EMF (força eletromotriz) é a tensão nas extremidades de uma fonte quando não há corrente presente. Quando o circuito é fechado e a corrente flui, nas extremidades da fonte há uma tensão menor que a EMF. Isso é consequência da resistência interna da própria fonte que leva a essa queda de tensão.
Os corpos eletricamente carregados podem ser obtidos separando elétrons dos átomos consumindo algum outro tipo de energia, por exemplo mecânica, leve ou química. Essa separação existe em fontes elétricas. Devido à atividade de energia na fonte, um EMF é gerado, o que induz ainda um excesso de carga negativa (pólo negativo) e falta de carga negativa (pólo positivo). Na engenharia elétrica, o conceito de EMF define o trabalho necessário para separar os portadores de carga em uma fonte de corrente elétrica, na qual a força que atua sobre as cargas nas extremidades da fonte não é uma conseqüência direta do campo. EMF é definido como a quantidade de trabalho realizado (A) na transformação de energia e a quantidade de eletricidade (Q) que passa pelo gerador E = A / Q. A unidade é igual à voltagem (V-volt). O dispositivo que fornece energia elétrica ao circuito e produz força eletromotriz é chamado de fonte de força eletromotriz ou EMS (fonte eletromotriz) mais curta.
Há uma diferença nos estados elétricos nos pólos (terminais) da fonte. Há um excesso de elétrons no pólo negativo e uma falta de elétrons no pólo positivo. Em um circuito de corrente fechado, os elétrons se movem da metade negativa para a metade positiva através dos condutores e aparelhos. A diferença entre os potenciais elétricos é chamada de tensão elétrica [U]. A tensão elétrica é igual à quantidade de trabalho realizado pela força elétrica ao mover a carga de um ponto do campo para outro e essa carga. A tensão elétrica é medida em Volt [V]. O instrumento de medição de tensão é chamado de voltímetro.
A força eletromotriz indica a tensão produzida dentro das fontes elétricas. A tensão é definida como a diferença de potencial elétrico entre dois pontos, e essa diferença nos pólos da fonte elétrica é obtida removendo elétrons de uma parte da fonte e transferindo-os para outra.
A força eletromotriz da fonte é igual ao trabalho que uma força externa tem que fazer para mover a unidade de carga de um polo da fonte para outro, mas através da fonte. A tensão na parte externa do circuito é muito igual ao trabalho que precisa ser feito pela força elétrica para mover a unidade de carga de um polo da fonte para o outro, mas através do fio.
A força eletromotriz é calculada da seguinte forma: E = I * (R + r). A tensão é calculada V = I * R (I - corrente fluindo, R - resistência de carga, r - resistência interna).
A tensão é uma operação da força elétrica (Coulomb) no movimento de carga e é o resultado da redução de energia no círculo, enquanto a força eletromotriz é definida por uma operação de força não elétrica (não Coulomb) e é responsável por aumentar a energia no circuito.
Uma diferença de potencial (tensão) pode ser medida entre quaisquer pontos do circuito, enquanto a força eletromotriz existe apenas entre as duas extremidades de uma fonte. Também a força eletromotriz é medida com o medidor EMF, enquanto a tensão com um voltímetro.
A força eletromotriz é sempre maior que a tensão. A razão por trás disso é que a tensão existe em um circuito carregado e, devido à resistência (perda de energia), ocorre uma queda de tensão. A magnitude da EMF é sempre constante, enquanto a intensidade das tensões difere.
A EMF pode ser causada no campo elétrico, gravitacional ou magnético, enquanto a tensão é causada apenas no campo elétrico.