EMF muss größer sein, als es sein sollte

Angenommen, eine Batterie mit vernachlässigbarem Innenwiderstand, die eine Potentialdifferenz V an ihren Anschlüssen erzeugt, ist über Drähte mit vernachlässigbarem Widerstand mit einem Widerstand R verbunden, dann erzeugt sie auch eine Spannung V über dem Widerstand.

Seine EMK ist die Energie, die der Einheitsladung von selbst gegeben wird, um sie vom Minuspol zum Pluspol zu bewegen (der Strom ist konventionell). Dann gibt es zwei Stellen, an denen Energie durch die Ladungen verloren geht: 1) aufgrund des Widerstands des Widerstands und 2) aufgrund der Arbeit, die durch elektrostatische Kraft aufgrund des elektrischen Felds zwischen den Batterieanschlüssen geleistet wird, das der Bewegung der Ladung entgegenwirkt, wenn sie sich bewegt Minuspol zum Pluspol und daher ist diese Arbeit negativ.

So,

e M F × Q = ( v × Q ) + ( Q E D )
e M F = v + E D
Wo,

q ist die Ladung, mit der die Batterie in einer bestimmten Zeit arbeitet und in der gleichen Zeit wird Energie abgegeben, indem q durch den Widerstand fließt.

d ist die Luftlinie zwischen zwei Terminals. Ich habe angenommen, dass sich die Ladung q auf dem kürzesten Weg zwischen ihnen vom Minuspol zum Pluspol bewegt.

E ist die elektrische Feldstärke zwischen den Anschlüssen, die vom positiven zum negativen Anschluss gerichtet ist. Ich habe angenommen, dass es an jedem Punkt zwischen zwei Terminals einheitlich ist.

Das Problem ist, dass mein Buch etwas anderes sagt als das, was ich in die Gleichung geschrieben habe. Es sagt:

e M F × Q = v × Q
oder
e M F = v

Antworten (1)

Die Ladung verliert keine Energie, wenn sie sich innerhalb der beiden Platten bewegt. Betrachten Sie zwei Platten der Batterie - positiv und negativ. Die Ladung bewegt sich aufgrund der Batteriekraft von der negativen Platte zur positiven Platte (nur ein Name für den Mechanismus, aufgrund dessen die Batterie arbeitet - chemisch, mechanisch usw.). Diese Kraft ist gleich dem elektrischen Feld und die Ladung erfährt keine Nettokraft zwischen den Platten. Die Batteriekraft wirkt und die potentielle Energie der Ladung steigt, die dann im Widerstand verloren geht. Dann

E M F × Q = v × Q
Der Batteriemechanismus liefert die Energie, die im Stromkreis verloren geht.

Wenn keine Nettokraft vorhanden ist, muss die geleistete Arbeit null sein. NEIN?
Ja, die von der Gesamtkraft geleistete Arbeit ist 0. Aber die vom Batteriemechanismus geleistete Arbeit ist positiv und vom elektrischen Feld negativ und gleich groß. Die Gesamtarbeit ist also 0.