广告

用简单的串联电路说明电动势(EMF)和电压的区别

2021-03-26 John Dunn 阅读:
EMF和电压共享一单位,即伏特,但它们在概念上是不同的实体。现在可以用一个简单的串联电路来说明EMF和电压之间的区别。

笔者曾读过一篇写得很好的文章,内容谈到电动势(electromotive force,EMF )和电压之间的差异。那篇文章的作者似乎正处在某种“圣战”中,并决心让读者了解那些“异教徒”不容忽视的基本真理。我读了他的说法,但对于他提出的那些酸言酸语的批评,我完全无法理解。最近,我决定仔细研究这个问题。Go4ednc

EMF是以每库伦焦耳(joules per coulomb)为单位。这个定义的参考框架适用于使用非电力能源的装置将电能传递给一个电荷单位,如果电荷有机会,其将流向某处(电流),并有所作用。使用非电力能源的范例包括使用化学能的电池、使用旋转动能的发电机、使用光能的光电二极体,或是在铁笼里一只饱食的松鼠使用橡实能量。Go4ednc

因次分析(dimensional analysis,亦称量纲分析)得出以下结果: Go4ednc

Go4ednc

图1 EMF的因次分析得出的方程式。Go4ednc

因次分析的推导论证如下:Go4ednc

  • 1瓦的功率是每秒消耗1焦耳的能量。因此,1焦耳等于1瓦秒(watt second);
  • 1瓦功率等于1伏特乘以1安培;
  • 1安培是每秒1库伦的电流;
  • 对两个推导进行消去,可发现EMF的单位是伏特。

现在可以用一个简单的串联电路来说明EMF和电压之间的区别。Go4ednc

Go4ednc

图2 此串联电路显示了EMF和电压之间的区别。Go4ednc

图2中有活力的松鼠会产生EMF。图中,Thevenin电阻下降为V1,三个串联电阻下降为V2、V3和V4,回路周围的数字总和为:Go4ednc

EMF- V1 – V2 – V3 – V4 = 0Go4ednc

因此,电压V1~V4是由EMF产生,且它们的总和在数值上等于EMF。但是,由于V1~V4是因EMF而产生,所以根据定义来看,V1~V4并不是EMF。Go4ednc

EMF和电压共享一单位,即伏特,但它们在概念上是不同的实体。不过有时候,我对语义会感到厌倦。Go4ednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:What's the difference between EMF and voltage?,by John Dunn,EDN Taiwan Anthea Chuang编译)Go4ednc

责编:DemiGo4ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 横河电机:为提升系统开发效率打出软硬结合“组合拳” 日前,在横河电机新款示波记录仪DL950和IS8000集成测量软件平台发布会现场,横河计测株式会社全球市场副总裁Terry Marrinan就产品差异化竞争、简化测试流程、行业发展趋势等热点话题接受了《EDN电子技术设计》的独家专访。
  • 创新存储架构,突破IPFS算力瓶颈 在提到突破存储架构的时候,数据存储面临四个方面的挑战:用户既需要大容量,也需要快速访问,又需要低成本,还需要低功耗。那么有没有一个存储设备或者一种存储介质能够同时满足这四个方面的需求?
  • 我的同事是如何用示波器查出继电器板子故障的? 当其中一个人用示波器探头探测晶体管和二极管时,他注意到,在用示波器探测二极管的PCB走线时,如果施加的力大一些,故障就会出现。
  • F1赛车致胜的关键技术:标准电子控制单元(SECU)和三种传感 一级方程式赛车(F1)中的决胜因素是什么?是赛车手的技术,还是汽车技术——标准电子控制单元(SECU)、传感器(控制传感器/监测传感器/仪表传感器)、遥测技术或数据采集系统?本文将对这个长期争论的问题进行深入分析。
  • 生物仿真硅耳蜗实现神经拟态技术关键词捕捉 苏黎世神经科学研究所开发的动态音频传感器的核心是一个生物仿真硅耳蜗,仿真耳朵中毛细胞的功能。由硅耳蜗产生的事件串流可用于语音端点检测(关键词识别的第一阶段),类耳蜗图可以由神经网络读入并解码其含义。关键词捕捉是目前各种神经拟态技术的一个重要目标。
  • 中科院深圳:智能成型装备工业互联网的研发与应用实践 在ASPENCORE举办的“深圳国际工业4.0技术与应用峰会”上,中国科学院深圳先进技术研究院副研究员、深圳市海外高水平引进人才杨之乐博士分享了“智能成型装备工业互联网的研发与应用实践”主题演讲。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了