فرمول کار برای emf مغناطیسی. EMF منبع فعلی چیست؟ قوانین فارادی و لنز

در انتهای هادی و بنابراین جریان، وجود نیروهای خارجی با ماهیت غیر الکتریکی ضروری است که با کمک آنها جداسازی بارهای الکتریکی اتفاق می افتد.

توسط نیروهای خارجیهر نیرویی است که بر ذرات باردار الکتریکی در مدار وارد می شود، به استثنای الکترواستاتیک (به عنوان مثال، کولن).

نیروهای شخص ثالث ذرات باردار را در تمام منابع جریان به حرکت در می آورند: در ژنراتورها، نیروگاه ها، سلول های گالوانیکی، باتری ها و غیره.

هنگامی که یک مدار بسته می شود، میدان الکتریکی در تمام هادی های مدار ایجاد می شود. در داخل منبع جریان، بارها تحت تأثیر نیروهای خارجی در برابر نیروهای کولن حرکت می کنند (الکترون ها از یک الکترود با بار مثبت به یک الکترود منفی حرکت می کنند)، و در بقیه مدار توسط یک میدان الکتریکی رانده می شوند (شکل بالا را ببینید).

در منابع جاری، در فرآیند جداسازی ذرات باردار، انواع مختلف انرژی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. بر اساس نوع انرژی تبدیل شده، انواع نیروی الکتروموتور زیر متمایز می شود:

- الکترواستاتیک- در دستگاه الکتروفور که در آن انرژی مکانیکی با اصطکاک به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

- ترموالکتریک- در یک عنصر حرارتی - انرژی داخلی اتصال گرم دو سیم ساخته شده از فلزات مختلف به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

- فتوولتائیک- در فتوسل در اینجا تبدیل انرژی نور به انرژی الکتریکی اتفاق می افتد: هنگامی که مواد خاصی روشن می شوند، به عنوان مثال، سلنیوم، اکسید مس (I)، سیلیکون، از دست دادن بار الکتریکی منفی مشاهده می شود.

- شیمیایی- در سلول های گالوانیکی، باتری ها و سایر منابعی که در آنها انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

نیروی محرکه الکتریکی (EMF)- ویژگی های منابع جاری مفهوم EMF توسط G. Ohm در سال 1827 برای مدارهای جریان مستقیم معرفی شد. در سال 1857، Kirchhoff EMF را به عنوان کار نیروهای خارجی هنگام انتقال بار الکتریکی واحد در طول یک مدار بسته تعریف کرد:

ɛ = A st /q,

جایی که ɛ - EMF منبع فعلی، یک خیابان- کار نیروهای خارجی، q- مبلغ شارژ منتقل شده

نیروی حرکتی الکتریکی بر حسب ولت بیان می شود.

ما می توانیم در مورد نیروی الکتروموتور در هر بخشی از مدار صحبت کنیم. این کار ویژه نیروهای خارجی (کار برای جابجایی یک بار واحد) نه در کل مدار، بلکه فقط در یک منطقه معین است.

مقاومت داخلی منبع جریان.

اجازه دهید یک مدار بسته ساده متشکل از یک منبع جریان (به عنوان مثال، یک سلول گالوانیکی، باتری یا ژنراتور) و یک مقاومت با مقاومت وجود داشته باشد. آر. جریان در مدار بسته هیچ جا قطع نمی شود، بنابراین در داخل منبع جریان نیز وجود دارد. هر منبع نشان دهنده مقداری مقاومت در برابر جریان است. نامیده می شود مقاومت داخلی منبع جریانو با نامه مشخص می شود r.

در ژنراتور r- این مقاومت سیم پیچ است، در یک سلول گالوانیکی - مقاومت محلول الکترولیت و الکترودها.

