Nadmi
01-10-25

0 : Odsłon:


Siła elektromotoryczna i rezystancja wewnętrzna.
autor: Artur Szulc
: Obwody elektryczne prądu stałego
Post comments:17 komentarzy
Siła elektromotoryczna i rezystancja wewnętrzna
Siła elektromotoryczna i rezystancja wewnętrzna toczą niekończącą się walkę we wnętrzu naszych źródeł napięcia. Co kryję się za tymi pojęciami? Jaka łączy je relacja i jakie są konsekwencje ich istnienia?

Pojęcia, o których będę dziś pisał wymagają znajomości pewnych podstaw. Wszystkie je postaram się dzisiaj skrótowo nakreślić, jeśli jednak chcesz dokładnie wiedzieć co i dlaczego się dzieje, to polecam na wstępie zapoznać się z pełnymi artykułami na temat potrzebnych nam dzisiaj podstaw:

Czym jest rezystancja? – artykuł na TeoriaElektryki.pl

Co to jest napięcie elektryczne? – artykuł na TeoriaElektryki.pl

Jak rozumieć spadek napięcia? – artykuł na TeoriaElektryki.pl

Siła elektromotoryczna
Siła elektromotoryczna brzmi jak określenie wyjęte prosto z encyklopedii. Jest surowe, kojarzy się z nudną fizyką i tak naprawdę nie wiadomo do czego służy i co oznacza. Posiada ona też jeden z najdłuższych. jedno-zdaniowych opisów na Wikipedii jaki widziałem:

Siła elektromotoryczna (SEM) – czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w stronę przeciwną do siły pola elektrycznego działającego na ten ładunek.

Wikipedia
Tak naprawdę jedynym co warto z tego opisu zapamiętać jest fakt, że siłę elektromotoryczną często nazywa się w skrócie SEM – tak jest zwyczajnie krócej i łatwiej. W angielskiej literaturze odpowiednikiem jest skrót EMF, który rozwija się do Electromotive Force.

Zacznijmy może od tego, że siła elektromotoryczna bardzo często mylona jest z napięciem, zapewne dlatego, że obie te wielkości wyraża się w woltach. Jeśli jednak spojrzymy na definicję napięcia, to gołym okiem widać, że jest ona kompletnie inna od opisu SEM i przy okazji znacznie krótsza:

Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego.

Wikipedia
Czy w takim razie SEM to całkiem coś innego, niż napięcie i nie należy tych dwóch wielkości ze sobą mylić? Nie do końca… Tak naprawdę SEM i napięcie to dokładnie ta sama idea fizyczna. Obie te wielkości wyrażamy w woltach, obie wywołują przepływ prądu i obie mówią o energii jaką niesie ze sobą ładunek elektryczny. Co takiego je zatem wyróżnia?

Ujmę to tak: SEM jest tym, o czym marzymy, napięcie jest tym, co dostajemy. Brzmi to może jak wróżba z chińskiego ciasteczka, ale w gruncie rzeczy na tym to polega. Rozwińmy może temat na przykładzie uwielbianej przez elektrotechników instalacji wodnej. Siłę elektromotoryczną nazwałbym w tym wypadku ciśnieniem znamionowym pompy, którą przed chwilą przywiózł kurier i którą wyciągamy z pudełka. Znamionowym, znaczy takim, które pompa jest teoretycznie w stanie wygenerować. Inaczej mówiąc SEM opisuje ile ,,siły pchającej” jest nam w stanie dać źródło. Ale czy na pewno tyle tej siły dostaniemy?

Tutaj przechodzimy do napięcia, którego odpowiednikiem w instalacji wodnej jest faktyczne ciśnienie wody, jakie uzyskujemy po podłączeniu naszej pompy. Oczywiście wszelkie zatory w rurociągu, czy uszkodzenia instalacji skutecznie owo ciśnienie obniżają, tak samo jak rezystor powoduje spadek napięcia w obwodzie. Jeśli czytałeś mój artykuł na temat spadku napięcia to wiesz, że jest on rzeczą całkowicie naturalną. Nas jednak w tym momencie nie interesuje co dzieje się dalej w rurociągu. Chcemy wiedzieć, czy pompa jest w stanie pchnąć wodę z obiecaną przez producenta wydajnością i zwykle… nie jest w stanie. Na tej samej zasadzie jeśli mamy baterię o SEM 9 V, to po jej podłączeniu i zmierzeniu napięcia na jej końcach okazać się może, że napięcie to już tylko 8,5 V. Dlaczego? Powiedzmy na razie, że każde źródło napięcia ma swoje wady, których fizycznie nie jesteśmy w stanie przeskoczyć.


