Material elektromotorische Kraft (EMK) Widerstand bei Klemmenspannung
Elektrischer Strom fließt in einem geschlossenen Stromkreis von hohem zu niedrigem Potenzial. Wenn Strom durch ein Bauteil mit elektrischem Widerstand fließt , verringert sich dessen elektrische potenzielle Energie, da im Widerstand Energie verbraucht wird. Damit der Strom weiterhin von hohem zu niedrigem Potenzial fließen kann, ist eine Vorrichtung zur Erhöhung der elektrischen potenziellen Energie erforderlich, beispielsweise eine elektromotorische Kraft (EMK) oder genauer eine Spannungsquelle. Eine EMK- oder Spannungsquelle ist ein Bauteil, das eine Energieform in elektrische Energie umwandelt, beispielsweise eine Batterie, ein Akkumulator, eine Solarzelle oder ein Generator.
elektrische Spannungsquelle (EMK)
Die Abbildung an der Seite ist eine einfache Illustration eines geschlossenen Stromkreises mit einer elektromotorischen Kraft (EMK).ε) und Widerstand (R). Der lange vertikale Strich auf der EMK-Quelle repräsentiert ein hohes Potenzial, der kurze vertikale Strich ein niedriges Potenzial. Elektrische Ladung fließt vom hohen zum niedrigen Potenzial. Die elektrische Ladung, die sich innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bewegt, wird als elektrischer Strom bezeichnet; die Stromrichtung wird durch den Pfeil angezeigt.
Bei hohem Potenzial besitzt eine Ladung elektrische potenzielle Energie. Diese elektrische potenzielle Energie nimmt ab, wenn die Ladung einen Widerstand durchläuft. Bewegt sich die Ladung in einer Spannungsquelle von einem niedrigen zu einem hohen Potenzial, so nimmt ihre elektrische potenzielle Energie zu.
Hindernisse in
Wenn sich eine elektrische Ladung in einer EMK-Quelle von niedrigem zu hohem Potenzial bewegt, erfährt die Ladung einen Widerstand. Elektrische Spannungsquellen im realen Leben haben üblicherweise einen solchen Widerstand. interne Hindernisse, was durch das Symbol r ausgedrückt wird. Wenn eine elektrische Ladung durchfließt interne Hindernisse (r) kommt es zu einer Verringerung des Potenzials bzw. die elektrische potenzielle Energie nimmt ab.
Klemmenspannung
Die Klemmenspannung (V) ist die von einer elektrischen Spannungsquelle oder EMK-Quelle erzeugte Nettospannung. Mathematisch wird sie durch folgende Gleichung ausgedrückt:
V = ε – I r
Information :
V = Klemmenspannung, ε = EMK, I = elektrischer Strom, r = Innenwiderstand.
Wenn eine 12-Volt-Batterie einen Innenwiderstand von 0,2 Ω hat , dann beträgt die Klemmenspannung bei einem Strom von 2 A, der von der Batterie fließt, 12 – (0,2)(2) = 12 – 0,4 = 11,6 Volt.
Wenn kein Strom von der Batterie fließt, entspricht die Klemmenspannung der elektromotorischen Kraft (EMK). Beträgt die EMK beispielsweise 12 Volt, so ist auch die Klemmenspannung 12 Volt. Fließt ein Strom von der EMK-Quelle, ist die Klemmenspannung kleiner als die EMK.
Die EMK ist die elektrische Spannung, die beispielsweise auf einer Batterie angegeben ist, während die Klemmspannung die tatsächliche elektrische Spannung oder die tatsächliche Potentialdifferenz ist, deren Wert vom in der Batterie fließenden elektrischen Strom beeinflusst wird.
