Nuolatinės elektros srovės šaltiniai ir elektrovara

Šioje temoje nagrinėjama nuolatinės elektros srovės šaltinių sandara, aptariama išorinė ir vidinė varža, bei pašalinių jėgų svarba. Taip pat aiškinamasi, kas yra elektrovara, kaip ji apibrėžiama, matuojama ir kokia jos reikšmė.

Elektrovaros apibrėžimas
Pašalinių jėgų veikimas apibūdinamas fizikiniu dydžiu, vadinamu elektrovara (E arba ε). Elektrovara yra apibrėžiama kaip pašalinių jėgų darbo (Aps), atliekamo perkeliant teigiamąjį krūvį (Δq) uždaru kontūru, ir to krūvio santykis: E = Aps / Δq. Elektrovarą galima apibrėžti ir bet kurioje grandinės dalyje.
Elektrovaros matavimas
Elektrovaros matavimo vienetas yra voltas (V). 1 V = 1 J / 1 C. Tai reiškia, kad jei pašalinės jėgos, perkeldamos 1 C krūvį, atlieka 1 J darbą, tai šaltinio elektrovara yra 1 V. Elektrovara taip pat rodo, kiek kitos rūšies energijos sunaudojama šaltinio viduje, perkeliant grandine 1 C krūvį. Pavyzdžiui, 4,5 V ant baterijos reiškia, kad perkeliant 1 C krūvį, atliekamas 4,5 J darbas.
Elektrovaros nustatymas
Elektrovarą galima nustatyti voltmetru, prijungtu prie atjungto srovės šaltinio (kai grandinė yra nutraukta). Atjungus grandinę, pašalinės jėgos toliau veikia, ir įtampa tarp polių didėja, kol elektrinė jėga atsveria pašalinę. Voltmetras rodo didžiausią įtampos vertę, lygią elektrovarai.
Nuolatinės elektros srovės šaltiniai
Kiekviena elektros grandinė susideda iš dviejų pagrindinių dalių: išorinės ir vidinės. Išorinė dalis apima visus komponentus, prijungtus prie srovės šaltinio (pvz., lemputes, varžus), ir naudoja šaltinio energiją. Jos varža yra išorinė varža (R). Vidinė dalis yra pats srovės šaltinis (pvz., generatorius, galvaninis elementas), kurioje kita energija virsta elektros energija. Jos varža yra vidinė varža (r). Srovės šaltinio poliai yra taškai, jungiantys išorinę ir vidinę dalis.
Pašalinės jėgos grandinėje
Nuolatinei elektros srovei palaikyti neužtenka vien Kulono (elektrostatinių) jėgų. Tam reikalingos pašalinės jėgos – neelektrostatinės kilmės jėgos, veikiančios elektringąsias daleles ir nukreiptos prieš elektrinio lauko jėgas. Jos 'grąžina' elektronus į pradinę padėtį srovės šaltinio viduje, užtikrindamos nenutrūkstamą srovės tekėjimą. Išorinėje grandinėje elektronus veikia elektrinio lauko jėgos, o vidinėje – pašalinės jėgos.
Pašalinių jėgų modelis
Elektros srovės šaltinio veikimą galima palyginti su mechaniniu modeliu, kuriame riedantis rutuliukas atitinka elektringąją dalelę, Žemės traukos laukas – elektrinį lauką, trinties jėga – elektrinę varžą, o išorinė jėga (pvz., stūmimas ranka) – pašalinę jėgą. Šis modelis iliustruoja, kad išorinė jėga reikalinga kompensuoti energijos nuostolius.
Pašalinių jėgų šaltiniai
Pašalinių jėgų prigimtis skiriasi priklausomai nuo elektros srovės šaltinio tipo. Galvaniniuose elementuose (pvz., Voltos elemente) pašalinės jėgos yra cheminės, kylančios dėl cheminių reakcijų tarp elektrodo ir elektrolito. Elektriniuose generatoriuose pašalinės jėgos yra magnetinės.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com