Articolo sulla sorgente della forza elettromotrice f.e.m. Resistenza interna Tensione ai terminali
Corrente elettrica scorre in un circuito chiuso, da un potenziale alto a un potenziale basso. Quando una corrente elettrica si muove attraverso un componente di resistenza elettrica, si verifica una riduzione in energia potenziale elettrica perché l'energia elettrica viene utilizzata su questa resistenza. Affinché la corrente elettrica continui a fluire da un potenziale elevato a un potenziale basso,
È necessario un dispositivo per aggiungere energia potenziale elettrica; questo strumento è una forza elettromotrice (f.e.m.) o, più precisamente, una sorgente di tensione elettrica. Una f.e.m. o una sorgente di tensione è un componente che converte un tipo di energia in energia elettrica, come ad esempio batterie, celle solari o generatori di elettricità.
Fonte di forza elettromotrice (f.e.m.)
La figura a lato illustra in modo semplice un circuito chiuso dotato di forza elettromotrice (ε) e resistenza (R). Le lunghe linee verticali in corrispondenza della sorgente di forza elettromotrice rappresentano un potenziale elevato, mentre le linee verticali più corte rappresentano un potenziale basso. Le cariche elettriche si muovono da un potenziale elevato a un potenziale basso. Una carica elettrica che si muove durante un determinato intervallo di tempo è chiamata corrente elettrica, la cui direzione è indicata da una freccia.
Quando si trova ad un potenziale elevato, la carica possiede energia potenziale elettrica. L'energia potenziale elettrica diminuisce quando la carica elettrica si sposta oltre il resistore. Quando una carica elettrica si muove nella sorgente di forza elettromotrice da un potenziale basso a un potenziale alto, l'energia potenziale elettrica aumenta.
Resistenza interna
Quando la carica elettrica si muove all'interno della sorgente di forza elettromotrice, incontra una resistenza. La sorgente di energia elettrica reale, nella vita di tutti i giorni, presenta solitamente una resistenza interna, indicata con il simbolo r. Quando una carica elettrica fluisce attraverso una resistenza interna (r), l'energia potenziale elettrica si riduce.
Tensione terminale
La tensione ai terminali (V) è la tensione netta prodotta da una sorgente di tensione elettrica o da una sorgente di forza elettromotrice. Matematicamente, si esprime attraverso le seguenti equazioni:
V = ε – I r
V = tensione ai morsetti, ε = forza elettromotrice, I = corrente elettrica, r = resistenza interna.
Se una batteria da 12 Volt ha una resistenza di 0.2 Ω, allora quando dalla batteria fluiscono 2 A, la tensione ai terminali è 12 – (0.2) (2) = 12 – 0.4 = 11.6 Volt.
Quando non scorre corrente elettrica dalla batteria, il valore della tensione ai morsetti è pari alla forza elettromotrice (f.e.m.). Supponiamo che f.e.m. sia pari a 12 Volt, quindi la tensione ai morsetti sarà pari a 12 Volt. Se invece scorre corrente elettrica dalla sorgente di f.e.m., la tensione ai morsetti sarà inferiore alla f.e.m.
La f.e.m. è la tensione elettrica indicata, ad esempio, sulla batteria, mentre la tensione ai terminali è la tensione elettrica effettiva o la differenza di potenziale effettiva, il cui valore è influenzato dalla corrente elettrica che scorre nella batteria.
