Funcionamiento y significado de la fuerza electromotriz

La fuerza electromotriz (EMF) es la diferencia de voltaje entre los terminales de una batería, generador, termopar u otro dispositivo eléctrico. Por lo general, se define como energía potencial eléctrica, que permite que la corriente pase de un extremo de un circuito a otro. Las diferencias de carga generalmente se crean cuando las partículas llamadas electrones se acumulan en un terminal y hay menos en el otro extremo. Los amperios, el voltaje y la resistencia interna se calculan matemáticamente para determinar la fuerza electromotriz, que generalmente es menor que el voltaje total del sistema.

Los termopares generan voltaje que es proporcional al calor que están midiendo o monitoreando.

Las células voltaicas a menudo tienen distintas fuerzas electromotrices. Estos generalmente se desencadenan por reacciones químicas donde se encuentran la superficie de un electrodo y una sustancia electrolítica. La fuerza electromotriz inducida se usa comúnmente en las instalaciones de generación de energía y, a menudo, se logra mediante el uso de una bobina o un conductor. Los campos magnéticos y la forma del circuito eléctrico también afectan la inducción, que puede ser estática, si el campo magnético no cambia, o dinámica si cambia el campo alrededor de un conductor.

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Las celdas eléctricas hechas de níquel-cadmio, níquel-hidruro metálico, plomo-ácido e iones de litio pueden producir una fuerza electromotriz. El concepto fue nombrado por Alessandro Volta, el inventor de la batería. Si bien primero se refirió a la fuerza necesaria para separar diferentes cargas, la fuerza electromotriz se revisó para caracterizar la fuerza de un campo eléctrico en la década de 1860. Por lo general, se genera mediante baterías, según la ubicación de partes metálicas cargadas de manera opuesta dentro de los dispositivos.

Un termopar generalmente tiene componentes metálicos en forma de V que producen un EMF cuando se calienta. Los calentadores de agua y las chimeneas a menudo funcionan de esta manera, mientras que los generadores lo utilizan enrollando un cable alrededor de un imán. Las fuerzas químicas y magnéticas pueden tener un efecto, así como las influencias mecánicas y gravitacionales. La inducción por medio de rotores en un edificio de energía afecta la fuerza electromotriz, mientras que los elementos de calentamiento y enfriamiento de un dispositivo termoeléctrico crean una diferencia de temperatura que también impacta los EMF.

La fuerza electromotriz de una fuente de energía a menudo está determinada por la fuerza de las medidas externas, basadas en su unidad de carga. En última instancia, se puede definir por la forma en que recibe una carga eléctrica alrededor del circuito completo, en función del uso de una fuente. En el siglo XXI, la tecnología como los nanoimanes se está combinando con la fuerza electromotriz en la investigación. Esto podría conducir a sensores magnéticos que son altamente sensibles, así como a nuevas variedades de baterías basadas en tecnología cuántica y magnética.

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