Otpor elektromotorne sile (EMF) materijala u naponu terminala
Električna struja teče u zatvorenom krugu, od visokog do niskog potencijala. Kada se električna struja kreće kroz komponentu električnog otpora , dolazi do smanjenja električne potencijalne energije jer se električna energija koristi u otporu. Kako bi se osiguralo da električna struja nastavi teći od visokog do niskog potencijala, mora postojati uređaj za povećanje električne potencijalne energije, kao što je elektromotorna sila (EMS), ili preciznije, izvor električnog napona. EMS ili izvor električnog napona je komponenta koja pretvara vrstu energije u električnu energiju, na primjer baterija, akumulator, solarna ćelija ili električni generator.
Izvor električnog napona (emf)
Slika sa strane je jednostavna ilustracija zatvorenog strujnog kruga koji ima elektromotornu snagu (ε) i otpor (R). Duga okomita linija na izvoru elektromotorne sile predstavlja visoki potencijal, dok kratka okomita linija predstavlja niski potencijal. Električni naboj kreće se od visokog potencijala do niskog potencijala. Električni naboj koji se kreće tijekom određenog vremenskog intervala naziva se električna struja, gdje je smjer električne struje označen strelicom.
Kada je na visokom potencijalu, naboj ima električnu potencijalnu energiju. Električna potencijalna energija se smanjuje kako se naboj kreće kroz otpornik. Kada se naboj u izvoru elektromotorne sile kreće od niskog potencijala do visokog potencijala, električna potencijalna energija se povećava.
Prepreke u
Kada se električni naboj u izvoru elektromotorne sile kreće od niskog do visokog potencijala, naboj doživljava otpor. Stvarni izvori električnog napona obično imaju unutarnje prepreke, što je izraženo simbolom r. Kada električni naboj teče kroz unutarnje prepreke (r), dolazi do smanjenja potencijala ili se smanjuje električna potencijalna energija.
Napon terminala
Napon na terminalu (V) ili napon stezanja je neto napon koji proizvodi izvor električnog napona ili izvor elektromotorne sile. Matematički se izražava jednadžbom:
V = ε – I r
Informacije:
V = napon na priključku, ε = elektromotorna sila, I = električna struja, r = unutarnji otpor.
Ako baterija od 12 V ima unutarnji otpor od 0,2 Ω , tada kada iz baterije teče struja od 2 A, napon na terminalima je 12 – (0,2)(2) = 12 – 0,4 = 11,6 V.
Kada iz baterije ne teče struja, vrijednost napona na terminalu = elektromotorna sila (emf). Na primjer, ako je elektromotorna sila (emf) = 12 volti, tada je napon na terminalu = 12 volti. Ako iz izvora elektromotorne sila teče električna struja, napon na terminalu je manji od elektromotorne sila (emf).
EMF je električni napon naveden, na primjer, na bateriji, dok je stezni napon stvarni električni napon ili stvarna razlika potencijala, gdje na vrijednost utječe električna struja koja teče u bateriji.
