Materjal Elektromotoorjõu (EMF) takistus klemmpinges
Elektrivool voolab suletud vooluringis kõrgelt potentsiaalilt madalale potentsiaalile. Kui elektrivool liigub läbi elektritakistuse komponendi , väheneb elektriline potentsiaalenergia, kuna takistuses kasutatakse elektrienergiat. Selleks, et elektrivool jätkuvalt kõrgelt potentsiaalilt madalale potentsiaalile voolaks, peab olema seade elektrilise potentsiaalienergia suurendamiseks, näiteks elektromotoorjõud (EMJ) või täpsemalt elektripingeallikas. EMF ehk elektripingeallikas on komponent, mis muundab teatud tüüpi energia elektrienergiaks, näiteks patarei, aku, päikesepatarei või elektrigeneraator.
Elektripinge allikas (emj)
Küljel olev pilt on lihtne illustratsioon suletud vooluringist, millel on elektromotoorne jõud (ε) ja takistus (R). Pikk vertikaalne joon elektromagnetvälja allikal tähistab kõrget potentsiaali, lühike vertikaalne joon aga madalat potentsiaali. Elektrilaeng liigub kõrgelt potentsiaalilt madalale potentsiaalile. Teatud aja jooksul liikuvat elektrilaengut nimetatakse elektrivooluks, kus elektrivoolu suunda näitab nool.
Kõrge potentsiaali korral on laengul elektriline potentsiaalne energia. Elektriline potentsiaalne energia väheneb, kui laeng liigub läbi takisti. Kui laeng liigub EJ-allikas madalalt potentsiaalilt kõrgele potentsiaalile, siis elektriline potentsiaalne energia suureneb.
Takistused
Kui elektrilaeng liigub elektromagnetvälja allikas madalalt potentsiaalilt kõrgele potentsiaalile, kogeb laeng takistust. Reaalsetes elektripingeallikates on tavaliselt sisemised takistused, mida väljendatakse sümboliga r. Kui elektrilaeng voolab läbi sisemised takistused (r), potentsiaal väheneb või elektriline potentsiaalne energia väheneb.
Klemmpinge
Klemmipinge (V) ehk kinnituspinge on elektrilise pingeallika või elektromotoorjõu allika tekitatud netopinge. Matemaatiliselt väljendatakse seda järgmise võrrandiga:
V = ε – I r
Teave:
V = klemmipinge, ε = emj, I = elektrivool, r = sisetakistus.
Kui 12-voldise aku sisetakistus on 0,2 Ω , siis kui akust läbi voolab 2 A voolutugevus, on klemmipinge 12 – (0,2)(2) = 12 – 0,4 = 11,6 volti.
Kui akust voolu ei tule, on klemmipinge = elektromotoorne jõud. Näiteks kui elektromotoorne jõud on 12 volti, siis on klemmipinge 12 volti. Kui vool tuleb elektromotoorse jõu allikast, on klemmipinge väiksem kui elektromotoorne jõud.
Elektromagnetiline jõud on näiteks aku peal olev elektripinge, samas kui kinnituspinge on tegelik elektripinge või tegelik potentsiaalide vahe, mille väärtust mõjutab akus voolav elektrivool.
