Ηλεκτρεγερτική δύναμη: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Vanakaris (συζήτηση | συνεισφορές)
όταν σχεδιάζουμε βάζουμε ιδανικές πηγες, να μπούν σε άρθρο ιδανικές πηγές, τι "επιρρέπεια"? τι "πρόθεση"? μην αυτοσχεδιάζεις
μ -κουτάκι,επιρρέπεια=πρόθεση=τάση, ΗΕΔ=ύψωση τάσης&όχι ρεύμα,υπάρχουν&ιόντα,δεν είναι έργο,σκέτο καλώδιο με ΗΕΔ!,καταν.ισχύος!
Γραμμή 1: Γραμμή 1:
{{Πηγές|14|09|2010}}
{{Πηγές|14|09|2010}}

'''Ηλεκτρεγερτική δύναμη''' (συντομογραφικά: '''ΗΕΔ''') είναι η "δύναμη" που προκαλεί τη ροή ηλεκτρονίων σε οποιοδήποτε κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα. Ο όρος "δύναμη" χρησιμοποιείται για ιστορικούς λόγους παρότι δεν πρόκειται για [[δύναμη]] αλλά για [[Ηλεκτρικό δυναμικό|δυναμικό]], δηλαδή [[ενέργεια]] ανά μονάδα [[ηλεκτρικό φορτίο|ηλεκτρικού φορτίου]]. Ακριβέστερα, η ΗΕΔ είναι η το εξωτερικό έργο που απαιτείται ανά μονάδα φορτίου για τη δημιουργία διαφοράς δυναμικού σε δύο ανοιχτούς ακροδέκτες. Για να το κατανοήσουμε μπορούμε να φανταστούμε ένα κομμάτι καλώδιο (ανοιχτό βρόχο) και η ΗΕΔ είναι αυτό που σπρώχνει τα θετικά φορτία προς το ένα άκρο και τα αρνητικά προς το άλλο. Όταν υπάρχει πηγή ηλεκτρεγερτικής δύναμης ζωγραφίζουμε και ένα κουτάκι μεταξύ των δύο ανοιχτών άκρων του καλωδίου και σημειώνουμε την τάση που δημιουργείται στα δύο άκρα του. Αν τα δύο άκρα συνδεθούν σε κλειστό κύκλωμα θα έχουμε ροή [[ηλεκτρικό ρεύμα|ρεύματος]] και θα καταναλώνεται συνεχώς η ενέργεια που προσδίδει η ΗΕΔ στο υπόλοιπο σύστημα, δηλαδή θα έχουμε κατανάλωση [[ισχύς|ισχύος]] (όσο η ΗΕΔ υπάρχει πχ μέχρι να αποφορτίσει αν είναι μπαταρία).
'''Ηλεκτρεγερτική δύναμη''' (συντομογραφικά: '''ΗΕΔ''') είναι η "δύναμη", θα έλεγε κανείς, που παράγει τάση για προσανατολισμένη κίνηση [[ηλεκτρικό φορτίο|ηλεκτρικών φορτίων]]. Ο όρος "δύναμη" χρησιμοποιείται καταχρηστικά από παλαιότερη λανθασμένη ορολογία, καθώς δεν πρόκειται για [[δύναμη]] αλλά για [[Διαφορά δυναμικού#Διαφορά Ηλεκτρικού Δυναμικού (Ηλεκτρική Τάση)|διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού]], η οποία προκαλεί την τάση αυτή για κινητικότητα των φορτίων. Ακριβέστερα, η ΗΕΔ είναι το ''[[πηλίκο]] της [[ενέργεια|ενέργειας]] ανά μονάδα ηλεκτρικού φορτίου'', που παρέχεται επί συνόλου φορτίου μιας πηγής ηλεκτρικής τάσης, για την έγερση διαφοράς δυναμικού, τιμής ίσης με την τιμή της ΗΕΔ, μεταξύ των ελεύθερων ακροδεκτών της πηγής. Σε μια [[μπαταρία]], η ΗΕΔ οφείλεται στην αποθηκευμένη χημική της ενέργεια και προκαλεί το χωρισμό των θετικών από τα αρνητικά φορτία που τείνουν να συσσωρεύονται στους δύο πόλους της, την [[άνοδο]](+) και την [[κάθοδο]](-) αντίστοιχα.

== Εφαρμογή πηγής ΗΕΔ σε κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα ==
Αν τα δύο άκρα μιας πηγής ΗΕΔ συνδεθούν σε κλειστό κύκλωμα θα έχουμε ροή [[ηλεκτρικό ρεύμα|ηλεκτρικού ρεύματος]] και θα καταναλώνεται συνεχώς η ενέργεια που προσδίδει η ΗΕΔ της πηγής στο υπόλοιπο κύκλωμα,<ref name="ΕσωτΑντίστασηΠηγής" group="Σημ."/> όσο η ΗΕΔ υπάρχει (πχ μέχρι να εκφορτίσει η πηγή, αν είναι μπαταρία). Συνήθως,<ref name="Υπεραγωγοί" group="Σημ."/> σε ένα ''κλειστό'' κύκλωμα, η ΗΕΔ πρέπει να συνεχίσει να εφαρμόζεται σε αυτό, για να διατηρεί το ρεύμα.


