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法律研究電動勢 (EMF) 的來源
電動勢 (EMF) 的概念
電源的電動勢 (EMF) 是電源賦予每個庫侖電荷能量的量度。電動勢以伏特 (V) 為單位。
乍一看，EMF 這個名稱暗示它是一種導致電流流動的力，但這並不正確，因為它不是力，而是由某種能量源（如電池）提供給電荷的能量。電動勢維持電位差，而電位差導致電流流動。
電動勢和電位差的區別
如我們所知，電池的電動勢是電池賦予每個庫侖電荷的總能量。因此，在圖中，如果電池為每個庫侖電荷提供 4 焦耳的能量，那麼它的電動勢為 4 伏特。這是由於化學作用，電池賦予每個庫侖的能量。
兩點（例如 A 和 B）之間的電位差，是衡量 1 庫侖電荷從 A 移動到 B 所使用的能量。因此，如果 A 和 B 兩點之間的電位差為 2 伏特，則表示每個庫侖電荷在從 A 移動到 B 的過程中將釋放 2 焦耳的能量。因此，任意兩點之間的電位差是 1 庫侖電荷從一點移動到另一點所使用的能量。
當每個庫侖電荷從電池的正極到負極穿過電阻時，它將大部分能量釋放給電阻，剩餘的能量釋放給連線線。當它到達負極時，它已經失去了電池提供的全部能量。現在，電池為每個庫侖電荷提供新的能量，使其再次開始旅程。
因此，電動勢維持電位差，而電位差導致電流流動。
電動勢 (EMF) 的來源
電動勢源可以被認為是一種電荷泵，它將電荷從高電荷密度點移動到低電荷密度點。電動勢源對電荷做功 (dW) 以將其移動到低電荷密度區域。因此，電源的電動勢也可以定義為單位電荷所做的功，即
$$E=\frac{dW}{dq}$$
電動勢的化學來源
電池將化學能轉化為電能。通常，電池由兩個電極（正極和負極）和一個電解質溶液組成。分子中的原子透過化學鍵結合在一起。當具有較高能量的分子聚集在一起時，會發生自發的化學反應，重新排列鍵合併降低系統的能量。在電池中，發生氧化還原反應，其中在一個導電電極上發生電子獲得（即還原），而在另一個電極上發生電子損失（即氧化）。只有當電子透過外部電路在電極之間移動時，才能發生整體的自發反應。釋放出的電能是化學反應損失的自由能。
電磁感應
電磁感應是由變化的磁場產生電場。當穿過導體或線圈的磁通量發生變化時，就會在其內部感應出電動勢。根據引起磁通量變化的方式，電動勢分為兩種型別：
導體靜止，磁場變化（如變壓器）。以這種方式感應出的電動勢稱為**靜電感應電動勢**。之所以這樣稱呼，是因為它是感應在靜止的導體中的電動勢。
當導體在靜止磁場中（如發電機）以某種方式運動，從而改變穿過它的磁通量時。以這種方式感應出的電動勢稱為**動態感應電動勢**。
太陽能電池
太陽能或**光伏 (PV)** 電池將陽光轉化為電能。太陽能電池由光敏半導體材料製成。太陽能電池的工作原理基於光伏效應，即足夠能量的光照射到半導體材料的表面，在半導體中產生可移動的電子-空穴對。
由於預先存在的電場，電荷分離發生，該電場由 pn 結中兩種不同材料之間的接觸電位產生的內建電位產生。負電子和正空穴之間的電荷分離穿過 pn 結在太陽能電池的端子上產生直流電壓（稱為光電壓）。這種光電壓可以驅動電流流過連線在端子上的負載。光電壓也稱為**光電動勢**。
接觸電位
當兩種不同的金屬接觸時，熱力學平衡需要其中一種金屬的電勢高於另一種金屬。這稱為接觸電位或接觸電動勢。熱電偶產生的電動勢是接觸電動勢，即當兩種不同的金屬連線在一起並且金屬的溫度存在差異時，在熱端和冷端之間會產生直流電壓。
壓電效應
壓電物質是在施加機械壓力時會產生電動勢的物質。石英晶體是壓電效應的一個例子。壓電點火器是壓電效應的常見應用。
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