EMF vs. Spannung: Unterschied und Vergleich

EMF entspricht der Potentialdifferenz zwischen den beiden Polen, wenn kein Strom durch den Stromkreis fließt.

Unter Spannung versteht man die Energie, die benötigt wird, um eine elektrische Ladung von einem Ende des Stromkreises zum anderen zu übertragen, geteilt durch die Größe der Ladung. Obwohl EMF und Spannung eng miteinander verbunden sind, unterscheiden sie sich doch erheblich.

Key Take Away

  1. EMF steht für elektromotorische Kraft und misst die potenzielle Energie, die einen elektrischen Strom durch einen Stromkreis treibt; Spannung misst die elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis.
  2. EMF ist die Gesamtenergie, die den Strom durch einen Stromkreis treibt, einschließlich der Energie, die durch den Innenwiderstand verloren geht; Spannung ist die Energiedifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis, ohne jeglichen Innenwiderstand.
  3. EMF wird in Volt gemessen, ebenso wie die Spannung; EMF ist jedoch die maximale Spannung, die von einer Quelle erzeugt werden kann, während Spannung ein Maß für die Energie ist, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem Stromkreis vorhanden ist.

EMF vs. Spannung

EMF ist eine elektromotorische Kraft, die die Potentialdifferenz zwischen zwei Zellelektroden misst, wenn der Stromkreis nicht angeschlossen oder offen ist. Spannung ist das Maß für potenzielle Energie erforderlich, um einen elektrischen Strom in einem elektrischen Feld von einem Punkt zum anderen zu bewegen.

EMF gegen Spannung

Vergleichstabelle

VergleichsparameterEMFStromspannung
DefinitionDefiniert als Spannung, die in einer elektrischen Quelle erzeugt wird.Definiert als die Potentialdifferenz zwischen zwei gegebenen Punkten in einem Stromkreis.
FormelΕ =I (R+r)  V = I + R  
IntensitätKonstante Intensität beibehaltenDie Intensität ist nicht konstant
MessinstrumentGemessen mit einem EMF-Meter.Gemessen mit einem Voltmeter.
Betrieb erzwingenCoulomb-Kraft-Operation.Betrieb ohne Coulomb-Kraft.
QuellenDynamo, elektrochemische Zellen, Solarzellen.Elektrische und magnetische Felder.

Was ist EMF?

EMF ist die Abkürzung für Electromotive Force, definiert als Spannung, die in einer elektrischen Zelle erzeugt wird. Energie wird in einem Generator oder einer Batterie von einer Form in eine andere umgewandelt.

Dazu wird ein Pol des Generators bzw. der Batterie positiv und der andere negativ geladen.

Die pro Ladungseinheit geleistete Arbeit wird mit EMF bezeichnet. EMF ist die Energie, die eine Zelle oder Batterie pro durch sie hindurchfließender Coulomb-Ladungseinheit liefert.

Wenn kein Strom durch den Stromkreis fließt, entspricht die EMF der Potentialdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen. Volt ist die Einheit zur Messung der EMF. Das EMF-Symbol ist ε.

Es gibt mehrere alternative Formeln zur Berechnung von EMF.

  1. ε = V + Ir
  2. Mit V wird die Spannung der Zelle bezeichnet.
  3. Ich bin es gewohnt, den durch den Stromkreis fließenden Strom zu konnotieren.
  4. Mit r wird der Innenwiderstand der Zelle bezeichnet.
  5. Und ε wird verwendet, um EMF zu bezeichnen.

Eine andere Formel, die verwendet wird, um EMF herauszufinden, ist:

  • ε = E/Q woher,
  • ε bedeutet EMF.
  • E bedeutet Energie in Joule.
  • Q bedeutet Ladung in Coulomb.

Die Formel kann unter Berücksichtigung des Innenwiderstands der Zelle geändert werden. Dann leiten wir eine andere Methode zur Berechnung der EMF ab:

  • Ε =I (R+r)
  • ε bedeutet EMF
  • Ich bezeichne den Strom, der durch den Stromkreis fließt.
  • R bezeichnet den Widerstand, den die Schaltung bietet.
  • R bezeichnet den Innenwiderstand der Zelle.

Was ist Spannung?

Spannung ist die Menge potenzieller Energie, die zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis fließt. Sie wird auch als die potenzielle Energie definiert, die pro Ladungseinheit verfügbar ist.

Spannung ist der Druck, der benötigt wird, um eine elektrische Ladungseinheit durch eine Leiterschleife in einem Stromkreis zu schieben. Es bewegt eine Einheitsladung von einem Punkt im Stromkreis zu einem anderen.

Die Maßeinheit für Spannung ist dieselbe wie für EMF. Benannt nach dem italienischen Wissenschaftler Alessandro Volta, haben sowohl EMF als auch Spannung diese Maßeinheit.

Volta wurde zugeschrieben, die erste elektronische Batterie entdeckt zu haben.

Die Spannung wird also in bezeichnet Gleichungen als „V.“ Spannung ist ein Produkt aus elektrischen und magnetischen Feldern.

Das Ohmsche Gesetz wird verwendet, um den Spannungsabfall für jeden zu berechnen Widerstand. Die gebräuchlichen Symbole für Spannung sind V, ∆V, U, ∆U.

Die Formel zur Berechnung der Spannung:

                      V = I + R woher,

  • V steht für Spannung.
  • Ich beziehe mich auf den Strom, der durch den Stromkreis fließt.
  • R bezeichnet den Widerstand.

Hauptunterschiede zwischen EMF und Spannung

  1. Der Hauptunterschied zwischen EMF und Spannung besteht darin, dass Ersteres die Spannung innerhalb jeder elektrischen Quelle darstellt, während Letzteres die Potentialdifferenz zwischen zwei gegebenen Punkten darstellt.
  2. Die Intensität der EMF bleibt konstant erhalten. Die Intensität der Spannungsladungen kann schwanken. Somit hat die Spannung keine konstante Intensität.
  3. Der dritte Unterschied zwischen den beiden kann in Bezug auf das jeweils verwendete Messinstrument angegeben werden. Die EMF wird mit einem EMF-Meter gemessen, während die Spannung mit einem Voltmeter gemessen wird.
  4. Die jeweiligen Quellen bieten auch einen weiteren Unterschied. Zu den EMF-Quellen gehören elektrische und magnetische Felder, die Dynamos, elektromagnetische Zellen, Solarzellen und Spannung erzeugen. 
  5. Ein weiterer bemerkenswerter Unterschied zwischen EMF und Spannung ist der Kraftbetrieb. EMF ist eine Coulomb-Kraft-Operation, während Spannung eine Nicht-Coulomb-Kraft-Operation ist.
  6. Während die EMF zwischen den beiden Anschlüssen gemessen werden kann, wenn kein Strom durch die Zelle fließt, kann die Spannung zwischen zwei Punkten gemessen werden. Dies ist ein deutlicher Unterschied zwischen EMF und Spannung.
  7. Ein weiterer interessanter Unterschied besteht in ihrer Ursache-Wirkungs-Beziehung. EMF ist die Ursache von Spannung, und Spannung ist das Nebenprodukt von EMF.
Unterschied zwischen EMF und Spannung
Bibliographie
  1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7275191/
  2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/57096/

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023

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23 Gedanken zu „EMF vs. Spannung: Unterschied und Vergleich“

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