แหล่งกำเนิด EMF พร้อมวงจรปิดภายนอก

สาเหตุของการแยกประจุและทำให้พวกมันเคลื่อนที่ในวงจรปิดเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf, emf)

ค่า EMF ของแหล่งใดๆ ที่เกิดการแยกประจุนั้นประมาณจากงานที่ใช้โดยสนามเพื่อย้ายประจุหนึ่งหน่วยจากอิเล็กโทรดที่มีศักย์ต่ำกว่าไปยังอิเล็กโทรดที่มีศักย์สูงกว่า

ตามนิยามของศักย์ งานนี้จะเท่ากับความต่างศักย์ของประจุที่แยกออกจากกัน ซึ่งเรียกเช่นเดียวกับสาเหตุที่แยกประจุ แรงเคลื่อนไฟฟ้า.

หากแคลมป์แหล่งเชื่อมต่อกับตัวนำไฟฟ้าและสร้างวงจรปิด ก็จะมีการติดตั้ง ไฟฟ้าซึ่งมีทิศทางในวงจรภายนอกตรงกับทิศทางของ EMF ภายในแหล่งที่มา การแยกประจุเกิดขึ้นตลอดเวลาและยังคงความต่างศักย์ไว้

การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในที่ที่มีกระแสไฟฟ้ามีทิศทางเดียวกันตลอดทั้งวงจรปิด และงานที่สนามใช้ในการเคลื่อนย้ายประจุหนึ่งหน่วยไปตามวงจรปิดสามารถประมาณได้ด้วยค่าที่เท่ากับการทำงานของ แรงภายในแหล่งกำเนิดที่ย้ายประจุหนึ่งหน่วยจากขั้วลบไปยังขั้วบวกที่สัมพันธ์กับแรง สนามไฟฟ้า.

ในไฟฟ้ากระแสตรง ประจุที่เข้มข้นบนอิเล็กโทรดของแหล่งกำเนิดจะได้รับการฟื้นฟูอย่างต่อเนื่อง และสนามรอบอิเล็กโทรดที่เกิดจากประจุเหล่านี้มีลักษณะเหมือนกับในวงจรภายนอกที่เปิดอยู่ นั่นคือศักย์ไฟฟ้า ตรงกันข้ามกับสนามไฟฟ้าสถิตของประจุไฟฟ้าที่สร้างใหม่อย่างต่อเนื่อง เรียกว่าสนามไฟฟ้าสถิต

สนามที่อยู่นิ่งนั้นแตกต่างจากสนามไฟฟ้าสถิตไม่เพียง แต่ประจุของแหล่งกำเนิดของสนามนี้จะได้รับการฟื้นฟูอย่างต่อเนื่อง แต่ยังรวมถึงสนามดังกล่าวที่อยู่รอบ ๆ ตัวนำไฟฟ้าและภายในร่างกายเหล่านี้ด้วย สำหรับฟิลด์คงที่ที่มีอักขระเดียวกับฟิลด์ที่มีศักยภาพ สำหรับลูปปิดใดๆ ที่ไม่ผ่านแหล่ง EMF

อ้างถึงการเปรียบเทียบอุทกพลศาสตร์ในกรณีของวงจรภายนอกแบบปิดของแหล่งกำเนิด EMF เราต้องจินตนาการถึงการทำงานของระบบไฮดรอลิกด้วยท่อระบายน้ำแบบเปิดซึ่งมีตัวรับบางตัว (มอเตอร์ไฮดรอลิก) เพื่อรักษาความแตกต่างของระดับระหว่างถังให้คงที่ ปั๊มต้องเติมปริมาณของเหลวในถังด้านบนที่ไหลผ่านท่อระบายน้ำ

งานที่เครื่องยนต์ใช้เพื่อเพิ่มปริมาณของเหลวนี้เป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของระดับ และสามารถระบุได้ด้วยค่าของความแตกต่างนี้ งานที่ทำโดยการไหลของของเหลวที่ตกลงมาจากระดับบนไปยังระดับล่างจะเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างในระดับเดียวกัน และถ้าไม่อนุญาตให้มีการสูญเสีย ก็จะเท่ากับงานที่เครื่องยนต์ทำ