==Μονάδα Μέτρησης==
==Μονάδα Μέτρησης==
Μονάδα μέτρησης είναι το [[Βόλτ|Volt]] αφού είναι διαφορά [[ηλεκτρικό δυναμικό|δυναμικού]].
Ως διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού, η μονάδα μέτρησης της ΗΕΔ είναι το [[Βόλτ|Volt]].


== Πηγές ΗΕΔ ==
== Πηγές ΗΕΔ ==
Ηλεκτρεγερτική δύναμη μπορεί να παρέχει οποιαδήποτε [[πηγή τάσης|πηγή ηλεκτρικής τάσης]], όπως:
Ηλεκτρεγερτική δύναμη μπορεί να παρέχει οποιαδήποτε [[πηγή τάσης|πηγή ηλεκτρικής τάσης]], όπως:
*[[μπαταρία|μπαταρίες]] (συσσωρευτές), μετατρέποντας την αποθηκευμένη χημική τους ενέργεια
*μπαταρίες (συσσωρευτές)
*φορτισμένοι [[πυκνωτής|πυκνωτές]]
*φορτισμένοι [[πυκνωτής|πυκνωτές]]
*[[ηλεκτρογεννήτρια|επαγωγικές ηλεκτρογεννήτριες]]
*[[ηλεκτρογεννήτρια|επαγωγικές ηλεκτρογεννήτριες]]
Γραμμή 38: Γραμμή 42:
Όταν ένας αγωγός με μήκος <math>\overrightarrow l</math> κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο εντάσεως <math>\overrightarrow B</math>, διαρρέεται από ρεύμα [[ένταση ηλεκτρικού ρεύματος|εντάσεως]] <math>\overrightarrow I</math> και έχει ταχύτητα <math>\overrightarrow v</math>, τότε παρατηρείται ότι ανάμεσα στα άκρα του δημιουργείται ΗΕΔ μέτρου <math>\mathcal{E_{\epsilon \pi}} = \overrightarrow l \cdot (\overrightarrow \upsilon \times \overrightarrow B)</math> και στον αγωγό ασκείται [[δύναμη Laplace]] μέτρου <math>\overrightarrow F_L = I \cdot (\overrightarrow l \times \overrightarrow B)</math> με φορά που δείχνεται από τον [[Κανόνας του δεξιού χεριού|κανόνα του δεξιού χεριού]] (ακόμα και για τους αριστερόχειρες).
Όταν ένας αγωγός με μήκος <math>\overrightarrow l</math> κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο εντάσεως <math>\overrightarrow B</math>, διαρρέεται από ρεύμα [[ένταση ηλεκτρικού ρεύματος|εντάσεως]] <math>\overrightarrow I</math> και έχει ταχύτητα <math>\overrightarrow v</math>, τότε παρατηρείται ότι ανάμεσα στα άκρα του δημιουργείται ΗΕΔ μέτρου <math>\mathcal{E_{\epsilon \pi}} = \overrightarrow l \cdot (\overrightarrow \upsilon \times \overrightarrow B)</math> και στον αγωγό ασκείται [[δύναμη Laplace]] μέτρου <math>\overrightarrow F_L = I \cdot (\overrightarrow l \times \overrightarrow B)</math> με φορά που δείχνεται από τον [[Κανόνας του δεξιού χεριού|κανόνα του δεξιού χεριού]] (ακόμα και για τους αριστερόχειρες).
{{επέκταση}}
{{επέκταση}}

== Σημειώσεις ==
{{reflist|group="Σημ."|refs=
<ref name="ΕσωτΑντίστασηΠηγής">Υπάρχει, συνήθως, και κατανάλωση ενέργειας στην ίδια την πηγή, λόγω της εσωτερικής της [[ηλεκτρική αντίσταση|αντίστασης]] (ωμικής, χωρητικής, επαγωγικής).</ref>
<ref name="Υπεραγωγοί">Σε [[υπεραγωγιμότητα|υπεραγωγικούς]] βρόχους, ενώ η ΗΕΔ εφαρμόζεται σχεδόν στιγμιαία (επαγωγικά), το ηλεκτρικό ρεύμα που εγείρεται από αυτήν παραμένει στο βρόχο, καθώς δεν υπάρχει κατανάλωση ενέργειας στο κύκλωμα.</ref>
}}


[[Κατηγορία:Ηλεκτρομαγνητισμός]]
[[Κατηγορία:Ηλεκτρομαγνητισμός]]

