Usuário(a):Rogerio1230152/Testes

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Artigos sobre
Eletromagnetismo
Electricidade Magnetismo História [en] Livros didáticos [en]
Eletrostática Carga elétrica Lei de Coulomb Condutor Densidade de carga Permissividade Momento do dipolo elétrico Campo elétrico Potencial elétrico Fluxo elétrico / energia potencial Descarga electrostática Lei de Gauss Indução Isolante Densidade de polarização Eletricidade estática Triboeletricidade [en]
Magnetostática Lei de Ampère Lei de Biot – Savart Lei de Gauss para o magnetismo Campo magnético Fluxo magnético Momento do dipolo magnético Permeabilidade magnética Potencial escalar magnético Magnetização [en] Força magnetomotriz Vetor potencial magnético Regra da mão direita [en]
Eletrodinâmica Lei da força de Lorentz Indução eletromagnética Lei de Faraday Lei de Lenz Corrente de deslocamento Equações de Maxwell Campo eletromagnético Pulso eletromagnético Radiação eletromagnética Tensor de Maxwell Vetor de Poynting Potentiais de Liénard – Wiechert Equações de Jefimenko Corrente de Foucault Equações de London [en] Descrições matemáticas do campo eletromagnético [en]
Circuito elétrico Corrente alternada Capacitância Corrente contínua Corrente elétrica Eletrólise Densidade de corrente elétrica Lei de Joule Força eletromotriz Impedância Indutância Lei de Ohm Circuito paralelo Resistência [en] Cavidades ressonantes [en] Circuito em série Tensão elétrica Guias de onda
Formulação covariante [en] Tensor eletromagnético (Tensor de tensão–energia) Quadricorrente Quadripotencial eletromagnético
Cientistas Ampère Biot Coulomb Davy Einstein Faraday Fizeau Gauss Heaviside Henry Hertz Hopkinson Jefimenko [en] Joule Lenz Liénard Lorentz Maxwell Neumann Ørsted Ohm Poynting Ritchie [en] Savart Singer [en] Steinmetz Tesla Thomson Volta Weber Wiechert Poisson

Força eletromotriz (FEM), geralmente denotada como ${\mathcal {E}}$, é a propriedade de que dispõe um dispositivo qualquer a qual tende a ocasionar produção de corrente elétrica num circuito. É uma grandeza escalar e não deve ser confundida com uma diferença de potencial elétrico (DDP), apesar de ambas terem a mesma unidade de medida. No Sistema Internacional de Unidades a unidade de medida da força eletromotriz é o Volt. A DDP entre dois pontos é o trabalho por unidade de carga que a força eletrostática realiza sobre uma carga que é transportada de um ponto até o outro; a DDP entre dois pontos é independente do caminho ou trajeto que une um ponto ao outro. A força eletromotriz é o trabalho por unidade de carga que uma força não-eletrostática realiza quando uma carga é transportada de um ponto a outro por um particular trajeto; isto é, a força eletromotriz, contrariamente da DDP, depende do caminho. Por exemplo, a força eletromotriz em uma pilha ou bateria somente existe entre dois pontos conectados por um caminho interno a essas fontes.

História

Após a descoberta experimental de Oersted (sobre a qual Biot-Savart e Ampère basearam suas leis) de que a corrente contínua produz um campo magnético, parecia lógico investigar a hipótese de que um campo magnético poderia produzir eletricidade. Em 1831, aproximadamente 11 anos após a descoberta de Oersted, Michael Faraday, em Londres, e Joseph Henry, em Nova York descobriram que um campo magnético variável no tempo poderia produzir uma corrente elétrica. De acordo com os experimentos de Faraday, um campo magnético estático não produz fluxo de corrente, mas um campo magnético variável no tempo produz uma tensão induzida denominada força eletromotriz em um circuito fechado, o que causa um fluxo de corrente.

