Fuerza electro motriz

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En este dispositivo una carga viaja “hacia arriba”, del lugar donde hay menos energía potencial hacia donde hay más, aun cuando la fuerza electrostática trate de llevarla de la mayor energía potencial a la menor. La dirección de la corriente en ese dispositivo es del potencial más bajo al más alto, exactamente lo opuesto de lo que ocurre en un conductor ordinario. La inﬂuencia que hace que la corriente ﬂuya del potencial menor al mayor se llama fuerza electromotriz (se abrevia fem). Éste es un término inadecuado porque la fem no es una fuerza, sino una cantidad de energía por unidad de carga, como el potencial. La unidad del SI de la fem es la misma que la del potencial, el volt (1V 5 1 J>C).

Todo circuito completo con corriente constante debe incluir algún dispositivo que provea una fem. Tal dispositivo recibe el nombre de fuente de fem. Algunos ejemplos de fuentes de fem son las baterías, los generadores eléctricos, las celdas solares, los termopares y las celdas de combustible.

Una fuente ideal de fem mantiene una diferencia de potencial constante entre sus terminales, independiente de la corriente que pasa a través de ella. La fuerza electromotriz se deﬁne cuantitativamente como la magnitud de esta diferencia de potencial.

Resistencia interna

Las fuentes reales de fem en un circuito no se comportan exactamente del modo descrito; la diferencia de potencial a través de una fuente real en un circuito no es igual a la fem como en la ecuación E = Vab = IR. La razón es que la carga en movimiento a través
del material de cualquier fuente real encuentra una resistencia, a la que llamamos resistencia interna de la fuente, y se denota con r. Si esta resistencia se comporta de acuerdo con la ley de Ohm, r es constante e independiente de la corriente I. Conforme la corriente avanza a través de r, experimenta una caída de potencial asociada que es igual a Ir. Así, cuando una corriente fluye a través de una fuente de la terminal negativa
b a la terminal positiva a, la diferencia de potencial Vab entre las terminales es:

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El potencial Vab, llamado voltaje terminal, es menor que la fem a causa del término
Ir que representa la caída de potencial a través de la resistencia interna r. Dicho de
otra manera, el aumento en la energía potencial qVab que se produce cuando una carga
q se traslada de b a a dentro de la fuente es ahora menor que el trabajo realizado
por la fuerza no electrostática ya que se pierde algo de energía potencial al
atravesar la resistencia interna.

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