Force électromotrice

Qu'est-ce que la force électromotive?

La force électromotrice (F.et.m.) est l'agent chargé de maintenir les charges électriques en mouvement dans un circuit électrique. La quantité de F.et.m. d'une source représente l'énergie par unité de chargement qu'elle peut fournir.

Les batteries et les générateurs sont des sources de force électromotrice dont la fonction dans un circuit électrique est analogue à laquelle une pompe à eau fonctionne pour maintenir l'écoulement dans un tuyau de circuit fermé.

Une source de tension ou de tension, comme on l'appelle également la source de Femelle, Convertit l'énergie chimique, l'énergie électromagnétique ou l'énergie mécanique en courant électrique, c'est-à-dire qu'il fournit de l'énergie cinétique aux électrons de conduction d'un circuit électrique qui relie ses deux bornes ou poteaux.

Une batterie de voiture est une source de force électromotive. Source: Pixabay.

L'unité dans le Système international (SI) de mesures pour force électromotrice c'est lui volt, abrégé V et équivalent à 1 Joule /coulomb, Ainsi, en réalité, ce n'est pas une force dans le sens habituel de la physique et son unité de mesure ne correspond pas à celle de la force, qui est mesurée Newtons En unités OUAIS.

Différence entre tension et FEM

Une batterie avec un Femelle de 3 volts, faire un travail de 3 Joule À propos de chacun Coulomb de charge (positive) qui passe du négatif au terminal positif à l'intérieur du tas.

Parce que les charges à l'intérieur d'une source de tension vont à l'encontre du contre-courant, un Femelle Il n'est pas égal à une différence de potentiel, car dans ce dernier cas, les charges (positives) se déplaceraient de la région du plus grand potentiel au moindre potentiel.

Le nom de force électromotrice Il a été inventé par Alessandro Volta, L'inventeur de la batterie, au début du 19e siècle, lorsque la distinction entre une force et l'énergie qu'elle est capable de produire était encore claire.

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En expliquant sa découverte, Volta a fait allusion à la force qui maintient les charges électriques à l'intérieur de la pile, l'appelant force électromotrice, Nom qui dure jusqu'à présent.

Mesure FEM

Dans un circuit résistif simple de courant direct, la batterie est la source du force électromotrice soit Femelle.

Quantitativement, le Femelle mesure l'énergie par unité de charge fournie par la batterie. Indiquant la force électromotive comme ε, C'est le quotient entre le travail ΔW Fait pour transporter une petite charge ΔQ, De la piste ou de la borne de batterie positive, à la borne négative à travers le circuit externe:

Dans une pile, cette œuvre est générée dans les réactions chimiques à l'intérieur, dont la conséquence est la séparation des charges entre ses électrodes, maintenant une tension constante créée par un champ électrique non conservateur.

Symbole FEM

Le symbole utilisé pour Femelle Dans un circuit, il se compose généralement de deux lignes parallèles inégales qui indiquent la polarité. La longue ligne est le pôle positif et le négatif le coupe.

Bien qu'il s'agisse presque toujours d'électrons négatifs, par convention, les porteurs de charge sont supposés positifs, c'est pourquoi le courant est dessiné en laissant le poteau source.

Sources de force électromotrice idéales et réelles

Les sources de Femelle Ils sont classés selon plusieurs critères, par exemple, il y a des idéaux et non des idéaux.

Source idéale

Ongle Fontaine L'idéal est celui qui maintient une tension constante entre les bornes, avant tout courant qui est demandé. Par conséquent, la Femelle L'idéal ne présente pas de résistance interne au mouvement des charges à l'intérieur.

Vraie source

Une vraie source a une certaine opposition au mouvement des charges, manifestée par une petite résistance interne. Lorsque vous effectuez les calculs dans un circuit, il est nécessaire de prendre en compte la valeur de ladite résistance, ainsi que celle des résistances externes et d'autres éléments présents.

