logo

Siła elektromotoryczna

Siła elektromotoryczna - SEM, ε, jest to napięcie źródła prądu - jest przyczyną, dla której utrzymywana jest równica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami otwartego obwodu elektrycznego, jest czynnikiem, który powoduje przepływ prądu w obwodzie.

To podstawowy parametr wszelkich źródeł energii elektrycznych, w tym taki jak:

  • prądnica,
  • bateria,
  • termopara,
  • fotoogniwo.

Inną wielkością, która charakteryzuje źródło prądu jest jego opór wewnętrzny Rw.

Rozpatrzmy następujący obwód.

siła elektromotoryczna

Woltomierz mierzy napięcie na końcach opornika R. Jeżeli zaczniemy zmieniać wartość oporu R, w obwodzie popłynie prąd o różnym natężeniu, które zmierzy amperomierz. Okazuje się, że napięcie między punktami A i B również się wówczas zmieni, z uwagi na istnienie oporu wewnętrznego Rw. Im większy prąd płynie w obwodzie, tym większy spadek napięcia zaobserwujemy. Ten spadek napięcia jest równy ΔU=IRw (wynika z prawa Ohma). Zatem napięcie Uz na zaciskach źródła z którego pobierany jest prąd jest równe:

Uz=ε-IRw

Zatem, gdy otworzymy obwód (I=0) otrzymamy wprost: Uz=ε.

Siła elektromotoryczna (SEM) źródła prądu jest równa w obwodzie otwartym napięciu na zaciskach tego źródła.

Zauważmy, że aby woltomierz zmierzył siłę elektromotoryczną przy odłączonym oporze R musi mieć nieskończenie wielki opór elektryczny, co nie jest możliwe w rzeczywistości. Zwykłe podłączenie zatem woltomierza do zacisków źródła nie da nam poprawnej wartości SEM, a jedynie wartość zbliżoną. Istnieją inne, niestety skomplikowane metody pomiaru SEM (tzw, metody kompensacyjne).

Wzory

W obwodzie z prądem siła elektromotoryczna jest równa ilorazowi mocy chwilowej P, jaką wydziela źródło do natężenia prądu I tego źródła.

Siła elektromotoryczna jest także równa pracy W wykonanej przez źródło do wartości ładunku q, jaki został przeniesiony w wyniku wykonania tej pracy.

Wzór jest następujący:

ε=P/I=W/q

gdzie:

  • ε - siła elektromotoryczna (SEM),
  • P - moc,
  • I - natężenie prądu,
  • W - praca,
  • q - ładunek elektryczny.

Jednostka siły elektromotorycznej

Jednostką siły elektromotorycznej jest wolt ([ε] = 1 V).

Prawo Ohma dla całego obwodu

Korzystając ze wzoru:

Uz=ε-IRw

oraz definicji oporu elektrycznego

Uz=IR

otrzymamy:

IR=ε-IRw

ε=IR+IRw

ε=I(R+Rw)

albo

I = \frac{\epsilon}{R+R_w}

gdzie:

  • I - natężenie prądu,
  • ε - siła elektromotoryczna (SEM),
  • R - opór elektryczny,
  • Rw - opór wewnętrzny źródła prądu.

To tak zwane prawo Ohma dla całego obwodu.

Natężenie prądu w obwodzie elektrycznym jest równe stosunkowi siły elektromotorycznej źródła prądu do całkowitego oporu obwodu.

Pytania

Pytania

Co ma wspólnego siła elektromotoryczna z siłą?

To dwa różne pojęcia. Nazewnictwo wynika z zaszłości historycznej.



© medianauka.pl, 2021-06-24, ART-4079

 

Łączenie ogniw

Łączenie ogniw

Ogniwa możemy łączyć ze sobą. Sposób w jaki to zrobimy da różne efekty końcowe. Połączone ze sobą ogniwa tworzą baterię ogniw.

Prawo Ohma

Prawo Ohma

Natężenie prądu płynącego w danym odcinku przewodnika jest wprost proporcjonalne do napięcia, jakie jest przyłożone do końców tego odcinka przewodnika.






Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© ® Media Nauka 2008-2021 r.