Zespół czynników powodujących przepływ prądu w obwodzie elektrycznym nazywamy siłą elektromotoryczną. Jej mierzenie pozwala nam określić, jakie mogą być faktyczne osiągi napięcia w układach elektrycznych. W poniższym tekście spróbujemy scharakteryzować tą zmienną oraz wskazać na sposoby jej pomiaru.
Czym jest siła elektromotoryczna?
Prawda jest taka, że nawet definicja siły elektromagnetycznej podana w popularnej Wikipedii jest strasznie zawiła i w żaden sposób nie uwzględnia istoty sprawy. Ze wspomnianego terminu dowiadujemy się bowiem, że jest to pewnego rodzaju czynnik, który jest równy energii uzyskanej przez „jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w stronę przeciwną do siły pola elektrycznego działającego na ten ładunek”. Trochę masło maślane, prawda? Spróbujmy przełożyć to z polskiego na nasze…
Najogólniej chodzi o to, że wszystkie urządzenia elektryczne wytwarzają różnicę potencjałów i mogą dostarczać prąd, jeśli są podłączone do obwodu. I to właśnie ta różnica potencjałów jest znana jako siła elektromotoryczna (SEM). Nie jest to zatem w ogóle sensu stricto siła, ale termin „siła elektromotoryczna” jest używany ze względów historycznych i został wymyślony przez Alessandro Voltę w XIX wieku, kiedy wynalazł pierwszą baterię. Często pojęcie to mylone jest też z terminem „napięcie elektryczne”, ale tak naprawdę wspomniana siła jest tylko niejako idealną wartością napięcia, nieosiągalną, gdyż żadna bateria czy akumulator nie są idealne. Faktyczne napięcie przy ich pracy jest zawsze niższe od wartości SEM.
Pomiar siły elektromotorycznej
Pomiar siły przedstawimy na podstawie zwykłej baterii. Weźmy bateryjkę, na której producent zasygnalizował napięcie wielkości 1,5 V. Aby zmierzyć wartość siły elektromotorycznej potrzebny będzie woltomierz. Co się okazuje? Wynik zawsze przekracza 1,6 V. Oznacza to, że faktycznie siła elektromotoryczna naszej baterii jest wyższa niż sugerowane przez producenta wytwarzane napięcie. Nieco inaczej wyglądać będzie natomiast pomiar dokonany podczas rzeczywistej pracy z wykorzystaniem tej baterii.
Konkludując, pomiar siły elektromotorycznej wskazuje, że napięcie w trakcie pracy będzie zawsze niższe niż SEM. Baterie czy akumulatory tracą część swojej mocy pod obciążeniem, co wynika także z zachodzącej rezystancji wewnętrznej. Również i dlatego do pomiarów powinno się stosować woltomierzy cyfrowych – mają one dużo większą oporność wewnętrzną i tym samym ich własna rezystancja mniej wpływa na wyniki pomiaru.
Rola pomiaru siły elektromotorycznej
Pomiar siły pozwala scharakteryzować źródła energii elektrycznej. Dotyczy to takich nośników energii jak generatory prądu stałego i zmiennego, wszelkiego rodzaju baterie zasilające urządzenia, a także akumulatory i fotoogniwa.
SEM jest jednocześnie najważniejszym parametrem, bez którego trudno sobie wyobrazić przemysłu elektrotechnicznego. Jest istotny bowiem dla wszystkich urządzeń służących do wytwarzania bądź przetwarzania energii elektrycznej.
Więcej informacji znajdziesz na stronie Pomiar siły.