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Donc, lorsque les terminaux du Femelle Ils sont déconnectés, la valeur de la tension entre celles-ci est égale à la valeur nominale du Femelle. Si par exemple c'est une batterie de 9 V, ce sera la valeur qu'un voltmètre lit. Mais en le connectant à un circuit qui se nourrit également d'une résistance externe, un certain courant circulera qui diminue la tension entre les bornes de la Femelle, en un montant qui dépend de la résistance au courant et interne.

Être V_{UN B} la tension entre les bornes du Femelle, r la résistance interne du même e Toi Le courant qui circule à travers le circuit. Lors de l'application de la loi d'Ohm, il est obtenu:

V_{UN B} = ε - i ∙ r

Exemples

Voici des exemples de Femelle Bien connu, dans lequel divers principes sont utilisés pour produire de l'électricité: réactions chimiques, induction électromagnétique, ondes électromagnétiques et différences de température.

Batteries

Ils incluent tous les types de batteries et d'accumulateurs, qui transforment l'énergie chimique en électricité, par des réactions entre les composés à l'intérieur. Il y a du nickel, du nickel en combinaison avec d'autres éléments, du zinc-carbone, du lithium et de l'hydroxyde de potassium à base alcaline, entre autres substances.

Les accumulateurs d'automobile, généralement des actes de plomb et d'acide, peuvent être chargés et téléchargés par électrolyse. Les batteries sèches communes, en revanche, ne sont pas rechargeables.

Générateurs électriques

Mouvement de l'énergie dans l'énergie électrique, à travers le travail combiné d'un élément rotatif appelé rotor, et un autre statique, connu sous le nom stator.

Selon leur conception, les générateurs électriques produisent un courant alternatif (alternateur) ou un courant direct (dinamos).

L'origine du Femelle Dans les générateurs électriques, il se trouve dans le phénomène de l'induction électromagnétique, qui consiste en l'action d'un champ magnétique sur les charges électriques mobiles. Dans ce processus, une tension induite est générée, sans avoir besoin de réactions chimiques.

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Les cellules solaires

Comme son nom l'indique, le Femelle D'une cellule solaire provient de la lumière du soleil, bien qu'ils puissent également transmettre à partir d'un autre type de lumière incidente.

L'élément constitutif des cellules solaires est le silicium, obtenu à partir de la purification du sable. Avec cela, des tranches minces d'un matériau semi-conducteur sont fabriquées, dans lesquelles les électrons ont tendance à s'accumuler sur la surface illuminée, créant ainsi une séparation des charges et le champ électrique qui en résulte entre eux.

Ils sont fréquemment utilisés dans l'éclairage de rue, ainsi que pour les travaux d'irrigation dans les zones rurales et dans la nourriture des équipements de télécommunications.

Dispositifs thermoélectriques

Faire des différences d'électricité en énergie électrique à travers un thermocoup, qui se compose de deux conducteurs unis à travers une soudure.

Si deux points d'un conducteur sont à des températures différentes, un force électromotrice entre eux. Ce phénomène est connu sous le nom Effet Seebeck, Bien qu'il ait été découvert par Alessandro Volta, le créateur de la pile électrique.

Cellules de combustion

Ils fonctionnent similaires à ceux d'une batterie commune, mais avec la différence que les réactifs à l'intérieur sont fournis à partir d'une source externe. Le principe chimique généré par l'énergie est la combustion, pour laquelle une variété de composés sont utilisés, notamment le méthanol, l'hydrogène, le charbon et plus.

Éoliennes

Ces appareils convertissent l'énergie éolienne en électricité, à travers trois lames rotatives, similaires à un éolien ou à un ventilateur. Le mouvement de changement de virage agit une turbine attachée à un générateur électrique à l'aide d'un axe.

Le coeur

Le cœur est un muscle qui contient des cellules capables d'origine et de transmettre des impulsions électriques, tout comme un Femelle.