La force électromotrice (FEM) est la différence de tension entre les bornes d’une batterie, d’un générateur, d’un thermocouple ou d’un autre appareil électrique. Il est généralement défini comme l’énergie potentielle électrique, qui permet au courant de passer d’une extrémité d’un circuit à l’autre. Des différences de charge sont généralement créées lorsque des particules appelées électrons se rassemblent à une borne et qu’il y en a moins à l’autre extrémité. Les ampères, la tension et la résistance interne sont calculés mathématiquement pour déterminer la force électromotrice, qui est généralement inférieure à la tension totale du système.
Les cellules voltaïques ont souvent des forces électromotrices distinctes. Ceux-ci sont généralement déclenchés par des réactions chimiques où la surface d’une électrode et une substance électrolytique se rencontrent. La force électromotrice induite est couramment utilisée dans les installations de production d’électricité et est souvent réalisée à l’aide d’une bobine ou d’un conducteur. Les champs magnétiques et la forme du circuit électrique affectent également l’induction, qui peut être statique, si le champ magnétique ne change pas, ou dynamique si le champ autour d’un conducteur change.
Les cellules électriques en nickel-cadmium, nickel-métal-hydrure, plomb-acide ainsi que lithium-ion peuvent produire une force électromotrice. Le concept a été nommé par Alessandro Volta, l’inventeur de la batterie. Alors qu’elle faisait d’abord référence à la force nécessaire pour séparer différentes charges, la force électromotrice a été révisée pour caractériser la force d’un champ électrique dans les années 1860. Il est généralement généré par les batteries, en fonction du placement de pièces métalliques de charge opposée dans les appareils.
Un thermocouple a généralement des composants métalliques en forme de V qui produisent une CEM lorsqu’ils sont chauffés. Les chauffe-eau et les cheminées fonctionnent souvent de cette façon, tandis que les générateurs l’utilisent en enroulant un fil autour d’un aimant. Les forces chimiques et magnétiques peuvent avoir un effet, ainsi que des influences mécaniques et gravitationnelles. L’induction au moyen de rotors dans un bâtiment électrique affecte la force électromotrice, tandis que les éléments de chauffage et de refroidissement d’un dispositif thermoélectrique créent une différence de température qui a également un impact sur les champs électromagnétiques.
La force électromotrice d’une source d’alimentation est souvent déterminée par la force de mesures externes, en fonction de leur unité de charge. Il peut finalement être défini par la façon dont cela obtient une charge électrique autour du circuit complet, basé sur l’utilisation d’une source. Au 21e siècle, des technologies telles que les nano-aimants sont combinées à la force électromotrice dans la recherche. Cela pourrait conduire à des capteurs magnétiques très sensibles, ainsi qu’à de nouvelles variétés de batteries basées sur la technologie magnétique et quantique.