如何定義電源電動勢大小?
簡單的講,電源電動勢是指單位正電荷從電池的負極到正極由非靜電力所作的功。其數值也可以描述為電池內各相界面上電勢差的代數和。
即電子運動的趨勢,能夠克服導體電阻對電流的阻力,使電荷在閉合的導體回路中流動的一種作用。這種作用來源于相應的物理效應或化學效應,通常還伴隨著能量的轉換,因為電流在導體中(超導體除外)流動時要消耗能量,這個能量必須由產生電動勢的能源補償。如果電源電動勢只發生在導體回路的一部分區域中,就稱這部分區域為電源區。電源區中也存在著電阻,稱為電源的內阻。電源區之外部分導體回路中所消耗的能量,直接來源于導體中的電磁場,但是這時電磁場的能量仍然來自電源。
在電源內部,非靜電力把正電荷從負極板移到正極板時要對電荷做功,這個做功的物理過程是產生電源電動勢的本質。非靜電力所做的功,反映了其他形式的能量有多少變成了電能。因此在電源內部,非靜電力做功的過程是能量相互轉化的過程。
電源電動勢的大小等于非靜電力把單位正電荷從電源的負極,經過電源內部移到電源正極所作的功。如設W為電源中非靜電力(電源力)把正電荷量q從負極經過電源內部移送到電源正極所作的功跟被移送的電荷量的比值。
如:電動勢為6伏說明電源把1庫正電荷從負極經內電路移動到正極時非靜電力做功6焦。有6焦的其他其形式能轉換為電能。
擴展資料
不同電源非靜電力的來源不同,能量轉換形式也不同。
化學電動勢(干電池、鈕扣電池、蓄電池等)的非靜電力是一種切割磁場而產生電動勢。
與離子的溶解和沉積過程相聯系的化學作用,電動勢的大小取決于化學作用的種類,與電源大小無關,如干電池無論1號、2號、5號電動勢都是1.5伏。產生化學電動勢的電池稱為化學電池或電化電池,例如:銅鋅原電池,電解質溶液為硫酸銅溶液。
感生電動勢和動生電動勢(發電機)。發電機的非靜電力起源于磁場對運動電荷的作用,即洛倫茲力。
根據法拉第電磁感應定律:只要穿過回路的磁通量發生了變化,在回路中就會有感應電動勢產生。而實際上,引起磁通量變化的原因不外乎兩條:其一是回路相對于磁場有運動;其二是回路在磁場中雖無相對運動,但是磁場在空間的分布是隨時間變化的,將前一原因產生的感應電動勢稱為動生電動勢,而后一原因產生的感應電動勢稱為感生電動勢。
電源電動勢大小測量方法
使用電壓表
電源的電動勢可以用電壓表測量。測量的時候,電源不要接到電路中去,用電壓表測量電源兩端的電壓,所得的電壓值就可以看作等于電源的電動勢。如果電源接在電路中,用電壓表測得的電源兩端的電壓就會小于電源的電動勢。這是因為電源有內電阻。
使用電位差計
當有限電流通過時,在電池內阻上要產生電位降,從而使得兩極間的電位差較電池電動勢要小。因此,只有在沒有電流通過電池時兩電極間的電位差才與電池電動勢相等。在精確測量時,不能直接用伏特計來測量一個電池的電動勢,就是因為使用伏特計時必須使有限的電流通過回路才能驅動指針旋轉,所得結果必然不是電池的電動勢,而只是電池兩極間的路端電壓。
一般采用補償法測電池的電動勢,常用的儀器為電位差計。電位差計是按照對消法測量原理而設計的一種平衡式電壓測量儀器。它與標準電池、檢流計等相配合,成為電壓測量的基本儀器。