نیروی محرکه الکتریکی - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
محاسبه آنلاین نیروی محرکه، کار ،بار الکتریکی
سلامابزار زیر فوق العاده و بی نظیر است. چون بهترین شیوه یادگیری حل مسئله را ارائه می کند. در هیچ جای دیگری چنین ابزار فوق العاده ای را نمی توانید پیدا کنید. برای طراحی آن وقت زیادی صرف کردیم و کاملا رایگان در اختیار عموم قرار دادیم. لطفا از آن استفاده کنید. اعداد مختلف را وارد کنید و آنها را تغییر دهید. به این ترتیب شما می توانید بی نهایت سوال با پاسخ تشریحی ایجاد کنید. از همه مهمتر، حتی می توانید مسائل درون یا آخر فصل و نیز مثال های کتاب درسی را با آن حل کنید.
معلمان محترم می توانند برای طراحی سوال و یا بررسی درستی سوال خود، از این ابزار ارزشمند استفاده کنند( پس از آنکه نرم افزار سوال را تولید کرد می توانید ظاهر و ادبیات سوال را به دلخواه خود تغییر دهید). با احترام: ژرفنما
روش استفاده:
در قسمت پایین، سه ورودی اعداد وجود دارد. در دو ورودی، عدد دلخواه خود را وارد کنید. سپس روی دکمه محاسبه کلیک کنید. تا حل تشریحی آن، ارائه می شود.
توضیح بیشتر
- فرض کنید سه ورودی برای عدد داریم اگر در ورودی اول و دوم، عدد وارد کنید کمیت سوم حساب می شود. اما اگر در ورودی دوم و سوم، عدد وارد کنید کمیت اول حساب می شود و ...
-
برای وارد کردن اعداد توان دار، ما از ساده ترین روش ( یعنی e-notation )استفاده کردیم. برای این کار، از حرف e استفاده کنید. مثلا 105 × 3 را به صورت 3e5 وارد کنید
همچنین 5-10 × 3 را به صورت 3e-5 وارد کنید
عدد 19-10 × 1/6 را به صورت 1.6e-19 وارد کنید
عددی مانند 105 را به صورت 1e5 وارد کنید.(یعنی به صورت e5 وارد نکنید).
دقت کنید هنگام وارد کردن e صفحه کلید شما انگلیسی باشد وگرنه وارد نمی شود. - برای وارد کردن اعداد اعشاری، مثلا 6/5 به جای علامت اعشار / از علامت نقطه . استفاده کنید
1 - نیروی محرکه الکتریکی چیست؟
نیروی محرکه عاملی است که باعث حرکت بار الکتریکی و جاری شدن جریان در مدار می شود. یکی از وسایلی که می تواند نیروی محرکه تولید کند باتری است.باتری چگونه این کار را انجام می دهد؟ باتری انرژی مصرف می کند تا اختلاف پتانسیل(ولتاژ) ایجاد کند. همراه با اختلاف پتانسیل، یک میدان الکتریکی نیز ایجاد می گردد. این میدان به بارهای الکتریکی نیرو وارد می کند و سبب حرکت آنها می شود.
بسیاری می گویند که عبارت نیروی محرکه درست نیست و کاملا غلط است. اما اگر عبارت بالا را دوباره بخوانید متوجه می شوید که این عبارت کاملا غلط نیست بلکه می تواند به نوعی درست باشد. زیرا به بار الکتریکی، نیرو وارد می شود و این نیرو سبب حرکت آن می گردد. به تعریفی که ما ارائه دادیم دقت کنید. گفتیم نیروی محرکه عاملی است و نگفتیم نیرویی است.
نیروی وارد بر بار الکتریکی را در فصل قبل بررسی کردیم.
مطابق شکل ،می توان باتری را مشابه پمپ، و لامپ را مشابه مصرف کننده در نظر گرفت.
2 - محاسبه نیروی محرکه
باتری اختلاف پتانسیل ایجاد می کند و با ایجاد میدان الکتریکی، به بارها( الکترون ها) نیرو وارد کرده و سبب حرکت آنها می شود. برای انجام این عمل، نیاز است باتری انرژی مصرف کند. فرض می کنیم به اندازه W انرژی مصرف می کند و کار انجام دهد. این سبب می شود که بار q را در مدار به حرکت درآورد. می توان نیروی محرکه را از فرمول روبرو حساب کرد.- ε = نیروی محرکه باتری( برحسب ولت v)
- W= کار انجام شده روی یکای بار ( برحسب ژول J)
- q = بار الکتریکی ( برحسب کولن C)
با توجه به فرمول نیروی محرکه را می توان به صورت های زیر نیز تعریف کرد:
نسبت کار انجام شده توسط مولد به بار الکتریکی.
کار انجام شده توسط مولد، برای انتقال یکای بار الکتریکی مثبت(یعنی یک کولن) از پایانه با پتانسیل کمتر به پتانسیل بیشتر.
به شکل دقت کنید سمت چپ قطعه نشان داده شده را بالاتر رسم کردیم تا نشان دهیم پایانه مثبت باتری، پتانسیل بالاتری دارد.
کافی است مقادیر داده شده را در فرمول جایگذاری کنیم. ضمنا می توانستیم به جای μ مقدار آن یعنی 6-10 را قرار دهیم. اما جهت سادگی محاسبات این کار را نکردیم.- این باتری روی هر کولن بار که از آن می گذرد چه مقدار کار انجام می دهد؟
- روی 5μc بار الکتریکی که از آن می گذرد چند ژول کار انجام می دهد؟
- در این صورت انرژی پتانسیل بار 5μc چه مقدار کاهش یا افزایش می یابد؟
- این قسمت مفهوم نیروی محرکه را بیان می کند. یعنی باتری روی یکای بار(یک کولن) 9 ژول کار انجام می دهد. مثلا اگر نیروی محرکه 12 ولت بود، باتری روی یک کولن بار، 12 ژول کار انجام می داد.
- در قسمت قبل دیدیم که باتری، روی 1 کولن بار، به اندازه 9 ژول کار انجام می دهد. بنابراین روی 5μc به اندازه 45μj کار انجام می دهد. روش دیگر استفاده از فرمولی است که در متن درس گفتیم (w = εq) یعنی نیروی محرکه را در اندازه بار ضرب کنیم. که باز به همین نتیجه 45μj می رسیم.
- وقتی باتری روی بار الکتریکی کار انجام می دهد، همان کار باعث افزایش انرژی پتانسیل الکتریکی می شود. بنابراین به اندازه 45μj به انرژی پتانسیل الکتریکی بار اضافه می شود.
بخش نظرات