بنابراین، منبع جریان با مقادیر EMF و مقاومت داخلی مشخص می شود که کیفیت آن را تعیین می کند. به عنوان مثال، ماشین های الکترواستاتیک دارای EMF بسیار بالایی هستند (تا ده ها هزار ولت)، اما در عین حال مقاومت داخلی آنها بسیار زیاد است (تا صدها مگا اهم). بنابراین برای تولید جریان های زیاد نامناسب هستند. سلول های گالوانیک دارای EMF تقریباً 1 ولت هستند، اما مقاومت داخلی نیز کم است (تقریباً 1 اهم یا کمتر). این به آنها اجازه می دهد تا جریان های اندازه گیری شده در آمپر را بدست آورند.

چه اتفاقی افتاده است EMF(نیروی حرکت الکتریکی) در فیزیک؟ همه جریان الکتریکی را درک نمی کنند. مانند فاصله کیهانی، فقط زیر بینی شما. به طور کلی، حتی دانشمندان آن را به طور کامل درک نمی کنند. برای به یاد آوردن کافی است نیکولا تسلابا آزمایش های معروف خود، قرن ها جلوتر از زمان خود و حتی امروز در هاله ای از رمز و راز باقی مانده است. امروز ما در حال حل معماهای بزرگ نیستیم، اما سعی می کنیم کشف کنیم EMF در فیزیک چیست؟.

تعریف EMF در فیزیک

EMF- نیروی محرکه برقی. با حرف مشخص شده است E یا حرف کوچک یونانی اپسیلون.

نیروی محرکه برقی- کمیت فیزیکی اسکالر مشخص کننده کار نیروهای خارجی ( نیروهای با منشا غیر الکتریکی) در مدارهای الکتریکی جریان متناوب و مستقیم کار می کند.

EMF، همچنین ولتاژ e با ولت اندازه گیری می شود. با این حال، EMF و ولتاژ پدیده های متفاوتی هستند.

ولتاژ(بین نقاط A و B) - یک کمیت فیزیکی برابر با کار میدان الکتریکی موثر که هنگام انتقال بار آزمایشی واحد از یک نقطه به نقطه دیگر انجام می شود.

ما ماهیت EMF را "روی انگشتان" توضیح می دهیم

برای درک چیستی چیست، می‌توانیم مثالی-قیاسی ارائه کنیم. بیایید تصور کنیم که یک برج آبی داریم که کاملاً از آب پر شده است. بیایید این برج را با یک باتری مقایسه کنیم.

هنگامی که برج به طور کامل پر می شود، آب حداکثر فشار را به پایین برج وارد می کند. بر این اساس، هر چه آب در برج کمتر باشد، فشار و فشار آبی که از شیر سرازیر می شود ضعیف تر می شود. اگر شیر آب را باز کنید، آب به تدریج بیرون می‌آید، ابتدا تحت فشار شدید و سپس به آرامی تا زمانی که فشار کاملاً ضعیف شود. در اینجا، کشش فشاری است که آب به پایین وارد می کند. اجازه دهید پایین برج را به عنوان سطح ولتاژ صفر در نظر بگیریم.

در مورد باتری هم همینطوره ابتدا منبع جریان (باتری) خود را به مدار متصل می کنیم و آن را می بندیم. بگذارید ساعت یا چراغ قوه باشد. تا زمانی که سطح ولتاژ کافی باشد و باتری تخلیه نشود، چراغ قوه به شدت می درخشد، سپس به تدریج خاموش می شود تا کاملا خاموش شود.

اما چگونه می توان مطمئن شد که فشار خشک نمی شود؟ به عبارت دیگر، چگونه می توان سطح آب را در برج ثابت و اختلاف پتانسیل ثابت در قطب های منبع جریان را حفظ کرد. به دنبال مثال برج، EMF به عنوان یک پمپ نشان داده می شود که هجوم آب جدید به برج را تضمین می کند.

