Fem y magnetismo

Fuerza electromotriz
Una fuente de Fuerza electromotriz (fem), es cualquier dispositivo (batería o generador, por ejemplo) que produce un campo eléctrico y que por lo tanto puede originar un movimiento en las cargas por un circuito. Una fuente fem puede ser considerada como una bomba de carga.
Cuando un potencial es definido, la fuente mueve cargas hacia arriba hasta un potencial más alto.
Lafem, e, describe el trabajo realizado por unidad de carga y, por ello, la unidad de fem del SI es el volt.

Considerando el circuito que se muestra en la figura, que consta de una batería conectada a un resistor. Supongamos que los alambres de conexión no tienen resistencia. La terminal positiva de la batería está a un potencial más alto que la terminal negativa. Si ignoramos la resistencia internade la batería, entonces la diferencia de potencial a través de ella (el voltaje de la terminal) es igual a su fem. Sin embargo, debido a que una batería real siempre tiene alguna resistencia interna r, el voltaje de las terminales no es igual a la fem.
Cuando se ha establecido una corriente uniforme en el circuito de la figura 1a, una carga dq pasa por cualquier sección transversal del circuito enel tiempo dt. En particular, esta carga entra a la fuente de fem e por su extremo de potencial bajo y sale por el extremo de potencial alto. La fuente debe realizar una cantidad de trabajo dW sobre los portadores de carga (positiva) para forzarlos a ir hacia el punto de potencial más alto.
La fem e de la fuente se define como el trabajo por unidad de carga, o sea

La unidad de fem es eljoule/coulomb, que es el volt (abreviatura V): 1 volt = 1 joule/coulomb.Nótese en la ecuación 1 que la fuerza electromotriz no es realmente una fuerza; es decir, no la medimos en newtons. Su nombre se debe a que así se consideraba en sus primeros tiempos.
El trabajo realizado por una fuente de fem sobre los portadores de la carga en su interior debe provenir de una fuente de energía dentro de ella. Lafuente de energía puede ser química (como en una batería o en una celda de combustible), mecánica (un generador), térmica (una termopila), o radiante (una celda solar). Podemos describir a una fuente de fem como un dispositivo por el que alguna otra forma de energía se transforma en energía eléctrica. La energía suministrada por la fuente de fem en la figura 1a está almacenada en campos eléctricos ymagnéticos* que rodean al circuito. Esta energía almacenada no aumenta porque se convierte en energía interna en e] resistor y se disipa como calentamiento de Joule, a la misma velocidad con que se abastece. Los campos eléctricos y magnéticos desempeñan el papel de intermediarios en el proceso de transferencia de energía, actuando como depósitos de almacenamiento.
La figura 1b muestra una analogíagravitatoria de la figura 1a. En la ilustración superior la fuente de fem realiza un trabajo sobre los partadores de la carga.
Esta energía almacenada en el trayecto como energía del campo electromagnético, aparece luego como energía interna en e] resistor R. En la parte inferior de la figura la persona, al levantar las bolas de boliche desde el piso hasta la estantería, efectúa un trabajo sobreellas. Esta energía se alacena en el trayecto como energía del campo gravitatorio. Las bolas ruedan lenta y uniformemente a lo largo de la estantería, cayendo por el extremo derecho dentro de un cilindro lleno de aceite viscoso. Se hunden hasta el fondo con una velocidad esencialmente constante, salen por un mecanismo que no se ilustra aquí, ruedan de regreso a lo largo del suelo hacia la izquierda.La energía proporcionada al sistema por la persona aparece al final como energía interna en el fluido viscoso, dando como resultado una elevación de la temperatura. La energía abastecida por la persona proviene de la energía interna (química). La circulación de las cargas en la figura la cesa con el tiempo si la fuente de fem agota su energía; la circulación de las bolas de boliche en la figura...