Siła elektromotoryczna źródła, oznaczana najczęściej jako E, to napięcie źródła w stanie jałowym, czyli gdy nie pobiera się z niego prądu. W praktyce każde rzeczywiste źródło napięcia, np. bateria, akumulator lub zasilacz, ma także rezystancję wewnętrzną oznaczaną zwykle jako Rw lub R.
Model rzeczywistego źródła napięcia
Rzeczywiste źródło napięcia można przedstawić jako:
- idealne źródło napięcia o SEM E,
- rezystancję wewnętrzną R połączoną szeregowo ze źródłem.
Podczas obciążenia część napięcia odkłada się na rezystancji wewnętrznej, dlatego napięcie na zaciskach źródła jest mniejsze od SEM.
Zależność napięć
Dla źródła obciążonego prądem I obowiązuje zależność:
E = U + I · Rw
gdzie:
- E - siła elektromotoryczna źródła,
- U - napięcie na zaciskach źródła lub na odbiorniku,
- I - prąd obciążenia,
- Rw - rezystancja wewnętrzna źródła.
Jeżeli znane jest napięcie na odbiorniku i spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej, można obliczyć SEM źródła.
Przykład
Odbiornik ma rezystancję 100 Ω i płynie przez niego prąd 1 A. Napięcie na odbiorniku wynosi:
U = I · R = 1 A · 100 Ω = 100 V
Jeśli zastępcza rezystancja wewnętrzna źródeł wynosi 5 Ω, spadek napięcia na niej wynosi:
ΔU = I · Rw = 1 A · 5 Ω = 5 V
Siła elektromotoryczna źródła:
E = 100 V + 5 V = 105 V
Ważne na egzaminie
Nie wolno utożsamiać SEM z napięciem na odbiorniku. SEM jest większa od napięcia zaciskowego o spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej źródła.