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电动势(EMF)的定义

1800
  • Alessandro Volta
Alessandro Volta's laboratory demonstrating electromotive force with early electrical apparatus.

(图片仅供参考)

电动势([latex]\mathcal{E}[/latex])是指电池或发电机等非电电源对单位电荷所做的功。尽管名称如此,但它并不是一种机械力,而是一种以伏特为单位的电动势。它代表电荷通过电源时从另一种形式(化学、机械)转换成电能的能量。

电动势(EMF)是电磁学中的一个基本概念,它量化了能量源内部的能量转换过程。当电荷 q 穿过提供电动势的装置时,作用于该电荷的功 W 由 W = Eq 给出。这项功是由一个非保守场(通常称为外加场 Eim)完成的,它不同于由静电荷产生的保守静电场。电动势的正式定义为该外加场沿线的线积分。 闭环: [latex]mathcal{E} = oint mathbf{E}_{im} cdot dmathbf{l}[/latex].

这种区别至关重要。根据库仑定律描述的静电场是保守场,这意味着它对任何闭合回路中的电荷所做的功为零。这就是为什么简单的静电荷配置无法在电路中维持持续电流的原因。然而,电动势源可以提供“推力”,使电荷克服静电场的电势梯度运动,从而维持电流。在电池中,这种外加电场源于电极处的化学过程。在发电机中,它是由于变化的磁场(法拉第定律)或导体在磁场中的运动而产生的。运动电磁场电动势(EMF)代表电源在没有电流流过时所能提供的最大电位差,也称为开路电压。当电流流过时,由于电源内部的电阻,其端电压通常低于电动势。

UNESCO Nomenclature: 2205
- 电与磁

类型

抽象系统

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 路易吉·伽伐尼发现了“动物电”
  • 查尔斯·奥古斯丁·库仑对静电力定律的阐述
  • 电势和电荷的理解

应用程序

  • 为所有电子设备供电
  • 电动汽车
  • 电网规模储能
  • 便携式电子产品

专利:

NA

潜在创新理念

  • 利用代谢过程的自充电生物集成电池
  • ambient energy harvesters based on atmospheric charge separation
  • 纳米发电机将细胞机械应力转化为电磁场
  • 超吸收量子电池,可瞬间充电
  • 利用体温发电的热电织物
  • 压电道路利用交通振动产生电磁场
  • EMF sources powered by 微生物 fuel cells in wastewater treatment
  • 重力势能变化的直接能量转换
相关词汇:电动势、电压、电势差、功、电荷、电池、发电机。

历史背景

电动势(EMF)的定义

1757
1788
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1750
1785
1788
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1802

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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