Kapalı harici devreli EMF kaynağı
Yüklerin birbirinden ayrılarak kapalı bir devrede hareket etmelerine neden olan nedene elektromotor kuvvet (emf, emf) denir.
Yük ayrımının meydana geldiği herhangi bir kaynağın EMF değeri, bir birim yükü daha düşük potansiyele sahip bir elektrottan daha yüksek potansiyele sahip bir elektrota taşımak için alan tarafından harcanan işten tahmin edilir.
Potansiyel tanımına uygun olarak, bu iş, yükleri ayıran sebep gibi, ayrı yüklerin potansiyel farkına eşittir. elektrik hareket gücü.
Kaynak klemensleri iletken bir gövdeye bağlanırsa ve böylece kapalı devre oluşturursa o zaman kurulacaktır. elektrik, yönü dış devrede EMF'nin yönü ile çakışıyor. Kaynağın içinde yük ayrımı her zaman gerçekleşir ve potansiyel fark korunur.
Bir akım varlığında yüklü parçacıkların hareketi, kapalı devre boyunca aynı yöne sahiptir ve kapalı bir devre boyunca bir birim yükü hareket ettirmek için alan tarafından harcanan iş, aynı zamanda yaptığı işe eşit bir değerle tahmin edilebilir. kuvvetlere göre bir birim yükü negatif elektrottan pozitif elektrota hareket ettiren kaynakların içindeki kuvvetler Elektrik alanı.
Doğru elektrik akımında, kaynağın elektrotları üzerinde yoğunlaşan yükler sürekli olarak yenilenir ve bu yüklerin neden olduğu elektrotların etrafındaki alan, açık bir dış devredeki ile aynı karaktere sahiptir: potansiyeldir. Sürekli yenilenen yüklerin elektrostatik alanının aksine, durağan alan olarak adlandırılır.
Durağan bir alan, elektrostatik alandan yalnızca bu alanın kaynağının yükünün sürekli olarak yenilenmesiyle değil, aynı zamanda böyle bir alanın hem iletken cisimlerin çevresinde hem de bu cisimlerin içinde yer almasıyla farklılık gösterir. Bir potansiyel alanla aynı karaktere sahip durağan bir alan için, bir EMF kaynağından geçmeyen herhangi bir kapalı döngü için.
EMF kaynağının kapalı bir dış devresi durumunda hidrodinamik analojiye atıfta bulunarak, hidrolik sistemin çalışmasını, diyelim ki belirli bir alıcının (hidrolik motor) olduğu açık bir tahliye borusu ile hayal etmeliyiz. Tanklar arasında sabit bir seviye farkı sağlamak için pompanın, boşaltma borusundan akan üst tanktaki sıvı miktarını doldurması gerekir.
Motorun bu miktarda sıvıyı yükseltmek için yaptığı iş, seviye farkı ile orantılıdır ve bu farkın değeri ile karakterize edilebilir. Akışkan akışının üst seviyeden alt seviyeye düşmesinde yaptığı iş, aynı seviye farkı ile orantılıdır ve herhangi bir kayba izin verilmediği takdirde motorun yaptığı işe eşittir.
Bazı kaynaklardaki elektromotor kuvveti pratik olarak devredeki elektrik akımının değerinden bağımsızdır, bu nedenle hem kaynağın rölantide hem de tam yükte aynı kaldığı varsayılır. Bununla birlikte, kural olarak, kaynağın şarj edilmesi sırasındaki EMF, rölanti sırasındaki EMF değerinden biraz farklıdır (genellikle daha az).
Bu durumda EMF'deki değişiklik, sözde kaynak reaksiyonu ile açıklanmaktadır. Örneğin, kimyasal EMF kaynaklarında kutuplaşma olgusuyla bağlantılı olarak azalması gözlenir, elektrikli makine jeneratörlerinde — manyetik alana zıt yönde yönlendirilmiş bir yük akımının manyetik alana uygulanması nedeniyle.
Bir elektrik devresindeki tek tek noktalar arasındaki potansiyel fark, devre boyunca voltajın dağılımına bağlıdır. Özellikle, kaynak terminalleri arasındaki potansiyel fark, kaynağın harici ve dahili direnci arasındaki orana veya sözde dahili voltaj düşüşüne bağlıdır.
Elektromotor kuvveti, elektrik devresinin son derece sınırlı bir bölümünde bir atlamada yoğunlaşabilir (örneğin, galvanik, termoelektrik ve ayrıca EMF'nin farklı maddelerin temas noktalarında ortaya çıktığı diğer kaynaklarda meydana gelir) veya dağıtılabilir. dahili kaynak devresinin bir kısmı üzerinde.
İkinci durumla elektrik makinesi jeneratörlerinde karşılaşıyoruz, burada bir manyetik alanda hareket ederken önemli uzunluktaki teller üzerinde bir emk indükleniyor ve toplam emk, devrenin ayrı bölümlerinde indüklenen temel emflerin toplamı. Bu değerlerin toplamı tellerin başı ile sonu arasındaki potansiyel farka eşittir.
EMF içeren elektrik devrelerinin analizinde ve hesaplanmasında, genellikle EMF'nin doğada konsantre olduğu varsayılır. Kaynağın iç direncinin varlığı, ek bir direnç eklenerek dikkate alınır.
EMF, akımın geçişi sırasında belirli bir enerji türünün elektrik enerjisine dönüşümünü karakterize ettiğinden, EMF veya akım kaynakları hakkında konuşurken, "(elektrik) enerji kaynağı" terimi de kullanılır. Gerçek kaynaklar söz konusu olduğunda tüm bu terimler eşanlamlıdır.
Bazen elektrik devrelerini hesaplayıp analiz ettiklerinde fark yaratırlar. akım kaynakları ve EMF kaynakları.
Bir EMF kaynağı, EMF'si iç direncin değerinden bağımsız olarak kabul edilebilecek böyle bir enerji kaynağı olarak anlaşılır ve böyle bir kaynağın EMF'si sonsuza eğilimli olmalıdır. Bazen bu, şematik çözümler, dengeleyici cihazların kullanımı vb. yoluyla elde edilir.