แรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ความต่างศักย์ภายในเซลล์

เมื่อต่อตัวนำเข้ากับเซลล์ไฟฟ้า เซลล์ไฟฟ้าจะเกิดปฏิกิริยาให้พลังงานออกมา พลังงานเหล่านี้จะจ่ายให้กับอิเล็กตรอนให้พาประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ไป จึงเกิดกระแสไฟฟ้า

ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์

ความหมาย “ถ้าประจุไฟฟ้าจำนวน 1 คูลอมบ์ เคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบของเซลล์ โดยผ่านเส้นลวดหรือความต้านทานภายนอกเซลล์ จำนวนพลังงานเป็นจูลที่สิ้นไปในการนี้คือ ค่าความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ มีหน่วยเป็น จูล/คูลอมบ์ หรือโวลต์”

ความต่างศักย์ภายในเซลล์

ความหมาย  “ถ้าประจุไฟฟ้าจำนวน 1 คูลอมบ์ เคลื่อนที่จากขั้วลบไปยังขั้วบวกของเซลล์ไฟฟ้า โดยผ่านภายในเซลล์นั้น จำนวนพลังงานเป็นจูลที่สิ้นไปในการนี้คือ ค่าความต่างศักย์ภายในเซลล์ มีหน่วยเป็น จูล/คูลอมบ์ หรือโวลต์”

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Electromotive force, e.m.f) “E”

หมายถึง “ถ้าประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ เคลื่อนที่ในวงจรไฟฟ้าจนครบพอดี”  [ จากขั้วบวกไปยังขั้วลบผ่านตัวต้านทาน (R) ภายนอกเซลล์ และจากขั้วลบไปยังขั้วบวก ผ่านเซลล์ไฟฟ้าภายใน (r) ] จำนวนพลังงานที่สิ้นไปในการนี้ คือค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์นั้น มีหน่วยเป็นจูลต่อคูลอมบ์ หรือ โวลต์

\begin{figure}<br /><br /><br /><br />
\epsfysize =2.5in<br /><br /><br /><br />
\centerline{\epsffile{circuit1.eps}}<br /><br /><br /><br />
\end{figure}

รูปที่ 1  แสดงวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายซึ่งแสดงความต้านทานภายในเซลล์

ที่มา http://fizik-fizik.blogspot.com/2010/04/peka-electromotive-force-and-internal.html

จากนิยามของแรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ และความต่างศักย์ภายในเซลล์ ในการเคลื่อนประจุ 1 หน่วย

                   พลังงานทั้งหมด  = พลังงงานที่ใช้ภายนอก + พลังงานที่ใช้ภายใน

จะได้ว่า         แรงเคลื่อนไฟฟ้า  = ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ + ความต่างศักย์ภายในเซลล์

เมื่อ I แทน กระแสที่ไหลในวงจร,  E แทน แรงเคลื่อนไฟฟ้า , Vภายนอก แทน ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ , Vภายใน แทน ความต่างศักย์ภายในเซลล์

จะได้                                                     E  =   Vภายนอก +   Vภายใน

                                                           E  =   IR   +   Ir

                                                  E  =   I(R+r)

และกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจร หาจาก

และความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ พิจารณาจาก

ที่มา https://voer.edu.vn/c/electromotive-force-terminal-voltage/0e60bfc6/9e9689a4

 การต่อเซลล์ไฟฟ้าหลายเซลล์

การต่อเซลล์ไฟฟ้า   หมายถึง  การนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อเข้าด้วยกัน โดยปกติเซลล์ไฟฟ้า เช่น ถ่านไฟฉายจะมีค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 V วิธีการนำเอาเซลล์ไฟฟ้ามาต่อรวมกันเข้า จะทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงไปจากค่าเดิม มีวิธีการนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อ 3 วิธีดังนี้
1. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม
การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม  เรียกการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบ  ซีรี่ส์”  (Series )  คือการนำเอาเซลล์ไฟฟ้ามาต่อเรียงกัน โดยนำขั้วของเซลล์ไฟฟ้าที่มีขั้วต่างกันมาต่อเข้าด้วยกันแล้วนำเอาขั้วที่เหลือไปใช้งาน 1.1 ถ้าเรียงขั้วของเซลล์ไฟฟ้าไปทิศทางเดียวกัน ให้หาแรงเคลื่อนไฟฟ้ารวมโดยการจับแรงเคลื่อนบวกกัน  การรวมความต้านทานภายในไม่มีทิศทาง ดังนั้นจับบวกกันเป็นการหาความต้านทานรวมอนุกรม

1.2 ถ้าเรียงขั้วของเซลล์ไฟฟ้าไปทิศทางเดียวกัน ให้หาแรงเคลื่อนไฟฟ้ารวมโดยการจับแรงเคลื่อนบวกกัน และเซลล์ใดที่สวนทิศทางให้ลบออก

2. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน

การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนานคือ การนำเอาขั้วของเซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์ที่เหมือนกันมาต่อเข้าด้วยกันโดยนำขั้วบวกของแต่ละเซลล์รวมกัน และนำขั้วลบของเซลล์มรวมกันอีกด้านหนึ่ง แล้วนำเอาขั้วของเซลล์ที่ต่อขนานไปใช้งาน  การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน  ( Parallel  cell ) เซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์ต้องมีค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า  ( Voltage ) และความต้านทานภายในเซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์เท่ากัน  การต่อแบบขนานผลก็คือแรงเคลื่อนไฟฟ้ารวมเท่ากับแรงเคลื่อนเคลื่อนเซลล์เพียงแถวเดียว  ผลรวมความต้านทานภายในเซลล์ให้รวมแบบขนาน

2.1  การต่อเซลล์แบบขนานที่ทุกเซลล์มีแรงคลื่อนเท่ากันและความต้านทานภายในเท่ากัน

                 2.2  การต่อเซลล์แบบขนานที่เซลล์มีแรงคลื่อนต่างกัน

3. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสม

การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสม   เซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์ที่จะนำมาต่อจะต้องมี แรงเคลื่อนไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทานภายในเซลล์เท่ากันทุกตัว  การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสมจะมีการต่อ แบบอนุกรม และขนาน จากรูป เป็นการต่ออนุกรมแถวละ x เซลล์ ขนานกันจำนวน y แถว

อ้างอิงมาจาก http://weerajit15.blogspot.com/p/blog-page_19.html

 

 

 

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s