¿Cuál es la diferencia entre la fuerza electromotriz y el potencial electrostático?

Answer 1

EMF (fuerza electromotriz) no es una fuerza (el nombre siempre ha sido engañoso). Es la diferencia potencial entre dos terminales de la batería cuando no se extrae corriente de ella.
¿Por qué “cuando no se extrae corriente”?
Si hablamos de una fuente de voltaje ideal , puede eliminar esta parte de la definición. Pero en caso de una fuente no ideal , hay algo de resistencia interna dentro de la batería. Esta resistencia provoca una caída del potencial en los terminales de la batería. ¿Cómo? Bueno, consideremos una batería de 5 V y 1 ohm (aquí 1 ohm es la resistencia interna (r)) conectada a través de una resistencia de 1 ohm (R). Podemos encontrar una caída potencial en la batería (= caída en la resistencia) como ths:

[matemáticas] i = \ frac {V} {r + R} [/ matemáticas]

[matemáticas] i = \ frac {5} {1 + 1} [/ matemáticas]

[matemáticas] i = 2.5 A [/ matemáticas]

Ahora, caída potencial a través de la resistencia R,

[matemáticas] V = iR [/ matemáticas]

[matemáticas] V = 2.5 * 1 = 2.5 [/ matemáticas]

Entonces, EMF es de 5V, pero la caída de potencial es de 2.5 cuando se conecta una resistencia de 1 ohm.

Pero espera, ¿qué es el potencial ?

Imagine una carga puntual de 1C en el espacio. Tiene un campo eléctrico a su alrededor. Podemos encontrar su valor en cualquier punto a su alrededor usando V = [matemáticas] V = \ frac {1} {4 \ pi \ epsilon} \ frac {q} {r} [/ matemáticas]

Entonces, ¿qué significa V aquí? Si coloca una nueva carga de cualquier valor, tendrá una tendencia a moverse hacia o lejos de nuestra carga original dependiendo de su signo (positivo o negativo). Por lo general, los libros dicen “carga de prueba”, que es una carga de baja magnitud, de modo que la nueva carga no modifica en gran medida el campo eléctrico de la carga original.

Estas dos cargas juntas tienen algo de energía asociada con ellas, que es [math] q’E [/ math], donde [math] q ‘[/ math] es la nueva carga.

Por lo tanto, el potencial electrostático es la capacidad de cualquier carga para dar potencial a cualquier otra carga introducida en su campo. ( ¡Recuerde! Las cargas aisladas tienen energía potencial pero no potencial como q ‘= 0 y si no hay otra carga, ¿por qué se movería la primera carga?)

EMF es un nombre elegante para el potencial proporcionado por cualquiera de los terminales de una batería (por lo general, EMF es positivo, por lo que se expresa con respecto al terminal positivo)

Answer 2

Son de naturaleza idéntica, aunque el término arcaico EMF se usa para etiquetar el voltaje que genera una batería, mientras que el potencial electrostático también es voltaje, pero tiende a usarse en el sentido más general.

1 voltio = 1 julio por culombio. Es una forma abstracta de hablar sobre la energía potencial, antes de introducir una carga real en la situación. Digamos que tenemos un campo eléctrico en el espacio, y que elegimos dos puntos en ese campo, A y B, con el voltaje en A = 5 voltios con respecto al neutro y B = 15 voltios con respecto al neutro. Ahora tome 2 coulombs de electrones y manténgalos en B. Se sentirán atraídos por el punto A. Si luego los suelta, perderán (15–5) / 2 = 5 julios de energía potencial cuando lleguen al punto A.

Si comienza en el punto A, debe empujar los electrones al punto B, agregando 5 julios de energía potencial.

Los electrones en un cable pierden energía a medida que viajan a través de un circuito, de la misma manera que lo harían si estuvieran en un espacio abierto.

Answer 3

La fuerza electromotriz de cualquier fuente de voltaje es la energía impartida por la fuente a cada carga (de cada Coloumb) que la atraviesa. De hecho, la fuerza electromotriz no es una fuerza, sino que es la energía gastada en cada carga (la fuerza electromotriz es un nombre inapropiado).

El potencial electrostático es una fuerza conservadora, es decir, el trabajo realizado por una fuerza para mover una carga de prueba de un punto a otro.

La diferencia básica entre los dos es que la fuerza electromotriz se trata de energía y no de fuerza. El potencial electrostático es puramente una fuerza que se aplica a una carga de prueba para moverse.