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.^[1] Elektrodzinējspēku apzīmē ar ℰ vai ${\displaystyle {\mathcal {E}}}$, tā SI mērvienība ir volts (V).

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

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

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

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

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

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

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

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

Elektrodzinējspēku aptuveni var noteikt ar voltmetru, pieslēdzot to tieši strāvas avota poliem. Tad spriegums uz voltmetra spailēm ${\displaystyle U_{V}=IR_{V}}$ (kur ${\displaystyle R_{V}}$ ir voltmetra pretestība) un, pēc Oma likuma pilnai ķēdei, ${\displaystyle {\mathcal {E}}=U_{V}+Ir}$. Ja ${\displaystyle R_{V}\gg r}$, tad ${\displaystyle U_{V}\gg Ir}$ un ${\displaystyle U_{V}\approx {\mathcal {E}}}$ — voltmetrs uzrāda aptuvenu strāvas avota elektrodzinējspēku voltos.^[1]

• Saslēdzot strāvas avotus virknes slēgumā, tiek iegūts lielāks elektrodzinējspēks: ${\displaystyle {\mathcal {E}}={\mathcal {E}}_{1}+{\mathcal {E}}+...+{\mathcal {E}}_{n}}$.
• Saslēdzot strāvas avotus ar vienādiem EDS paralēlā slēgumā, kopējais elektrodzinējspēks nemainās.^[2] Saslēdzot paralēli avotus ar atšķirīgiem EDS, iegūst kopējo EDS, kas vienāds ar vislielāko slēguma EDS.^[3]
• Strāvas avotu jaukta slēguma elektrodzinējspēku aprēķina, izmantojot Kirhofa likumus un pakāpeniski vienkāršojot slēguma shēmu.^[1]

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

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

tātad inducētais EDS ir vienāds ar kontūra aptvertās magnētiskās plūsmas izmaiņas ātrumu, kam saskaņā ar Lenca likumu piešķirta pretēja (mīnuss) zīme.^[4]