Die elektromotorische Kraft (EMF) ist der Spannungsunterschied zwischen den Anschlüssen einer Batterie, eines Generators, eines Thermoelements oder eines anderen elektrischen Geräts. Sie wird typischerweise als elektrische potentielle Energie definiert, die es ermöglicht, dass Strom von einem Ende eines Stromkreises zum anderen fließt. Ladungsunterschiede entstehen normalerweise, wenn sich Elektronen, sogenannte Elektronen, an einem Ende sammeln und am anderen Ende weniger davon vorhanden sind. Ampere, Spannung und Innenwiderstand werden mathematisch berechnet, um die elektromotorische Kraft zu bestimmen, die im Allgemeinen geringer ist als die Gesamtspannung des Systems.
Voltaische Zellen haben oft unterschiedliche elektromotorische Kräfte. Diese werden in der Regel durch chemische Reaktionen ausgelöst, bei denen die Oberfläche einer Elektrode und eine elektrolytische Substanz aufeinandertreffen. Die induzierte elektromotorische Kraft wird üblicherweise in Stromerzeugungsanlagen verwendet und wird oft durch die Verwendung einer Spule oder eines Leiters erreicht. Magnetfelder und die Form des Stromkreises beeinflussen auch die Induktion, die statisch sein kann, wenn sich das Magnetfeld nicht ändert, oder dynamisch, wenn sich das Feld um einen Leiter ändert.
Elektrische Zellen aus Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid, Blei-Säure sowie Lithium-Ionen können eine elektromotorische Kraft erzeugen. Das Konzept wurde von Alessandro Volta, dem Erfinder der Batterie, benannt. Während sie sich zuerst auf die Kraft bezog, die zum Trennen verschiedener Ladungen erforderlich ist, wurde die elektromotorische Kraft in den 1860er Jahren überarbeitet, um die Stärke eines elektrischen Felds zu charakterisieren. Es wird typischerweise von Batterien erzeugt, basierend auf der Anordnung entgegengesetzt geladener Metallteile in den Geräten.
Ein Thermoelement hat im Allgemeinen V-förmige Metallkomponenten, die beim Erhitzen eine EMF erzeugen. Warmwasserbereiter und Kamine funktionieren oft auf diese Weise, während Generatoren dies nutzen, indem sie einen Draht um einen Magneten wickeln. Es können chemische und magnetische Kräfte wirken, sowie mechanische und gravitative Einflüsse. Die Induktion durch Rotoren in einem Kraftwerk beeinflusst die elektromotorische Kraft, während Heiz- und Kühlelemente eines thermoelektrischen Geräts eine Temperaturdifferenz erzeugen, die sich auch auf die EMF auswirkt.
Die elektromotorische Kraft einer Stromquelle wird oft durch die Stärke externer Maßnahmen, basierend auf deren Ladungseinheit, bestimmt. Es kann letztendlich dadurch definiert werden, wie dies eine elektrische Ladung um den gesamten Stromkreis herum erhält, basierend auf der Verwendung einer Quelle. Im 21. Jahrhundert werden Technologien wie Nanomagnete in der Forschung mit elektromotorischer Kraft kombiniert. Dies könnte zu hochempfindlichen Magnetsensoren sowie zu neuen Batterievarianten auf Basis von Magnet- und Quantentechnologie führen.