Sulla differenza di potenziale, forza elettromotrice e tensione

Differenza di potenziale

È noto che un corpo può essere riscaldato di più e un altro di meno. Il grado di riscaldamento di un corpo si chiama temperatura. Allo stesso modo, un corpo può essere elettrizzato più di un altro. Il grado di elettrificazione del corpo caratterizza una grandezza chiamata potenziale elettrico o semplicemente potenziale del corpo.

Cosa significa elettrizzare il corpo? Ciò significa informarlo di una carica elettrica, cioè aggiungergli un certo numero di elettroni se carichiamo il corpo negativamente, o toglierglieli se carichiamo il corpo positivamente. In entrambi i casi, il corpo avrà un certo grado di elettrificazione, cioè questo o quel potenziale, inoltre, un corpo caricato positivamente ha un potenziale positivo e un corpo caricato negativamente ha un potenziale negativo.

Una differenza nei livelli di carica elettrica tra due corpi è solitamente chiamata differenza di potenziale elettrico o semplicemente differenza di potenziale.

Va tenuto presente che se due corpi identici sono caricati con le stesse cariche, ma uno è maggiore dell'altro, allora ci sarà anche una potenziale differenza tra loro.

Inoltre, esiste una potenziale differenza tra due di tali corpi, uno carico e l'altro non carico. Quindi, ad esempio, se un corpo isolato dal suolo ha un certo potenziale, allora la differenza di potenziale tra esso e il suolo (il cui potenziale è considerato zero) è numericamente uguale al potenziale di questo corpo.

Quindi, se due corpi sono caricati in modo tale che i loro potenziali non sono gli stessi, c'è inevitabilmente una differenza di potenziale tra di loro.

Tutti sanno che il fenomeno di elettrificazione del pettine quando lo strofini sui capelli non è altro che creare una potenziale differenza tra il pettine e il capello umano.

Infatti, quando il pettine viene strofinato contro i capelli, una parte degli elettroni viene trasferita al pettine, caricandolo negativamente, mentre il capello, che ha perso parte degli elettroni, si carica nella stessa misura del pettine, ma positivamente . La differenza di potenziale così creata può essere ridotta a zero toccando i capelli con un pettine. Questa transizione elettronica inversa viene facilmente rilevata dall'orecchio se un pettine elettrificato viene avvicinato all'orecchio. Un caratteristico suono schioccante indicherà una scarica continua.

Parlando sopra della differenza di potenziale, intendevamo due corpi carichi, la differenza di potenziale può verificarsi anche tra diverse parti (punti) dello stesso corpo.

Quindi, per esempio, considera cosa succede in un pezzo di filo di ramese, sotto l'azione di una forza esterna, riusciamo a spostare gli elettroni liberi nel filo verso un'estremità.Ovviamente ci sarà una carenza di elettroni all'altra estremità del filo e quindi si verificherà una differenza di potenziale tra le estremità del filo.

Non appena interrompiamo l'azione della forza esterna, gli elettroni si precipiteranno immediatamente, a causa dell'attrazione di diverse cariche, all'estremità del filo, caricati positivamente, cioè nel punto in cui mancano, e l'elettricità l'equilibrio sarà ripristinato nel filo.

Forza e tensione elettromotrice

dPer mantenere la corrente elettrica in un filo, è necessaria una fonte esterna di energia per mantenere sempre la differenza di potenziale tra le estremità di quel filo.

Queste sorgenti di energia sono cosiddette sorgenti di tox elettrico, una determinata forza elettromotrice che crea e mantiene a lungo una differenza di potenziale ai capi del conduttore.

La forza elettromotrice (EMF abbreviata) è indicata dalla lettera E... L'EMF è misurata in volt. Nel nostro paese, il volt è abbreviato con la lettera «B», e nella designazione internazionale - con la lettera «V».

Quindi per ottenere un flusso continuo elettricità, hai bisogno di una forza elettromotrice, cioè hai bisogno di una fonte di corrente elettrica.

La prima fonte di corrente di questo tipo era il cosiddetto "palo voltaico", che consisteva in una serie di cerchi di rame e zinco rivestiti di pelle immersi in acqua acidificata. Pertanto, uno dei modi per ottenere la forza elettromotrice è l'interazione chimica di alcune sostanze, a seguito della quale l'energia chimica viene convertita in energia elettrica. Le fonti di corrente, in cui viene creata una forza elettromotrice in questo modo, sono chiamate fonti chimiche di corrente.

Attualmente, le fonti di corrente chimica - celle galvaniche e batterie - sono ampiamente utilizzate nell'ingegneria elettrica e nell'energia.

Un'altra principale fonte di corrente, che si è diffusa in tutti i settori dell'ingegneria elettrica e dell'ingegneria energetica, sono i generatori.

I generatori sono installati nelle centrali elettriche e fungono da unica fonte di corrente per fornire elettricità alle imprese industriali, illuminazione elettrica delle città, ferrovie elettriche, tram, metropolitane, filobus, ecc.

Per quanto riguarda le sorgenti chimiche di corrente elettrica (pile e batterie), e per i generatori, l'azione della forza elettromotrice è esattamente la stessa. Consiste nel fatto che l'EMF crea una potenziale differenza ai terminali della fonte attuale e la mantiene a lungo.

Questi terminali sono chiamati i poli della sorgente di corrente. Un polo della sorgente di corrente sperimenta sempre una mancanza di elettroni e quindi ha una carica positiva, l'altro polo sperimenta un eccesso di elettroni e quindi ha una carica negativa.

Di conseguenza, un polo della sorgente di corrente è chiamato positivo (+) e l'altro negativo (-).

Le fonti di alimentazione vengono utilizzate per fornire corrente elettrica a vari dispositivi: utenti attuali… Gli attuali consumatori che utilizzano fili sono collegati ai poli della sorgente di corrente, formando un circuito elettrico chiuso. La differenza di potenziale che si stabilisce tra i poli della sorgente di corrente con un circuito elettrico chiuso si chiama tensione ed è indicata dalla lettera U.

L'unità per misurare la tensione, come EMF, è il volt.

Se, ad esempio, devi annotare che la tensione della sorgente di corrente è di 12 volt, scrivono: U - 12 V.

Per misurare campi elettromagnetici o tensione chiamata dispositivo voltmetro.

Per misurare l'EMF o la tensione di una sorgente di corrente, un voltmetro deve essere collegato direttamente ai suoi terminali. Inoltre, se circuito elettrico è aperto, quindi il voltmetro mostrerà l'EMF della sorgente corrente. Se chiudi il circuito, il voltmetro ora non mostrerà l'EMF, ma la tensione ai terminali della sorgente di corrente.

L'EMF sviluppato dalla sorgente di corrente è sempre maggiore della tensione ai suoi terminali.