電動勢來源 內阻 端電壓

本文探討了電動勢 (emf) 的來源、內阻和端電壓。

在閉合電路中,電流總是從高電位流向低電位。當電流流過電阻元件時,由於電阻消耗了電能,電路中的電位能就會降低。為了使電流能夠繼續從高電位流向低電位,

必須有一種裝置來提供電勢能,這種裝置就是電動勢(emf),更準確地說,是電壓源。電動勢或電壓源是一種將某種能量轉換為電能的元件,例如電池、太陽能電池或發電機。

電動勢(emf)的來源

電動勢(emf)來源、內阻、端電壓 1旁邊的圖示是一個簡單的閉合電路示意圖,電路中包含電動勢 (ε) 和電阻 (R)。電動勢源處的長垂直線代表高電位,短垂直線代表低電位。電荷從高電位流向低電位。在一定時間間隔內移動的電荷稱為電流,電流方向以箭頭表示。

當電荷處於高電位時,它具有電位能。當電荷流過電阻器時,電位能降低。當電荷在電動勢源中從低電位移動到高電位時,電位能增加。

內部電阻

電動勢(emf)來源、內阻、端電壓 2當電荷在電動勢源內部移動時,會受到電阻的影響。生活中實際的電源通常都具有內阻,以符號 r 表示。當電荷流過內阻 (r) 時,電位能會降低。

端電壓

端電壓 (V) 是由電壓源或電動勢源產生的淨電壓。數學上,可以用以下公式表示:

V = ε – I r

V = 端電壓,ε = 電動勢,I = 電流,r = 內阻。

如果一個 12 伏特電池的電阻為 0.2 Ω,那麼當 2 A 的電流從電池流出時,端電壓為 12 – (0.2) (2) = 12 – 0.4 = 11.6伏特。

當電池沒有電流流過時,端電壓等於電動勢。假設電動勢為 12 伏特,則端電壓也等於 12 伏特。如果有電流從電動勢源流出,則端電壓小於電動勢。

電動勢是指例如電池上標示的電壓,而端電壓是實際的電壓或實際的電位差,其值受流經電池的電流的影響。

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