ماهیت EMF

علت بروز EMF در منابع مختلف جریان متفاوت است. بر اساس ماهیت وقوع، انواع زیر متمایز می شوند:

• EMF شیمیاییدر باتری ها و آکومولاتورها به دلیل واکنش های شیمیایی رخ می دهد.
• ترمو EMF.زمانی اتفاق می‌افتد که تماس‌های هادی‌های متفاوتی که در دماهای مختلف قرار دارند وصل می‌شوند.
• القایی emf.هنگامی که هادی دوار در میدان مغناطیسی قرار می گیرد در ژنراتور رخ می دهد. هنگامی که هادی از خطوط نیروی میدان مغناطیسی ثابت عبور می کند یا زمانی که میدان مغناطیسی در بزرگی تغییر می کند، یک emf در یک هادی القا می شود.
• Emf فوتوالکتریک.وقوع این EMF با پدیده اثر فوتوالکتریک خارجی یا داخلی تسهیل می شود.
• EMF پیزوالکتریک EMF زمانی رخ می دهد که مواد کشیده یا فشرده شوند.

دوستان عزیز امروز به مبحث EMF برای آدمک ها نگاه کردیم. همانطور که می بینیم، EMF - نیروی غیر الکتریکی، که جریان الکتریکی را در مدار حفظ می کند. اگر می خواهید بدانید که چگونه مشکلات مربوط به EMF حل می شود، توصیه می کنیم تماس بگیرید به نویسندگان ما- متخصصان با دقت انتخاب و تأیید شده که به سرعت و به وضوح روند حل هر مشکل موضوعی را توضیح می دهند. و طبق سنت، در پایان شما را به تماشای یک فیلم آموزشی دعوت می کنیم. از تماشا کردن لذت ببرید و در مطالعات خود موفق باشید!

در مطالب ما مفهوم emf القایی را در موقعیت های وقوع آن درک خواهیم کرد. ما همچنین اندوکتانس را به عنوان یک پارامتر کلیدی برای وقوع شار مغناطیسی در هنگام ظاهر شدن یک میدان الکتریکی در یک رسانا در نظر خواهیم گرفت.

القای الکترومغناطیسی تولید جریان الکتریکی توسط میدان های مغناطیسی است که در طول زمان تغییر می کند. به لطف اکتشافات فارادی و لنز، الگوها به قوانینی تبدیل شدند که تقارن را در درک جریان های الکترومغناطیسی معرفی کردند. نظریه ماکسول دانش در مورد جریان الکتریکی و شارهای مغناطیسی را گرد هم آورد. به لطف کشف هرتز، بشریت در مورد ارتباطات راه دور یاد گرفت.

یک میدان الکترومغناطیسی در اطراف هادی حامل جریان الکتریکی ظاهر می شود، اما به موازات آن، پدیده مخالف نیز رخ می دهد - القای الکترومغناطیسی. بیایید شار مغناطیسی را با استفاده از یک مثال در نظر بگیریم: اگر یک قاب ساخته شده از یک رسانا در یک میدان الکتریکی با القاء قرار گیرد و از بالا به پایین در امتداد خطوط مغناطیسی نیرو یا چپ و راست عمود بر آنها حرکت کند، شار مغناطیسی که از قاب می گذرد. یک مقدار ثابت خواهد بود.

هنگامی که قاب حول محور خود می چرخد، پس از مدتی شار مغناطیسی به مقدار مشخصی تغییر می کند. در نتیجه یک emf القایی در قاب ظاهر می شود و یک جریان الکتریکی ظاهر می شود که به آن القاء می گویند.

emf القایی

بیایید به تفصیل درک کنیم که مفهوم emf القایی چیست. هنگامی که هادی در میدان مغناطیسی قرار می گیرد و با تقاطع خطوط میدان حرکت می کند، نیروی الکتروموتوری به نام emf القایی در هادی ظاهر می شود. همچنین اگر هادی ثابت بماند و میدان مغناطیسی حرکت کند و هادی را با خطوط نیرو قطع کند، اتفاق می‌افتد.

هنگامی که هادی که در آن EMF رخ می دهد به مدار خارجی بسته می شود، به دلیل وجود این EMF، جریان القایی از مدار شروع به عبور می کند. القای الکترومغناطیسی شامل پدیده القای EMF در یک رسانا در لحظه عبور از خطوط میدان مغناطیسی است.

