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Definição de Força Eletromotriz (FEM)

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

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A força eletromotriz ([latex]mathcal{E}[/latex]) é o trabalho realizado por unidade de carga elétrica por uma fonte não elétrica, como uma bateria ou um gerador. Apesar do nome, não se trata de uma força mecânica, mas sim de um potencial elétrico, medido em volts. Ela representa a energia convertida de outra forma (química, mecânica) em energia elétrica à medida que uma carga atravessa a fonte.

A força eletromotriz, ou FEM, é um conceito fundamental em eletromagnetismo que quantifica o processo de conversão de energia dentro de uma fonte. Quando uma carga q se move através de um dispositivo que fornece FEM, o trabalho realizado W sobre a carga é dado por W = Eq. Esse trabalho é realizado por um campo não conservativo, frequentemente chamado de campo impresso Eim, que é distinto do campo eletrostático conservativo gerado por cargas estáticas. A FEM é formalmente definida como a integral de linha desse campo impresso ao longo de um ponto de contato. circuito fechado: [latex]mathcal{E} = oint mathbf{E}_{im} cdot dmathbf{l}[/latex].

Essa distinção é crucial. Um campo eletrostático, descrito pela lei de Coulomb, é conservativo, o que significa que o trabalho que ele realiza sobre uma carga ao longo de qualquer circuito fechado é zero. É por isso que uma configuração simples de cargas estáticas não consegue sustentar uma corrente contínua em um circuito. Uma fonte de força eletromotriz (FEM), no entanto, fornece o "impulso" para impulsionar as cargas contra o gradiente de potencial do campo eletrostático, mantendo uma corrente. Em uma bateria, esse campo impresso surge de processos químicos nos eletrodos. Em um gerador, ele se deve a um campo magnético variável (lei de Faraday) ou ao movimento de um condutor em um campo magnético.EMF de movimentoA força eletromotriz (FEM) representa a diferença de potencial máxima que a fonte pode fornecer quando nenhuma corrente está fluindo, também conhecida como tensão de circuito aberto. Quando a corrente flui, a tensão nos terminais da fonte é tipicamente menor que a FEM devido à resistência interna da própria fonte.

UNESCO Nomenclature: 2205
Eletricidade e Magnetismo

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • A descoberta da "eletricidade animal" por Luigi Galvani
  • Formulação da lei da força eletrostática por Charles-Augustin de Coulomb
  • Compreensão do potencial elétrico e da carga

Aplicações

  • alimentando todos os dispositivos eletrônicos
  • veículos elétricos
  • armazenamento de energia em escala de rede
  • eletrônicos portáteis

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • self-recharging bio-integrated batteries using metabolic processes
  • ambient energy harvesters based on atmospheric charge separation
  • nanogenerators converting cellular mechanical stress into EMF
  • quantum batteries with super-absorption for instantaneous charging
  • thermoelectric fabrics that generate power from body heat
  • piezoelectric roadways generating EMF from traffic vibrations
  • EMF sources powered by microbial fuel cells in wastewater treatment
  • direct energy conversion from gravitational potential changes
Relacionado a: força eletromotriz (fem), tensão, diferença de potencial, trabalho, carga, bateria, gerador.

Contexto histórico

Definição de Força Eletromotriz (FEM)

1757
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1785
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1800
1802

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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