Vooluallikad. Vooluallika elektromotoorjõud

11. klass > Füüsika > 4. kursus: Energia

Et juhis saaks tekkida pikemaajalisem elektrivool, tuleb juhis tekitada ja hoida elektrivälja (pinget juhi otstel) pikema aja jooksul. Vooluallikad on seadeldised, mis on mõeldud elektrivälja tekitamiseks ja säilitamiseks.

Kuna vooluallika sees peavad elektrilaengud liikuma elektrivälja jõududele vastupidises suunas, siis põhineb voolukate töö mingite mitteelektriliste jõudude tööl.

Sõltuvalt sellest milline energia muundatakse vooluallikas elektrivälja energiaks, liigitatakse vooluallikaid:

  • keemilisteks (elektrivälja energiaks muundub keemiliste reaktsioonide energia – akud, patareid);
  • valguslikeks (elektrivälja energiaks muundub valgusenergia – päikesepatareid)
  • soojuslikeks (elektrivälja energiaks muundub – soojusenergia)
  • mehaanilisteks (elektrivälja energiaks muundub liikumise energia)
Patareides ja akudes muundub nendes toimuvate keemiliste reaktsioonide energia elektrivälja energiaks – tegu on keemiliste vooluallikatega

Patareides ja akudes muundub nendes toimuvate keemiliste reaktsioonide energia elektrivälja energiaks – tegu on keemiliste vooluallikatega

Päikesepatareides muundub elektrivälja energiaks valguse energia – tegemist on valguslike vooluallikatega

Päikesepatareides muundub elektrivälja energiaks valguse energia – tegemist on valguslike vooluallikatega

Elektrigeneraatoris muundub elektrivälja energiaks liikumise (mehaaniline) energia – tegu on mehaanilise vooluallikaga

Elektrigeneraatoris muundub elektrivälja energiaks liikumise (mehaaniline) energia – tegu on mehaanilise vooluallikaga

Termoelemendis  muundub elektrivälja energiaks soojusenergia – tegu on soojusliku vooluallikaga

Termoelemendis muundub elektrivälja energiaks soojusenergia – tegu on soojusliku vooluallikaga

Sõltumata vooluallikas laenguid liigutavate jõudude olemusest, teevad need jõud – kõrvaljõud – seal laengu liigutamisel tööd. Füüsikalist suurust, mis iseloomustab kõrvaljõudude poolt laengu ümberpaigutamiseks tehtava töö suurust, nimetatakse elektromotoorjõuks:

35

kus ε – elektromotoorjõud; Akj – kõrvaljõudude poolt tehtud töö; Δq – vooluallikas ümber paigutatud laengu suurus.

Elektromotoorjõu ühik:

36

Sageli aetakse vooluallikatest rääkides segamini mõisted pinge ja elektromotoorjõud. Olgu siinkohal rõhutatud, et pinget kasutatakse elektrivälja jõudude töö, elektromotoorjõudu aga mitteelektriliste jõudude töö iseloomustamiseks.

Kui vooluallikas on ühendatud suletud vooluringi, siis tuleks tema klemmidega ühendatud voltmeetri näidu kirjeldamisel rääkida vooluallika klemmipingest. Kui vooluallikas on ahelasse ühendamata või on tegu avatud vooluringiga, näitab vooluallika klemmidega ühendatud voltmeeter meile vooluallika elektromotoorjõudu.