ความแตกต่างระหว่าง EMF และแรงดัน (พร้อมตาราง)

EMF เท่ากับความต่างศักย์ระหว่างสองขั้วเมื่อไม่มีกระแสไหลผ่านวงจร

แรงดันไฟฟ้าหมายถึงพลังงานที่จำเป็นในการถ่ายโอนประจุไฟฟ้าจากปลายด้านหนึ่งของวงจรไปยังอีกด้านหนึ่งหารด้วยขนาดของประจุ ดังนั้นแม้ว่า EMF และแรงดันไฟฟ้าจะเชื่อมโยงกันภายใน แต่ก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

EMF เทียบกับแรงดันไฟฟ้า

ความแตกต่างระหว่าง EMF กับแรงดันไฟคือ EMF เป็นตัววัดแรงดันไฟที่ผลิตขึ้นภายในแหล่งไฟฟ้า เป็นพลังงานที่เซลล์จัดหาให้ต่อประจุคูลอมบ์ต่อหน่วยที่ไหลผ่านเซลล์ ในทางกลับกัน แรงดันไฟฟ้าคือความแตกต่างของพลังงานศักย์ระหว่างจุดสองจุดในวงจร

ตารางเปรียบเทียบระหว่าง EMF และแรงดัน

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	EMF	แรงดันไฟฟ้า
คำนิยาม	กำหนดเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตภายในแหล่งไฟฟ้า	กำหนดเป็นความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดในวงจร
สูตร	Ε =ฉัน (R+r)	วี= ฉัน + ร
ความเข้ม	รักษาความเข้มคงที่	ความเข้มไม่คงที่
เครื่องมือวัด	วัดด้วยเครื่องวัด EMF	วัดด้วยโวลต์มิเตอร์
บังคับปฏิบัติการ	การทำงานของแรงคูลอมบ์	การทำงานของแรงที่ไม่ใช่คูลอมบ์
แหล่งที่มา	ไดนาโม เซลล์ไฟฟ้าเคมี เซลล์แสงอาทิตย์	สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

EMF คืออะไร?

EMF ย่อมาจาก Electromotive Force ซึ่งหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นภายในเซลล์ไฟฟ้า พลังงานถูกแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ เพื่อจุดประสงค์นี้ ขั้วหนึ่งของเครื่องปั่นไฟหรือแบตเตอรี่จะมีประจุบวกและอีกขั้วหนึ่งมีประจุลบ

งานที่ทำต่อหน่วยชาร์จแสดงโดย EMF EMF คือพลังงานที่ได้จากเซลล์หรือแบตเตอรี่ต่อหน่วยของประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่าน เมื่อไม่มีกระแสไหลผ่านวงจร EMF จะเท่ากับความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสอง โวลต์เป็นหน่วยวัด EMF สัญลักษณ์ของ EMF คือ ε

มีสูตรทางเลือกหลายสูตรในการคำนวณ EMF

1. ε = V + Ir

2. V ใช้เพื่อแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าของเซลล์
3. I ใช้แทนกระแสที่ไหลผ่านวงจร
4. r ใช้เพื่อแสดงถึงความต้านทานภายในของเซลล์
5. และ ε ใช้เพื่อแสดงถึง EMF

อีกสูตรหนึ่งที่ใช้ในการค้นหา EMF คือ:

สูตรสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยคำนึงถึงความต้านทานภายในของเซลล์ จากนั้นเราได้วิธีอื่นในการคำนวณ EMF:

แรงดันไฟฟ้าคืออะไร?

