En pleine année universitaire, de nombreux scientifiques ont besoin de la formule de la force électromotrice (FEM) pour divers calculs. Expériences liées à pile galvaniqueIls ont également besoin d'informations sur la force électromotrice. Mais pour les débutants, comprendre ce que c'est n'est pas chose facile.
Formule pour calculer la force électromotrice
Commençons par clarifier la définition. Que signifie cet acronyme ?
La force électromotrice (FEM) est un paramètre caractérisant le travail des forces non électriques agissant dans des circuits où le courant, continu ou alternatif, est uniforme. Dans un circuit conducteur couplé, la FEM est équivalente au travail effectué par ces forces pour déplacer une charge positive unique le long du circuit.
La figure ci-dessous illustre la formule de la force électromotrice.
Ast – désigne le travail des forces extérieures en joules.
q représente la charge transférée en coulombs.
forces tierces – ce sont des forces qui effectuent la séparation des charges dans la source et qui, finalement, forment une différence de potentiel à ses pôles.
L'unité de mesure de cette force est voltElle est désignée dans les formules par la lettre «E".
Ce n'est que lorsqu'aucun courant ne circule dans la batterie que la force électromotrice sera égale à la tension aux bornes.
Champ électromagnétique induit :
Force électromotrice induite dans un circuit ayant N tours :
Lors d'un déménagement :
Force électromotrice induction dans un circuit tournant dans un champ magnétique à une vitesse w:
Tableau des valeurs
Une explication simple de la force électromotrice
Imaginons qu'il y ait un château d'eau dans notre village. Il est entièrement rempli d'eau. Considérons-le comme une batterie classique. Le château d'eau est la batterie !
Toute l'eau exercera une forte pression sur la base de notre tour. Mais cette pression ne sera forte que lorsque la structure sera complètement remplie d'eau.2O.
En fin de compte, moins il y a d'eau, plus la pression est faible et moins le jet est puissant. Lorsque vous ouvrez le robinet, vous constaterez que la portée du jet diminue à chaque minute.
En conséquence :
- La tension est la force avec laquelle l'eau s'exerce sur le fond. Autrement dit, la pression.
- La tension nulle correspond à la base de la tour.
C'est la même chose pour la batterie.
On commence par connecter la source d'énergie au circuit. Puis, on le ferme. Par exemple, on insère une pile dans une lampe torche et on l'allume. Au début, on remarque que l'appareil brille intensément. Après un certain temps, sa luminosité diminue sensiblement. Autrement dit, la force électromotrice a diminué (elle s'est dissipée, comme l'eau dans la tour).
Si l'on prend l'exemple d'un château d'eau, la force électromotrice (FEM) est la pompe qui alimente constamment le château d'eau en eau. Et l'eau ne vient jamais à manquer.
Force électromotrice d'une pile galvanique - formule
La force électromotrice d'une batterie peut être calculée de deux manières :
- Effectuez un calcul à l'aide de l'équation de Nernst. Vous devrez calculer les potentiels d'électrode de chaque électrode du générateur électrochimique. Calculez ensuite la force électromotrice (FEM) à l'aide de la formule.
- Calculez la force électromotrice (FEM) en utilisant la formule de Nernst pour la réaction totale de génération de courant se produisant pendant le fonctionnement du générateur électrochimique.
Ainsi, muni de ces formules, il sera plus facile de calculer la force électromotrice de la batterie.
Où sont utilisés les différents types de CEM ?
- La piézoélectricité permet d'étirer ou de comprimer des matériaux. Elle sert notamment à fabriquer des générateurs à cristal de quartz et divers capteurs.
- Le produit chimique est utilisé dans piles galvaniqueset des piles.
- L'induction se produit lorsqu'un conducteur traverse un champ magnétique. Ses propriétés sont utilisées dans les transformateurs, les moteurs électriques et les générateurs.
- Un courant thermoélectrique se forme lorsque des contacts entre métaux différents sont chauffés. Il est utilisé dans les systèmes de réfrigération et les thermocouples.
- La photoélectricité est utilisée pour produire des cellules photoélectriques.
