सेल के टर्मिनल विभवान्तर, विद्युत वाहक बल तथा आन्तरिक प्रतिरोध में सम्बन्ध

विद्युत वाहक बल :- एकांक आवेश को परिपथ में प्रवाहित करने के लिए दी गई ऊर्जा को विद्युत वाहक बल कहते हैं। इसे E से प्रदर्शित करते हैं।
\footnotesize \boxed { E = \frac{W}{q} } वोल्ट

टर्मिनल विभवान्तर:- किसी परिपथ के दो बिंदुओं जैसे A और B के बीच एकांक आवेश को परिपथ में प्रवाहित करने में उन दो बिंदुओं A और B के बीच के कार्य को टर्मिनल विभवान्तर कहते हैं। इसे V से प्रदर्शित करते हैं।
\footnotesize \boxed { V = E - ir }

आन्तरिक प्रतिरोध :- आन्तरिक प्रतिरोध विद्युत सेल के अंदर घोल में विद्युत धारा के मार्ग में रोक लगाता है। इसे r से प्रदर्शित करते हैं।

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सेल के टर्मिनल विभवान्तर, विद्युत वाहक बल तथा आंतरिक प्रतिरोध में सम्बन्ध :-

एक सेल जिसका विद्युत वाहक बल E है। आंतरिक प्रतिरोध r को एक कुंजी k द्वारा बाह्य प्रतिरोध R तथा अमीटर A की सहायता से जोड़ा गया है।

सेल के टर्मिनल विभवान्तर, विद्युत वाहक बल तथा आंतरिक प्रतिरोध में सम्बन्ध
सेल के टर्मिनल विभवान्तर, विद्युत वाहक बल तथा आंतरिक प्रतिरोध में सम्बन्ध

माना परिपथ में i विद्युत धारा, t समय के लिए प्रवाहित होती है। तो पूरे परिपथ में सेल द्वारा दी गई विद्युत ऊर्जा ( या किया गया कार्य)
W = Eq
W = Eit     समी. ①   (q = it)

यदि प्रतिरोध R के सिरों का विभवान्तर (टर्मिनल विभव) V है। तो बाह्य परिपथ में किया गया कार्य
Wबाह्य =Vit     समी. ②
यदि सेल के भीतर विभव पतन V है। तो सेल के भीतर किया गया कार्य
Wआन्तरिक = Vit
Wआन्तरिक = (ir) × it     (ओम के नियम से V = iR)
Wआन्तरिक = i2rt     समी. ③
ऊर्जा संरक्षण के नियम से
Wबाह्य + Wआन्तरिक = W
अब समी. ② व समी. ③ से Wबाह्य तथा Wआन्तरिक के मान रखने पर
Vit + i2rt = W
समी. ① से W का मान रखने पर
Vit + i2rt = Eit
V + it = E
\footnotesize \boxed { V = E - ir }

अब     ir = E – V
r = \large \frac{E-V}{i}
r = \large \frac{E-V}{V/R}     (ओम के नियम से V = iR)
r = R \large ( \frac{E-V}{V} )
\footnotesize \boxed { r = R ( \frac{E}{V}-1 ) }

जहां r – सेल का आंतरिक प्रतिरोध, R – प्रतिरोध, E विद्युत वाहक बल तथा V = टर्मिनल विभवान्तर है।

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Note – जब सेल को चार्ज किया जाता है। तो टर्मिनल विभवान्तर का मान सेल के विद्युत वाहक बल से अधिक हो जाता है। क्योंकि धारा की विपरीत दिशा में प्रवाहित है।
अतः     i = -i रखने पर
\footnotesize \boxed { V = E + ir }

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