Έκδοση από την 16:31, 29 Δεκεμβρίου 2010

Ηλεκτρεγερτική δύναμη (συντομογραφικά: ΗΕΔ) είναι η "δύναμη", θα έλεγε κανείς, που παράγει τάση για προσανατολισμένη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Ο όρος "δύναμη" χρησιμοποιείται καταχρηστικά από παλαιότερη λανθασμένη ορολογία, καθώς δεν πρόκειται για δύναμη αλλά για διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού, η οποία προκαλεί την τάση αυτή για κινητικότητα των φορτίων. Ακριβέστερα, η ΗΕΔ είναι το πηλίκο της ενέργειας ανά μονάδα ηλεκτρικού φορτίου, που παρέχεται επί συνόλου φορτίου μιας πηγής ηλεκτρικής τάσης, για την έγερση διαφοράς δυναμικού, τιμής ίσης με την τιμή της ΗΕΔ, μεταξύ των ελεύθερων ακροδεκτών της πηγής. Σε μια μπαταρία, η ΗΕΔ οφείλεται στην αποθηκευμένη χημική της ενέργεια και προκαλεί το χωρισμό των θετικών από τα αρνητικά φορτία που τείνουν να συσσωρεύονται στους δύο πόλους της, την άνοδο(+) και την κάθοδο(-) αντίστοιχα.

Εφαρμογή πηγής ΗΕΔ σε κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα

Αν τα δύο άκρα μιας πηγής ΗΕΔ συνδεθούν σε κλειστό κύκλωμα θα έχουμε ροή ηλεκτρικού ρεύματος και θα καταναλώνεται συνεχώς η ενέργεια που προσδίδει η ΗΕΔ της πηγής στο υπόλοιπο κύκλωμα,[Σημ. 1] όσο η ΗΕΔ υπάρχει (πχ μέχρι να εκφορτίσει η πηγή, αν είναι μπαταρία). Συνήθως,[Σημ. 2] σε ένα κλειστό κύκλωμα, η ΗΕΔ πρέπει να συνεχίσει να εφαρμόζεται σε αυτό, για να διατηρεί το ρεύμα.

Μονάδα Μέτρησης

Ως διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού, η μονάδα μέτρησης της ΗΕΔ είναι το Volt.

Πηγές ΗΕΔ

Ηλεκτρεγερτική δύναμη μπορεί να παρέχει οποιαδήποτε πηγή ηλεκτρικής τάσης, όπως:

ΗΕΔ λόγω μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου

Ενώ σε μια μπαταρία η ΗΕΔ μπορεί να παράγεται, για παράδειγμα, από κάποια χημική αντίδραση, σε μια ηλεκτρογεννήτρια παράγεται από μαγνητικό πεδίο το οποίο κινείται σε σχέση με αγωγό.

Ορισμός

Ορίζουμε σαν ροή Φ που περνά από μια διατομή εμβαδού S, το γινόμενο της εντάσεως Β του μαγνητικού πεδίου επί το εμβαδόν S

Με την βοήθεια αυτής της σχέσης ορίζεται η Ηλεκτρεγερτική Δύναμη σαν:

Ανάλυση

Από τον ορισμό της γίνεται προφανές ότι η ανάπτυξη αυτής της δύναμης μπορεί να γίνει με 2 τρόπους:

  • Με μεταβολή της εντάσεως του μαγνητικού πεδίου
  • Mε μεταβολή της διατομής αγωγού, δηλαδή του μέτρου του διανύσματος

Για πρακτικούς λόγους συνήθως μεταβάλλεται η ένταση καθώς ο αγωγός είναι σταθερού εμβαδού. Σε αυτή την περίπτωση η μεταβολή του εμβαδού της διατομής στο χρόνο είναι μηδέν, δηλ. και γι' αυτό ο 2ος όρος της εξίσωσης μηδενίζεται.

Εφαρμογή

Όταν ένας αγωγός με μήκος κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο εντάσεως , διαρρέεται από ρεύμα εντάσεως και έχει ταχύτητα , τότε παρατηρείται ότι ανάμεσα στα άκρα του δημιουργείται ΗΕΔ μέτρου και στον αγωγό ασκείται δύναμη Laplace μέτρου με φορά που δείχνεται από τον κανόνα του δεξιού χεριού (ακόμα και για τους αριστερόχειρες).

Σημειώσεις

  1. Υπάρχει, συνήθως, και κατανάλωση ενέργειας στην ίδια την πηγή, λόγω της εσωτερικής της αντίστασης (ωμικής, χωρητικής, επαγωγικής).
  2. Σε υπεραγωγικούς βρόχους, ενώ η ΗΕΔ εφαρμόζεται σχεδόν στιγμιαία (επαγωγικά), το ηλεκτρικό ρεύμα που εγείρεται από αυτήν παραμένει στο βρόχο, καθώς δεν υπάρχει κατανάλωση ενέργειας στο κύκλωμα.