در این فیلم آموزشی با نیروی محرکه الکتریکی و کاربرد آن آشنا خواهید شد.
نیروی محرکه الکتریکی چیست؟
با عبور بارهای الکتریکی از یک مقاومت الکتریکی، جریان به وجود می‌آید. برای عبور بارهای الکتریکی لازم است بین دو سر مقاومت اختلاف پتانسیل (ولتاژ) وجود داشته باشد. وسیله‌هایی مانند باتری که در دو سر آن اختلاف پتانسیل وجود دارد با انجام کار روی بارهای الکتریکی جریان ثابتی را در مدار ایجاد می‌کنند. انرژی لازم برای ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در باتری‌ها از طریق واکنش‌های شیمیایی که در آنها رخ می‌دهد به وجود می‌آید.
همانطور که در تصویر ساده بالا می‌بینید اتصال لامپ به باتری سبب ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی و در نتیجه برقراری جریان الکتریکی می‌شود که موجب روشن شدن لامپ خواهد شد.
برای ایجاد جریان الکتریکی لازم است بین دو سر مقاومت اختلاف پتانسیل وجود داشته باشد.
منبع نیروی محرکه الکتریکی
وسایلی که با انجام کار روی بار الکتریکی، باعث به وجود آمدن جریان ثابتی از بارهای الکتریکی در یک مدار می‌شوند و انرژی لازم را برای ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در مدار تامین می‌کنند منبع نیروی مولد الکتریکی می‌گویند. برخی از مهم‌ترین منبع‌های نیروی مولد الکتریکی عبارتند از باتری‌ها، پیل‌های سوختی، سلول های خورشیدی و مولدهای الکتریکی.
سلول‌های خورشیدی یکی از منابع مهم نیروی محرکه الکتریکی هستند که انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
باتری، پیل سوختی، سلول خورشیدی و مولد الکتریکی مهم‌ترین منبع‌های نیروی محرکه الکتریکی هستند
نیروی محرکه الکتریکی
در شکل زیر باتری به عنوان منبع نیروی محرکه الکتریکی هنگام عبور بار q∆ از منبع به اندازه W∆ کار انجام می‌دهد تا آن را در مدار به حرکت درآورد. کاری که منبع نیروی محرکه الکتریکی بر روی واحد بار الکتریکی مثبت انجام می‌دهد تا آن را از پایانه‌ای با پتانسیل کمتر به پایانه‌ای با پتانسیل بیشتر ببرد نیروی محرکه الکتریکی می‌گویند.
نیروی محرکه الکتریکی را به اختصار emf می‌گویند و مقدار آن از رابطه زیر به دست می‌آید:
یکای نیروی محرکه الکتریکی مانند یکای اختلاف پتانسیل الکتریکی ولت می‌باشد که برابر با ژول بر کولن است. پس اگر نیروی محرکه الکتریکی 2 ولت باشد باتری به ازای هر کولن بار الکتریکی که از آن می گذرد، 2 ژول کار انجام می‌دهد.
نیروی محرکه الکتریکی در واقع نیرو نیست بلکه یک کمیت انرژی به ازای بار است.
مثال
برای آشنایی بیشتر با نیروی محرکه الکتریکی به نمونه سوالی درباره آن توجه نمایید:
نیروی محرکه یک باتری 10 ولت است. اگر ظرفیت این باتری 60 آمپر ساعت باشد. چند ژول انرژی الکتریکی می‌تواند تولید کند؟
1- 104 × 2.16
2- 106 × 2.16
3- 600
4- 6000
پاسخ:
با قرار دادن اعداد در رابطه مشخص می‌شود که گزینه دو پاسخ صحیح می‌باشد.
برای آشنایی بیشتر با نیروی محرکه الکتریکی و کاربرد آن حتما ویدئو آموزشی را به طور کامل مشاهده کنید.
سوالات متداول
نیروی محرکه الکتریکی،که با نماد ε نمایش داده می‌شود، به اختلاف پتانسیلی گفته می‌شود که توسط یک باتری یا نیروی مغناطیسی تولید می‌گردد تا جریان ثابتی از بارهای الکتریکی در یک مدار به وجود بیاید.
باتری ها، پیل های سوختی، سلول‌های خورشیدی و مولدهای الکتریکی از معروف‌ترین منابع نیروهای محرکه الکتریکی هستند.
