Αντίσταση ηλεκτροκινητικής δύναμης (EMF) υλικού στην τάση ακροδεκτών
Το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει σε ένα κλειστό κύκλωμα, από υψηλό δυναμικό σε χαμηλό δυναμικό. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από ένα στοιχείο ηλεκτρικής αντίστασης , υπάρχει μείωση της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας επειδή η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται στην αντίσταση. Για να διασφαλιστεί ότι το ηλεκτρικό ρεύμα συνεχίζει να ρέει από υψηλό δυναμικό σε χαμηλό δυναμικό, πρέπει να υπάρχει μια συσκευή για την αύξηση της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας, όπως η ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΜΠ), ή πιο συγκεκριμένα, μια πηγή ηλεκτρικής τάσης. Μια ΗΜΠ ή πηγή ηλεκτρικής τάσης είναι ένα στοιχείο που μετατρέπει έναν τύπο ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, για παράδειγμα μια μπαταρία, ένας συσσωρευτής, ένα ηλιακό στοιχείο ή μια ηλεκτρική γεννήτρια.
Πηγή ηλεκτρικής τάσης (EMF)
Η εικόνα στο πλάι είναι μια απλή απεικόνιση ενός κλειστού κυκλώματος που έχει μια ΗΕΔ (ε) και αντίσταση (R). Η μακριά κάθετη γραμμή στην πηγή ΗΕΔ αντιπροσωπεύει υψηλό δυναμικό, ενώ η κοντή κάθετη γραμμή αντιπροσωπεύει χαμηλό δυναμικό. Το ηλεκτρικό φορτίο κινείται από υψηλό δυναμικό σε χαμηλό δυναμικό. Το ηλεκτρικό φορτίο που κινείται σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα, όπου η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος υποδεικνύεται από το βέλος.
Όταν ένα φορτίο βρίσκεται σε υψηλό δυναμικό, έχει ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια μειώνεται καθώς το φορτίο κινείται μέσα από μια αντίσταση. Όταν το φορτίο μετακινείται σε μια πηγή ΗΕΔ από χαμηλό δυναμικό σε υψηλό δυναμικό, η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια αυξάνεται.
Εμπόδια στο
Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο μετακινείται σε μια πηγή ΗΕΔ από χαμηλό δυναμικό σε υψηλό δυναμικό, το φορτίο υφίσταται αντίσταση. Οι πραγματικές πηγές ηλεκτρικής τάσης συνήθως έχουν εσωτερικά εμπόδια, το οποίο εκφράζεται με το σύμβολο r. Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο ρέει μέσα από εσωτερικά εμπόδια (r), υπάρχει μείωση του δυναμικού ή μειώνεται η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια.
Τάση ακροδεκτών
Η τάση ακροδέκτη (V) ή τάση σύσφιξης είναι η καθαρή τάση που παράγεται από μια πηγή ηλεκτρικής τάσης ή πηγή ΗΕΔ. Μαθηματικά, εκφράζεται μέσω της εξίσωσης:
V = ε – Ir
Πληροφορίες:
V = Τάση ακροδέκτη, ε = emf, I = ηλεκτρικό ρεύμα, r = εσωτερική αντίσταση.
Εάν μια μπαταρία 12 Volt έχει εσωτερική αντίσταση 0,2 Ω , τότε όταν ρέει ρεύμα 2 A από την μπαταρία, η τάση στους ακροδέκτες είναι 12 – (0,2)(2) = 12 – 0,4 = 11,6 Volt.
Όταν δεν ρέει ρεύμα από την μπαταρία, η τάση ακροδέκτη = ηΕΔ. Για παράδειγμα, εάν η ΗΕΔ είναι 12 βολτ, τότε η τάση ακροδέκτη είναι 12 βολτ. Εάν ρέει ρεύμα από την πηγή ΗΕΔ, η τάση ακροδέκτη είναι μικρότερη από την ΗΕΔ.
Η ηλεκτρομαγνητική πεδία (EMF) είναι η ηλεκτρική τάση που αναγράφεται, για παράδειγμα, σε μια μπαταρία, ενώ η τάση σύσφιξης είναι η πραγματική ηλεκτρική τάση ή η πραγματική διαφορά δυναμικού, όπου η τιμή επηρεάζεται από το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στην μπαταρία.
