Що таке електрорушійна сила
У даній роботі ми поговоримо про те, що ж таке електрорушійна сила джерела струму і яка її взаємозв`язок з іншими параметрами електричного кола. Відразу відзначимо, незважаючи на те, що в повсякденному житті ми все успішно використовуємо електричні прилади, багато законів були виведені дослідним шляхом і прийняті за аксіому. Це одна з причин зайвого ускладнення визначень. На жаль, навіть електрорушійна сила, ця база електротехніки, висвітлюється так, що людині, незнайомому з електрикою, зрозуміти що-небудь досить складно. Пояснимо це питання за допомогою зрозумілих кожному термінів і прикладів.
Направлений рух заряджених частинок в провіднику носить назву «електричний струм». Як відомо, всі предмети нашого матеріального світу складаються з атомів. Для спрощення розуміння можна уважати, що кожен атом представлений у вигляді зменшеної в мільйони разів моделі Сонячної системи: в центрі розташовано ядро, а на різній відстані від нього по кругових орбітах обертаються електрони.
За допомогою будь-якого зовнішнього впливу в провіднику, що утворює замкнутий контур, створюється електрорушійна сила і виникає електричний струм. Вплив «вибиває» валентні електрони з їх орбіт в атомах, тому утворюються вільні електрони і позитивно заряджені іони.
Електрорушійна сила необхідна для того, щоб «примусити» заряди постійно рухатися по провіднику і елементам ланцюга в певному напрямку. Без неї струм практично миттєво згасає. Розібратися в тому, що ж таке електрорушійна сила, дозволить порівняння електрики з водою. Пряма ділянка труби - це провідник. Двома своїми сторонами вона виходить у водойми. До тих пір, поки рівні води в водоймах рівні і відсутній ухил, рідина, що знаходиться в трубі, нерухома.
Відео: ЕРС індукції.
Очевидно, змусити її рухатися можна трьома способами: створити перепад висот (ухилом або кількістю рідини в водоймах) або примусово прокачувати. Важливий момент: якщо говорити про перепаді висот (Різниці потенціалів), то мається на увазі напруження. Для ЕРС же рух «примусово», так як сторонні сили, що впливають, непотенційного.
Будь-яке джерело електричного струму має ЕРС - тієї самої силою, яка підтримує рух заряджених частинок (в наведеній аналогії змушує воду рухатися). Вимірюється в вольтах. Назва говорить сама за себе: ЕРС характеризує роботу доданих до ділянки кола сторонніх сил, що виконують переміщення кожного одиничного заряду від одного полюса до іншого (між клемами). Вона чисельно дорівнює відношенню роботи прикладених сторонніх сил до величини переміщуваного заряду.
Побічно необхідність в джерелі ЕРС можна вивести із закону збереження енергії і властивостей провідника зі струмом. У замкнутому ланцюзі робота поля по переміщенню зарядів дорівнює нулю. Однак провідник нагрівається (причому тим сильніше, чим більший струм по ньому проходить в одиницю часу). Висновок: в ланцюзі повинна бути присутнім частка сторонньої енергії. Зазначені сторонні сили - це магнітне поле в генераторах, постійно збудливу електрони- енергія хімічних реакцій в батареях.
Відео: Self-induction EMF analogies
Електрорушійна сила індукції була вперше виявлена експериментальним шляхом в 1831 році фізиком Фарадеем. Він встановив, що в провіднику, пронизує лініями напруженості змінюється магнітного поля, виникає електричний струм. Вплив поля повідомляє зовнішнім електронам в атомах якої бракує їм енергію, внаслідок чого вони відриваються і починають рухатись (з`являється струм). Звичайно, безпосереднього руху частинок не існує (як тут не згадати про відносність аксіом електротехніки). Швидше, має місце обмін частками між найближчими атомами.
Розвиваємо електрорушійна сила - це внутрішня характеристика будь-якого джерела живлення.
