A mitjans del curs acadèmic, molts científics necessiten la fórmula de la força electromagnètica (CEM) per a diversos càlculs. Experiments relacionats amb cèl·lula galvànica, també necessito informació sobre la força electromotriu. Però per a principiants, entendre què és no és fàcil.
Fórmula per trobar la força electromotriu
Primer, aclarim la definició. Què significa aquesta abreviatura?
La força electromotriu o FEM és un paràmetre que caracteritza el treball de qualsevol força no elèctrica que opera en circuits on el corrent, tant continu com altern, és uniforme a tot el circuit. En un circuit acoblat que porta corrent, la FEM és equivalent al treball realitzat per aquestes forces per moure una sola càrrega positiva al llarg de tot el circuit.
La figura següent mostra la fórmula de la força electromotriu.
Ast – significa el treball de forces externes en joules.
q és la càrrega transferida en coulombs.
Forces de tercers – aquestes són forces que realitzen la separació de càrrega a la font i finalment formen una diferència de potencial als seus pols.
Per a aquesta força, la unitat de mesura és voltEs designa en fórmules amb la lletra «E».
Només quan no hi ha corrent a la bateria, la força electromotriu serà igual al voltatge als pols.
EMF d'inducció:
EMF induïda en un circuit que té N torns:
Quan es mou:
força electromotriu inducció en un circuit que gira en un camp magnètic a una velocitat w:
Taula de valors
Una explicació senzilla de la força electromotriu
Imaginem que hi ha una torre d'aigua al nostre poble. Està completament plena d'aigua. Pensem-hi com una bateria normal. La torre és la bateria!
Tota l'aigua exercirà una forta pressió sobre la part inferior de la nostra torre. Però només serà forta quan l'estructura estigui completament plena d'H₂2O.
En definitiva, com menys aigua hi hagi, més feble serà la pressió i menys força tindrà el raig. Quan obris l'aixeta, notaràs que l'abast del raig disminuirà amb cada minut.
Com a resultat d'això:
- La tensió és la força amb què l'aigua pressiona el fons. És a dir, la pressió.
- El voltatge zero és la part inferior de la torre.
És el mateix amb la bateria.
Primer, connectem la font d'energia al circuit. I després, en conseqüència, el tanquem. Per exemple, inserim una pila a una llanterna i l'encenem. Inicialment, notarem que el dispositiu brilla intensament. Al cap d'una estona, la seva brillantor disminuirà notablement. És a dir, la força electromotriu ha disminuït (s'ha filtrat, en comparació amb l'aigua de la torre).
Si prenem com a exemple una torre d'aigua, la EMF és la bomba que bombeja constantment aigua a la torre. I l'aigua mai s'acaba.
Fórmula de la força electromotriu (EMF) d'una cel·la galvànica
La força electromotriu d'una bateria es pot calcular de dues maneres:
- Feu un càlcul utilitzant l'equació de Nernst. Haureu de calcular els potencials d'elèctrode de cada elèctrode inclòs al GE. A continuació, calculeu la força electromotriu (EMF) utilitzant la fórmula.
- Calculeu la força electromotriu (EMF) utilitzant la fórmula de Nernst per a la reacció total que genera corrent que es produeix durant el funcionament del GE.
Així, armats amb aquestes fórmules, serà més fàcil calcular la força electromotriu de la bateria.
On s'utilitzen els diferents tipus de camps electromagnètics?
- La piezoelectricitat s'utilitza per estirar o comprimir materials. S'utilitza per fabricar generadors de cristall de quars i diversos sensors.
- El producte químic s'utilitza en cèl·lules galvàniquesi bateries.
- La inducció es produeix quan un conductor creua un camp magnètic. Les seves propietats s'utilitzen en transformadors, motors elèctrics i generadors.
- El corrent termoelèctric es forma quan s'escalfen els contactes entre metalls diferents. Ha trobat aplicació en unitats de refrigeració i termoparells.
- La fotoelectricitat s'utilitza per produir fotocèl·lules.
