Verschil tussen EMF en potentieel verschil

Belangrijkste verschil - EMF versus potentieel verschil

De voorwaarden EMF en potentieel verschil beide beschrijven energieoverdrachten waarbij elektronen in een circuit betrokken zijn. De grootste verschil tussen EMF en potentiaalverschil is dat EMF verwijst naar de hoeveelheid elektrische energie die wordt verkregen door een coulomb van lading als deze rond een circuit gaat, terwijl Potentieel verschil beschrijft de hoeveelheid elektrische energie verloren door een coulomb van lading.

Wat is EMF

EMF () betekent elektromotorische kracht. In een cel of een generator verwijst de EMF naar de hoeveelheid elektrische energie die aan elke coulomb van elektronen wordt gegeven. Deze elektrische energie is gecreëerd door omzetting van een andere vorm van energie in elektrische energie (bijvoorbeeld chemische energie naar elektrische energie in een cel, of mechanische energie naar elektrische energie in een generator).

Merk op dat hoewel het woord dwingen is inbegrepen, EMF heeft niets met geweld te maken. Integendeel, de term heeft betrekking op de winst en het verlies van elektrische energie door elektronen.

Wat is een potentieel verschil

In een elektrisch circuit, het potentiaalverschil  tussen twee willekeurige punten in het circuit is de energie verloren door een coulomb van lading terwijl deze tussen deze twee punten door reist. Het potentiaalverschil kan worden gemeten met een voltmeter en wordt uitgedrukt in eenheden van volt.

Dus de term EMF wordt gebruikt om gevallen te beschrijven waarin elektronen krijgen elektrische energie, terwijl de potentiaalverschil wordt gebruikt om gevallen te beschrijven waarin elektronen verliezen hun elektrische energie. Rond een gesloten lus in een circuit moet energie worden geconserveerd, dus dit leidt tot Kirchoff's tweede wet, waarin staat dat de som van EMV's rond een gesloten lus is gelijk aan de som van potentiële verschillen rond die lus.

Als een cel ideaal is, geeft het elektrische energie aan elektronen die er doorheen gaan en deze elektronen komen uit de cel zonder de elektrische energie die ze hebben opgelopen te verliezen. In werkelijkheid verliezen elektronen echter een deel van de energie die ze winnen voordat ze de cel zelfs maar verlaten. We zeggen dat de energie verloren is gegaan door de interne weerstand in de cel. In de circuitanalyse is het handig om je voor te stellen dat deze interne weerstand afkomstig is van een weerstand in de cel:

Een ideale cel (links) en een echte cel (met interne weerstand) (rechts)

De terminal potentiaalverschil over een cel verwijst naar de energie die wordt opgedaan door een coulomb van elektronen terwijl ze er doorheen gaan, minus de energie die ze verliezen door interne weerstand. Als de EMF is , de interne weerstand is , de stroom door de cel is  dan het potentiaalverschil  gegeven door:

In cellen krijgen elektronen energie en verliezen ze er een deel van.

Verschil tussen EMF en potentieel verschil

Betekenis

EMF beschrijft de krijgen in elektrische energie door elektronen in een circuit.

Potentieel verschil beschrijft een verlies in elektrische energie door elektronen terwijl ze rond het circuit reizen.

Afbeelding Met dank

"Batterijen meegeleverd" door Vincent Brown (eigen werk) [CC BY 2.0], via flickr