فیزیک (2) - ریاضی فیزیک صفحه ۶۱
جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیمپرسش 2 ـ 1در کدام شکل با بستن کلید، LED روشن می‌شود؟ـ2 4 نیروی محرکه ٔ الکتریکی و مدارهابرای باال بردن آب از سطح زمین به یک ٔ تلمبه آب نیاز است تا آب را به ارتفاع ّ معی نی برساند.بدین ترتیب، آب انرژی پتانسیل گرانشی الزم برای جریان یافتن و انجام کار ّ معی نی را کسب می‌کند(شکل .)27ــ2 برای اینکه بارهای الکتریکی نیز در مدار جریان پیدا کنند و بتوانند از یک مقاومتالکتریکی عبور کنند، الزم است بین دو سر مقاومت اختالف پتانسیلی برقرار کنیم تا انرژی الزم بهبارهای الکتریکی داده شود. این کار می‌تواند توسط وسیله هایی مانند باتری انجام شود. به چنینوسیله هایی که با انجام کار روی بار الکتریکی، جریان ثابتی از بارهای الکتریکی در یک مدار ایجادمی‌کند، منبع نیروی ٔ محرکه الکتریکی گفته می‌شود. منبع های نیروی ٔ محرکه الکتریکی (مانند باتری ها)بارهای الکتریکی مثبت را درون خود در خالف جهت میدان الکتریکی از پتانسیل پایین تر به پتانسیلباالتر می‌برند و با افزایش انرژی پتانسیل آنها، جریان ثابتی را در مدار برقرار می‌کنند (شکل .)28 ــ2 یک شکل ــ2 تلمبه، 27 آب را یک مدام سرسره ٔ به آبی. باالی در واقع سرسرهکلید شیر آب پمپ می‌کند و موجب جریان یافتن آب وُ س ر خوردن شخص بر روی سرسره می‌شود.پتانسیل باال انرژی پتانسیل گرانشی زیادمقاومت باتری آب تلمبۀپتانسیل پایین انرژی پتانسیل گرانشی کمشکل ــ2 28 همان طور که تلمبه ٔ آب انرژی الزم برای شارش آب را فراهممی‌کند، باتری نیز انرژی الزم برای برقراری یک جریان را مهیا می‌سازد. Iانرژی الزم برای ایجاد اختالف پتانسیل الکتریکی در یک منبع نیروی محرکه ٔ الکتریکی باساز و کارهای مختلفی به دست می‌آید. مث ً ال باتری ها که در علوم هشتم با آنها آشنا شدید این انرژی + R Iرا از طریق واکنش های شیمیایی که در آنها رخ می‌دهد ّ مهی ا می‌سازند. پیل های سوختی، سلول های _خورشیدی، و مولدهای الکتریکی نمونه های دیگری از منبع های نیروی ٔ محرکه الکتریکی اند. Iمدار ٔ ساده الکتریکی شکل ــ2 29 را در نظر بگیرید. منبع نیروی محرکه هنگام عبور بار ∆q از منبع شکل ــ2 29 یک مدار ساده ٔ الکتریکیکاری به ٔ اندازه ∆W روی آن انجام می‌دهد تا آن را در مدار به حرکت درآورد. کاری که منبع نیروی شامل مقاومت R ، منبع نیروی محرکه ٔٔ محرکه الکتریکی روی واحد بار الکتریکی مثبت انجام می‌دهد تا آن را از ٔ پایانه با پتانسیل کمتر به ٔ پایانه با الکتریکی ℰ و سیم های رابط61