แรงดันถูกกำหนดให้เป็นปริมาณพลังงานศักย์ที่ไหลระหว่างจุดสองจุดในวงจร มันยังถูกกำหนดให้เป็นปริมาณพลังงานที่อาจเกิดขึ้นต่อหน่วยประจุ

แรงดันยังสามารถกำหนดเป็นแรงดันที่จำเป็นในการผลักประจุไฟฟ้าต่อหน่วยผ่านวงจรนำไฟฟ้าในวงจร เป็นงานที่ทำเพื่อย้ายประจุหนึ่งหน่วยจากจุดหนึ่งในวงจรไปยังอีกจุดหนึ่ง

หน่วยวัดแรงดันไฟฟ้าเหมือนกับ EMF ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Alessandro Volta หน่วยวัดนี้ใช้ร่วมกันทั้ง EMF และแรงดันไฟฟ้า โวลตาได้รับเครดิตว่าเป็นผู้ค้นพบแบตเตอรี่อิเล็กทรอนิกส์ตัวแรก

แรงดันจึงแสดงอยู่ในสมการเป็น 'V' แรงดันไฟฟ้าเป็นผลคูณของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก กฎของโอห์มใช้ในการคำนวณแรงดันตกคร่อมสำหรับตัวต้านทานแต่ละตัว สัญลักษณ์ทั่วไปของแรงดันไฟฟ้า ได้แก่ V, ∆V, U, ∆U

สูตรคำนวณแรงดันไฟ:

วี= ฉัน + ร ที่ไหน,

ความแตกต่างหลักระหว่าง EMF และแรงดัน

1. ความแตกต่างหลัก ระหว่าง EMF กับแรงดันไฟฟ้าคือ แบบเดิมแทนแรงดันไฟฟ้าภายในแหล่งไฟฟ้าแต่ละแหล่ง ในขณะที่แบบหลังแสดงถึงความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดที่กำหนด
2. ความเข้มข้นของ EMF จะคงอยู่อย่างต่อเนื่อง ความเข้มของประจุไฟฟ้าสามารถผันผวนได้ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจึงไม่มีความเข้มคงที่
3. ความแตกต่างที่สามระหว่างทั้งสองสามารถระบุได้ในแง่ของเครื่องมือวัดที่ใช้สำหรับแต่ละรายการ EMF วัดโดยใช้เครื่องวัด EMF ในขณะที่วัดแรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์
4. แหล่งที่มาของแต่ละแห่งยังมีจุดแตกต่างอีกจุดหนึ่ง แหล่งกำเนิด EMF ได้แก่ ไดนาโม เซลล์แม่เหล็กไฟฟ้า เซลล์แสงอาทิตย์ ฯลฯ แรงดันไฟฟ้าเกิดจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
5. ความแตกต่างที่น่าสังเกตอีกประการระหว่าง EMF และแรงดันไฟฟ้าคือในแง่ของการทำงานของแรง EMF คือการทำงานของแรงคูลอมบ์ ในขณะที่แรงดันคือการทำงานของแรงที่ไม่ใช่คูลอมบ์
6. แม้ว่า EMF สามารถวัดได้ระหว่างขั้วทั้งสองเมื่อไม่มีกระแสไหลผ่านเซลล์ แต่สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดที่กำหนดได้ นี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง EMF และแรงดันไฟฟ้า
7. จุดแตกต่างที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งคือความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผล EMF เป็นสาเหตุของแรงดันไฟ และแรงดันไฟเป็นผลพลอยได้จาก EMF

บทสรุป

มีความแตกต่างที่สำคัญหลายประการระหว่าง EMF และแรงดันไฟฟ้าที่แยกแนวคิดหนึ่งออกจากอีกแนวคิดหนึ่ง พวกเขาแตกต่างกันในแง่ของสูตร ความเข้ม อุปกรณ์วัด แรงทำงานตลอดจนแหล่งที่มา

ในขณะที่ EMF หมายถึงการวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสองของเซลล์เมื่อไม่มีกระแสไหลผ่าน แรงดันคือการวัดความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดที่กำหนดเมื่อกระแสไหลผ่านเซลล์ แบบแรกรักษาระดับความเข้มคงที่ในขณะที่แบบหลังสามารถผันผวนได้

เซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเซลล์ไฟฟ้าเคมีเป็นแหล่งของ EMF ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าเกิดจากสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก แม้ว่าแนวคิดทั้งสองนี้จะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับวงจรไฟฟ้าและกระแสไฟ แต่ก็แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

อ้างอิง

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7275191/

2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/57096/