من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

•  الميكروفون.
• المولد الكهربائي.
• البطارية.
• الخلايا السمسية.
•  الدينامو.

من أبرز الامثلة في القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf هي كل ما ذكرناه وهي التي تعمل على تحويل الطاقة من شكل إلى شكل آخر، في هذه الأجهزة قد يصبح أحد الطرفين مشحونًا من خلال شحنة إيجابية بينما الطرف الآخر بشحنة سالبة، ومن ثم، فإن القوة الدافعة الكهربية تعتبر بمثابة العمل المبذول على وحدة الشحنة الكهربائية.

كما أن القوة الدافعة الكهربائية تعتبر هي الجهد الكهربائي الذي ينتج من خلال خلية كهروكيميائية أو من خلال التغيير في المجال المغناطيسي فالـ EMF هو اختصار يدل على استخدام القوة الدافعة الكهربائية.

فمن خلال استخدام مولد أو بطارية لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر فداخل هذه الأجهزة، يكون أحد الطرفين مشحونًا بشحنة إيجابية بينما تكون الشحنة الآخرى سالبة، ومن ثم فقد تكون القوة الدافعة الكهربية هي العمل  المبذول على وحدة الشحنة الكهربائية كما قد تستخدم القوة الدافعة الكهربائية في مقياس التدفق الكهرومغناطيسي وهو يعتبر تطبيق لقانون فاراداي. [1][2]

تعريف القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

يتم دفع سير الإلكترونات في داخل الدائرة الكهربائية من خلال القوة الدافعة الكهربائية EMF وفي حالة وجود شحنة كهربائية فهذا بدوره يخلق مجالًا محيطًا بها، والذي قد يجذب أو ينفر الجزيئات المشحونة الأخرى عن بعضها كما ينتج فرق محتمل حين يكون الفصل بشكل كافي من هذه الجسيمات المشحونة.

القوة الدافعة الكهربائية تعتبر بمثابة الفرق في الجهد الذي يتسبب في تدفق التيار الكهربائي، كما إنه الفرق في الإمكانات في جهة أطراف البطارية حين لا يتدفق تيار، فأن العلامة التقليدية للقوة الدافعة الكهربائية لها رمز “E”، وكانت وحدة قياسها V معروفة بـ فولت.

تعتبر المجالات الكهرومغناطيسية (EMFs) تعتبر نوع من الطاقة التي يمكن انتقالها ذهابًا وإيابًا بين أنواع أخرى من الطاقة، والتي منها الطاقة الكيميائية والميكانيكية وغيرها من أنواع الطاقة، منها الطاقة الكهربائية، فقد تستعمل التفاعلات الكهروكيميائية، المعروفة في الاغلب باسم البطاريات، على نطاق كبير كمصدر للطاقة.

تعمل القوة الدافعة الكهربائية (EMF) للمحافظة على فرق الجهد داخل الخلية الحية كما يمكن للمولد أو البطارية مع تغيير الشكل الذي تأخذه الطاقة، المجالات الكهرومغناطيسية (EMF) تعتبر السبب، في حين أن الفولتية تعتبر النتيجة.[5]

كيف تقاس القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

بوحدة الفولت، فأن القوة الدافعة الكهربائية بمثابة الطاقة لكل وحدة للشحنة الكهربائية المنقولة إلى المصدر الطاقة، وعلاوة على هذا، يمكن أن يصبح مصدر الطاقة هو عبارة عن بطارية أو مولدًا كهربائيًا ويكون علاوة على هذا فإن تحويل الطاقة من صورة إلى آخرى في البطارية أو المولد يتم حين يعمل الجهاز على الشحنة التي يتم التحويل من داخلها.

يكون أحد طرفي الجهاز مشحونًا بصورة سالبة بينما يكون الطرف الآخر مشحونًا بصورة إيجابية، علاوة على هذا، فإن القوة الدافعة الكهربائية تعتبر الشغل الذي يتم على وحدة الشحنة الكهربائية بالإضافة إلى هذا، تشير هذه القوة إلى خاصية أي مصدر طاقة يمكن دفع الشحنة الكهربائية عن الدائرة الكهربية.