القای الکترومغناطیسی فرآیند معکوس تبدیل انرژی مکانیکی به جریان الکتریکی است. این مفهوم و قوانین آن به طور گسترده ای در مهندسی برق استفاده می شود؛ بیشتر ماشین های الکتریکی بر اساس این پدیده هستند.

قوانین فارادی و لنز

قوانین فارادی و لنز الگوهای وقوع القای الکترومغناطیسی را منعکس می کنند.

فارادی کشف کرد که اثرات مغناطیسی در نتیجه تغییرات شار مغناطیسی در طول زمان ایجاد می شود. در لحظه ای که یک جریان مغناطیسی متناوب از یک هادی عبور می کند، یک نیروی الکتروموتور در آن ایجاد می شود که منجر به تولید جریان الکتریکی می شود. هم آهنربای دائمی و هم آهنربای الکتریکی می توانند جریان تولید کنند.

این دانشمند مشخص کرد که شدت جریان با تغییر سریع تعداد خطوط نیرویی که مدار را قطع می کنند افزایش می یابد. یعنی EMF القای الکترومغناطیسی مستقیماً به سرعت شار مغناطیسی وابسته است.

طبق قانون فارادی، فرمول‌های emf القایی به صورت زیر تعریف می‌شوند:

علامت منفی رابطه بین قطبیت emf القایی، جهت جریان و سرعت تغییر را نشان می دهد.

طبق قانون لنز، نیروی الکتروموتور را می توان بسته به جهت آن مشخص کرد. هر گونه تغییر در شار مغناطیسی در سیم پیچ منجر به ظهور یک emf القایی می شود و با تغییر سریع، emf افزایشی مشاهده می شود.

اگر یک سیم پیچ، در جایی که یک emf القایی وجود دارد، به یک مدار خارجی اتصال کوتاه داشته باشد، جریان القایی از آن عبور می کند، در نتیجه یک میدان مغناطیسی در اطراف هادی ظاهر می شود و سیم پیچ خواص یک سلونوئید را به دست می آورد. در نتیجه میدان مغناطیسی خودش در اطراف سیم پیچ تشکیل می شود.

E.H. لنز الگویی ایجاد کرد که بر اساس آن جهت جریان القایی در سیم پیچ و emf القایی تعیین می شود. قانون بیان می کند که emf القایی در یک سیم پیچ، هنگامی که شار مغناطیسی تغییر می کند، جریانی را در سیم پیچ در جهتی تشکیل می دهد که در آن شار مغناطیسی داده شده سیم پیچ، جلوگیری از تغییرات در شار مغناطیسی خارجی را ممکن می سازد.

قانون لنز برای همه شرایط القای جریان الکتریکی در رساناها، صرف نظر از پیکربندی آنها و روش تغییر میدان مغناطیسی خارجی اعمال می شود.

حرکت یک سیم در میدان مغناطیسی

مقدار emf القایی بسته به طول هادی که توسط خطوط میدان عبور می کند تعیین می شود. با تعداد بیشتر خطوط برق، بزرگی emf القایی افزایش می یابد. با افزایش میدان مغناطیسی و القاء، مقدار بیشتری از EMF در هادی رخ می دهد. بنابراین، مقدار emf القایی در رسانایی که در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، به طور مستقیم به القای میدان مغناطیسی، طول هادی و سرعت حرکت آن بستگی دارد.

این وابستگی در فرمول E = Blv منعکس می شود، که در آن E emf القایی است. B مقدار القای مغناطیسی است. من طول هادی است. v سرعت حرکت آن است.

توجه داشته باشید که در رسانایی که در میدان مغناطیسی حرکت می کند، emf القایی تنها زمانی ظاهر می شود که از خطوط میدان مغناطیسی عبور کند. اگر هادی در امتداد خطوط نیرو حرکت کند، هیچ emf القا نمی شود. به همین دلیل، این فرمول فقط در مواردی اعمال می شود که حرکت هادی عمود بر خطوط نیرو باشد.

