EMF jest równa różnicy potencjałów między dwoma biegunami, gdy przez obwód nie płynie prąd.
Napięcie odnosi się do energii potrzebnej do przeniesienia ładunku elektrycznego z jednego końca obwodu na drugi, podzielonej przez wielkość ładunku. Tak więc, chociaż pola elektromagnetyczne i napięcie są ze sobą nierozerwalnie powiązane, są one również znacząco różne.
EMF a napięcie
Różnica między polem elektromagnetycznym a napięciem polega na tym, że pole elektromagnetyczne jest miarą napięcia wytwarzanego w źródle elektrycznym. Jest to energia dostarczana przez ogniwo na jednostkę ładunku kulombowskiego, która przechodzi przez ogniwo. Z drugiej strony napięcie to różnica energii potencjalnej między dwoma punktami w obwodzie.
Tabela porównawcza między polem elektromagnetycznym a napięciem
| Parametry porównania | EMF | Napięcie |
| Definicja | Definiowane jako napięcie wytwarzane w źródle elektrycznym. | Zdefiniowana jako różnica potencjałów między dwoma danymi punktami w obwodzie. |
| Formuła | Ε =I (R+r) | V= I + R |
| Intensywność | Utrzymana stała intensywność | Intensywność nie jest stała |
| Przyrząd pomiarowy | Mierzone miernikiem EMF. | Mierzone woltomierzem. |
| Wymuś działanie | Działanie siły kulombowskiej. | Działanie siły niekulombowskiej. |
| Źródła | Dynamo, ogniwa elektrochemiczne, ogniwa słoneczne. | Pola elektryczne i magnetyczne. |
Co to jest pole elektromagnetyczne?
EMF jest skrótem od siły elektromotorycznej, która jest definiowana jako napięcie wytwarzane w ogniwie elektrycznym. Energia jest przekształcana z jednej postaci w drugą w generatorze lub baterii. W tym celu jeden zacisk generatora lub akumulatora zostaje naładowany dodatnio, a drugi ujemnie.
Praca wykonana na jednostkę opłaty jest oznaczona przez EMF. EMF to energia dostarczana przez ogniwo lub baterię na jednostkę kulomba ładunku przechodzącego przez nie. Gdy przez obwód nie płynie prąd, siła elektromotoryczna jest równa różnicy potencjałów między dwoma zaciskami. Volt jest jednostką miary pola elektromagnetycznego. Symbolem pola elektromagnetycznego jest ε.
Istnieje kilka alternatywnych formuł obliczania pola elektromagnetycznego.
- ε = V + Ir
- V oznacza napięcie ogniwa
- I jest używany do konotowania prądu przepływającego przez obwód
- r oznacza rezystancję wewnętrzną ogniwa
- a ε jest używany do oznaczania pola elektromagnetycznego
Inną formułą używaną do określenia pola elektromagnetycznego jest:
Formułę można zmienić, biorąc pod uwagę opór wewnętrzny ogniwa. Następnie wyprowadzamy inną metodę obliczania pola elektromagnetycznego:
Co to jest napięcie?
Napięcie definiuje się jako ilość energii potencjalnej przepływającej między dwoma punktami w obwodzie. Definiuje się ją również jako ilość energii potencjalnej dostępnej na ładunek jednostkowy.
Napięcie można również zdefiniować jako ciśnienie potrzebne do przepchnięcia na jednostkę ładunku elektrycznego przez pętlę przewodzącą w obwodzie. Jest to praca wykonywana w celu przeniesienia ładunku jednostkowego z jednego punktu obwodu do drugiego.
Jednostka miary napięcia jest taka sama jak EMF. Nazwana na cześć włoskiego naukowca Alessandro Volty, ta jednostka miary jest wspólna zarówno dla pola elektromagnetycznego, jak i napięcia. Volta przypisuje się odkryciu pierwszej baterii elektronicznej.
Napięcie jest zatem oznaczane w równaniach jako „V”. Napięcie jest produktem pól elektrycznych i magnetycznych. Do obliczenia spadku napięcia dla każdego rezystora wykorzystuje się prawo Ohma. Typowe symbole napięcia to V, ∆V, U, ∆U.
Wzór na obliczenie napięcia:
V= I + R gdzie,
Główne różnice między polem elektromagnetycznym a napięciem
- Główna różnica między polem elektromagnetycznym a napięciem polega na tym, że pierwsza reprezentuje napięcie wewnątrz każdego źródła elektrycznego, podczas gdy druga reprezentuje różnicę potencjałów między dwoma danymi punktami.
- Intensywność pola elektromagnetycznego jest stale utrzymywana. Intensywność ładunków napięciowych może się zmieniać. Zatem napięcie nie ma stałego natężenia.
- Trzecią różnicę między nimi można określić w kategoriach instrumentu pomiarowego stosowanego dla każdego z nich. EMF mierzy się miernikiem EMF, a napięcie woltomierzem.
- Źródła każdego z nich oferują również inny punkt różnicy. Źródła pola elektromagnetycznego obejmują dynama, ogniwa elektromagnetyczne, ogniwa słoneczne itp. Napięcie jest wytwarzane przez pola elektryczne i magnetyczne.
- Inną zauważalną różnicą między polem elektromagnetycznym a napięciem jest działanie siły. EMF jest działaniem siły kulombowskiej, podczas gdy napięcie jest działaniem siły niekulombowskiej.
- Podczas gdy pole elektromagnetyczne można zmierzyć między dwoma zaciskami, gdy przez ogniwo nie płynie prąd, napięcie można zmierzyć między dowolnymi dwoma punktami. Jest to istotna różnica między polem elektromagnetycznym a napięciem.
- Inną interesującą różnicą jest ich związek przyczynowo-skutkowy. EMF jest przyczyną napięcia, a napięcie jest produktem ubocznym EMF.
Wniosek
Istnieje kilka istotnych różnic między polem elektromagnetycznym a napięciem, które silnie odróżniają jedną koncepcję od drugiej. Różnią się one formułami, intensywnością, urządzeniami pomiarowymi, działaniem sił, a także źródłami.
Podczas gdy EMF oznacza miarę różnicy potencjałów między dwoma zaciskami ogniwa, gdy nie przepływa przez nie prąd. Napięcie jest miarą różnicy potencjałów między dwoma podanymi punktami podczas przepływu prądu przez ogniwo. Pierwsza utrzymuje stałą intensywność, podczas gdy druga może się zmieniać.
Ogniwa słoneczne, generatory elektryczne i ogniwa elektrochemiczne są źródłami pola elektromagnetycznego, podczas gdy napięcie jest wytwarzane przez pole elektryczne lub magnetyczne. Chociaż obie te koncepcje są ściśle związane z obwodami elektrycznymi i przepływem prądu, różnią się znacznie.
Bibliografia
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7275191/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/57096/
