기전력(emf)의 발생원, 내부 저항, 단자 전압에 관한 기사
폐쇄 회로에서 전류는 높은 전위에서 낮은 전위로 흐릅니다. 전류가 전기 저항을 가진 구성 요소를 통과할 때, 이 저항에 전기 에너지가 소모되므로 전기 위치 에너지가 감소합니다 . 전류가 높은 전위에서 낮은 전위로 계속 흐르려면,
전기적 위치 에너지를 추가하는 장치가 있어야 하는데, 그 도구가 바로 기전력(emf) 또는 더 정확하게는 전압원입니다. 기전력 또는 전압원은 배터리, 태양 전지 또는 발전기처럼 다른 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 부품입니다.
기전력(emf)의 원천
옆 그림은 기전력(ε)과 저항(R)을 가진 폐쇄 회로의 간단한 그림입니다. 기전력원의 긴 수직선은 고전위를 나타내고, 짧은 수직선은 저전위를 나타냅니다. 전하는 고전위에서 저전위로 이동합니다. 일정 시간 동안 이동하는 전하를 전류라고 하며, 화살표는 전류의 방향을 나타냅니다.
전하가 높은 전위에 있을 때, 전하는 위치 에너지를 갖습니다. 전하가 저항을 지나 이동할 때 위치 에너지는 감소합니다. 반대로, 전하가 기전력원 내에서 낮은 전위에서 높은 전위로 이동할 때, 위치 에너지는 증가합니다.
내부 저항
전기 전하가 기전력 발생원 내부를 이동할 때 저항을 경험하게 됩니다. 실제로 생활 속의 전기 전원은 대개 내부 저항을 가지고 있으며, 이는 기호 r로 표시됩니다. 전기 전하가 내부 저항(r)을 통과할 때, 전기적 위치 에너지가 감소합니다.
단자 전압
단자 전압(V)은 전기 전압원 또는 기전력원에서 발생하는 순 전압입니다. 수학적으로는 다음 방정식으로 표현됩니다.
V = ε – I r
V = 단자 전압, ε = 기전력, I = 전류, r = 내부 저항.
12볼트 배터리의 저항이 0.2Ω이면 배터리에서 2A가 흐를 때 단자 전압은 12 – (0.2)(2) = 12 – 0.4 = 11.6 볼트 입니다.
배터리에서 전류가 흐르지 않을 때 단자 전압은 기전력과 같습니다. 예를 들어 기전력이 12볼트라면 단자 전압은 12볼트입니다. 기전력원에서 전류가 흐르면 단자 전압은 기전력보다 작아집니다.
기전력(EMF)은 배터리 등에 표시된 전기 전압을 의미하며, 단자 전압은 배터리에 흐르는 전류의 영향을 받는 실제 전기 전압 또는 실제 전위차를 나타냅니다.