جهت emf القایی و جریان الکتریکی در هادی با جهت حرکت خود هادی تعیین می شود. برای شناسایی جهت، یک قانون دست راست ایجاد شده است. اگر کف دست راست خود را به گونه ای بگیرید که خطوط میدان در جهت آن وارد شوند و شست جهت حرکت هادی را نشان دهد، چهار انگشت دیگر جهت emf القایی و جهت را نشان می دهد. جریان الکتریکی در هادی

قرقره چرخان

عملکرد یک مولد جریان الکتریکی بر اساس چرخش یک سیم پیچ در یک شار مغناطیسی است که در آن تعداد چرخش مشخصی وجود دارد. هر زمان که شار مغناطیسی از آن عبور کند، EMF در یک مدار الکتریکی القا می شود، بر اساس فرمول شار مغناطیسی Ф = B x S x cos α (القای مغناطیسی ضرب در سطحی که شار مغناطیسی از آن عبور می کند و کسینوس زاویه تشکیل شده توسط بردار جهت و عمود بر خطوط صفحه).

طبق فرمول، F تحت تأثیر تغییرات در موقعیت‌ها قرار می‌گیرد:

• هنگامی که شار مغناطیسی تغییر می کند، بردار جهت تغییر می کند.
• ناحیه محصور در کانتور تغییر می کند.
• زاویه تغییر می کند

القای EMF با آهنربای ثابت یا جریان ثابت، اما به سادگی با چرخاندن سیم پیچ حول محور خود در میدان مغناطیسی مجاز است. در این حالت، شار مغناطیسی با تغییر مقدار زاویه تغییر می کند. در طول چرخش، سیم پیچ از خطوط شار مغناطیسی عبور می کند و در نتیجه یک emf ایجاد می کند. با چرخش یکنواخت، یک تغییر دوره ای در شار مغناطیسی رخ می دهد. همچنین تعداد خطوط میدانی که در هر ثانیه قطع می شوند با مقادیر در فواصل زمانی مساوی برابر می شوند.

در عمل، در ژنراتورهای جریان متناوب، سیم پیچ ثابت می ماند و آهنربای الکتریکی به دور آن می چرخد.

emf خود القا شده

هنگامی که یک جریان الکتریکی متناوب از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می شود که با تغییر شار مغناطیسی مشخص می شود که یک emf را القا می کند. به این پدیده خود القایی می گویند.

با توجه به اینکه شار مغناطیسی متناسب با شدت جریان الکتریکی است، فرمول emf خود القایی به این صورت است:

Ф = L x I، که در آن L اندوکتانس است که در H اندازه گیری می شود. مقدار آن با تعداد دور در واحد طول و اندازه مقطع آنها تعیین می شود.

القای متقابل

وقتی دو سیم پیچ در کنار هم قرار می گیرند، یک emf القایی متقابل در آنها مشاهده می شود که با پیکربندی دو مدار و جهت گیری متقابل آنها مشخص می شود. با افزایش جدایی مدارها، مقدار اندوکتانس متقابل کاهش می یابد، زیرا در کل شار مغناطیسی برای دو سیم پیچ کاهش می یابد.

اجازه دهید به طور مفصل روند القای متقابل را در نظر بگیریم. دو سیم پیچ وجود دارد، یک جریان I1 در امتداد سیم یکی با پیچ های N1 جریان دارد که یک شار مغناطیسی ایجاد می کند و از سیم پیچ دوم با تعداد دور N2 عبور می کند.

مقدار اندوکتانس متقابل سیم پیچ دوم نسبت به اولی:

M21 = (N2 x F21)/I1.

مقدار شار مغناطیسی:

F21 = (M21/N2) x I1.

emf القایی با فرمول محاسبه می شود:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt.

در سیم پیچ اول مقدار emf القایی برابر است با:

E1 = - M12 x dI2/dt.

