القوة الدافعة الكهربائية (EMF) هي مفهوم غير مألوف لمعظم الناس ، لكنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالمفهوم الأكثر شيوعًا للجهد. يمنحك فهم الفرق بين الاثنين وما تعنيه EMF الأدوات التي تحتاجها لحل الكثير مشاكل في الفيزياء والإلكترونيات ، ويقدم مفهوم المقاومة الداخلية للبطارية. يخبرك EMF بجهد البطارية دون أن تقلل المقاومة الداخلية من القيمة كما هو الحال بالنسبة لقياسات فرق الجهد العادية. يمكنك حسابها بعدة طرق مختلفة ، اعتمادًا على المعلومات التي لديك.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
احسب EMF باستخدام الصيغة:
ε = V + Ir
هنا (V) تعني جهد الخلية ، (I) تعني التيار في الدائرة و (r) تعني المقاومة الداخلية للخلية.
ما هي المجالات الكهرومغناطيسية؟
القوة الدافعة الكهربائية هي فرق الجهد (أي الجهد) عبر أطراف البطارية عندما لا يتدفق التيار. قد لا يبدو أن هذا سيحدث فرقًا ، لكن كل بطارية لها "مقاومة داخلية". هذا هو مثل المقاومة العادية التي تقلل من التيار في الدائرة ، ولكنها موجودة داخل البطارية بحد ذاتها. وذلك لأن المواد المستخدمة في تكوين الخلايا في البطارية لها مقاومتها الخاصة (نظرًا لأن جميع المواد تفعل ذلك بشكل أساسي).
عندما لا يتدفق تيار عبر الخلية ، فإن هذه المقاومة الداخلية لا تغير شيئًا لأنه لا يوجد تيار يجعلها تبطئ. بطريقة ما ، يمكن اعتبار EMF على أنه أقصى فرق محتمل عبر المحطات في وضع مثالي ، وهو دائمًا أكبر من جهد البطارية في الممارسة العملية.
معادلات لحساب EMF
هناك نوعان من المعادلات الرئيسية لحساب المجالات الكهرومغناطيسية. التعريف الأساسي هو عدد جول الطاقة (E) الذي يلتقطه كل كولوم شحنة (Q) أثناء مروره عبر الخلية:
حيث (ε) هي رمز القوة الدافعة الكهربائية ، (E) هي الطاقة في الدائرة و (Q) هي شحنة الدائرة. إذا كنت تعرف الطاقة الناتجة وكمية الشحنة التي تمر عبر الخلية ، فهذه هي أبسط طريقة لحساب EMF ، ولكن في معظم الحالات لن يكون لديك هذه المعلومات.
بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام التعريف مثل قانون أوم (V = IR). يمكن التعبير عن هذا على النحو التالي:
\ إبسيلون = أنا (ص + ص)
مع (I) المعنى الحالي ، (R) لمقاومة الدائرة المعنية و (r) للمقاومة الداخلية للخلية. توسيع هذا يكشف عن الارتباط الوثيق بقانون أوم:
\ epsilon = IR + Ir = V + Ir
يوضح هذا أنه يمكنك حساب EMF إذا كنت تعرف الجهد عبر المحطات (الجهد كما هو مستخدم في مواقف العالم الحقيقي) ، وتدفق التيار والمقاومة الداخلية للخلية.
كيفية حساب المجالات الكهرومغناطيسية: مثال
على سبيل المثال ، تخيل أن لديك دائرة بفرق جهد يبلغ 3.2 فولت ، مع تيار يتدفق 0.6 أمبير والمقاومة الداخلية للبطارية عند 0.5 أوم. باستخدام الصيغة أعلاه:
\ epsilon = V + Ir = 3.2 \ text {V} + (0.6 \ text {A}) (0.5 \ text {} \ Omega) = 3.5 \ text {V}
لذا فإن EMF لهذه الدائرة هو 3.5 فولت.