İçerik
Elektromotor kuvveti (EMF) çoğu insan için yabancı bir kavramdır, ancak daha bilinen gerilim kavramı ile yakından bağlantılıdır. İkisi ile EMF'nin ne anlama geldiğini arasındaki farkı anlamak, size fizik ve elektronik alanındaki birçok problemi çözmek için ihtiyaç duyduğunuz araçları sağlar ve bir bataryanın iç direnci kavramını sunar. EMF, batarya voltajını iç direnç olmadan size söyler ve normal potansiyel fark ölçümlerinde olduğu gibi değeri azaltır. Sahip olduğunuz bilgilere bağlı olarak, birkaç farklı yolla hesaplayabilirsiniz.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Aşağıdaki formülü kullanarak EMF'yi hesaplayın:
ε = V + Ir
Burada (V) hücrenin voltajını, (I) devredeki akımı ve (r) hücrenin iç direncini ifade eder.
EMF Nedir?
Elektromotor kuvveti, akımın akmadığı durumlarda akü terminalleri arasındaki potansiyel farktır (yani voltaj). Bu fark yaratacak gibi görünmeyebilir, ancak her pilin “iç direnci” vardır. Bu, bir devrede akımı azaltan normal direnç gibidir, ancak pilin içinde bulunur. Bunun nedeni, bataryadaki hücreleri oluşturmak için kullanılan malzemelerin kendi direncine sahip olmalarıdır (çünkü esasen tüm malzemeler).
Hücre içinden hiçbir akım geçmediğinde, bu dahili direnç hiçbir şeyi değiştirmez, çünkü yavaşlaması için bir akım yoktur. Bir şekilde, EMF ideal bir durumda terminaller arasındaki maksimum potansiyel farkı olarak düşünülebilir ve pratikte her zaman pilin voltajından daha büyüktür.
EMF hesaplamak için denklemler
EMF'yi hesaplamak için iki ana denklem vardır. En temel tanım, hücrenin içinden geçtiği anda yüklenen her bir coulomb (Q) enerjisinin joule (E) sayısıdır:
ε = E ÷ Q
Elektromotor kuvvetin sembolü (ε), (E) devredeki enerji ve (Q) devrenin yüküdür. Ortaya çıkan enerjiyi ve hücreden geçen şarj miktarını biliyorsanız, bu EMF'yi hesaplamanın en basit yoludur, ancak çoğu durumda bu bilgiye sahip olmazsınız.
Bunun yerine, Ohm’un yasası (V = IR) gibi tanımları daha çok kullanabilirsiniz. Bu şöyle ifade edilebilir:
ε = I (R + r)
(I) anlamı olan akım, (R) söz konusu devrenin direnci için ve (r) hücrenin iç direnci için. Bunu genişletmek, Ohm’un yasasıyla yakın ilişkiyi ortaya koyuyor:
ε = IR + Ir
= V + Ir
Bu, terminaller arasındaki voltajı (gerçek dünya durumlarında kullanılan voltaj), akan akımı ve hücrenin dahili direncini biliyorsanız EMF'yi hesaplayabileceğinizi gösterir.
EMF Nasıl Hesaplanır: Bir Örnek
Örnek olarak, potansiyel olarak 3,2 V'luk bir potansiyel fark olan bir devreye sahip olduğunuzu, 0,6 A'lık bir akımın ve pili 0,5 ohm'da iç direncin olduğunu hayal edin. Yukarıdaki formülü kullanarak:
ε = V + Ir
= 3.2 V + 0.6 A × 0.5 Ω
= 3,2 V + 0,3 V = 3,5 V
Yani bu devrenin EMF'si 3.5 V'tur.