على الرغم من اسمها، لا يمكن وصف هذه القوة بأنها قوة. يتم قياسه عادة بوحدات فولت. وهذا يعادل في نظام المتر-كيلوجرام-ثانية جولًا واحدًا لكل كولوم من الشحنة الكهربائية. علاوة على ذلك، عندما يتعلق الأمر بالوحدات الكهروستاتيكية لنظام سنتيمتر-جرام-ثانية، فإن الستات فولت، أو إرج واحد لكل وحدة شحنة إلكتروستاتيكية هي وحدة القوة الدافعة الكهربائية.[3]

ما هي طبيعة القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

تعتمد القوة الدافعة الكهربائية على عوامل معينة قد تتم وهذا من الهام أن يكون هناك فرق محتمل ما بين القطبين، كما يجب أن يحمل أحد القطبين شحنة سالبة بينما يستلزم أن يحمل الآخر شحنة إيجابية، يجب أن يتحملوا الشحنات الكهربائية.كما يمكن القيام بهذا بمساعدة سواء دائرة مغلقة أو مفتوحة.

فأن آلية العمل أو طبيعة الدائرة المفتوحة والمغلقة للكهرباء فهي التي تقرر أيهما أفضل وعلى سبيل المثال فأن في الدائرة المفتوحة، يكون المسؤول عن توليد التيار الكهربائي وحين يتم إزعاج تدفق التيار الكهربائي، فإن الدائرة لا تعمل بصورة فعالة فقد لا يتم إنتاج تدفق ملائم للطاقة، وبالتالي يثبت أن الاتصال غير فعال.

في حالة أن الدائرة مغلقة، فهي تعمل بكفاءة أكبر، وهذا نتيجة لحركة التيار الكهربائي الذي يتحرك ببساطة من المصدر وينتج الطاقة، كما من الممكن ملاحظة هذا في حالة المولدات والبطاريات، في البطارية فقد يتم توصيل السلك موصل بالمصباح، فقد يمتد التيار من المفتاح ويصل إلى المولد ويشرع تشغيله، ومن المعروف أيضًا أن المولدات تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية وتعمل كمصدر جيد للغاية للقوة الدافعة الكهربية، وبالتالي، فإن فعالية الدائرة المغلقة تكون أكثر بكثير من الدائرة الكهربائية المفتوحة.[4]

صيغة القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

أن صيغة القوة الدافعة الكهربائية emf تكون على النحو الآتي:

ε=E/Q

يشير ε إلى القوة الدافعة الكهربية والتي يُشار لها بالفولت أو بعلامة (V)، أما W = فهي الطاقة (جول)، و Q تدل على الشحنة (كولوم).

من الممكن أيضًا استعمال الصيغة المتاحة من خلال قانون أوم، ينص قانون أوم على أن التيار المتدفق عبر موصل بين نقطتين يتلائم طردياً مع الجهد ما بين نقطتين، كما تجدر الإشارة إلى أنه يتم قياس كل من emf والاختلافات المحتملة التي بـ V (فولت).

أهم ما يجب معرفته عن القوة الدافعة الكهربائية الحثية

فقد تعرف القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf له مختصر في صورة حرف ε وهي تدل بشكل أساسي إلى إجراء كهربائي وهذا ينتج عنه مصدر غير كهربائي، كما يوفر الكثير من الأجهزة القوة الدافعة الكهربية من خلال تحويل أشكال متنوعة من الطاقة إلى طاقة كهربائية. لكي تحدث القوة الدافعة الكهربية، يستلزم أن تكون الاختلافات المحتملة متاحة خلال طرفين كما يجب أن يكون أحدهما موجبًا بينما الآخر يجب أن يكون سالبًا، كما يمكن الاستعانة بالدوائر المغلقة أو المفتوحة.

وحدة SI هي لقياس القوة الدافعة الكهربية هي فولت كما يتم تعريف القوة الدافعة الكهربائية أيضًا على أنها فرق الجهد من خلال المحطات حين لا يكون هناك تدفق للتيار، يتم إعطاء صيغة قياس القوة الدافعة الكهربية بالشكل ε=E/Q فمن هنا ε يدل على القوة الدافعة الكهربية، بينما Q معناها الشحنة وE هي رمز الطاقة، كما يوفر قانون أوم أيضًا صيغة يمكن استخدامها لحساب الأوم وهي e = V + Ir، حيث e معناها emf، I تيار، وr هي المقاومة الداخلية.