. Mức độ mà một cơ thể nóng lên được gọi là nhiệt độ của nó. Tương tự như vậy, một cơ thể có thể được điện khí hóa nhiều hơn cơ thể khác. Mức độ nhiễm điện của cơ thể đặc trưng cho một đại lượng gọi là điện thế hay đơn giản là tiềm năng của cơ thể.

Nó có nghĩa là gì để điện khí hóa cơ thể? Điều này có nghĩa là thông báo cho nó về một điện tích, nghĩa là thêm một số lượng electron nhất định vào nó nếu chúng ta tích điện âm cho cơ thể hoặc lấy chúng ra khỏi cơ thể nếu chúng ta tích điện dương cho cơ thể. Trong cả hai trường hợp, cơ thể sẽ có một mức độ nhiễm điện nhất định, nghĩa là có điện thế này hoặc thế kia, hơn nữa, cơ thể tích điện dương có điện thế dương và cơ thể tích điện âm có điện thế âm.

Sự khác biệt về mức độ điện tích giữa hai cơ thể thường được gọi là sự khác biệt về điện thế hoặc đơn giản là sự khác biệt tiềm năng.

Cần lưu ý rằng nếu hai vật thể giống hệt nhau được tích các điện tích giống nhau, nhưng vật này lớn hơn vật kia, thì cũng sẽ có sự khác biệt về điện thế giữa chúng.

Hơn nữa, tồn tại một hiệu điện thế giữa hai vật như vậy, một vật tích điện và vật kia không tích điện. Vì vậy, ví dụ, nếu một cơ thể bị cô lập khỏi mặt đất có một tiềm năng nhất định, thì sự khác biệt tiềm năng giữa nó và mặt đất (có tiềm năng được coi là bằng không) bằng số với tiềm năng của cơ thể này.

Vì vậy, nếu hai cơ thể được tích điện theo cách mà tiềm năng của chúng không giống nhau, chắc chắn sẽ có sự khác biệt tiềm năng giữa chúng.

Ai cũng biết hiện tượng nhiễm điện của chiếc lược khi bạn chà lên tóc chẳng qua là tạo ra một hiệu điện thế giữa lược và tóc người.

Trên thực tế, khi cọ xát lược với tóc, một số electron được chuyển đến lược, tích điện âm cho lược, trong khi tóc, bị mất một số electron, được tích điện cùng mức độ với lược, nhưng tích điện dương. . Do đó, sự khác biệt tiềm năng được tạo ra có thể được giảm xuống bằng không bằng cách chạm vào tóc bằng lược. Sự chuyển đổi điện tử ngược này dễ dàng được phát hiện bằng tai nếu một chiếc lược nhiễm điện được đưa lại gần tai. Một âm thanh bật ra đặc trưng sẽ cho thấy sự phóng điện tiếp tục.

Ở trên nói về hiệu điện thế tức là chúng ta muốn nói đến hai vật tích điện, hiệu điện thế cũng có thể xảy ra giữa các phần (điểm) khác nhau của cùng một vật.

Vì vậy, ví dụ, xem xét những gì xảy ra trong một đoạn dây đồngnếu dưới tác dụng của một ngoại lực nào đó, chúng ta có thể di chuyển các êlectron tự do trong dây dẫn về một đầu.Rõ ràng là sẽ có sự thiếu hụt electron ở đầu kia của dây dẫn và khi đó sẽ xảy ra sự chênh lệch điện thế giữa hai đầu của dây dẫn.

Ngay khi ta ngừng tác dụng của ngoại lực thì lập tức các êlectron do bị hút các điện tích khác nhau sẽ lao về đầu dây dẫn mang điện tích dương, tức là đến chỗ khuyết của chúng, và điện tích cân bằng sẽ được khôi phục trong dây.

Lực điện động và hiệu điện thế

d Để duy trì dòng điện chạy trong dây dẫn, cần có một nguồn năng lượng bên ngoài nào đó để duy trì hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó tại mọi thời điểm.

Những nguồn năng lượng này được gọi là nguồn điện độc, một suất điện động xác định tạo ra và duy trì hiệu điện thế ở hai đầu của vật dẫn trong một thời gian dài.

Lực điện động (viết tắt là EMF) được ký hiệu bằng chữ E... EMF được đo bằng vôn. Ở nước ta, vôn được viết tắt bằng chữ «B», và trong ký hiệu quốc tế - bằng chữ «V».

Vì vậy, để có được một dòng chảy liên tục điện, bạn cần một suất điện động, nghĩa là bạn cần một nguồn dòng điện.

Nguồn dòng điện đầu tiên như vậy được gọi là "cực điện", bao gồm một loạt các vòng tròn bằng đồng và kẽm được lót bằng da ngâm trong nước axit hóa. Do đó, một trong những cách để có được lực điện động là tương tác hóa học của một số chất, do đó năng lượng hóa học được chuyển thành năng lượng điện. Các nguồn dòng điện, trong đó một suất điện động được tạo ra theo cách này, được gọi là các nguồn dòng điện hóa học.

Hiện nay, các nguồn dòng điện hóa học — tế bào điện và pin — được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật điện và năng lượng.

Một nguồn dòng điện chính khác, đã trở nên phổ biến trong tất cả các lĩnh vực kỹ thuật điện và kỹ thuật điện, là máy phát điện.

Máy phát điện được lắp đặt trong các nhà máy điện và đóng vai trò là nguồn điện duy nhất cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp, điện chiếu sáng thành phố, đường sắt điện, xe điện, tàu điện ngầm, xe đẩy, v.v.

Đối với các nguồn dòng điện hóa học (tế bào và pin) và đối với máy phát điện, tác dụng của suất điện động hoàn toàn giống nhau. Nó bao gồm thực tế là EMF tạo ra sự khác biệt tiềm năng ở các cực của nguồn hiện tại và duy trì nó trong một thời gian dài.

Các cực này được gọi là các cực của nguồn hiện tại. Một cực của nguồn điện luôn thiếu êlectron nên mang điện tích dương, cực kia thừa êlectron nên mang điện tích âm.

Theo đó, một cực của nguồn hiện tại được gọi là dương (+) và cực kia - âm (-).

Nguồn điện được sử dụng để cung cấp dòng điện cho các thiết bị khác nhau — những người dùng hiện tại… Các hộ tiêu thụ dòng điện sử dụng dây dẫn được nối với các cực của nguồn điện tạo thành một mạch điện kín. Sự khác biệt tiềm năng được thiết lập giữa các cực của nguồn hiện tại với một mạch điện kín được gọi là hiệu điện thế và được ký hiệu là chữ U.

Đơn vị đo điện áp, như EMF, là vôn.

Ví dụ, nếu bạn cần viết rằng điện áp của nguồn hiện tại là 12 volt, thì họ viết: U — 12 V.

Để đo lường điện từ trường hay hiệu điện thế gọi là dụng cụ vôn kế.

Để đo EMF hoặc điện áp của nguồn hiện tại, vôn kế phải được kết nối trực tiếp với các cực của nó. Hơn nữa, nếu mạch điện đang mở, thì vôn kế sẽ hiển thị EMF của nguồn hiện tại. Nếu bạn đóng mạch, vôn kế bây giờ sẽ không hiển thị EMF, mà là điện áp ở các cực của nguồn hiện tại.

EMF được tạo ra bởi nguồn hiện tại luôn lớn hơn điện áp trên các cực của nó.