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電動勢是表示電源特徵的一個物理量,電源中非靜電力對電荷作功的能力,稱為電動勢,在數值上等於非靜電力把單位正電荷從電源低電位端b經電源內部移到高電位端a所作的功。(來自於液壓講壇www.yycad.com的解釋)

1 電動勢 -電動勢

 

2 電動勢 -正文

  能夠克服導體電阻對電流的阻力,使電荷在閉合的導體迴路中流動的一種作用。這種作用來源於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。如果電動勢只發生在導體迴路的一部分區域中,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。電源區之外的那部分導體迴路中所消耗的能量,直接來源於導體中的電磁場,但是這時電磁場的能量仍然來自電源。
  如果將上述導體迴路在電源外部某處斷開,在電動勢的作用下導體的電荷將重新分佈,直到造成一個庫侖電場,這個電場在電源內與電動勢的作用可以抵消,並使在電源外的導體中電場為零,從而使電流消失。此時在斷口兩端間出現開路電壓,即電場強度的線積分值。由於庫侖電場強度沿閉合迴路的積分恆等於零,因此電源外部的開路電壓在數值上等於它內部的電動勢。當導體迴路接通時,電源產生在外部電路上的電壓將小於電動勢的數值,因為有一部分電動勢要消耗在內阻上。電動勢的單位為伏,與電壓的單位相同。
  常見的電動勢有化學電動勢、電磁感應電動勢、溫差電動勢、光生電動勢和壓電電動勢。
  化學電動勢  由於化學作用產生的電動勢。提供化學電動勢的設備稱化學電池,簡稱電池。若將電池的兩個電極用導線連接,則所形成的導體迴路中將出現電流。電流經過導線電阻時所產生的熱量將向周圍傳播。這熱能間接來源於電池中的化學能。如果電池中發生的化學變化是可逆的,則實現逆過程時,必須由另外的電源迫使電池中的電流沿與電池電動勢相反的方向流動。這個過程稱為對電池充電。
  電磁感應電動勢  由於電磁感應作用所產生的電動勢。簡稱感應電動勢。M.法拉第的電磁感應定律表明,當導體在磁場中運動或者磁場的變化使導體割切磁通時,都要產生感應電動勢。僅由於導體運動而產生的感應電動勢稱為動生感應電動勢。若導體長度為l,運動速度為v,磁通密度為B,並且Blv三者互相垂直, 則動生感應電動勢ξ=Blv,當導體靜止而磁場隨時間變化,這樣產生的感應電動勢稱為變壓器電動勢,又稱感生電動勢。此時導體閉合迴路中磁通的變化率正比於感應電動勢的大小。若迴路中的總磁通量為ψ,電動勢為其時間變化率,則感應電動勢ξ為(見電磁感應定律)

ξ=-電動勢

  溫差電動勢  由於塞貝克效應所產生的電動勢。T.J.塞貝克1821年發現,在鉍和銅構成的環路上,在其一個接點處加熱,保持另一個接點的溫度低於這個接點,這種溫差使環路中出現電流。後來人們發現,在一些半導體材料上,這種效應比金屬材料上更為顯著。因為可以同時利用P型及N型兩種材料,而且半導體中載流子濃度與溫度關係成指數函數增加。高溫端的載流子由於熱運動將向低溫端擴散,從而產生電動勢。如果環路不閉合,則在斷開處兩邊形成異號載流子的積累,出現開路電壓。利用溫差電動勢製成的發電器又稱為溫差電池。其熱源可以利用煤油、石油氣及放射性同位素等。溫差電池將熱能直接變成電能,有結構簡單、體積小、壽命長等特點。目前這類電池能達到的效率還不高,但已能夠滿足一些特殊的需要。
  光生電動勢  由各種光生伏打效應所產生的電動勢。當光照射到半導體上,光子的能量hv大於半導體材料能級的禁帶寬度時,則使半導體中產生電子-空穴對。電子與空穴在擴散過程中的遷移率不同,在半導體的兩個相對的表面上分別積累了較多的電子或空穴,出現了電壓。在半導體中有 P-N結、異質結或者肖特基結時,這種光生伏打效應得到加強。因為在這些結上存在著內部電場,電子與空穴受到內部電場的作用力,分別向相反的方向加速,產生了電動勢。光生電動勢在技術上的應用近年不斷擴大,例如電視攝像管、各種光探測器、光度計等,特別是用於太陽能電池,尤其受到人們的重視。因為太陽能有取之不盡又無污染的優點,太陽能電池將有助於解決人類對能源的需要。
  壓電電動勢  由壓電效應產生的電動勢。壓電效應是1880年P.居里在石英晶體上發現的。當晶體受到應力時,在晶體表面間出現電壓。這個電壓來源於機械功造成形變所產生的極化。但是這種電動勢不能提供恆定的持續電流,因為晶體無法承受繼續增加的應力而不毀壞。所以壓電電動勢常應用於脈衝性或者周期性的機械功與電能的轉換,如各種點火器、晶體話筒、晶體揚聲器、聲吶及各種力敏檢測設備。現在已發現多種壓電材料,如電石、酒石酸鉀鈉、磷酸氫胺、偏鈦酸鋇、鉭酸鋰、鈮酸鋰等。

 

3 電動勢 -配圖

 

4 電動勢 -相關連接

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