Co to jest siła elektromotoryczna?

Siła elektromotoryczna (EMF) to różnica napięcia między zaciskami akumulatora, generatora, termopary lub innego urządzenia elektrycznego. Jest zwykle definiowany jako energia potencjalna elektryczna, która umożliwia przepływ prądu z jednego końca obwodu do drugiego. Różnice ładunków powstają zwykle, gdy cząstki zwane elektronami zbierają się na jednym końcu, a na drugim końcu jest ich mniej. Amperatory, napięcie i rezystancja wewnętrzna są obliczane matematycznie w celu określenia siły elektromotorycznej, która jest na ogół mniejsza niż całkowite napięcie systemu.

Ogniwa voltaiczne często mają wyraźne siły elektromotoryczne. Są one generalnie wywoływane przez reakcje chemiczne, w których spotykają się powierzchnia elektrody i substancji elektrolitycznej. Indukowana siła elektromotoryczna jest powszechnie stosowana w obiektach wytwarzających energię i często jest osiągana przy użyciu cewki lub przewodu. Pola magnetyczne i kształt obwodu elektrycznego również wpływają na indukcję, która może być statyczna, jeśli pole magnetyczne się nie zmienia, lub dynamiczna, jeśli zmienia się pole wokół przewodnika.

Ogniwa elektryczne wykonane z niklu-kadmu, wodorku niklu i metalu, ołowiu-kwasu, a także jonu litowo-jonowego mogą wytwarzać siłę elektromotoryczną. Koncepcja została nazwana przez Alessandro Volta, wynalazcę baterii. Chociaż po raz pierwszy odnosiło się do siły potrzebnej do oddzielenia różnych ładunków, siła elektromotoryczna została zmieniona, aby scharakteryzować siłę pola elektrycznego w latach 60. XIX wieku. Zwykle jest generowany przez baterie, w oparciu o umieszczenie przeciwnie naładowanych metalowych części w urządzeniach.

Termopara zazwyczaj ma metalowe elementy w kształcie litery V, które po podgrzaniu wytwarzają pole elektromagnetyczne. Podgrzewacze wody i kominki często działają w ten sposób, podczas gdy generatory wykorzystują to, zwijając drut wokół magnesu. Mogą działać siły chemiczne i magnetyczne, a także wpływy mechaniczne i grawitacyjne. Indukcja za pomocą wirników w budynku energetycznym wpływa na siłę elektromotoryczną, podczas gdy elementy grzewcze i chłodzące urządzenia termoelektrycznego wytwarzają różnicę temperatur, która również wpływa na EMF.

Siła elektromotoryczna źródła zasilania jest często określana przez siłę środków zewnętrznych, w oparciu o ich jednostkę ładunku. Można to ostatecznie określić na podstawie tego, w jaki sposób uzyskuje się ładunek elektryczny wokół całego obwodu, w oparciu o wykorzystanie jednego źródła. W XXI wieku technologie takie jak nanomagnesy są łączone z siłą elektromotoryczną w badaniach. Może to prowadzić do bardzo czułych czujników magnetycznych, a także nowych odmian baterii opartych na technologii magnetycznej i kwantowej.