مصدر EMF بدائرة خارجية مغلقة
يُطلق على سبب فصل الشحنات والتسبب في تحركها في دائرة مغلقة القوة الدافعة الكهربائية (emf ، emf).
يتم تقدير قيمة المجالات الكهرومغناطيسية لأي مصدر يحدث فيه فصل الشحنة من العمل الذي ينفقه الحقل لنقل شحنة الوحدة من قطب كهربائي ذو جهد أقل إلى قطب كهربائي ذو جهد أعلى.
وفقًا لتعريف الإمكانات ، فإن هذا العمل يساوي الفرق المحتمل في الرسوم المنفصلة ، والتي ، مثل السبب الذي يفصل بين الرسوم ، تسمى القوة الدافعة الكهربائية.
إذا كانت مشابك المصدر متصلة بجسم موصل وبالتالي أنشأت دائرة مغلقة ، فسيتم إنشاءها كهرباء، الذي يتزامن اتجاهه في الدائرة الخارجية مع اتجاه EMF. داخل المصدر ، يتم فصل الشحنات طوال الوقت ويتم الحفاظ على فرق الجهد.
حركة الجسيمات المشحونة في وجود تيار لها نفس الاتجاه في جميع أنحاء الدائرة المغلقة ، ويمكن تقدير العمل الذي ينفقه المجال لتحريك شحنة الوحدة على طول دائرة مغلقة بقيمة تساوي أيضًا عمل القوى الموجودة داخل المصادر التي تنقل شحنة الوحدة من القطب السالب إلى القطب الموجب بالنسبة إلى القوى الحقل الكهربائي.
في التيار الكهربائي المباشر ، يتم استعادة الشحنات المركزة على أقطاب المصدر بشكل مستمر ، والحقل حول الأقطاب الكهربائية الناتجة عن هذه الشحنات له نفس الخصائص كما هو الحال في الدائرة الخارجية المفتوحة: إنه جهد. على عكس المجال الكهروستاتيكي للشحنات المتجددة باستمرار ، يطلق عليه اسم المجال الثابت.
يختلف المجال الثابت عن المجال الكهروستاتيكي ليس فقط من حيث استعادة شحنة مصدر هذا المجال باستمرار ، ولكن أيضًا في أن مثل هذا المجال يقع حول الأجسام الموصلة وداخل هذه الأجسام. بالنسبة للحقل الثابت الذي له نفس خصائص الحقل المحتمل ، لأي حلقة مغلقة لا تمر عبر مصدر EMF.
بالإشارة إلى القياس الهيدروديناميكي في حالة الدائرة الخارجية المغلقة لمصدر EMF ، يجب أن نتخيل تشغيل النظام الهيدروليكي باستخدام أنبوب تصريف مفتوح ، حيث يوجد ، على سبيل المثال ، مستقبل معين (محرك هيدروليكي). للحفاظ على اختلاف مستوى ثابت بين الخزانات ، يجب على المضخة تجديد كمية السائل في الخزان العلوي الذي يتدفق عبر أنبوب التصريف.
العمل الذي ينفقه المحرك لرفع هذه الكمية من السائل يتناسب مع الاختلاف في المستويات ويمكن أن يتسم بقيمة هذا الاختلاف. العمل الذي يقوم به تدفق السوائل في السقوط من المستوى الأعلى إلى المستوى الأدنى يتناسب مع نفس الاختلاف في المستويات ، وفي حالة عدم السماح بخسارة ، فإنه يساوي العمل الذي يقوم به المحرك.
القوة الدافعة الكهربائية في عدد من المصادر مستقلة عمليًا عن قيمة التيار الكهربائي في الدائرة ، ولهذا السبب يُفترض غالبًا أنها تظل كما هي أثناء تباطؤ المصدر وعند الحمل الكامل. ومع ذلك ، كقاعدة عامة ، يختلف EMF أثناء شحن المصدر قليلاً عن قيمة EMF أثناء الخمول (عادةً أقل).
يتم تفسير التغيير في EMF في هذه الحالة من خلال ما يسمى برد فعل المصدر. على سبيل المثال، في مصادر EMF الكيميائية لوحظ انخفاضه فيما يتعلق بظاهرة الاستقطاب ، في مولدات الآلات الكهربائية - بسبب فرض تيار حمل موجه في الاتجاه المعاكس للمجال المغناطيسي على المجال المغناطيسي.
يعتمد فرق الجهد بين النقاط الفردية في الدائرة الكهربائية على توزيع الجهد على طول الدائرة. على وجه الخصوص ، يعتمد الفرق المحتمل بين أطراف المصدر على النسبة بين المقاومة الخارجية والداخلية للمصدر ، أو ما يسمى انخفاض الجهد الداخلي.
يمكن تركيز القوة الدافعة الكهربائية على جزء محدود للغاية من الدائرة الكهربائية في قفزة (والتي ، على سبيل المثال ، تحدث في الجلفانية والكهرحرارية وأيضًا في المصادر الأخرى حيث ينشأ EMF عند نقاط التلامس للمواد المختلفة) أو الموزعة على جزء من دائرة المصدر الداخلية.
نلتقي بالحالة الأخيرة في مولدات الآلات الكهربائية ، حيث يتم إحداث emf على طول كبير من الأسلاك أثناء تحركها في مجال مغناطيسي ، ويكون إجمالي emf هو مجموع emfs الأولية المستحثة في أقسام فردية من الدائرة. مجموع هذه القيم يساوي فرق الجهد بين بداية ونهاية الأسلاك.
في تحليل وحساب الدوائر الكهربائية التي تحتوي على المجالات الكهرومغناطيسية ، غالبًا ما يُفترض أن المجال الكهرومغناطيسي يتركز في الطبيعة. يؤخذ وجود المقاومة الداخلية للمصدر في الاعتبار من خلال إدخال مقاومة إضافية.
نظرًا لأن EMF يميز تحويل نوع أو آخر من الطاقة إلى طاقة كهربائية أثناء مرور التيار ، عند الحديث عن مصادر EMF أو التيار ، يتم أيضًا استخدام مصطلح "مصدر الطاقة (الكهربائية)". كل هذه المصطلحات مترادفة عندما يتعلق الأمر بالمصادر الفعلية.
في بعض الأحيان عندما يحسبون ويحللون الدوائر الكهربائية ، فإنهم يحدثون فرقًا المصادر الحالية ومصادر EMF.
يُفهم مصدر المجالات الكهرومغناطيسية على أنه مصدر للطاقة ، يمكن اعتبار المجال الكهرومغناطيسي له مستقلاً عن قيمة المقاومة الداخلية ، ويجب أن يميل المجال الكهرومغناطيسي لمثل هذا المصدر إلى اللانهاية. في بعض الأحيان يتم تحقيق ذلك من خلال الحلول التخطيطية ، واستخدام أجهزة التثبيت ، وما إلى ذلك.