SEM jest zatem wielkością nieco iluzoryczną. Możemy określić ją mianem napięcia, które udałoby nam się uzyskać, gdyby bateria pozbawiona była wad, a jej wydajność wynosiła 100%. Elektronicy wymyślili nawet pojęcie idealnego źródła napięcia, które polega na tym, że w pewnych sytuacjach przymyka się oko na niedoskonałości źródła i przyjmuje się napięcie pracy równe SEM (U = SEM). W rzeczywistości jednak nie ma baterii, akumulatorów i generatorów idealnych, stąd wytwarzane napięcie w trakcie pracy jest zawsze niższe od wartości SEM.

Czy jest się w ogóle czym przejmować? Czy strata ta jest duża? Aby sprawdzić jak to jest z tym SEM w rzeczywistości najprościej będzie wziąć do ręki zwykła baterię typu AA lub AAA. Kiedy tak na nią popatrzysz, to na pewno rzuci ci się w oczy widoczne na jej etykiecie 1,5 V. Wartość ta nazywana jest przez producentów napięciem nominalnym. My, zwykli użytkownicy mówimy na nią po prostu ,,napięcie baterii”. Jak myślisz, czym ona jest? SEM, czy napięciem pracy?


Aby zmierzyć SEM baterii musimy zaopatrzyć się w woltomierz – im droższy tym pomiar zwykle dokładniejszy. Ważne, żeby mierzona bateria była nowa – chcemy zobaczyć pełnie mocy w jaką wyposażył ją producent, a nie jakieś resztki napięcia pozostałe w zużytej baterii. Baterię oczywiście mierzymy ,,w powietrzu” – wiemy, że w trakcie pracy napięcie jest niższe niż SEM, stąd nie wkładamy jej do żadnego urządzenia. Wyciągamy ją z opakowania i przykładamy do niej sondy miernika.


Pomiar SEM baterii
Postanowiłem zmierzyć w ten sposób kilka baterii różnych producentów i każda z nich dała inny wynik. Raz było to 1,60 V, innym razem 1,65 V, a jeszcze innym 1,57 V. Pytanie numer jeden. Dlaczego na etykiecie każdej z tych baterii widnieje wartość 1,5 V, skoro ich SEM jest wyższe? A może 1,5 V to napięcie ich pracy? Sprawdziłem to. Obciążyłem każdą z nich małym rezystorem i wynik zawsze oscylował między 1,55 V, a 1,62 V, czyli wciąż więcej, niż przewidział producent. O co tutaj chodzi?

Jeśli spojrzymy do książek, ale nie takich ogólnych o elektrotechnice, tylko takich dotyczących stricte baterii, to tam znaleźć możemy definicję nawet 10 różnych rodzajów napięć! Aby to wszystko jakoś uporządkować i określić co jest czym, przedstawiam poniżej kilka przykładów:

Napięcie teoretyczne (ang. theoretical voltage) – wartość wynikająca z użytych do budowy baterii materiałów. Na przykład wykorzystanie w roli elektrod cynku i miedzi wytworzy napięcie równe 1,1 V, z kolei najnowocześniejsze ,,mieszanki” baterii litowych osiągają nawet 3,5 V.
Napięcie jałowe (ang. open-circuit voltage) – możemy opisać je jako ,,napięcie baterii wyjętej z pudełka” lub po prostu SEM. Wartość ta jest często nieco niższa od napięcia teoretycznego, bowiem konstrukcja baterii niesie ze sobą pewne ograniczenia. Część ogniw jest też delikatnie rozładowywana, nim trafi do pudełek, by zminimalizować ryzyko korozji.

Napięcie pracy (ang. closed-circuit voltage) – tak jak pisałem wcześniej, baterie będące pod obciążeniem gubią nieco swojej SEM i nie da się tego faktu przeskoczyć. To jak duży jest to spadek zależy od kilku rzeczy, o czym opowiem nieco później.

Napięcie nominalne – (ang. nominal voltage) – SEM każdej baterii (węglowej, alkalicznej czy litowej) może być inne – niekiedy jest to 1,55 V, innym razem na przykład 1,62 V. Dlaczego zatem na każdej z nich napisane jest 1,5 V? Powodem jest standaryzacja. Aby uniknąć zamieszania i nie zmuszać konsumenta do zastanawiania się jakie dokładnie napięcie będzie w danym wypadku najlepsze, wprowadzono kilka napięć standardowych, takich jak 1,5 V, 3 V i 9 V, do których przypisywane są ogniwa. We wszystkich przypadkach jakie spotkałem SEM była nieco wyższa od napięcia nominalnego, a więc jest to ,,oszustwo” na naszą korzyść.

