Piller ve üreteçler direnci olan malzemelerden imal edilir. Bundan dolayı pillerin kendilerine özgü dirençleri vardır.  Buna iç direnç denir. İç direnç bir pilin devreye sağladığı potansiyel farkı sınırlar. Bu sebeple piller ve üreteçler saf voltaj (gerilim veya potansiyel fark) kaynakları değildir. Bir pilin veya akümülatör uçları açık iken iki uç arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvvet veya EMK denir. (yani iç direnç potansiyeli çıktıktan sonra)

Uçlar bir alıcı (almaç) ile kapatıldığında eleman içinden ve dış devredeki alıcıdan bir akım dolaşır. Bu akım, elemanın iç direncinden dolayı iç direnç üzerinde bir gerilim düşümü meydana getirir.

OHM Kanuna göre bu gerilim düşümü

U = i x r   dir.

O halde EMK x E = U + i x r veya U ; U= E – i x r   dir.

Bir pilin bitmesi iç direncinin artması demektir. İç direnci artan pil bir devreye bağlandığı zaman devreye yeterli gücü sağlayamayacak duruma gelir. Bitmiş bir pili voltmetreye bağlayalım. Bu durumda pilin uçları arasındaki gerilim ölçtüğümüzde, neredeyse bitmemiş bir pille aynı voltaja sahip olduğunu görürüz.

Bu sebeple bir pilin bitip bitmediğini anlamak için voltmetre yanıltabilir. Fakat bitmiş pil bir devreye bağlanırsa geriliminin düştüğü görülür. Bunun sebebi iç direncin gerilimi düşürmesidir. Bundan dolayı pilin dışarıdaki devreye sağlayabileceği potansiyel fark çok azalır.

Elektromotor Kuvvet ve Gerilim 

EMK kısaca, devre açıkken kaynağın uçları arasındaki potansiyel farka denir.  Herhangi iki noktanın potansiyelleri arasındaki farka gerilim denir.

Örnek: Bir devrede bir alıcının uçları arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvvet denmez. Neden? Çünkü elektromotor kuvvet kaynak uçları arasındaki potansiyel farka denir. Bir alıcının uçları arasındaki potansiyel farka gerilim denir.

Yani üreteç uçlarındaki potansiyel fark;

Elektromotor kuvvet, elektrik yüklerini harekete geçiren kuvvet demektir. Gerçekte de EMK, devrede elektrik akımının doğmasına sebep olan kuvvettir. Fakat bu terimdeki kuvvet doğrudan, bu büyüklüğün fiziksel kuvvet cinsinden bir büyüklük olduğunun anlamı çıkarılmamalıdır. EMK birimi de Volt’ dur.

Çalışan bir devrede kaynağın uçlarına bağlanan bir voltmetre, kaynağın elektromotor kuvvet’ ini değil, gerilimini ölçer. Bir kaynağın boşta ve yüklü iken gerilimleri farklıdır. Çünkü, kaynak devreye akım verirken enerjinin bir kısmının kaynakta harcanması sonucudur.

 

Birinci şekilde devre açık olduğu için kaynağın (pilin) elektromotor kuvveti ölçülebilir. İkinci şekilde ise kaynağın elektromotor kuvvet (EMK)’i ölçülemez. Çünkü elektromotor kuvvetin bir kısmı pilin içindeki kimyasal tepkimeler için harcanmaktadır. Bundan dolayı voltmetre kaynağın gerilimini gösterir. Buna göre çalışan bir devrede, EMK ile gerilim için aşağıdaki eşitlik yazılabilir.

Elektromotor kuvvet (EMK) = kaynakta düşen gerilim + kaynak uçlarındaki gerilim