В електротехніці джерела живлення електричних кіл характеризуються електрорушійної силою (ЕРС).
Що таке ЕРС
У зовнішній ланцюга електричного контуру електричні заряди рухаються від плюса джерела до мінуса і створюють електричний струм. Для підтримки його безперервності в ланцюзі джерело повинен володіти силою, яка змогла б переміщати заряди від нижчого до вищого потенціалу. Такою силою неелектричних походження і є ЕРС джерела. Наприклад, ЕРС гальванічного елемента.
Відповідно до цього, ЕРС (E) можна обчислити як:
E = A / q, де:
- A-робота в джоулях;
- q - заряд в кулонах.
Величина ЕРС в системі СІ вимірюється в вольтах (В).
Формули і розрахунки
ЕРС є роботою, яку здійснюють сторонні сили для переміщення одиничного заряду по електричному ланцюзі
Схема замкнутого електричного кола включає зовнішню частину, яка характеризується опором R, і внутрішню частину з опором джерела Rвн. Безперервний потік (Iн) в ланцюзі буде текти в результаті дії ЕРС, яка долає як зовнішнє, так і внутрішнє опір ланцюга.
Струм в ланцюзі визначається за формулою (закон Ома):
Iн = E / (R + Rвн).
При цьому напруга на клемах джерела (U12) буде відрізнятися від ЕРС на величину падіння напруги на внутрішньому опорі джерела.
U12 = E - Iн * Rвн.
Якщо ланцюг розімкнути і ток в ній дорівнює 0, то ЕРС джерела буде дорівнює напрузі U12.
Розробники джерел живлення намагаються зменшувати внутрішні опір Rвн, так як це може дозволити отримати від джерела більший струм.
де застосовується
У техніці застосовуються різні види ЕРС:
- Хімічна. Використовується в батарейках і акумуляторах.
- Термоелектрична. Виникає при нагріванні контактів різнорідних металів. Використовується в холодильниках, термопарах.
- Індукційна. Утворюється при перетині провідником магнітного поля. Ефект використовується в електродвигунах, генераторах, трансформаторах.
- Фотоелектрична. Застосовується для створення фотоелементів.
- П'єзоелектрична. При розтягуванні або стисненні матеріалу. Використовується для виготовлення датчиків, кварцових генераторів.
Таким чином, ЕРС необхідна для підтримки постійного струму і знаходить застосувань в різних видах техніки.