Elektriskais dzinējspēks

Elektriskais dzinējspēks jeb elektrodzinējspēks (EDS) ir skalārs fizikāls lielums, kurš raksturo ārēju spēku darbu elektriskās strāvas ķēdēs. Slēgtā vadītāja kontūrā šis spēks ir vienāds ar ārējo spēku darbu, kas nepieciešams pozitīva vienības lādiņa pārvietošanai visa vadītāja garumā starp strāvas avota poliem. Elektrodzinējspēku apzīmē ar ℰ vai ${\mathcal {E}}$, tā SI mērvienība ir volts (V).

EDS un Oma likums

Oma likums nehomogēnam elektriskās ķēdes posmam (uz lādiņnesējiem darbojas elektrostatiski spēki):

$(\varphi _{1}-\varphi _{2})+{\mathcal {E}}_{12}=I_{12}R_{12}$ , kur $\varphi _{1}-\varphi _{2}$ ir potenciāla starpība starp ķēdes posma sākumu un beigām, ${\mathcal {E}}_{12}$ ir elektrodzinējspēks, $I_{12}$ — strāvas stiprums, $R_{12}$ — elektriskā pretestība ķēdes posmā 1—2.

Oma likums noslēgtai elektriskajai ķēdei (punkts 1 sakrīt ar punktu 2, un φ₁=φ₂):

${\mathcal {E}}=I(R+r)$ , kur $R$ ir patērētāja pretestība, $r$ ir strāvas avota iekšējā pretestība.

${\mathcal {E}}=U_{a}+U_{i}$ , kur $U_{a}$ ir spriegums ārējā ķēdē (vadītājā, kas pieslēgts strāvas avotam), $U_{i}$ ir spriegums iekšējā ķēdē (strāvas avotā).

Ja strāvas avota polus savieno tieši ($R=0$), caur avotu plūst īsslēguma strāva $I_{is}={\frac {\mathcal {E}}{r}}$, kas ir maksimālā strāva, ko var iegūt no avota.

EDS un strāvas darbs un jauda

Strāvas pilnais darbs $A_{p}=I{\mathcal {E}}\Delta t$, kur $\Delta t$ ir strāvas plūšanas laiks.

Līdzstrāvas avota jauda $P=I{\mathcal {E}}$.

EDS mērīšana

Elektrodzinējspēku aptuveni var noteikt ar voltmetru, pieslēdzot to tieši strāvas avota poliem. Tad spriegums uz voltmetra spailēm $U_{V}=IR_{V}$ (kur $R_{V}$ ir voltmetra pretestība) un, pēc Oma likuma pilnai ķēdei, ${\mathcal {E}}=U_{V}+Ir$. Ja $R_{V}\gg r$, tad $U_{V}\gg Ir$ un $U_{V}\approx {\mathcal {E}}$ — voltmetrs uzrāda aptuvenu strāvas avota elektrodzinējspēku voltos.

EDS strāvas avotu slēgumos

• Saslēdzot strāvas avotus virknes slēgumā, tiek iegūts lielāks elektrodzinējspēks: ${\mathcal {E}}={\mathcal {E}}_{1}+{\mathcal {E}}+...+{\mathcal {E}}_{n}$.
• Saslēdzot strāvas avotus ar vienādiem EDS paralēlā slēgumā, kopējais elektrodzinējspēks nemainās. Saslēdzot paralēli avotus ar atšķirīgiem EDS, iegūst kopējo EDS, kas vienāds ar vislielāko slēguma EDS.
• Strāvas avotu jaukta slēguma elektrodzinējspēku aprēķina, izmantojot Kirhofa likumus un pakāpeniski vienkāršojot slēguma shēmu.

Indukcijas EDS

EDS, kurš noslēgtā kontūrā rodas elektromagnētiskās indukcijas dēļ, izsaka šādi:

${\mathcal {E}}=-{\operatorname {d} \!\Phi _{m} \over \operatorname {d} \!t}$,

tātad inducētais EDS ir vienāds ar kontūra aptvertās magnētiskās plūsmas izmaiņas ātrumu, kam saskaņā ar Lenca likumu piešķirta pretēja (mīnuss) zīme.