Napięcie odcięcia (ang. cut-off voltage) – rozładowując się, bateria traci energię, a co za tym idzie spada wartość jej SEM jak i napięcia pracy. Po pewnym czasie nadejdzie moment, w którym napięcie będzie zbyt niskie do dalszego zasilania urządzenia i baterię uznamy za ,,wyczerpaną”. Granica ta jest jednak dość płynna i zależy od obciążenia. Rozładowana bateria może nie być w stanie zasilać latarki, ale jeśli przełożymy ją do zegarka, to może ona napędzać go jeszcze kilka dobrych dni.

Tak naprawdę nie ma sensu tego wszystkiego zapamiętywać, bo w rzeczywistości najistotniejsze jest jedno tylko jedno – napięcie w trakcie pracy. W końcu do tego służą baterie – do zasilania urządzeń, czyż nie? Tym bardziej szkoda, że z jakiegoś dziwnego powodu tracą one pod obciążeniem część swojej SEM. Co ciekawe fakt ten dotyczy nie tylko baterii, a wszystkich źródeł napięcia. Spróbuj na przykład zmierzyć napięcie w gniazdku swojego domu o różnych porach dnia. Szybko zauważysz, że praktycznie nigdy nie wynosi ono dokładnie 230 V. Czasami jest 227 V, innym razem 232 V. Skąd bierze się ta rozbieżność? Odpowiedź na to pytanie wymaga poruszenia zupełnie nowego wątku rezystancji wewnętrznej.


: Wyślij Wiadomość.


Przetłumacz ten tekst na 91 języków
Procedura tłumaczenia na 91 języków została rozpoczęta. Masz wystarczającą ilość środków w wirtualnym portfelu: PULA . Uwaga! Proces tłumaczenia może trwać nawet kilkadziesiąt minut. Automat uzupełnia tylko puste tłumaczenia a omija tłumaczenia wcześniej dokonane. Nieprawidłowy użytkownik. Twój tekst jest właśnie tłumaczony. Twój tekst został już przetłumaczony wcześniej Nieprawidłowy tekst. Nie udało się pobrać ceny tłumaczenia. Niewystarczające środki. Przepraszamy - obecnie system nie działa. Spróbuj ponownie później Proszę się najpierw zalogować. Tłumaczenie zakończone - odśwież stronę.

: Podobne ogłoszenia.

O ile dobrze pamiętam nazywa się FACSES, stosowano ja w starożytnym Rzymie i jest przedstawiona na wielu obrazach i rzeźbach.

Siła starożytnej broni magnetycznej. O ile dobrze pamiętam nazywa się FACSES, stosowano ja w starożytnym Rzymie i jest przedstawiona na wielu obrazach i rzeźbach. Na przykład pomnik Waszyngtona. Eksperyment pokazuje płytkę metalu rtęci, potem aluminium a…

Splot słoneczny, Manipura odnosi się do trzeciej czakry.

Splot słoneczny, Manipura odnosi się do trzeciej czakry. Kręci się w okolicy brzucha nad pępkiem. Oznacza „błyszczący klejnot” w sanskrycie, czakra Manipura zapewnia źródło osobistej mocy i odnosi się do poczucia własnej wartości, energii wojownika i mocy…

4884AVA. AKTYWATOR MŁODOŚCI. Koenzym Q10 z witaminami. JUGEND ACTIVATOR. Coenzym Q10 mit Vitaminen.

AKTYWATOR MŁODOŚCI. Koenzym Q10 z witaminami. YOUTH ACTIVATOR. Coenzyme Q10 with vitamins. МОЛОДЕЖНЫЙ АКТИВЕР. Коэнзим Q10 с витаминами. Kod katalogowy/indeks: 4884AVA. Kategorie: Kosmetyki, Aktywatory Młodości Przeznaczenie serum Typ kosmetyku serum…

10 նշան, որ դուք ծանոթ եք հուզականորեն անհասանելի տղամարդու.

10 նշան, որ դուք ծանոթ եք հուզականորեն անհասանելի տղամարդու.  Բոլորս փնտրում ենք որևէ մեկին, ով անվերապահորեն և հավիտյան մեզ սիրում է, այնպես չէ՞: Չնայած սիրո և սիրված լինելու հեռանկարը կարող է ստիպել ձեզ ստամոքսի մեջ թիթեռներ զգալ, դուք պետք է համոզվեք,…

Święta słowiańskie w grudniu 2021 r.

