電動勢與反電動勢

根據(jù)電磁定律，當(dāng)磁場變化時，附近的導(dǎo)體會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向符合法拉第定律和楞次定律，與原先加在線圈兩端的電壓正好相反。這個電壓就是反電動勢。?

反電動勢是指與電源的電動勢方向相反的電動勢。電路中存在多個電源時可能出現(xiàn)反電動勢。比如同一導(dǎo)軌回路上的兩根金屬棒切割磁場的速度不等，有可能出現(xiàn)反電動勢；動生電動勢和感生電動勢同時存在時可能出現(xiàn)反電動勢。對線圈而言，其中的通電電流發(fā)生變化時就會在線圈的兩端產(chǎn)生反電動勢。比如LC振蕩電路中電感線圈兩端電壓的變化與反電動勢緊密聯(lián)系；電動機線圈在轉(zhuǎn)動時，反電動勢也伴隨產(chǎn)生了。?

電動機的原理初中就能理解，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，通電的線圈在磁場里受到磁場對它的安培力的作用，使得線圈繞軸旋轉(zhuǎn)。安培力是線圈轉(zhuǎn)動的動力來源。如果我們只看到安培力的動力作用，電動機的線圈會不斷地加速，這顯然是不可能的，因為每個電動機都有一個最大的轉(zhuǎn)速。這個最大的轉(zhuǎn)速是如何形成的呢？?

通電瞬間線圈幾乎不動而電流最大，安培力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩遠(yuǎn)大于阻力矩，線圈開始轉(zhuǎn)動。線圈轉(zhuǎn)動時它就開始切割磁感線，在線圈中產(chǎn)生一個“反向電動勢E反”，與加載在線圈外部的電勢差U（外部電源提供）相反，起減小電流的作用。開始時刻反向電動勢很小，電流很大，安培力的轉(zhuǎn)動力矩較大，轉(zhuǎn)速逐漸加大。隨著轉(zhuǎn)速的加大，反向電動勢增大，線圈中的電流也就減小了，安培力的轉(zhuǎn)動力矩減小到與阻力矩抗衡時就是電動機的最大速度的時候。?

電壓和電動勢的主要區(qū)別

在電場中，將單位正電荷由高電位點移向低電位點時電場力所做的功稱為電壓，電壓又等于高低兩點之間的電位之差，其表達(dá)式為

U=W/Q

式中W-電場力做的功，焦耳；

Q-電荷量，庫侖；

U-高低兩點之間的電壓，伏特。

電壓的正方向規(guī)定為高電位指向低電位，即電位降的方向。

在電場中，將單位正電荷由低電位移向高電位時外力所做的功稱為電動勢E。其表達(dá)式為E=W/Q，電動勢的正方向規(guī)定為由低電位指向高電位，即電位升的方向。

電壓和電動勢的主要區(qū)別是，電壓是反映電場力做功的概念，其正方向為電位降的方向；而電動勢則是反映外力克服電場力做功的概念，其正方向為電位升的方向，兩者的方向相反的，電壓和電動勢的基本單位為伏特（V），此外還有千伏（kV），毫伏（mV）等。

一、電動勢和電壓的單位相同，都是伏特（V）

二、電動勢和電壓的物理意義是不同的，電動勢表示了外力（非電場力）做功的能力，而電壓表示電場做功的能力。

三、電動勢和電壓方向如下圖所示。

電動勢有方向，并且與電壓方向相反。電動勢方向是電位升高的方向，電壓方向是電位降低的方向。

四、電動勢只存在于電源的內(nèi)部，而電壓存在于電源的兩端，并且存在于電源外部電路中。例如，電阻兩端存在電壓，外電路中的每一個元器件兩端都存在電壓。

五、電流在電源的外部電路中（稱為外電路）是從高電位流向低電位的，這是電場力在做功。在電源的內(nèi)部（稱為內(nèi)電路），電流從低電位流向高電位，這是外力在做功。

六、電源如同一個“電荷泵”，將電源負(fù)極端的電荷搬到正極，使電源正極端的電位高于負(fù)極端的電位，一旦外電路接通，電路中就有電流流過，電流的通路是由外電路和內(nèi)電路組成的。

七、當(dāng)電源兩端不接負(fù)載時，電源中沒有電流，在電阻上沒有電壓，所以電源端電壓等于電源電動勢。

電源內(nèi)部存在一個電阻，通常情況下電源內(nèi)阻越小越好。

八、當(dāng)電源兩端接上負(fù)載后，電路中的各電壓之間的關(guān)系如下

即電源電動勢等于電源內(nèi)阻兩端電壓加上負(fù)載電路兩端電壓。

電源內(nèi)阻越小，電源兩端的電壓就越大。新電池的內(nèi)阻小，所以裝入手電筒里后燈泡比較亮。