แรงเคลื่อนไฟฟ้าในแหล่งต่างๆ แทบไม่ขึ้นกับค่าของกระแสไฟฟ้าในวงจร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมักสันนิษฐานว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้ายังคงเท่าเดิมทั้งระหว่างเดินเบาของแหล่งกำเนิดและเมื่อโหลดเต็มที่ อย่างไรก็ตาม ตามกฎแล้ว EMF ระหว่างการชาร์จแหล่งที่มาจะแตกต่างจากค่า EMF ระหว่างเดินเบาเล็กน้อย (โดยปกติจะน้อยกว่า)

การเปลี่ยนแปลงของ EMF ในกรณีนี้อธิบายได้จากปฏิกิริยาของแหล่งที่มาที่เรียกว่า ตัวอย่างเช่น, ในแหล่ง EMF ทางเคมี การลดลงนั้นสังเกตได้จากปรากฏการณ์โพลาไรเซชัน ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า — เนื่องจากการวางกระแสโหลดในทิศทางตรงกันข้ามกับสนามแม่เหล็กบนสนามแม่เหล็ก

ความต่างศักย์ระหว่างแต่ละจุดในวงจรไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการกระจายของแรงดันไปตามวงจร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความต่างศักย์ระหว่างขั้วต้นทางขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างความต้านทานภายนอกและภายในของต้นทาง หรือที่เรียกว่าแรงดันตกภายใน

แรงเคลื่อนไฟฟ้าสามารถกระจุกตัวอยู่ที่ส่วนที่จำกัดอย่างมากของวงจรไฟฟ้าในการกระโดด (ซึ่งเช่น เกิดขึ้นในกัลวานิก เทอร์โมอิเล็กทริก และในแหล่งอื่นๆ ที่ EMF เกิดขึ้นที่จุดสัมผัสของสารต่างๆ) หรือกระจายออกไป บนบางส่วนของวงจรแหล่งจ่ายภายใน

เราพบกรณีหลังนี้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเครื่องจักรไฟฟ้า ซึ่งแรงเคลื่อนไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำผ่านสายไฟที่มีความยาวมากขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก และแรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งหมดคือผลรวมของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเบื้องต้นที่เกิดขึ้นในแต่ละส่วนของวงจร ผลรวมของค่าเหล่านี้จะเท่ากับความต่างศักย์ระหว่างจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของสายไฟ

ในการวิเคราะห์และคำนวณวงจรไฟฟ้าที่มี EMF มักสันนิษฐานว่า EMF มีความเข้มข้นในธรรมชาติ การมีอยู่ของความต้านทานภายในของแหล่งที่มาจะถูกนำมาพิจารณาด้วยการแนะนำความต้านทานเพิ่มเติม

เนื่องจาก EMF แสดงลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของพลังงานประเภทหนึ่งหรือประเภทอื่นเป็นพลังงานไฟฟ้าในระหว่างทางเดินของกระแส เมื่อพูดถึงแหล่งที่มาของ EMF หรือกระแส จึงใช้คำว่า "แหล่งที่มาของพลังงาน (ไฟฟ้า)" คำเหล่านี้มีความหมายเหมือนกันเมื่อพูดถึงแหล่งที่มาจริง

บางครั้งเมื่อพวกเขาคำนวณและวิเคราะห์วงจรไฟฟ้า พวกเขาสร้างความแตกต่าง แหล่งที่มาปัจจุบันและแหล่ง EMF.

แหล่งที่มาของ EMF เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นแหล่งของพลังงาน EMF นั้นสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นอิสระจากค่าของความต้านทานภายใน และ EMF ของแหล่งดังกล่าวจะต้องมีแนวโน้มเป็นอนันต์ บางครั้งสิ่งนี้ทำได้โดยโซลูชันแผนผัง การใช้อุปกรณ์รักษาเสถียรภาพ ฯลฯ