数据结构
网络
关系型数据库管理系统 (RDBMS)
操作系统
Java
MS Excel
iOS
HTML
CSS
Android
Python
C 语言编程
C++
C#
MongoDB
MySQL
Javascript
PHP
物理学
化学
生物学
数学
英语
经济学
心理学
社会学
服装设计
法律研究电动势 (EMF) 的来源
电动势 (EMF) 的概念
电源的电动势 (EMF) 是电源赋予每个库仑电荷能量的量度。电动势以伏特 (V) 为单位。
乍一看，EMF 这个名称暗示它是一种导致电流流动的力，但这并不正确，因为它不是力，而是由某种能量源（如电池）提供给电荷的能量。电动势维持电位差，而电位差导致电流流动。
电动势和电位差的区别
如我们所知，电池的电动势是电池赋予每个库仑电荷的总能量。因此，在图中，如果电池为每个库仑电荷提供 4 焦耳的能量，那么它的电动势为 4 伏特。这是由于化学作用，电池赋予每个库仑的能量。
两点（例如 A 和 B）之间的电位差，是衡量 1 库仑电荷从 A 移动到 B 所使用的能量。因此，如果 A 和 B 两点之间的电位差为 2 伏特，则表示每个库仑电荷在从 A 移动到 B 的过程中将释放 2 焦耳的能量。因此，任意两点之间的电位差是 1 库仑电荷从一点移动到另一点所使用的能量。
当每个库仑电荷从电池的正极到负极穿过电阻时，它将大部分能量释放给电阻，剩余的能量释放给连接线。当它到达负极时，它已经失去了电池提供的全部能量。现在，电池为每个库仑电荷提供新的能量，使其再次开始旅程。
因此，电动势维持电位差，而电位差导致电流流动。
电动势 (EMF) 的来源
电动势源可以被认为是一种电荷泵，它将电荷从高电荷密度点移动到低电荷密度点。电动势源对电荷做功 (dW) 以将其移动到低电荷密度区域。因此，电源的电动势也可以定义为单位电荷所做的功，即
$$E=\frac{dW}{dq}$$
电动势的化学来源
电池将化学能转化为电能。通常，电池由两个电极（正极和负极）和一个电解质溶液组成。分子中的原子通过化学键结合在一起。当具有较高能量的分子聚集在一起时，会发生自发的化学反应，重新排列键合并降低系统的能量。在电池中，发生氧化还原反应，其中在一个导电电极上发生电子获得（即还原），而在另一个电极上发生电子损失（即氧化）。只有当电子通过外部电路在电极之间移动时，才能发生整体的自发反应。释放出的电能是化学反应损失的自由能。
电磁感应
电磁感应是由变化的磁场产生电场。当穿过导体或线圈的磁通量发生变化时，就会在其内部感应出电动势。根据引起磁通量变化的方式，电动势分为两种类型：
导体静止，磁场变化（如变压器）。以这种方式感应出的电动势称为**静电感应电动势**。之所以这样称呼，是因为它是感应在静止的导体中的电动势。
当导体在静止磁场中（如发电机）以某种方式运动，从而改变穿过它的磁通量时。以这种方式感应出的电动势称为**动态感应电动势**。
太阳能电池
太阳能或**光伏 (PV)** 电池将阳光转化为电能。太阳能电池由光敏半导体材料制成。太阳能电池的工作原理基于光伏效应，即足够能量的光照射到半导体材料的表面，在半导体中产生可移动的电子-空穴对。
由于预先存在的电场，电荷分离发生，该电场由 pn 结中两种不同材料之间的接触电位产生的内建电位产生。负电子和正空穴之间的电荷分离穿过 pn 结在太阳能电池的端子上产生直流电压（称为光电压）。这种光电压可以驱动电流流过连接在端子上的负载。光电压也称为**光电动势**。
接触电位
当两种不同的金属接触时，热力学平衡需要其中一种金属的电势高于另一种金属。这称为接触电位或接触电动势。热电偶产生的电动势是接触电动势，即当两种不同的金属连接在一起并且金属的温度存在差异时，在热端和冷端之间会产生直流电压。
压电效应
压电物质是在施加机械压力时会产生电动势的物质。石英晶体是压电效应的一个例子。压电点火器是压电效应的常见应用。
2K+ 次浏览
