Članak o izvoru elektromotorne sile, EMS-u, unutrašnjem otporu, naponu na terminalu
Električna struja teče u zatvorenom kolu, od visokog ka niskom potencijalu. Kada električna struja prolazi kroz komponentu električnog otpora, dolazi do smanjenja električne potencijalne energije jer se električna energija koristi na tom otporu. Da bi električna struja nastavila teći od visokog ka niskom potencijalu,
Mora postojati uređaj za dodavanje električne potencijalne energije, a taj alat je elektromotorna sila (EMS) ili preciznije nazvan izvor električnog napona. EMS ili izvor napona je komponenta koja pretvara određenu vrstu energije u električnu energiju, kao što su baterije, solarne ćelije ili generatori električne energije.
Izvor elektromotorne sile (emf)
Slika pored je jednostavna ilustracija zatvorenog strujnog kola koje ima elektromotornu silu (ε) i otpor (R). Duge vertikalne linije na izvoru elektromotorne sile predstavljaju visoki potencijal, dok kratke vertikalne linije predstavljaju nizak potencijal. Električni naboji se kreću od visokog ka niskom potencijalu. Električni naboj koji se kreće tokom određenog vremenskog intervala naziva se električna struja, gdje je smjer električne struje označen strelicom.
Kada je na visokom potencijalu, naboj ima električnu potencijalnu energiju. Električni potencijal se smanjuje kada se električni naboj kreće pored otpornika. Kada se električni naboj u izvoru elektromotorne sile kreće od niskog do visokog potencijala, električna potencijalna energija se povećava.
Unutrašnji otpor
Kada se električni naboj kreće unutar izvora elektromotorne sile, naboji osjećaju otpor. Stvarni električni izvor u životu obično ima unutrašnji otpor, koji se izražava simbolom r. Kada električni naboj protiče kroz unutrašnji otpor (r), dolazi do smanjenja električne potencijalne energije.
Napon terminala
Napon na terminalu (V) je neto napon koji proizvodi izvor električnog napona ili izvor elektromotorne sile. Matematički se izražava jednačinama:
V = ε – I r
V = Napon na terminalu, ε = elektromotorna sila (emf), I = električna struja, r = unutrašnji otpor.
Ako baterija od 12 V ima otpor od 0.2 Ω , tada kada iz baterije teče 2 A, napon na terminalu je 12 – (0.2) (2) = 12 – 0.4 = 11.6 V.
Kada iz baterije ne teče električna struja, vrijednost napona na terminalu je = elektromotorna sila (emf). Pretpostavimo da je elektromotorna sila (emf) = 12 volti, tada je napon na terminalu = 12 volti. Ako iz izvora elektromotorne sile teče električna struja, napon na terminalu je manji od elektromotorne sile (emf).
Emf je električni napon naveden na primjer na bateriji, dok je napon na terminalima stvarni električni napon ili stvarna razlika potencijala, gdje na vrijednost utječe električna struja koja teče kroz bateriju.
