Si se supone que exite una línea de corriente C cerrada en
un conductor, al calcular la circulación del
a lo largo de dicha línea (en el sentido de la corriente) obtenemos:
ya que
Por otra parte, si el medio es óhmico
Es decir
De lo que se deduce que el campo
no puede ser
electrostático. Es decir, una fuerza puramente electrostática no puede
hacer que una corriente circule en el mismo sentido alrededor de un
circuito completo.
Por lo tanto, el campo eléctrico
debe tener
una componente no electrostática. Dicha componente es el denominado
campo electromotor (
):
donde
El campo electromotor
está creado por los generadores,
y sólo existe en el interior de los generadores. Fuera de ellos, en
los conductores, sólo existe el campo electrostático
.
Un generador es un dispositivo en cuyo interior existe un campo electromotorDicho de otra forma (más habitual):, necesario para crear una corriente estacionaria.
Un generador es un dispositivo que convierte una cierta clase de energía en energía eléctrica. Gracias al generador es posible mantener la diferencia de potencial necesaria para que persista una corriente eléctrica.
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En un generador localizado se llaman polos positivo (ánodo) y negativo (cátodo) las zonas por donde salen y entran las líneas de corriente respectivamente.
Obsérvese que el polo positivo debe estar a un potencial mayor que el polo negativo.
Las baterías, las pilas, las dínamos son ejemplos de generadores. Transforman la energía química (baterías o pilas) o la energía mecánica (dínamo) en energía eléctrica.
Se denomina fuerza electromotriz (símbolo=e) de un generador a la energía, de cualquier forma, que éste consume para llevar la unidad de carga eléctrica positiva de uno a otro de sus polos con objeto de manetener la diferencia de potencial existente entre ellos.
De hecho, en el interior del generador existe un campo electrostático que va del polo positivo (de mayor potencial) al negativo (de menor potencial). Por lo tanto, para transportar una carga positiva desde el polo negativo al positivo (esta es la dirección de la corriente en el interior del generador - ver figura 10) es necesario realizar un trabajo contra el campo eléctrico7.
La fuerza electromotriz será, por lo tanto, equivalente a la circulación del campo electromotor entre los polos del generador:
Si consideramos el generador en circuito abierto (es decir, consideramos el generado aislado, sin formar parte de un circuito por el que circula corriente: por lo tanto, I=0), no existirá movimiento de cargas con lo que la fuerza neta que actua debe ser 0, es decir
entonces
Es decir:
La fuerza electromotriz de un generador es igual a la diferencia de potencal entre sus polos en circuito abierto.[Nota: veremos que ésto también es cierto en el caso que circule corriente (en circuito cerrado), siempre que la resistencia interna del generador sea despreciable]
Las unidades de la fuerza electromotriz son las de una diferencia de potencial. Por lo tanto en el SI serán voltios (V).
Observese que el término ``fuerza electromotriz'' no es muy afortunado, ya que en realidad e no describe una fuerza sino que se refiere a un trabajo o, mejor dicho, a una diferencia de potencial.