Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Apa itu EMF?
- Persamaan untuk Mengira EMF
- Bagaimana Menghitung EMF: Contoh
Daya elektromotif (EMF) adalah konsep yang tidak dikenali kepada kebanyakan orang, tetapi ia berkait rapat dengan konsep voltan yang lebih biasa. Memahami perbezaan antara kedua-dua dan apa yang bermakna EMF memberi anda alat yang anda perlukan menyelesaikan banyak masalah dalam fizik dan elektronik, dan memperkenalkan konsep rintangan dalaman bateri. EMF memberitahu anda voltan bateri tanpa rintangan dalaman yang mengurangkan nilai seperti yang dilakukan untuk pengukuran perbezaan potensi biasa. Anda boleh mengiranya dalam beberapa cara yang berlainan, bergantung pada maklumat yang ada.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Hitung EMF menggunakan formula:
ε = V + Ir
Di sini (V) bermaksud voltan sel, (I) bermaksud arus dalam litar dan (r) bermaksud rintangan dalaman sel.
Apa itu EMF?
Daya elektromotif adalah perbezaan potensi (iaitu, voltan) merentasi terminal bateri apabila tiada arus mengalir. Ini mungkin tidak kelihatan seperti ia akan membuat perbezaan, tetapi setiap bateri mempunyai "rintangan dalaman." Ini seperti rintangan biasa yang mengurangkan semasa dalam litar, tetapi ia wujud dalam bateri itu sendiri. Ini kerana bahan yang digunakan untuk membentuk sel-sel di dalam bateri mempunyai rintangan sendiri (sejak pada dasarnya semua bahan dilakukan).
Apabila tiada arus mengalir melalui sel, rintangan dalaman ini tidak mengubah apa-apa kerana tidak ada arus untuk melambatkannya. Dengan cara ini, EMF boleh dianggap sebagai perbezaan potensi maksimum di seluruh terminal dalam keadaan yang ideal, dan ia sentiasa lebih besar daripada voltan bateri dalam amalan.
Persamaan untuk Mengira EMF
Terdapat dua persamaan utama untuk mengira EMF. Takrifan yang paling asas ialah bilangan joules tenaga (E) setiap coulomb charge (Q) mengambil ketika ia melewati sel:
ε = E ÷ Q
Di mana (ε) adalah simbol bagi daya elektromotif, (E) adalah tenaga dalam litar dan (Q) adalah cas litar. Jika anda mengetahui tenaga yang dihasilkan dan jumlah caj yang melepasi sel, ini adalah cara paling mudah untuk mengira EMF, tetapi dalam kebanyakan kes anda tidak akan mempunyai maklumat itu.
Sebaliknya, anda boleh menggunakan definisi yang lebih seperti undang-undang Ohm (V = IR). Ini boleh dinyatakan sebagai:
ε = I (R + r)
Dengan (I) yang bermaksud semasa, (R) untuk rintangan litar yang dipersoalkan dan (r) untuk rintangan dalaman sel. Memperluas ini mendedahkan hubungan rapat dengan hukum Ohm:
ε = IR + Ir
= V + Ir
Ini menunjukkan anda boleh mengira EMF jika anda tahu voltan merentasi terminal (voltan yang digunakan dalam situasi dunia sebenar), arus mengalir dan rintangan dalaman sel.
Bagaimana Menghitung EMF: Contoh
Sebagai contoh, bayangkan anda mempunyai litar dengan perbezaan potensi 3.2 V, dengan arus 0.6 A mengalir dan rintangan dalaman bateri pada 0.5 ohm. Menggunakan formula di atas:
ε = V + Ir
= 3.2 V + 0.6 A × 0.5 Ω
= 3.2 V + 0.3 V = 3.5 V
Oleh itu, EMF litar ini ialah 3.5 V.