Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» 起電力(EMF)の定義

起電力(EMF)の定義

1800
  • Alessandro Volta
Alessandro Volta's laboratory demonstrating electromotive force with early electrical apparatus.

(画像はイメージです)

起電力([latex]mathcal{E}[/latex])とは、電池や発電機などの非電気源が単位電荷あたりに行う仕事のことです。その名称とは裏腹に、起電力は機械的な力ではなく、ボルトで測定される電位です。起電力は、電荷が電源を通過する際に、別の形態(化学エネルギー、機械エネルギーなど)のエネルギーが電気エネルギーに変換される様子を表します。

Electromotive force, or EMF, is a fundamental concept in electromagnetism that quantifies the energy conversion process within a source. When a charge [latex]q[/latex] moves through a device that provides EMF, the work done [latex]W[/latex] on the charge is given by [latex]W = \mathcal{E}q[/latex]. This work is performed by a non-conservative field, often called an impressed field [latex]\mathbf{E}_{im}[/latex], which is distinct from the conservative electrostatic field generated by static charges. The EMF is formally defined as the line integral of this impressed field around a closed loop: [latex]\mathcal{E} = \oint \mathbf{E}_{im} \cdot d\mathbf{l}[/latex].

This distinction is crucial. An electrostatic field, described by Coulomb’s law, is conservative, meaning the work it does on a charge around any closed loop is zero. This is why a simple configuration of static charges cannot sustain a continuous current in a circuit. An EMF source, however, provides the “push” to drive charges against the electrostatic field’s potential gradient, maintaining a current. In a battery, this impressed field arises from chemical processes at the electrodes. In a generator, it’s due to a changing magnetic field (Faraday’s law) or the motion of a conductor in a magnetic field (motional EMF). The EMF represents the maximum potential difference the source can provide when no current is flowing, also known as the open-circuit voltage. When current flows, the terminal voltage across the source is typically lower than the EMF due to internal resistance within the source itself.

UNESCO Nomenclature: 2205
電気と磁気

タイプ

抽象システム

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ルイージ・ガルヴァーニによる「動物電気」の発見
  • シャルル=オーギュスタン・ド・クーロンによる静電気力の法則の定式化
  • 電位と電荷の理解

アプリケーション

  • あらゆる電子機器に電力を供給する
  • 電気自動車
  • グリッド規模のエネルギー貯蔵
  • 携帯電子機器

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。

関連キーワード:起電力、電圧、電位差、仕事、電荷、電池、発電機。

歴史的背景

起電力(EMF)の定義

1757
1788
1800
1800
1800
1800
1801
1750
1785
1788
1800
1800
1800
1800
1802

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。