Forza elettromotrice

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

La forza elettromotrice, comunemente abbreviata in f.e.m., è la differenza di potenziale massima ai capi di un generatore elettrico sconnesso dal circuito elettrico.
La f.e.m. pur definendo una differenza di potenziale, si differenzia da questa, in quanto è sempre maggiore alla differenza di potenziale utile e quindi quando il generatore viene connesso al circuito elettrico, in quanto la resistenza interna del generatore riduce questa tensione.[1]

La definizione è piuttosto antiquata, come è prova l'uso della parola forza con significato differente da quello oggi generalmente accettato di forza in senso meccanico; essa tuttavia trova ancora applicazione, ad esempio, per esprimere la massima differenza di potenziale che un generatore di tensione produce fra i suoi poli o la differenza di potenziale fra gli elettrodi di una cella elettrochimica. In particolare, nel caso di una cella galvanica, la forza elettromotrice corrisponde alla differenza di potenziale che si instaura in corrispondenza dei morsetti della cella a circuito aperto (cioè in assenza di circolazione di corrente, ovvero all'equilibrio).[2]

Cenni storici[modifica | modifica sorgente]

Nel 1800, dopo un disaccordo professionale sulla risposta galvanica sostenuta da Luigi Galvani, Alessandro Volta sviluppò la nota pila voltaica, precursore della batteria, che produce una tensione costante ai suoi capi. Nei suoi studi Volta accanto ai concetti di "capacità" e di "quantità" usò per la prima volta il concetto di "tensione elettrica" per rendere conto delle proprietà intensive dell'elettricità.

f.e.m. di un generatore[modifica | modifica sorgente]

All'interno di un generatore elettrico si verificano processi che trasportano le cariche positive verso il polo positivo e le cariche negative verso quello negativo. Questi processi si oppongono alla repulsione fra cariche elettriche dello stesso segno. Essi possono essere di natura elettrochimica, elettromagnetica, termoelettrica, fotoelettrica, piezoelettrica, ecc.

Il lavoro L necessario al trasporto delle cariche verso i rispettivi poli è direttamente proporzionale alla quantità di carica q; la forza elettromotrice E è definita come quantità di lavoro compiuto per unità di carica, secondo la formula:

E = \frac{\mathrm{d}L}{\mathrm{d} q}.

L'unità di misura SI della forza elettromotrice è il volt, la stessa che si impiega per misurare il potenziale e la tensione; l'unità di misura CGS è lo statvolt. Nelle formule, la forza elettromotrice viene indicata talora con le lettere f, e, E o V.

In un circuito chiuso, la differenza di potenziale ΔV misurata ai poli di un generatore reale risulta sempre leggermente inferiore alla forza elettromotrice del generatore per effetto della resistenza interna ri dello stesso:

\Delta V = E - i r_i.

f.e.m. indotta[modifica | modifica sorgente]

Il segno - è dovuto al fatto che la forza elettromotrice indotta si oppone alla variazione del flusso magnetico in virtù della legge di Lenz.

Nel caso in cui la variazione del flusso sia dovuta a una modifica meccanica del sistema, come ad esempio la riduzione dell'area di una spira, si parla di forza elettromotrice cinetica.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (IT) AA.VV., 17 La corrente elettrica in TUTTO - Fisica, 2012ª ed., De Agostini, 31/ott/2012, p. 185. ISBN 978-88-418-6936-9. URL consultato il 28/agosto/2013.
  2. ^ IUPAC Gold Book, op. cit.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]