توجه به این نکته ضروری است که نیروی الکتروموتور ایجاد شده توسط القای متقابل در یکی از سیم پیچ ها در هر صورت با تغییر جریان الکتریکی در سیم پیچ دیگر نسبت مستقیم دارد.

سپس اندوکتانس متقابل برابر در نظر گرفته می شود:

M12 = M21 = M.

در نتیجه، E1 = - M x dI2/dt و E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2)، که در آن K ضریب جفت بین دو مقدار القایی است.

القایی متقابل به طور گسترده ای در ترانسفورماتورها استفاده می شود که امکان تغییر مقادیر جریان الکتریکی متناوب را فراهم می کند. این دستگاه از یک جفت سیم پیچ تشکیل شده است که روی یک هسته مشترک پیچیده شده است. جریان در سیم پیچ اول یک شار مغناطیسی متغیر در مدار مغناطیسی و یک جریان در سیم پیچ دوم را تشکیل می دهد. با دورهای کمتر در سیم پیچ اول نسبت به دومی، ولتاژ افزایش می یابد و بر این اساس، با تعداد دورهای بیشتر در سیم پیچ اول، ولتاژ کاهش می یابد.

علاوه بر تولید و تبدیل انرژی الکتریکی، از پدیده القای مغناطیسی در دستگاه های دیگر نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، در قطارهای شناور مغناطیسی بدون تماس مستقیم با جریان ریل حرکت می کند، اما به دلیل دافعه الکترومغناطیسی چند سانتی متر بالاتر است.

EMF (ε)- نسبت کار نیروهای خارجی به بارهای جداگانه به بزرگی این بار، در غیر این صورت، توانایی یک منبع معین برای تامین تعداد مورد نیاز بار انرژی مورد نیاز.

- EMF
EMF یک نیرو نیستبه معنای نیوتنی (نامی ناگوار برای یک مقدار، که به عنوان ادای احترام به سنت حفظ شده است).
ε i بوجود می آید وقتی تغییر می کندشار مغناطیسی افسوراخ کردن کانتور

علاوه بر اینارائه "القای الکترومغناطیسی" و همچنین فیلم های "القای الکترومغناطیسی"، "آزمایش فارادی"، کارتون "القای الکترومغناطیسی"، "چرخش یک قاب در یک میدان مغناطیسی (ژنراتور)" را ببینید.

- emf القایی

- emf القایی زمانی که یکی از هادی های مدار حرکت می کند (به طوری که F تغییر می کند). در این مورد، طول هادی ل، با سرعت حرکت می کند vمنبع فعلی می شود.

- emf القایی در مداری که در یک میدان مغناطیسی با سرعت ω می چرخد.

فرمول های دیگری که در آن EMF رخ می دهد:

- قانون اهم برای یک مدار کامل. در یک مدار بسته، emf جریان الکتریکی I تولید می کند.

جهت جریان القایی طبق قوانین زیر تعیین می شود:
- قانون لنز- جریان القایی که در مدار بسته ایجاد می شود در برابربرای آن کار می کند تغییر دادنشار مغناطیسی که باعث این جریان می شود.
- برای رسانایی که در میدان مغناطیسی حرکت می کند، گاهی اوقات استفاده از قانون آسان تر است دست راست- اگر باز را قرار دهید کف دست راستبه طوری که به او مشمولخطوط میدان مغناطیسی که در، آ شست، کنار بگذارید جهت سرعت v، آن چهار انگشتدست ها اشاره خواهند کرد جهت جریان القایی I.

- EMF خود القایی هنگامی که جریان در هادی تغییر می کند.

برای حفظ جریان الکتریکی در یک رسانا برای مدت طولانی، لازم است بارهای وارد شده توسط جریان به طور مداوم از انتهای هادی که پتانسیل کمتری دارد حذف شود (در نظر بگیرید که حامل های جریان بارهای مثبت فرض می شوند). ، در حالی که شارژها به طور مداوم تا انتها با پتانسیل بالاتر عرضه می شوند. یعنی باید از گردش شارژ اطمینان حاصل کرد. در این چرخه، بارها باید در یک مسیر بسته حرکت کنند. حرکت حامل های جریان با استفاده از نیروهای با منشاء غیرالکترواستاتیکی محقق می شود. چنین نیروهایی اشخاص ثالث نامیده می شوند. معلوم می شود که برای حفظ جریان، نیروهای خارجی مورد نیاز است که در تمام طول مدار یا در بخش های جداگانه مدار عمل می کنند.

