Forta electromotoare

Forța electromotivă , sau emf, este raportul dintre munca efectuată de un generator electric pentru a muta sarcinile (convențional pozitive) de la polul potențial scăzut la polul potențial superior și unitatea de încărcare deplasată ^[1] .

Această mărime fizică corespunde diferenței maxime de potențial între un generator electric deconectat de la circuitul electric .

CEM diferă de o diferență de potențial , deoarece este întotdeauna mai mare decât diferența de potențial utilă prezentă atunci când generatorul este conectat la circuitul electric , deoarece rezistența internă a generatorului reduce această tensiune. ^[2]

Utilizarea cuvântului forță are o semnificație diferită de cea general acceptată astăzi, adică de forță în sens mecanic; totuși, încă găsește aplicație, de exemplu, pentru a exprima diferența maximă de potențial pe care o produce un generator de tensiune între polii săi sau diferența de potențial între electrozii unei celule electrochimice . În special, în cazul unei celule galvanice , forța electromotivă corespunde diferenței de potențial care se stabilește la bornele celulei într-un circuit deschis (adică în absența circulației curentului, adică la echilibru). ^[3]

fundal

În 1800 , după un dezacord profesional asupra răspunsului galvanic susținut de Luigi Galvani , Alessandro Volta a dezvoltat nota stivă voltaice, precursor al bateriei, care produce o tensiune constantă la bornele sale. În studiile sale, Volta a folosit pentru prima dată conceptul de „ tensiune electrică ” alături de conceptele de „capacitate” și „cantitate” pentru a explica proprietățile intensive ale energiei electrice.

Descriere

Fem de un generator

În interiorul unui generator electric există procese care transportă sarcinile pozitive către polul pozitiv și sarcinile negative către cel negativ. Aceste procese se opun repulsiei dintre sarcinile electrice ale aceluiași semn . Ele pot fi electrochimice , electromagnetice , termoelectrice , fotoelectrice , piezoelectrice și așa mai departe.

Lucrarea L necesară pentru a transporta sarcinile către polii respectivi este direct proporțională cu cantitatea de sarcină q ; forța electromotivă E este definită ca cantitatea de muncă efectuată pe unitate de încărcare, conform formulei:

E={\frac {\mathrm {d} L}{\mathrm {d} q}}

{\ displaystyle E = {\ frac {\ mathrm {d} L} {\ mathrm {d} q}}}

{\ displaystyle E = {\ frac {\ mathrm {d} L} {\ mathrm {d} q}}}

.

Unitatea SI de măsură a forței electromotoare este voltul , același utilizat pentru măsurarea potențialului și tensiunii ; unitatea de măsură CGS este statvoltul . În formule, forța electromotivă este uneori indicată cu literele f , e , E sau V.

Într-un circuit închis, diferența de potențial Δ V măsurată la polii unui generator real este întotdeauna puțin mai mică decât forța electromotivă a generatorului datorită rezistenței sale interne r _i :

\Delta V=E-ir_{i}

{\ displaystyle \ Delta V = E-ir_ {i}}

{\ displaystyle \ Delta V = E-ir_ {i}}

.

Fem indusă

Forța electromotivă indusă într-un circuit închis este egală cu opusul variației fluxului magnetic Φ _B care trece prin el într-o unitate de timp , așa cum este stabilit de legea Faraday-Neumann-Lenz în notația Newton :

E_{B}=-{\dot {\Phi }}_{B}

{\ displaystyle E_ {B} = - {\ dot {\ Phi}} _ {B}}

{\ displaystyle E_ {B} = - {\ dot {\ Phi}} _ {B}}

.

Și pentru definirea inductanței electrice $\Phi _{B}=LI$ ${\ displaystyle \ Phi _ {B} = LI}$ ${\ displaystyle \ Phi _ {B} = LI}$ ,

E_{B}=-d(LI)/dt

{\ displaystyle E_ {B} = - d (LI) / dt}

{\ displaystyle E_ {B} = - d (LI) / dt}

.

Semnul - se datorează faptului că forța electromotivă indusă se opune variației fluxului magnetic care l-a generat în virtutea legii lui Lenz .

În cazul în care variația fluxului se datorează unei modificări mecanice a sistemului, cum ar fi reducerea zonei unei bucle, aceasta se numește forță cinetică electromotivă.

Notă

^ Resnick, Robert., Walker, Jearl. și Pezzi, Giovanni., Electromagnetism , Zanichelli, 2001, ISBN 9788808036292 ,OCLC 860476300 .
^ AA.VV., 17 Curent electric , în TOTUL - Fizică , ediția 2012, De Agostini, 31 / Oct / 2012, p. 185, ISBN 978-88-418-6936-9 . Adus la 28 august 2013 .
^ IUPAC Gold Book .

Bibliografie

Tipler, Paul (1998). Fizica pentru oamenii de știință și ingineri: Vol. 2: Electricitate și magnetism, lumină (ediția a IV-a). WH Freeman. ISBN 1-57259-492-6
Serway, Raymond; Jewett, John (2003). Fizică pentru oamenii de știință și ingineri (ediția a VI-a). Brooks Cole. ISBN 0-534-40842-7
Saslow, Wayne M. (2002). Electricitate, magnetism și lumină. Thomson Learning. ISBN 0-12-619455-6 . A se vedea capitolul 8 și în special pp. 255–259 pentru coeficienții de potențial.
( RO ) M. McNaught, A. Wilkinson, IUPAC. Compendium of Chemical Terminology („Gold Book”) , ediția a II-a, Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI : 10.1351 / goldbook.E01974 , ISBN 0-9678550-9-8 .
Resnick, Robert., Walker, Jearl. și Pezzi, Giovanni., Electromagnetism , Zanichelli, 2001, ISBN 9788808036292 ,OCLC 860476300

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Forța electromotivă , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	LCCN (EN) sh85042193 · GND (DE) 4151853-6 · NDL (EN, JA) 00.561.303

Portalul de electrochimie

Portalul Electromagnetismului

[1] Resnick, Robert., Walker, Jearl. și Pezzi, Giovanni., Electromagnetism , Zanichelli, 2001, ISBN 9788808036292 ,OCLC 860476300 .

[2] AA.VV., 17 Curent electric , în TOTUL - Fizică , ediția 2012, De Agostini, 31 / Oct / 2012, p. 185, ISBN 978-88-418-6936-9 . Adus la 28 august 2013 .

[3] IUPAC Gold Book .

[1]

[2]

[3]