Apa maksud d.g.e. dan rintangan dalam

Daya gerak elektrik, atau d.g.e., sesuatu sel ialah tenaga yang dibekalkannya kepada setiap coulomb cas yang dipacu mengelilingi litar. Ia ialah voltan penuh sel apabila tiada arus mengalir.

Tetapi sel sebenar tidak sempurna. Bahan kimia dan bahannya turut menentang arus, dan ini dipanggil rintangan dalam. Apabila arus mengalir, sebahagian tenaga dibelanjakan menolak cas melalui sel itu sendiri, memanaskannya sedikit. Voltan yang tinggal untuk litar luar, iaitu voltan terminal, justeru sedikit kurang daripada d.g.e., dan ia menurun lagi apabila lebih banyak arus diambil.

Inilah sebabnya lampu suluh malap apabila bateri sudah lama, dan sebab lampu depan kereta malap seketika apabila motor pemula mengambil arus yang amat besar: arus besar menyebabkan kehilangan besar merentasi rintangan dalam.

Dalam SPM, anda patut membezakan d.g.e. daripada voltan terminal dan menerangkan penurunan itu menggunakan rintangan dalam.

Elektrik

Fizik di sebaliknya

Daya gerak elektrik (d.g.e.), simbol ε, sesuatu sel ialah tenaga yang dibekalkannya kepada setiap coulomb cas yang dipandu mengelilingi seluruh litar, diukur dalam volt (V). Sel sebenar juga mempunyai rintangan dalam, r, dalam ohm (Ω), kerana bahannya sendiri menentang arus.

Apabila arus I mengalir, sel memandu cas melalui rintangan luar R dan rintangan dalamnya r, jadi d.g.e. terbahagi kepada dua bahagian: ε = IR + Ir = I(R + r).

Voltan terminal, V = IR, ialah apa yang sebenarnya diterima litar luar, dan ia sentiasa sedikit kurang daripada ε apabila arus mengalir, kerana Ir hilang di dalam sel. Bagi sel ε = 1.5 V dan r = 0.5 Ω yang disambung kepada R = 2.5 Ω, arus ialah I = ε/(R + r) = 1.5 V / (2.5 Ω + 0.5 Ω) = 0.5 A, dan voltan terminal ialah V = IR = 0.5 A × 2.5 Ω = 1.25 V, di bawah d.g.e.

1.5 V. Semakin besar arus, semakin besar kehilangan dalam Ir.

Lihat dalam kehidupan harian

Lampu suluh lama yang menjadi malap menunjukkan rintangan dalam sedang bertindak. Apabila sel kering menua, rintangan dalamnya meningkat, jadi lebih banyak d.g.e. hilang di dalam sel dan kurang voltan terminal sampai ke mentol, lalu ia pudar.

Contoh ketara ialah menghidupkan kereta: sebaik anda memusing kunci, motor pemula mengambil arus yang sangat besar, dan arus besar itu merentasi rintangan dalam bateri yang kecil menyebabkan susutan Ir yang ketara, jadi lampu depan atau lampu papan pemuka malap seketika sebelum pulih.

Anda juga merasainya apabila beberapa sel terasa suam selepas penggunaan berat: tenaga yang hilang sebagai Ir di dalamnya bertukar menjadi haba. Inilah sebabnya bateri berlabel 1.5 V jarang menyampaikan 1.5 V penuh kepada litar yang bekerja; voltan terminal yang anda ukur ketika arus mengalir sentiasa sedikit lebih rendah daripada d.g.e. yang tercetak pada sel.

Semakin berat beban, semakin besar arus, dan semakin besar jurang antara d.g.e. dan voltan terminal.

Bagaimana ia muncul dalam SPM

Topik ini berada dalam bab Keelektrikan Tingkatan 5, memanjangkan beza keupayaan dan hukum Ohm. Kertas 2 meminta anda Takrifkan d.g.e. sebagai tenaga per unit cas yang dibekalkan oleh sumber, dan Bezakannya daripada voltan terminal.

Anda kerap diminta Terangkan mengapa voltan terminal jatuh apabila arus meningkat, dengan menamakan rintangan dalam dan susutan Ir.

Soalan pengiraan menghendaki anda menggunakan ε = I(R + r) untuk Tentukan arus, rintangan dalam, atau voltan terminal, jadi unit pada setiap baris diharapkan. Amali biasa meminta anda Plotkan voltan terminal V melawan arus I, kemudian Tentukan d.g.e. daripada pintasan dan rintangan dalam daripada kecerunan.

Piawai berdekatan termasuk beza keupayaan, rintangan, serta litar sesiri dan selari. Kata perintah seperti Takrifkan, Bezakan, Terangkan, Tentukan dan Plotkan berulang.

Menulis bahawa voltan terminal sama dengan d.g.e. ketika arus mengalir ialah kesilapan biasa, jadi sentiasa ambil kira rintangan dalam.

Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)