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 основа електротехніки, висвітлюється так, що людині, незнайомому з електрикою, зрозуміти що-небудь досить складно. Пояснимо це питання за допомогою зрозумілих кожному термінів і прикладів.

Спрямований рух заряджених частинок у провіднику носить назву «електричний струм». Як відомо, всі предмети нашого матеріального світу складаються з атомів. Для спрощення розуміння можна вважати, 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 якого-небудь зовнішнього впливу в провіднику, створюючому 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 у водоймах рівні і відсутня ухил, рідина, що знаходиться в трубі, нерухома.

Очевидно, змусити її рухатися можна трьома способами: створити перепад висот (ухилом або кількістю рідини у водоймах) або примусово прокачувати. Важливий момент: якщо говорити про перепаді висот (Різниці потенціалів), то мається на увазі напругу. Для ЕРС ж рух «примусово», так як сторонні сили, що роблять вплив, непотенційного.

Будь-яке джерело електричного струму володіє ЕРС - тієї самої силою, яка підтримує рух заряджених частинок (у наведеній аналогією змушує воду рухатися). Вимірюється в вольтах. Назва говорить сама за себе: ЕРС характеризує роботу прикладених до ділянки кола сторонніх сил, які 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 у 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 присутня частка сторонньої енергії. Зазначені сторонні сили - це магнітне поле в генераторах, постійно збудливу електрони- енергія хімічних реакцій в батареях.

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 відсутню їм енергію, в результаті чого вони відриваються і починають рухатися (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.

Развиваемая електрорушійна сила - це внутрішня характеристика будь-якого джерела живлення.