Nel mezzo dell'anno accademico, molti scienziati hanno bisogno della formula EMF per vari calcoli. Esperimenti correlati a cella galvanica, hanno anche bisogno di informazioni sulla forza elettromotrice. Ma per i principianti, capire di cosa si tratta non è facile.
Formula per trovare la fem
Innanzitutto, chiariamo la definizione. Cosa significa questa abbreviazione?
La FEM, o forza elettromotrice, è un parametro che caratterizza il lavoro di qualsiasi forza non elettrica operante in circuiti in cui la corrente, sia continua che alternata, è uniforme lungo tutto il circuito. In un circuito percorso da corrente accoppiata, la FEM è equivalente al lavoro compiuto da queste forze per spostare una singola carica positiva lungo l'intero circuito.
La figura seguente mostra la formula della fem.
Ast – indica il lavoro delle forze esterne in joule.
q è la carica trasferita in coulomb.
Forze di terze parti – si tratta di forze che determinano la separazione delle cariche nella sorgente e alla fine formano una differenza di potenziale ai suoi poli.
Per questa forza l'unità di misura è voltNelle formule è designato dalla lettera «E».
Solo quando non c'è corrente nella batteria, la forza elettromotrice sarà uguale alla tensione ai poli.
EMF induzione:
FEM indotta in un circuito avente N giri:
Durante il trasloco:
Forza elettromotrice induzione in un circuito rotante in un campo magnetico ad una velocità io:
Tabella dei valori
Una spiegazione semplice della forza elettromotrice
Immaginiamo che nel nostro villaggio ci sia una torre dell'acqua. È completamente piena d'acqua. Pensiamola come una normale batteria. La torre è la batteria!
Tutta l'acqua eserciterà una forte pressione sul fondo della nostra torre. Ma sarà forte solo quando la struttura sarà completamente riempita di H2O.
In definitiva, meno acqua c'è, minore sarà la pressione e minore sarà la forza del getto. Quando apri il rubinetto, noterai che la portata del getto diminuisce con ogni minuto.
Di conseguenza:
- La tensione è la forza con cui l'acqua preme sul fondo. Cioè, la pressione.
- La tensione zero si trova nella parte inferiore della torre.
Lo stesso vale per la batteria.
Per prima cosa, colleghiamo la fonte di energia al circuito. E poi, di conseguenza, lo chiudiamo. Ad esempio, inseriamo una batteria in una torcia e la accendiamo. Inizialmente, noteremo che il dispositivo si illumina intensamente. Dopo un po', la sua luminosità diminuirà notevolmente. Ciò significa che la forza elettromotrice è diminuita (è fuoriuscita, rispetto all'acqua nella torre).
Prendiamo come esempio una torre idrica, la FEM è la pompa che pompa costantemente acqua nella torre. E l'acqua non finisce mai.
EMF di una cella galvanica - formula
La forza elettromotrice di una batteria può essere calcolata in due modi:
- Eseguire un calcolo utilizzando l'equazione di Nernst. Sarà necessario calcolare i potenziali di ciascun elettrodo incluso nel GE. Quindi calcolare la FEM utilizzando la formula.
- Calcolare la fem utilizzando la formula di Nernst per la reazione di generazione di corrente totale che si verifica durante il funzionamento del GE.
Grazie a queste formule sarà quindi più facile calcolare la forza elettromotrice della batteria.
Dove vengono utilizzati i diversi tipi di campi elettromagnetici?
- La piezoelettricità viene utilizzata per allungare o comprimere i materiali. Viene utilizzata per realizzare generatori a cristalli di quarzo e vari sensori.
- La sostanza chimica è utilizzata in celle galvanichee batterie.
- L'induzione si verifica quando un conduttore attraversa un campo magnetico. Le sue proprietà sono sfruttate nei trasformatori, nei motori elettrici e nei generatori.
- La corrente termoelettrica si forma quando i contatti tra metalli diversi vengono riscaldati. Ha trovato applicazione nelle unità di refrigerazione e nelle termocoppie.
- La fotoelettricità viene utilizzata per produrre fotocellule.
