Qu'est-ce que la force électromotrice?
La force électromotrice (FEM) est la différence de tension entre les bornes d'une batterie, d'un générateur, d'un thermocouple ou d'un autre appareil électrique. Il est généralement défini comme une énergie potentielle électrique, ce qui permet au courant de passer d’une extrémité du circuit à l’autre. Les différences de charge sont généralement créées lorsque des particules appelées électrons se rassemblent à un terminal et qu’il y en a moins à l’autre bout. Les ampères, la tension et la résistance interne sont calculés mathématiquement pour déterminer la force électromotrice, qui est généralement inférieure à la tension totale du système.
Les cellules voltaïques ont souvent des forces électromotrices distinctes. Celles-ci sont généralement déclenchées par des réactions chimiques où la surface d'une électrode et une substance électrolytique se rencontrent. La force électromotrice induite est couramment utilisée dans les installations de production d'énergie et est souvent réalisée à l'aide d'une bobine ou d'un conducteur. Les champs magnétiques et la forme du circuit électrique affectent également l'induction, qui peut être statique si le champ magnétique ne change pas ou dynamique si le champ autour du conducteur change.
Les cellules électriques constituées de nickel-cadmium, d'hydrure métallique de nickel, d'acide au plomb et d'ions lithium peuvent produire une force électromotrice. Le concept a été nommé par Alessandro Volta, l'inventeur de la batterie. Alors qu’il faisait d’abord référence à la force nécessaire pour séparer différentes charges, la force électromotrice a été révisée pour caractériser la force d’un champ électrique dans les années 1860. Il est généralement généré par des batteries, en fonction du placement de pièces métalliques de charge opposée dans les appareils.
Un thermocouple a généralement des composants métalliques en forme de V qui produisent une FEM lorsqu’ils sont chauffés. Les chauffe-eau et les cheminées fonctionnent souvent de cette façon, alors que les générateurs s'en servent en enroulant un fil autour d'un aimant. Les forces chimiques et magnétiques peuvent avoir un effet, ainsi que des influences mécaniques et gravitationnelles. L'induction au moyen de rotors dans un bâtiment électrique affecte la force électromotrice, tandis que les éléments de chauffage et de refroidissement d'un dispositif thermoélectrique créent une différence de température qui a également une incidence sur les champs électromagnétiques.
La force électromotrice d’une source d’énergie est souvent déterminée par la force des mesures externes, en fonction de leur unité de charge. Cela peut finalement être défini par la manière dont cela génère une charge électrique dans tout le circuit, basé sur l'utilisation d'une source. Au 21ème siècle, la technologie telle que les nanomagnétiques est combinée à la force électromotrice dans la recherche. Cela pourrait conduire à des capteurs magnétiques extrêmement sensibles, ainsi qu’à de nouvelles variétés de piles basées sur la technologie magnétique et quantique.