電流與電路
電動勢
/ ee-lek-troh-MOH-tiv force /
電動勢是電池、發電機或太陽能電池所給的「推力」,用來讓電荷持續在電路中循環。把它想成一個電的幫浦:就像水泵把水抬回高處、讓水能再次向下流,電動勢源把電荷在能量上抬回高處,好讓它再一次驅動電流繞行整個迴路。它回答每個電源核心的問題:這個電源每讓一單位電荷通過,就交給它多少能量?
精確地說,電動勢(寫成 EMF 或符號花體 e)是電源每單位電荷所供給的能量,EMF = 給出的能量 / 電荷,單位是伏特。儘管名字裡有「力」,它根本不是一種力,也不以牛頓為單位;它是每電荷的能量,單位與電壓相同。電動勢源對電荷做功(電池裡是化學功,發電機裡是磁力功),在電源內部逆著電場,把電荷從低電位搬到高電位。
電動勢是電源所能提供的最大電壓,只有在沒有汲取電流時(開路)才能在端點上看到這個值。電流一開始流動,就有部分能量在電源內部、跨過它的內電阻而損耗,於是實際可用的端電壓會低於電動勢。這正是為什麼汽車起動馬達汲取巨大電流時大燈會瞬間變暗:電池的電動勢沒變,但大電流使內部損耗變大。電動勢是電源的承諾;端電壓才是它在負載下真正交出的。
一顆全新的三號(AA)電池電動勢約為 1.5 V,意思是它每驅動一庫侖電荷繞行電路,就給出 1.5 焦耳的能量。四顆串聯就提供 6 V 的電動勢。
電動勢是電源交給每一庫侖的能量,以伏特為單位,並不是以牛頓計的力。
儘管名字如此,電動勢並不是力,也不以牛頓為單位。它是每單位電荷的能量(伏特),而且只有在沒有電流流動時才等於端電壓。
又稱
另見