في منتصف العام الدراسي، يحتاج العديد من العلماء إلى صيغة القوة الدافعة الكهربائية لإجراء حسابات مختلفة. التجارب المتعلقة بـ الخلية الجلفانيةكما نحتاج إلى معلومات حول القوة الدافعة الكهربائية. لكن بالنسبة للمبتدئين، فإن فهم ماهيتها ليس بالأمر السهل.
صيغة حساب القوة الدافعة الكهربائية
أولاً، دعونا نوضح التعريف. ماذا يعني هذا الاختصار؟
القوة الدافعة الكهربائية (EMF) هي مُعامل يُحدد شغل أي قوى غير كهربائية تعمل في دوائر يكون فيها التيار، سواءً كان مستمرًا أو متناوبًا، منتظمًا في جميع أنحاء الدائرة. في دائرة كهربائية مُقترنة تحمل تيارًا كهربائيًا، تُعادل القوة الدافعة الكهربائية الشغل المبذول من قِبل هذه القوى لتحريك شحنة موجبة واحدة على طول الدائرة بأكملها.
يوضح الشكل أدناه صيغة القوة الدافعة الكهربائية.
Ast – تعني عمل القوى الخارجية بالجول.
q هي الشحنة المنقولة بالكولوم.
قوات الطرف الثالث – هذه قوى تقوم بفصل الشحنات في المصدر وتشكل في النهاية فرق جهد عند قطبيه.
وحدة قياس هذه القوة هي فولتيُشار إليه في الصيغ بالحرف «هـ».
فقط عندما لا يكون هناك تيار في البطارية، ستكون القوة الدافعة الكهربائية مساوية للجهد عند الأقطاب.
الحث الكهرومغناطيسي:
القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في دائرة كهربائية شمال المنعطفات:
عند الانتقال:
القوة الدافعة الكهربائية الحث في دائرة تدور في مجال مغناطيسي بسرعة w:
جدول القيم
شرح مبسط للقوة الدافعة الكهربائية
لنتخيل وجود برج مياه في قريتنا. إنه ممتلئ بالماء تمامًا. لنعتبره بطارية عادية. البرج هو البطارية!
سيُمارس الماء ضغطًا قويًا على قاعدة برجنا. لكن هذا الضغط لن يكون قويًا إلا عندما يمتلئ الهيكل بالكامل بالماء.2O.
في النهاية، كلما قلّت كمية الماء، قلّ الضغط وضعف تدفق الماء. عند فتح الصنبور، ستلاحظ أن مدى تدفق الماء يتناقص مع مرور كل دقيقة.
ونتيجة لذلك:
- التوتر هو القوة التي يضغط بها الماء على القاع. أي الضغط.
- الجهد الصفري هو أسفل البرج.
وينطبق الأمر نفسه على البطارية.
أولًا، نوصل مصدر الطاقة بالدائرة الكهربائية. ثم نغلقها. على سبيل المثال، نضع بطارية في مصباح يدوي ونشغله. في البداية، سنلاحظ أن الجهاز يضيء بشدة. بعد فترة، سيقل سطوعه بشكل ملحوظ. أي أن القوة الدافعة الكهربائية قد انخفضت (تسربت، مقارنةً بالماء الموجود في الخزان).
إذا أخذنا برج المياه كمثال، فإن القوة الدافعة الكهربائية هي المضخة التي تضخ الماء باستمرار إلى البرج. والماء لا ينضب أبداً.
القوة الدافعة الكهربائية للخلية الجلفانية - الصيغة
يمكن حساب القوة الدافعة الكهربائية للبطارية بطريقتين:
- قم بإجراء عملية حسابية باستخدام معادلة نرنست. ستحتاج إلى حساب جهد كل قطب كهربائي في معادلة GE. ثم احسب القوة الدافعة الكهربائية باستخدام الصيغة.
- احسب القوة الدافعة الكهربائية باستخدام صيغة نرنست لتفاعل توليد التيار الكلي الذي يحدث أثناء تشغيل مولد الكهرباء.
وبالتالي، باستخدام هذه الصيغ، سيكون من الأسهل حساب القوة الدافعة الكهربائية للبطارية.
أين تُستخدم أنواع مختلفة من المجالات الكهرومغناطيسية؟
- تُستخدم الكهروضغطية لتمديد أو ضغط المواد. وتُستخدم في صناعة مولدات بلورات الكوارتز وأجهزة الاستشعار المختلفة.
- تُستخدم المواد الكيميائية في الخلايا الجلفانيةوالبطاريات.
- يحدث الحث عندما يعبر موصل مجالًا مغناطيسيًا. وتُستخدم خصائصه في المحولات والمحركات الكهربائية والمولدات.
- يتشكل التيار الكهروحراري عند تسخين نقاط التلامس بين معادن مختلفة. وقد وجد هذا التيار تطبيقات في وحدات التبريد والمزدوجات الحرارية.
- تُستخدم الكهروضوئية لإنتاج الخلايا الكهروضوئية.