Święta słowiańskie w grudniu 2021 r. Noc z 20 na 21 grudnia Noc Czarnoboga Najciemniejsza noc w roku, kiedy słońce jeszcze nie zaczęło wchodzić. To z ciemności rodzi się nowe Słońce. Navi zejdzie na ziemię i wyjedzie teraz tylko do Vodokres, 19 stycznia.…

Płytki podłogowe: gres szkliwiony grafit

: Nazwa: Płytki podłogowe: : Model nr.: : Typ: nie polerowana : Czas dostawy: 96 h : Pakowanie: Pakiet do 30 kg lub paleta do 200 kg : Waga: 23 kg : Materiał: : Pochodzenie: Polska . Europa : Dostępność: detalicznie. natomiast hurt tylko po umówieniu :…

Does new Webb photo of Jupiter show a Mothership over a thousand miles long?

Does new Webb photo of Jupiter show a Mothership over a thousand miles long? Monday, August 01, 2022 On July 27, 2022, the James Webb Space Telescope released an image of Jupiter’s Great Red Spot using one of its infrared cameras.  The image above…

Wędrówka Dusz:

Wędrówka Dusz: Zgodnie z dogmatem starożytności, zatłoczone formy życia są serią oczyszczających wędrówek, dzięki którym boski pierwiastek ponownie wznosi się do jedności swego źródła. Upojone w pucharze Dionizosa i olśnione w zwierciadle istnienia,…

吸毒成癮的機制:

藥物治療。 長期以來,吸毒一直是一個嚴重的問題。由於合法權益的高可用性和在線銷售,幾乎每個人都有機會獲得毒品。像其他成癮一樣,可以戒毒。什麼是藥物治療?癮君子要採取什麼步驟才能擺脫癮?了解有關藥物治療的更多信息。 吸毒成癮的機制:…

4 Kinderkleidung für Jungen und Mädchen:

4 Kinderkleidung für Jungen und Mädchen: Kinder sind hervorragende Beobachter der Welt, die nicht nur lernen, indem sie Erwachsene imitieren, sondern auch durch Erfahrung ihre eigene Weltsicht entwickeln. Dies gilt für alle Lebensbereiche, von der…

GOMAD. Firma. Urządzenia do obróbki drewna.

Powstaliśmy w 1952 roku i przez 65 lat pokonaliśmy niezwykłą drogę od produkcji i naprawy prostego sprzętu, aż po budowę rozbudowanych maszyn oraz specjalistycznych automatów do obróbki drewna dla branży stolarskiej, meblarskiej i budowlanej. Jednak nasza…

Długopis : Schneider

: Nazwa: Długopisy : Czas dostawy: 96 h : Typ : Odporna na uszkodzenia i twarda kulka wykonana z węglika wolframu : Materiał : Metal plastik : Kolor: Wiele odmian kolorów i nadruków : Dostępność: Detalicznie. natomiast hurt tylko po umówieniu :…

Мансууруулах бодисын донтолтын механизм:

Эмийн эмчилгээ. Мансууруулах бодис удаан хугацааны турш ноцтой асуудал болоод ирсэн. Бараг бүх хүмүүс хууль эрхзүйн өндөр үнэ, онлайн борлуулалтаас болж эм авах боломжтой байдаг. Мансууруулах бодисын донтолтыг бусад донтолт шиг зогсоож болно. Эмийн…

Trachycarpus fortunei MROZOODPORNA PALMA do ogrodu.

Trachycarpus fortunei MROZOODPORNA PALMA do ogrodu. MROZOODPORNA PALMA  Egzotyka w Twoim ogrodzie!  Odporna na mrozy, nawet do -18 stopni!  Uwielbia słoneczne stanowiska  Rośnie ok. 20cm rocznie  Dobrze znosi otoczenie innych roślin  Dorasta nawet…

SKELETON. Company. Locomotives, parts of trains, automotive, truck trailers.

We Provide A Seamless Service We organize the logistics by truck, air or sea, cover the insurance, customs clearance and payment of duties and taxes, thus providing our customers with a seamless service with only one invoice, on a delivered, duty paid…

Érdemes varrni ruhákat, estélyi ruhákat, egyedi ruhákat?

Érdemes varrni ruhákat, estélyi ruhákat, egyedi ruhákat? Amikor közeledik egy különleges esemény, például esküvő vagy nagy ünneplés, különösnek akarunk nézni. Gyakran erre a célra új alkotásra van szükségünk - azok, amelyek a szekrényben vannak, már…

DIPOL. Producent. Blokada do skrzyni biegów.

