Elektromotor kuvvetin (EMF) kaynağı, iç direnç, terminal gerilimi hakkında makale.
Kapalı bir devrede elektrik akımı yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru akar. Elektrik akımı bir elektrik direnci bileşeninden geçtiğinde, bu direnç üzerinde elektrik enerjisi kullanıldığı için elektrik potansiyel enerjisinde bir azalma olur . Elektrik akımının yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru akmaya devam edebilmesi için,
Elektriksel potansiyel enerji eklemek için bir cihaza ihtiyaç vardır; bu araç elektromotor kuvvet (EMK) veya daha doğru bir ifadeyle elektrik voltaj kaynağıdır. EMF veya voltaj kaynağı, piller, güneş pilleri veya elektrik jeneratörleri gibi bir enerji türünü elektrik enerjisine dönüştüren bir bileşendir.
Elektromotor kuvvetin (emf) kaynağı
Yandaki şekil, elektromotor kuvveti (ε) ve direnci (R) olan kapalı bir devrenin basit bir gösterimidir. Elektromotor kuvvet kaynağındaki uzun dikey çizgiler yüksek potansiyeli, kısa dikey çizgiler ise düşük potansiyeli temsil eder. Elektrik yükleri yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru hareket eder. Belirli bir zaman aralığında hareket eden bir elektrik yüküne elektrik akımı denir ve elektrik akımının yönü bir okla gösterilir.
Yüksek potansiyelde olduğunda, yükün elektriksel potansiyel enerjisi vardır. Elektrik yükü direncin yanından geçerken elektriksel potansiyel enerjisi azalır. Elektrik yükü, elektromotor kuvvet kaynağında düşük potansiyelden yüksek potansiyele doğru hareket ettiğinde, elektriksel potansiyel enerjisi artar.
İç direnç
Elektrik yükü, elektromotor kuvvet kaynağının içinde hareket ederken dirençle karşılaşır. Gerçek hayattaki elektrik kaynaklarının genellikle r sembolüyle ifade edilen bir iç direnci vardır. Bir elektrik yükü iç dirençten (r) geçtiğinde, elektriksel potansiyel enerji azalır.
Terminal gerilimi
Terminal gerilimi (V), bir elektrik gerilim kaynağı veya elektromotor kuvvet kaynağı tarafından üretilen net gerilimdir. Matematiksel olarak, aşağıdaki denklemler aracılığıyla ifade edilir:
V = ε – I r
V = Terminal gerilimi, ε = elektromotor kuvvet, I = elektrik akımı, r = iç direnç.
12 Voltluk bir bataryanın direnci 0.2 Ω ise, bataryadan 2 A akım geçtiğinde terminal gerilimi 12 – (0.2) (2) = 12 – 0.4 = 11.6 Volt olur.
Pilden elektrik akımı akmadığında, terminal gerilimi değeri = elektromotor kuvvet (emf) olur. Diyelim ki emf = 12 Volt, o zaman terminal gerilimi = 12 Volt olur. Eğer emf kaynağından elektrik akımı akıyorsa, terminal gerilimi emf'den daha küçük olur.
Emf, örneğin pil üzerinde belirtilen elektrik voltajıdır; terminal voltajı ise pilde akan elektrik akımından etkilenen gerçek elektrik voltajı veya gerçek potansiyel farkıdır.
