222

5.1.4. Pomiar siły elektromotorycznej metodą kompensacji

Celem ćwiczenia jest poznanie jednej z podstawowych metod pomiaru siły elektromotorycznej dowolnego źródła prądu, jaką jest metoda kompensacji.

Przez źródło siły elektromotorycznej (w skrócie SEM) rozumiemy układ, który utrzymuje na biegunach (lub powierzchniach) stałą różnicę potencjałów, kosztem energii nieelektrycznej, np. chemicznej w akumulatorach i ogniwach, termicznej w termoogniwach, świetlnej w fotoogniwach, gradientu stężeń jonów w komórkach organizmów żywych.

Siłę elektromotoryczną definiuje się jako wielkość pracy, którą wykonują siły nieelektryczne nad nośnikiem przenoszącym jednostkowy ładunek elektryczny między biegunami źródła przeciwko siłom pola elektrycznego wewnątrz ogniwa. Wzorem określa się ją następująco:

itury

(5.16)

SEM jest równa liczbowo energii nieelektrycznej przypadającej na jednostkowy ładunek. Siły elektromotorycznej nie można mierzyć bezpośrednio woltomierzem podłączonym do biegunów źródła. Możliwość taka istniałaby w przypadku źródła idealnego, tzn. takiego,

	którego rezystancja wewnętrzna byłaby ^1 —	—e |
	równa zeru. W rzeczywistości źródła takie ,	i
	nie istnieją. i
' Jeżeli źródło SEM jest włączone do ob- 1
wodu o rezystancji zewnętrznej Rz (rys. 5.8), i__		__1

Rz

to zgodnie z prawem Ohma, siła elektromotoryczna równa się sumie spadków potencjałów na rezystancji zewnętrznej R_z i rezystancji wewnętrznej źródła R_w.

Rys. 5.8

ości •i rz$^d; dczy^

<-

£ — I (l?^ +    —-1 R_z + I

(5.17)

)p°

r&oś^ci

io^^e’

Ze wzoru (5.17) wynika, że napięcie, jakie można uzyskać z danego źródła SEM, jest mniejsze od siły elektromotorycznej £ o spadek potencjału na rezystancji wewnętrznej R_w, tzn.

U =s£ -IR_W    (5.18)

Ze wzoru (5.18) wynika więc, że różnica między mierzonym napięciem H I siłą elektromotoryczną źródła £ jest tym większa, im większa jest