تعریف و فرمول EMF

تعریف

کمیت فیزیکی اسکالر که برابر با کار نیروهای خارجی برای حرکت یک واحد بار مثبت است نامیده می شود نیروی الکتروموتور (EMF)، در یک مدار یا بخش از یک مدار عمل می کند. EMF نشان داده شده است. از نظر ریاضی، ما تعریف EMF را به صورت زیر می نویسیم:

که در آن A کاری است که توسط نیروهای خارجی انجام می شود، q باری است که کار بر روی آن انجام می شود.

نیروی الکتروموتور منبع از نظر عددی برابر با اختلاف پتانسیل در انتهای المنت در صورت باز بودن آن است که امکان اندازه گیری EMF را با ولتاژ فراهم می کند.

EMF که در یک مدار بسته عمل می کند را می توان به عنوان گردش بردار کشش نیروهای خارجی تعریف کرد:

قدرت میدانی نیروهای خارجی کجاست. اگر قدرت میدان نیروهای خارجی فقط در بخشی از مدار صفر نباشد، به عنوان مثال، در بخش 1-2، ادغام در بیان (2) فقط در این بخش قابل انجام است. بر این اساس، EMF عمل کننده در بخش مدار 1-2 به صورت زیر تعریف می شود:

فرمول (2) کلی ترین تعریف EMF را ارائه می دهد که برای هر موردی قابل استفاده است.

قانون اهم برای بخش دلخواه مدار

به بخشی از زنجیره که نیروهای خارجی بر روی آن اثر می گذارند ناهمگن می گویند. برابری زیر را برآورده می کند:

که در آن U 12 =IR 21 - افت ولتاژ (یا ولتاژ) در بخش مدار 1-2 (جریان I). - اختلاف پتانسیل بین انتهای بخش؛ - نیروی محرکه الکتریکی موجود در یک بخش از مدار. برابر است با مجموع جبری emf تمام منابعی که در یک ناحیه معین قرار دارند.

باید در نظر داشت که EMF می تواند مثبت و منفی باشد. EMF اگر پتانسیل را در جهت جریان افزایش دهد (جریان از منفی به مثبت منبع جریان می یابد) مثبت نامیده می شود.

واحدها

بعد EMF با بعد پتانسیل منطبق است. واحد اصلی اندازه گیری EMF در سیستم SI است: =V

نمونه هایی از حل مسئله

مثال

ورزش.نیروی محرکه المان 10 ولت است و جریانی معادل 4/0 آمپر در مدار ایجاد می کند نیروی خارجی در 1 دقیقه چه کاری انجام می دهد؟

راه حل.به عنوان پایه ای برای حل مسئله، از فرمول محاسبه EMF استفاده می کنیم:

باری که در 1 دقیقه از مدار مورد نظر عبور می کند. را می توان به صورت زیر یافت:

کار را از (1.1) بیان می کنیم، از (1.2) برای محاسبه شارژ استفاده می کنیم، دریافت می کنیم:

بیایید زمان داده شده در شرایط مسئله را به ثانیه (min=60 s) تبدیل کنیم و محاسبات را انجام دهیم:

پاسخ. A=240 J

مثال

ورزش.یک دیسک فلزی با شعاع a با سرعت زاویه‌ای می‌چرخد و با استفاده از کنتاکت‌های کشویی که محور دیسک و محیط آن را لمس می‌کنند به مدار الکتریکی متصل می‌شود (شکل 1). emf که بین محور دیسک و لبه بیرونی آن ظاهر می شود چقدر خواهد بود؟