Pada beda potensial, gaya gerak listrik dan tegangan
Perbedaan potensial
Diketahui bahwa satu benda dapat dipanaskan lebih banyak dan yang lainnya lebih sedikit. Derajat panas suatu benda disebut temperaturnya. Demikian pula, satu tubuh dapat dialiri listrik lebih dari yang lain. Tingkat elektrifikasi tubuh mencirikan kuantitas yang disebut potensi listrik atau hanya potensi tubuh.
Apa artinya menyetrum tubuh? Ini berarti menginformasikannya tentang muatan listrik, yaitu menambahkan sejumlah elektron ke dalamnya jika kita mengisi daya secara negatif, atau mengambilnya darinya jika kita mengisi daya secara positif. Dalam kedua kasus tersebut, benda akan memiliki tingkat elektrifikasi tertentu, yaitu potensial ini atau itu, terlebih lagi benda bermuatan positif memiliki potensial positif, dan benda bermuatan negatif memiliki potensial negatif.
Perbedaan tingkat muatan listrik antara dua benda biasanya disebut perbedaan potensial listrik atau hanya perbedaan potensial.
Perlu diingat bahwa jika dua benda identik diisi dengan muatan yang sama, tetapi yang satu lebih besar dari yang lain, maka juga akan ada perbedaan potensial di antara keduanya.
Selain itu, terdapat perbedaan potensial antara dua benda tersebut, yang satu bermuatan dan yang lainnya tidak bermuatan. Jadi, misalnya, jika suatu benda yang diisolasi dari tanah memiliki potensial tertentu, maka beda potensial antara benda tersebut dan tanah (yang potensialnya dianggap nol) secara numerik sama dengan potensial benda tersebut.
Jadi, jika dua benda dimuati sedemikian rupa sehingga potensinya tidak sama, pasti ada perbedaan potensial di antara keduanya.
Semua orang tahu fenomena elektrifikasi sisir saat Anda menggosokkannya ke rambut tidak lain adalah menciptakan perbedaan potensial antara sisir dan rambut manusia.
Faktanya, ketika sisir digosokkan ke rambut, sebagian elektron dipindahkan ke sisir, mengisinya secara negatif, sedangkan rambut, yang kehilangan sebagian elektron, dibebankan ke tingkat yang sama dengan sisir, tetapi secara positif. . Perbedaan potensial yang tercipta dapat dikurangi menjadi nol dengan menyentuh rambut dengan sisir. Transisi elektron terbalik ini mudah dideteksi oleh telinga jika sisir berlistrik didekatkan ke telinga. Suara letupan yang khas akan menunjukkan pelepasan yang berkelanjutan.
Berbicara di atas tentang perbedaan potensial, yang kami maksud adalah dua benda bermuatan, perbedaan potensial juga dapat terjadi antara bagian (titik) yang berbeda dari benda yang sama.
Jadi, misalnya, pertimbangkan apa yang terjadi di sepotong kawat tembagajika, di bawah aksi gaya eksternal, kami berhasil memindahkan elektron bebas di kabel ke satu ujung.Jelas akan ada kekurangan elektron di ujung kabel yang lain dan kemudian perbedaan potensial akan terjadi di antara ujung kabel.
Segera setelah kita menghentikan aksi gaya eksternal, elektron akan segera, karena tarikan muatan yang berbeda, bergegas ke ujung kabel, bermuatan positif, yaitu ke tempat di mana mereka hilang, dan listrik keseimbangan akan dipulihkan di kawat.
Tegangan dan gaya gerak listrik
d Untuk menjaga arus listrik dalam kawat, beberapa sumber energi eksternal diperlukan untuk menjaga beda potensial di ujung kawat itu setiap saat.
Sumber energi ini disebut sumber racun listrik, gaya gerak listrik tertentu yang menciptakan dan mempertahankan perbedaan potensial di ujung konduktor untuk waktu yang lama.
Gaya gerak listrik (disingkat EMF) dilambangkan dengan huruf E... EMF diukur dalam volt. Di negara kita, volt disingkat dengan huruf «B», dan dalam penunjukan internasional - dengan huruf «V».
Sehingga untuk mendapatkan aliran yang kontinyu listrik, Anda membutuhkan gaya gerak listrik, yaitu Anda membutuhkan sumber arus listrik.
Sumber arus pertama adalah apa yang disebut "kutub volta", yang terdiri dari serangkaian lingkaran tembaga dan seng yang dilapisi dengan kulit yang direndam dalam air yang diasamkan. Dengan demikian, salah satu cara untuk memperoleh gaya gerak listrik adalah interaksi kimiawi dari zat-zat tertentu, akibatnya energi kimia diubah menjadi energi listrik. Sumber arus, di mana gaya gerak listrik dibuat dengan cara ini, disebut sumber arus kimia.
Saat ini, sumber arus kimia — sel galvanik dan baterai — banyak digunakan dalam teknik kelistrikan dan energi.
Sumber arus utama lainnya, yang tersebar luas di semua bidang teknik kelistrikan dan teknik tenaga, adalah generator.
Generator dipasang di pembangkit listrik dan berfungsi sebagai satu-satunya sumber arus untuk memasok listrik ke perusahaan industri, penerangan listrik kota, kereta api listrik, trem, kereta bawah tanah, bus listrik, dll.
Adapun sumber kimia dari arus listrik (sel dan baterai), dan untuk generator, aksi gaya gerak listrik persis sama. Itu terdiri dari fakta bahwa EMF menciptakan perbedaan potensial di terminal sumber saat ini dan mempertahankannya untuk waktu yang lama.
Terminal ini disebut kutub sumber arus. Satu kutub sumber arus selalu mengalami kekurangan elektron sehingga bermuatan positif, kutub lainnya mengalami kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif.
Karenanya, satu kutub sumber arus disebut positif (+) dan yang lainnya - negatif (-).
Sumber daya digunakan untuk memasok arus listrik ke berbagai perangkat — pengguna saat ini… Konsumen saat ini menggunakan kabel yang terhubung ke kutub sumber arus, membentuk rangkaian listrik tertutup. Perbedaan potensial yang terbentuk antara kutub sumber arus dengan rangkaian listrik tertutup disebut tegangan dan dilambangkan dengan huruf U.
Satuan untuk mengukur tegangan, seperti EMF, adalah volt.
Jika, misalnya, Anda perlu menuliskan bahwa tegangan sumber arus adalah 12 volt, maka tulis: U — 12 V.
Untuk mengukur EMF atau tegangan disebut perangkat voltmeter.
Untuk mengukur EMF atau tegangan sumber arus, voltmeter harus dihubungkan langsung ke terminalnya. Selanjutnya, jika sirkuit listrik terbuka, maka voltmeter akan menampilkan EMF dari sumber arus. Jika Anda menutup sirkuit, voltmeter sekarang tidak akan menampilkan EMF, tetapi tegangan di terminal sumber arus.
EMF yang dikembangkan oleh sumber arus selalu lebih besar dari tegangan di terminalnya.