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Concept
Force électromotrice
Résumé
La force électromotrice (f.é.m.), ou électromotance, est un des paramètres caractéristiques d'un générateur électrique. Elle est, contrairement à ce qu'indique son nom, homogène à une tension et s'exprime en volts. Dans un circuit électrique, pour mettre en mouvement des charges, il est nécessaire de fournir du travail, et la force électromotrice correspond au travail que fournit un générateur au circuit par unité de charge. Cette force est le plus souvent fournie par un générateur électrique, qui impose une tension électrique à ses bornes. Dans ce cas, la force électromotrice est associée à un composant ponctuel. Dans le cas de l'induction électromagnétique, la force électromotrice prend souvent la forme d'une force contre-électromotrice, s'opposant dans son sens inverse à la mise en place d'un champ magnétique. Dans un tel cas, elle est répartie sur l'ensemble du circuit, la force électromotrice est associée à une maille du circuit, et résulte de l'intégrale curviligne sur cette maille de la force électromagnétique induite sur chaque élément de longueur par la variation du champ magnétique.
Pour un générateur parcouru par un courant d'intensité i et convertissant en énergie électrique, une énergie W pendant le temps t, la force électromotrice est le rapport . Initialement introduit par Volta pour les piles voltaïques, le concept de force électromotrice de sens inverse à la rotation de l'intensité a pour base étymologique la « mise en mouvement des charges électriques ».
Pour les générateurs électrochimiques, la force électromotrice est identique à la tension à vide : lorsque l'on trace la caractéristique tension-courant d'un générateur de tension continue, la force électromotrice est l'ordonnée à l'origine du graphique. Le circuit électrique traversant le générateur lui-même, une partie de ce travail est toujours dissipé à l'intérieur du générateur. L'énergie fournie au reste du circuit est inférieure à celle convertie en énergie électrique, ce qui entraîne que la tension aux bornes du générateur est inférieure à sa force électromotrice.
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