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    Come calcolare Emf

    La forza elettromotrice (EMF) è un concetto sconosciuto alla maggior parte delle persone, ma è strettamente legata al concetto più familiare di tensione. Capire la differenza tra i due e ciò che EMF significa offre gli strumenti necessari per risolvere molti problemi di fisica ed elettronica e introduce il concetto di resistenza interna di una batteria. EMF indica la tensione della batteria senza la resistenza interna riducendo il valore come fa per le normali misurazioni della differenza di potenziale. Puoi calcolarlo in un paio di modi diversi, a seconda delle informazioni che hai.

    TL; DR (Troppo lungo, non letto)

    Calcola EMF usando la formula:

    ε = V + Ir

    Qui (V) indica la tensione della cella, (I) indica la corrente nel circuito e (r) indica la resistenza interna della cella.

    Che cos'è EMF?

    La forza elettromotrice è la differenza di potenziale (cioè la tensione) tra i terminali della batteria quando non scorre corrente. Questo potrebbe non sembrare che farebbe la differenza, ma ogni batteria ha una "resistenza interna". È come la normale resistenza che riduce la corrente in un circuito, ma esiste all'interno della batteria stessa. Questo perché i materiali usati per costruire le celle della batteria hanno una loro resistenza (dato che essenzialmente tutti i materiali lo fanno).

    Quando nessuna corrente fluisce attraverso la cellula, questa resistenza interna non cambia nulla perché non c'è corrente perché rallenti. In un certo senso, l'EMF può essere considerata la massima differenza potenziale tra i terminali in una situazione idealizzata, ed è sempre più grande della tensione della batteria in pratica.

    Equazioni per il calcolo dell'EMF

    Esistono due equazioni principali per il calcolo dell'EMF. La definizione più fondamentale è il numero di joule di energia (E) che ogni coulomb di carica (Q) preleva mentre passa attraverso la cella:

    ε = E ÷ Q

    Dove (ε ) è il simbolo per la forza elettromotrice, (E) è l'energia nel circuito e (Q) è la carica del circuito. Se si conosce l'energia risultante e la quantità di carica che passa attraverso la cella, questo è il modo più semplice per calcolare l'EMF, ma nella maggior parte dei casi non si avranno queste informazioni.

    Invece, è possibile utilizzare la definizione più come la legge di Ohm (V = IR). Questo può essere espresso come:

    ε = I (R + r)

    Con (I) significa corrente, (R) per la resistenza del circuito in questione e (r) per il resistenza interna della cellula. Espandere questo rivela lo stretto legame con la legge di Ohm:

    ε = IR + Ir

    = V + Ir

    Questo dimostra che puoi calcolare l'EMF se conosci la tensione tra i terminali (la tensione utilizzata nelle situazioni del mondo reale), il flusso di corrente e la resistenza interna della cella.

    Come calcolare l'EMF: un esempio

    Come esempio, immagina te avere un circuito con una differenza di potenziale di 3,2 V, con una corrente di 0,6 A che scorre e la resistenza interna della batteria a 0,5 ohm. Utilizzando la formula sopra:

    ε = V + Ir

    = 3,2 V + 0,6 A × 0,5 Ω

    = 3,2 V + 0,3 V = 3,5 V

    Quindi l'EMF di questo circuito è 3,5 V.

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