起電力

定義

起電力とは、電源が回路内の電荷を動かすために与えるエネルギーの大きさを表す量である。言いかえると、単位電荷あたりに電源がする仕事の大きさである。

イメージ

電池をつなぐと電流が流れるのは、電池が電荷を「押し出す力のもと」を持っているためである。このとき、電池の内部では化学反応などによって電荷が低い電位から高い電位へ運ばれる。この働きの強さが起電力である。

つまり、回路全体で電荷を一周させるための「エネルギーの供給源」と考えるとよい。

数式

起電力は、単位電荷あたりのエネルギーとして次のように表される。

\[E = \frac{W}{q}\]

ここで、\(E\) は起電力（V）、\(W\) は電源がした仕事（J）、\(q\) は電荷（C）である。

また、理想的な電源では、起電力は回路の電圧と一致する。

\[V = E\]

ポイント

• 起電力は「力」ではなく、単位電荷あたりのエネルギーを表す量である
• 電池内部では電荷は低電位から高電位へ運ばれる（外部とは逆向き）
• 内部抵抗がある場合、端子電圧は起電力より小さくなる