Elektromotor Kuvvet (EMK) Nedir? İç Direnç ve Gerilim Farkı

Elektromotor kuvvet (EMK) nedir? Bir üretecin devre dışında, uçları arasında ölçülen değer EMK’ dir. Elektromotor kuvvet, elektrik devrelerin de, devrenin açık olduğu ve devreden elektrik akımı çekilmediği durumda devredeki kaynağın iki kutbu arasındaki potansiyel farka denir. Elektromotor kuvvet (EMK) harfleri ile tanımlanır. Sembolü “E” harfi ile gösterilir. Birimi “V”volt’tur.

EMK kaynakları bir devreye verdikleri enerjiyi başka bir enerjiden alarak elektrik enerjisine dönüştürür. Bu dönüştürme işlemi tersinirdir. Yani (fiziksel, kimyasal veya mekanik dönüşüm) elektrik enerjisi de başka çeşit bir enerjiye dönüştürülebilir. Bir kaynağın EMK’ si, birim yük başına yapılan iş olarak tanımlanır.

Elektromotor Kuvvet (Emk)’ in Elde Edilmesi

Tüm kapalı elektrik devrelerinde düzgün akıma sahip olan elektromotor kuvveti meydana getiren bir cihaz olması gerekir. Bu cihazlara emk kaynakları adı verilir. Emk kaynakları arasında, pil, akü, elektrik jeneratörleri, dinamo, güneş pili, yakıt pilleri, alternatör vb. örnek verilebilir. Elektrik enerjisi bu kaynaklar ile elde edilir. Her üretecin bir iç direnci vardır. Bu iç direnç ihmal edilmemiş ise devreye seri bağlı direnç gibi hesaba katılır.

İç Direnç Nedir?

Piller ve üreteçler direnci olan malzemelerden imal edilir. Bundan dolayı pillerin kendilerine özgü dirençleri vardır. Buna iç direnç denir. İç direnç bir pilin devreye sağladığı potansiyel farkı sınırlar. Bu sebeple piller ve üreteçler saf voltaj (gerilim veya potansiyel fark) kaynakları değildir. Bir pilin veya üretecin devreye sağladığı net (yani iç direnç potansiyeli çıktıktan sonra) bir pilin veya akümülatörün uçları açık iken iki uç arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvvet veya EMK denir.

Uçlar bir alıcı (almaç) ile kapatıldığında eleman içinden ve dış devredeki alıcıdan bir akım dolaşır. Bu akım, elemanın iç direncinden dolayı iç direnç üzerinde bir gerilim düşümü meydana getirir. OHM Kanuna göre bu gerilim düşümüU = i . r dir.O halde EMK. E = U + i . r veya U ; U= E – i . r dir.Bir pilin bitmesi iç direncinin artması demektir. İç direnci artan pil bir devreye bağlandığı zaman devreye yeterli gücü sağlayamayacak duruma gelir. Bitmiş bir pili voltmetreye bağlayarak pilin uçları arasındaki gerilim ölçüldüğünde, neredeyse bitmemiş bir pille aynı voltaja sahip olduğu görülür. Bu sebeple bir pilin bitip bitmediğini anlamak için voltmetre yanıltabilir. Fakat bitmiş pil bir devreye bağlanırsa geriliminin düştüğü görülür. Bunun sebebi iç direncin gerilimi düşürmesidir. Bundan dolayı pilin dışarıdaki devreye sağlayabileceği potansiyel fark çok azalır.

Elektromotor Kuvvet ve Gerilim Tanımı ve Arasındaki Fark

Emk kısaca, devre açıkken kaynağın uçları arasındaki potansiyel farka denir. Gerilim ise her hangi iki noktanın potansiyelleri arasındaki farka denir.

Örnek: Bir devrede bir alıcının uçları arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvvet denmez. Neden? Çünkü elektromotor kuvvet kaynak uçları arasındaki potansiyel farktır. Bir alıcının uçları arasındaki potansiyel farka gerilim denir. Çalışan bir devrede kaynağın uçlarına bağlanan bir voltmetre, kaynağın elektromotor kuvvet’ini değil, gerilimini ölçer. Bir kaynağın boşta ve yüklü iken gerilimleri farklıdır. Bunun sebebi, kaynak devreye akım verirken enerjinin bir kısmının kaynakta harcanması sonucudur.

Birinci şekilde devre açık olduğu için kaynağın (pilin) elektromotor kuvveti ölçülebilir. İkinci şekilde ise kaynağın elektromotor kuvvet (emk)’i ölçülemez. Zira elektromotor kuvvetin bir kısmı pilin içindeki kimyasal tepkimeler için harcanmaktadır. Bundan dolayı voltmetre kaynağın gerilimini gösterir. Buna göre çalışan bir devrede, emk ile gerilim için aşağıdaki eşitlik yazılabilir.

Elektromotor kuvvet (Emk) = kaynakta düşen gerilim + kaynak uçlarındaki gerilim

Emk ve gerilimin birimi, emk “E” ile ve gerilim de “U” ile gösterilir. Emk’ nin ve gerilimin birimi volt’tur. Volt, “V” harfi ile gösterilir. Emk veya gerilim voltmetre ile ölçülür. Birinci şekilde görüldüğü gibi voltmetre devreye paralel bağlanır.

Endüstriyel otomasyonda EMK kavramı sadece pillerle sınırlı değildir. Özellikle servo motorların durdurulması sırasında oluşan ‘Ters EMK’ (Back EMF), sürücü sistemleri için yönetilmesi gereken büyük bir enerji dalgalanması yaratır. Idas Otomasyon olarak, frenleme dirençleri ve rejeneratif üniteler kullanarak bu Ters EMK’yi kontrol altına alıyor, hem donanımlarımızı koruyor hem de enerji geri kazanımı sağlıyoruz

İdas Endüstriyel Faaliyet Alanlarımız