Misja Naszą misją jest tworzenie skutecznych, zabezpieczeń samochodowych, które ochronią mienie naszych klientów. Nasza działalność koncentruje się na blokadach skrzyń biegów do samochodach osobowych i dostawczych. Od początku przyświeca nam ten sam cel –…

羽衣甘蓝-奇妙的蔬菜:健康特性:

羽衣甘蓝-奇妙的蔬菜:健康特性:07: 在健康饮食时代,羽衣甘蓝重获青睐。与外观相反,这在波兰菜中并不是新奇的事物。直到最近,您只能在保健食品市场上购买它,而今天,我们可以在每个超市中找到它。一个人不应该害怕,它很容易准备。可以将其以未经加工的形式用于鸡尾酒和沙拉中,也可以经过热处理后食用,即使最近这种薯条很受欢迎。羽衣甘蓝是一种维生素炸弹,它是世界上最健康的蔬菜标签坚持的原因。 1.羽衣甘蓝-健康特性 2.羽衣甘蓝芯片 3.羽衣甘蓝香蒜酱 4.羽衣甘蓝鸡尾酒 1.羽衣甘蓝-健康特性…

SEADOO. Company. Jet ski, water scooters, water equipment.

JURY FINDS PATENT INFRINGEMENT IN FAVOR OF HYDRODYNAMIC RE SEA-DOO ® SEASCOOTER™ Jury Finds Utility Patent covering Sea-Doo® Seascooter™ To Be Valid and Willfully Infringed Los Angeles, CA – November 25, 2013.  Sport Dimension, Inc., dba Body Glove…

Mane, tekel, fares- Słowa napisane na ścianie przez niewidzialna rękę w czasie uczty Baltazara.

Mane, tekel, fares- Słowa napisane na ścianie przez niewidzialna rękę w czasie uczty Baltazara. Cala tajemnica tkwi w tych słowach. Zostali wezwani mędrcy babilońscy, ale nie potrafili odczytać ani zinterpretować napisu. Możliwych jest kilka wyjaśnień:…

Lahepuu, loorberilehed, loorberilehed: loorber (Laurus nobilis):

Lahepuu, loorberilehed, loorberilehed: loorber (Laurus nobilis): Loorberipuu on ilus peamiselt läikivate lehtede tõttu. Lõuna-Euroopas võib imetleda loorberi hekke. Siiski peate olema ettevaatlik, et sellega mitte üle pingutada, sest värske…

છોકરાઓ અને છોકરીઓ માટે બાળકોના વસ્ત્રો:

છોકરાઓ અને છોકરીઓ માટે બાળકોના વસ્ત્રો: બાળકો વિશ્વના શ્રેષ્ઠ નિરીક્ષકો છે, જે ફક્ત પુખ્ત વયના લોકોનું અનુકરણ કરીને જ શીખતા નથી, પરંતુ અનુભવ દ્વારા તેમના પોતાના વિશ્વ દૃષ્ટિકોણનો વિકાસ કરે છે. આ જીવનની આસપાસના વાસ્તવિકતાને જોવાથી લઈને, સંગીતવાદ્યો અથવા…

Elastomers และแอปพลิเคชันของพวกเขา

Elastomers และแอปพลิเคชันของพวกเขา โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์อยู่ในกลุ่มพลาสติกซึ่งเกิดขึ้นจากการโพลิเมอไรเซชันและโซ่หลักของมันประกอบด้วยกลุ่มยูรีเทน เรียกว่าเป็น PUR หรือ PU พวกเขามีคุณสมบัติที่มีคุณค่ามากมาย…

HARVELLE. Company. Leather briefcases. Leather wallets. Leather bags.

HARVELLE (A brand name for A S HANDICRAFT) Set up in 2010 by first generation entrepreneur a newly emerged Manufacturers in the domain of Leather Products. Based in New Delhi, India, the company continues to excel as an Exporter and Supplier catering to a…

mRNA-1273: Vaksin Coronavirus siap pikeun uji klinis:

mRNA-1273: Vaksin Coronavirus siap pikeun uji klinis:   Vaksin Coronavirus siap pikeun uji klinis Perusahaan Biotéhnologi Moderna, ti Cambridge, Massa., Ngumumkeun yén vaksin na, mRNA-1273, pikeun nyebarkeun virus Covid-19 anu gancang bakal gancang dugi…

Si të përgatisni një veshje sportive për stërvitje në shtëpi:

Si të përgatisni një veshje sportive për stërvitje në shtëpi: Sporti është një mënyrë shumë e nevojshme dhe e vlefshme për të kaluar kohën. Pavarësisht nga sporti ose aktiviteti ynë i preferuar, ne duhet të sigurojmë trajnimin më efektiv dhe efektiv. Për…