مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
فصل 2ـ2 4 نیروی محرکۀ 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.)13ــ2 برای اینکه بارهای الکتریکی نیز در مدار جریان پیدا کنند و بتوانند از یک مقاومت الکتریکیعبور کنند، الزم است بین دو سر مقاومت اختالف پتانسیلی برقرار کنیم تا انرژی الزم به بارهای الکتریکیداده شود. این کار می‌تواند توسط وسیله هایی مانند باتری انجام شود. به چنین وسیله هایی که با انجامکار روی بارالکتریکی، جریان ثابتی از بارهای الکتریکی در یک مدار ایجاد می‌کند، منبع نیروی ٔ محرکهالکتریکی گفته می‌شود. منبع های نیروی ٔ محرکه الکتریکی (مانند باتری ها) با افزایش انرژی پتانسیلبارهای الکتریکی هنگام عبور از منبع، جریان ثابتی را در مدار برقرار می‌کنند (شکل .)14 ــ2شکل ــ2 13 یک سرسره ٔ آبی. در واقع کلید شیر آبیک تلمبه، آب را مدام به باالی سرسرهپمپ 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 14 همان طور که تلمبه ٔ آب انرژی الزم برای شارش آب را فراهممی‌کند، باتری نیز انرژی الزم برای برقراری یک جریان را مهیا می‌سازد.انـرژی الزم برای ایـجاد اختـالف پتانسیل الکتریکی در یـک منبع نیروی محرکهٔ الکتریکی باساز و کارهای مختلفی به دست می‌آید. مث ً ال باتری ها که در علوم هشتم با آنها آشنا شدید این انرژیرا از طریق واکنش های شیمیایی که در آنها رخ می‌دهد ّ مهی ا می‌سازند. پیل های سوختی، سلول هایI خورشیدی و مولدهای الکتریکی نمونه های دیگری از منبع های نیروی ٔ محرکه الکتریکی اند.+ مدار ٔ ساده الکتریکی شکل ــ2 15 را در نظر بگیرید. منبع نیروی محرکه هنگام عبور بار ∆q از منبع_ R I کاری به ٔ اندازه ∆W روی آن انجام می‌دهد تا آن را در مدار به حرکت درآورد. کاری که منبع نیرویٔ محرکه الکتریکی روی واحد بار الکتریکی مثبت انجام می‌دهد تا آن را از ٔ پایانه با پتانسیل کمتر به ٔ پایانه باI پتانسیل بیشتر ببرد، اصطالحاً نیروی ٔ محرکه الکتریکی 1 ()emf نامیده و با ٔ رابطه زیر تعریف می‌شود 2 :شامل شکل ــ2 15 مقاومت یک R ، مدار منبع ساده ٔ نیروی الکتریکی محرکه ٔ)4 ــ2(W ∆ = ℰالکتریکی ℰ و سیم های رابط q ∆یکای کمیت نیروی ٔ محرکه الکتریکی همان یکای اختالف پتانسیل الکتریکی، یعنی ولت (V) است.(1V = 1J/1C) پس اگر نیروی ٔ محرکه یک باتری مثال ً 1/5V باشد، به این معناست که باتری روی هرکولن باری که از آن می‌گذرد 1/5J کار انجام می‌دهد و به این ترتیب انرژی پتانسیل الکتریکی آن را1/5J افزایش می‌دهد (باتری بدون اتالف انرژی).Electromotive Force 1ــــ2 توجه کنید که نیروی محرک ٔ ه الکتریکی ٔ واژه نامناسبی است؛ زیرا emf نیرو نیست؛ بلکه مانند پتانسیل یک کمیت انرژی به ازای واحد50 بار است.