Lực điện động

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Lực điện động hay suất điện động (emf - electromotive force) của một nguồn điện là công của lực lạ để di chuyển một điện tích dương từ cực âm sang cực dương của nguồn điện (ngược chiều điện trường).

Trong cảm ứng điện từ, suất điện động có thể được định nghĩa là suất điện động cảm ứng gây ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

Từ "lực" trong trường hợp này không nhầm lẫn với lực trong cơ học đo bằng newton, mà đựoc đo bằng đơn vị vôn.

Suất điện động xuất hiện ở nguồn điện một chiều như pin, acquy,... hay trong vòng dây kín được đặt trong từ trường biến thiên.

Tổng quan[sửa | sửa mã nguồn]

Kí hiệu[sửa | sửa mã nguồn]

Suất điện động được kí hiệu là ℰ (chữ hoa e, Unicode U+2130, để cho tiện trong khuôn khổ bài viết này, ta kí hiệu suất điện động là e).

Công thức[sửa | sửa mã nguồn]

Suất điện động được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ khi di chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường bên trong nguồn điện và độ lớn của nó (facebook Nguyễn Hùng Kiên HùngHT1890 )

hay có thể viết dưới dạng tích vô hướng hai vectơ và vectơ  :

với là vectơ cường độ trường lực lạ, là vectơ độ dời bên trong trường lực lạ.

Đơn vị[sửa | sửa mã nguồn]

Nếu A được đo bằng junq được đo bằng culông thì e được đo bằng vôn:

Suất điện động của nguồn điện[sửa | sửa mã nguồn]

Số vôn ghi trên nguồn điện (pin, acquy,...) cho biết giá trị suất điện động của nguồn điện đó. Đây cũng là giá trị của hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện khi mạch ngoài hở. Do đó suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực khi mạch ngoài hở.

Suất điện động của pin điện hóa và acquy[sửa | sửa mã nguồn]

Pin điện hóa[sửa | sửa mã nguồn]

Là loại pin được cấu tạo từ hai mảnh kim loại khác nhau được ngâm trong chất điện phân (dung dịch axit, bazơ hoặc muối,...).

Có nhiều loại pin điện hóa khác nhau như pin Đa-ni-en, pin Volta, pin Lơ-clan-se,...

Ta xét về pin vônta. Nó là nguồn điện hóa học được chế tạo đầu tiên gồm một cực bằng kẽm và cực còn lại bằng đồng ngâm trong dung dịch axit sunfuric loãng.

Suất điện động của pin vônta được tạo thành như sau:

Do tác dụng hóa học, các ion kẽm từ thanh kẽm đi vào dung dịch axit sunfuric làm cho lớp dung dịch tiếp giáp với thanh kẽm tích điện dương. Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm. Vì thế, giữa thanh kẽm và dung dịch có một điện trường hướng từ dung dịch đến thanh kẽm. Điện trường này ngăn cản sự di chuyển tiếp theo của ion từ thanh kẽm vào dung dịch, đồng thời tăng cường sự dịch chuyển ngược lại của các ion từ dung dịch vào thanh kẽm. Sự cân bằng được thiết lập khi số ion đi ra khỏi thanh kẽm và số ion đi vào thanh kẽm bằng nhau. Thí nghiệm chứng tỏ rằng giữa dung dịch và thanh kẽm có hiệu điện thế khoảng .

Còn ở phía thanh đồng thì các ion có trong dung dịch tới bám lấy cực đồng, thu lấy electron có trong thanh đồng và chuyển thành khí . Do đó thanh đồng mất bớt electron nên tích điện dương. Khi cân bằng điện hóa được thiết lập, giữa thanh đồng và dung dịch có hiệu điện thế khoảng .

Kết quả là giữa hai cực của pin vônta có một hiệu điện thế xác định là .

Đó chính là suất điện động của pin vônta.

Acquy[sửa | sửa mã nguồn]

Có nhiều loại acquy như acquy kiềm, acquy axit (acquy chì),... nhưng đơn giản nhất là acquy axit hay acquy chì. Acquy chì gồm bản cực dương làm bằng chì điôxit () và bản cực âm làm bằng chì (). Chất điện phân là dung dịch axit sunfuric loãng. Do tác dụng với dung dịch điện phân, hai bản cực được tích điện trái dấu và hoạt động giống như pin điện hóa. Suất điện động của acquy chì vào khoảng 2V. Sau một thời gian sử dụng, hai bản cực đều bị phủ một lớp vỏ ngoài bằng chì sunfat. Do đó suất điện động của acquy giảm dần. Khi suất điện động giảm tới 1,85 vôn thì người ta phải nạp điện lại cho acquy. Khi nạp điện cho acquy, người ta phải cho một dòng điện chạy từ cực dương của acquy sang cực âm. Khi đó lớp chì sunfat ở hai bản mất dần, bản cực dương biến đổi thành chì điôxit , bản cực âm biến đổi thành . Khi quá trình này kết thúc acquy lại có thể phát điện như trước.

Xem Thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]