Різниця між ЕРС та напругою
Вивчаючи електротехніку, ви стикаєтеся з двома важливими поняттями: ЕРС і напруга. Хоча ці терміни часто використовуються синонімічно, насправді між ними є суттєва різниця. У цій статті ми розглянемо відмінності між ЕРС та напругою, пояснимо, як вони пов'язані, та покажемо, як їх вимірювати.
Заголовки та підзаголовки
- Що таке ЕРС?
- Визначення ЕРС
- Формула ЕРС
- Джерела ЕРС
- Приклади ЕРС
- Що таке напруга?
- Визначення напруги
- Формула напруги
- Різниця потенціалів
- Приклади напруги
- Зв'язок між ЕРС та напругою
- Залежність напруги від ЕРС
- Внутрішній опір
- Вимірювання ЕРС та напруги
- Вимірювання ЕРС
- Вимірювання напруги
- Висновок
- Підсумок відмінностей між ЕРС та напругою
- Часті запитання
Що таке ЕРС?
ЕРС (електродвижуча сила) – це фізична величина, яка характеризує здатність джерела струму створювати електричне поле та переміщувати заряди в провіднику. ЕРС вимірюється у вольтах (В) і визначається як робота, яку виконує джерело струму для переміщення одиничного заряду від одного полюса до іншого.
Формула ЕРС
Математично ЕРС розраховується за формулою:
ЕРС = W / q
де:
- ЕРС – електродвижуча сила (вольтах)
- W – робота (джоулях)
- q – заряд (кулонах)
Джерела ЕРС
Існує багато різних джерел ЕРС, включаючи:
- Батареї
- Генератори
- Термоелементи
- Фотоелементи
- П'єзоелектричні елементи
Приклади ЕРС
- Батарейка 9 В має ЕРС 9 В.
- Генератор, який виробляє змінний струм з амплітудою 120 В, має ЕРС 120 В.
- Термоелемент, який генерує напругу 1 мВ на градус Цельсія, має ЕРС 1 мВ/°C.
Що таке напруга?
Напруга – це фізична величина, яка характеризує різницю електричних потенціалів між двома точками в електричному полі. Напруга вимірюється також у вольтах (В) і визначається як робота, яку виконує електричне поле для переміщення одиничного заряду від однієї точки до іншої.
Формула напруги
Математично напруга розраховується за формулою:
Напруга = W / q
де:
- Напруга – різниця електричних потенціалів (вольтах)
- W – робота (джоулях)
- q – заряд (кулонах)
Різниця потенціалів
Напруга виникає внаслідок різниці в концентрації заряджених частинок (електронів та іонів) у різних точках електричного поля. Коли концентрація заряджених частинок більша в одній точці, ніж в іншій, виникає електричне поле, яке прагне вирівняти концентрацію. Електричне поле створює силу, яка діє на заряджені частинки, змушуючи їх рухатися від точки з більшою концентрацією до точки з меншою концентрацією.
Приклади напруги
- Напруга між полюсами батарейки 9 В становить 9 В.
- Напруга в розетці становить 220 В.
- Напруга на входах і виходах електричних приладів і установок може бути різною і залежить від їх призначення та характеристик.
Зв'язок між ЕРС та напругою
Як ви вже зрозуміли, ЕРС і напруга тісно пов'язані між собою. ЕРС є джерелом напруги, яка виникає внаслідок різниці потенціалів між двома точками в електричному полі. Однак між ЕРС і напругою є одна суттєва відмінність.
Залежність напруги від ЕРС
Напруга на затискачах джерела струму може бути меншою за його ЕРС. Це пов'язано з внутрішнім опором джерела струму. Внутрішній опір – це опір провідників, які з'єднують полюси джерела струму. Коли через джерело струму протікає струм, на внутрішньому опорі виникає падіння напруги, яке зменшує напругу на затискачах джерела струму.
Внутрішній опір
Внутрішній опір джерела струму залежить від його конструкції та матеріалів, з яких він виготовлений. Внутрішній опір може бути дуже малим (частка Ома) або дуже великим (десятки кілоом). Чим менший внутрішній опір, тим менше падіння напруги на ньому і тим ближче напруга на затискачах джерела струму до його ЕРС.
Вимірювання ЕРС та напруги
Для вимірювання ЕРС та напруги використовують спеціальні прилади – вольтметри. Вольтметри бувають різних типів, але всі вони працюють за одним принципом. Вольтметр підключається до двох точок, між якими потрібно виміряти напругу. Вольтметр вимірює різницю потенціалів між цими точками і показує її значення на дисплеї.
Вимірювання ЕРС
Для вимірювання ЕРС джерела струму необхідно підключити вольтметр до полюсів джерела струму. Вольтметр покаже значення ЕРС, яке дорівнює різниці потенціалів між полюсами джерела струму.
Вимірювання напруги
Для вимірювання напруги на будь-якій ділянці електричного кола необхідно підключити вольтметр до кінців цієї ділянки. Вольтметр покаже значення напруги, яке дорівнює різниці потенціалів між кінцями цієї ділянки.
Висновок
ЕРС та напруга – це два важливих поняття в електротехніці. ЕРС – це здатність джерела струму створювати електричне поле та переміщувати заряди в провіднику. Напруга – це різниця електричних потенціалів між двома точками в електричному полі. ЕРС є джерелом напруги, але напруга на затискачах джерела струму може бути меншою за його ЕРС через внутрішній опір джерела
