WSTĘP TEORETYCZNY

Siła elektromotoryczna jest siłą wprawiającą w ruch uporządkowany nośniki ładunku - elektrony (w metalach) i jony (w elektrolitach). Przyczyną powstawania siły elektromotorycznej mogą być:

procesy chemiczne - w ogniwach i akumulatorach;

procesy elektromagnetyczne - w prądnicach prądu stałego i zmiennego;

procesy termoelektryczne - w termoogniwach lub termometrach;

procesy fotoelektryczne - fotoogniwach.

Zależność natężenia prądu płynącego w obwodzie ogniwa i rezystora o rezystancji R_Z od siły elektromotorycznej E wyrażona jest prawo Ohma dla odwodu zamkniętego

E = I R_Z + I R_W = U + I R_W. (1)

Składnik U = I R_Z wyraża spadek napięcia na rezystancji zewnętrznej. Jest ono nazywane napięciem na biegunach źródła prądu, albo krótko napięciem źródła. Składnik I R_W wyraża spadek napięcia na rezystancji R_W.

Każde źródło prądu ma dwie wielkości charakterystyczne (stałe dla danego źródła): siłę elektromotoryczną E i rezystancję wewnętrzną R_W.

Z równania (1) wynika, że przy obciążeniu źródła (tzn. przy poborze prądu) napięcie na rezystancji wewnętrznej rośnie wraz ze wzrostem obciążenia, natomiast napięcie na jego biegunach staje się mniejsze od siły elektromotorycznej E i to tym bardziej, im silniej obciążone jest źródło prądu.

U = I R_Z < E

To zmniejszanie się napięcia na biegunach źródła wskutek jego obciążenia coraz silniejszym prądem nazywamy charakterystyką pracy źródła.

Jedną z najprostszych metod określenia siły elektromotorycznej jest metoda kompensacyjna, polegająca na porównaniu mierzonego napięcia U_X lub siły elektromotorycznej E_X z wartością wzorcową napięcia U_W lub siły elektromotorycznej E_W na podstawie przepływu prądu przez źródło tych napięć U_N lub siłę elektromotoryczną E_N. Wówczas I = 0, czyli IR_W=0 więc nie ma spadku napięć na rezystancji wewnętrznej źródła. Źródło napięć badanego i wzorcowego są połączone przeciwstawnie, a jako wskaźnik prądu służy czuły galwanometr G.

---