Definições

Todos os materiais exercem uma certa resistência, por menor que seja, ao fluxo de elétrons, o que provoca uma perda indesejada de energia (efeito Joule). Com os geradores não é diferente, ou seja, enquanto a corrente passa do polo negativo para o positivo, há uma perda de energia devido à resistência interna do próprio dispositivo.

Assim sendo a energia que chegará no resistor conectado ao gerador não será total, visto que a DDP entre os terminais do gerador e os terminais do resistor serão diferentes. Para calcularmos qual será a DDP dos terminais do resistor, utilizamos a chamada Equação do gerador que, matematicamente, se traduz na forma

$V=\epsilon -ri$.

Vale lembrar que não existem geradores cuja força eletromotriz seja igual à DDP do resistor, uma vez que todo e qualquer material exerce resistência. No entanto, para efeito de cálculos, é bastante comum o uso da expressão gerador ideal, que nada mais seria que aquele cuja resistência interna é nula, ou seja, não haveria perdas indesejadas na potência do circuito..

Força eletromotriz induzida

De acordo com a lei de Faraday, a força eletromotriz (fem) induzida sobre o circuito é igual a taxa de variação do fluxo magnético. A forma matemática da lei da indução foi dada em 1845 pelo físico alemão Franz Ernst Neumann:

${\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{s}} \over dt}\$.

Essa é a lei da indução na forma mais apropriada para se trabalhar com circuitos, pois relaciona parâmetros que podem ser medidos diretamente ou calculados a partir da geometria do circuito. A fórmula acima só tem sentido se for definido o sentido do fluxo e da corrente induzida sobre o circuito, o que é dado pela regra da mão direita: ao curvar a mão direita no sentido da corrente, o polegar aponta no sentido do fluxo positivo. A figura 1 mostra essa regra sendo aplicada a um circuito quadrado.

Sentido de tensão positivo

Força Eletromotriz nas Pilhas

Quando a água cai espontaneamente, em uma cachoeira, a Física explica o fato dizendo que a água caiu de um nível de maior energia para outro, de menor energia (no caso, energia potencial). Quanto maior for a quantidade de água e maior a altura da queda, maior será a energia liberada pela água (que pode ser transformada, por exemplo, em energia elétrica, em uma usina hidroelétrica). Fato idêntico ocorre com as pilhas. Dependendo dos materiais (metais e eletrólitos) que formam a pilha, ela irá “despejar” uma quantidade maior ou menor de elétrons, com mais ou menos energia, através do circuito externo.

Numa pilha química ligada a um condutor externo, saem eletrões do elétrodo negativo e entram no elétrodo positivo

A quantidade de eletricidade (isto é, a quantidade de elétrons) que passa por um ponto do fio, na unidade de tempo (por exemplo, 1 segundo) é o que se denomina intensidade da corrente elétrica; ela é medida em ampères, com o auxílio de um aparelho chamado amperímetro. A altura da queda de água corresponde, na eletricidade, ao que se chama de diferença de potencial (ddp) — ou, mais especificamente, de força eletromotriz (fem) da pilha —, que representa a “pressão” que move os elétrons através do condutor externo; ela é medida em volts, com o uso de voltímetros. Lembre-se de que a “fem é a ddp medida entre os pólos da pilha, quando não há passagem de corrente elétrica pelo circuito”. Sabe-se, por exemplo, que entre pilhas comuns de lanterna, de tamanhos diferentes, a pilha maior fornecerá maior quantidade total de eletricidade, porém a força eletromotriz entre as pilhas será a mesma. Por fim designa-se por força eletromotriz da pilha (ou de forma abreviada, fem), à diferença entre a energia de um elétron no eletrodo negativo, menos a energia de um elétron no eletrodo positivo, dividida pelo valor absoluto da carga do elétron.

A força eletromotriz pode ser gerada de diversas formas, destacam-se, entre outras:

• Efeito Peltier
• Força eletromotriz de Thomson
• Força eletromotriz inversa
• Força eletromotriz térmica
• Força fotoeletromotriz