Generadores

Generador al vacío; noción de "fuerza electromotriz"

DefiniciónGenerador "al vacío"

Un generador[1] está "al vacío" si ningún circuito está conectado a sus bornes. En este caso, ninguna corriente circula, entonces, de un punto de vista macroscópico, los portadores de carga están inmóviles. Consideremos una carga en el generador. Ella está sometida a vez a la acción del campo eléctrico y a la del campo electromotor. Si está inmóvil, significa que la resultante de las fuerza que se ejercen sobre ella es nula:

La fuerzae tiende a atirar las cargas de A hacia B. Por definición, la diferencia de potencial[2] es igual al trabajo[3] de esta fuerza, a lo largo del trayecto AB, por unidad de carga:

La fuerza tiende a atirar las cargas de B hacia A. Por definición, el trabajo de esta fuerza, a lo largo del trayecto BA, por unidad de carga, es igual a una constante denominada "fuerza electromotriz" E del generador:

Atención

(Cuidado: a pesar de su nombre, E no es una fuerza; es una magnitud escalar [no confundir con el vector campo eléctrico ], homogéneo a una tensión[4] , y que se expresa en Voltios)

Explicación

Ya que: , se puede escribir:

De lo cual, dividiendo esta igualdad por q:

La diferencia de potencial en los bornes de un generador al vacío es igual a su fuerza electromotriz[5]:

Se denomina indistintamente "al vacío" o "en circuito abierto"; E es una característica fundamental de un generador.

  1. Generador

    Fuente de energía eléctrica capaz de poner en movimiento las cargas eléctricas en un circuito; según la concepción y(o) la utilización, se distinguen los generadores de tensión y los generadores de corriente.

  2. Diferencia de potencial

    La diferencia de potencial entre dos puntos A y B de un conductor es igual al trabajo proporcionado por la fuerzas electroestáticas para desplazar una carga eléctrica de unidad de valor de A a B:

    Unidad: el Voltio (V)

    El campo eléctrico está siempre dirigido hacia los potenciales decrecientes (ver el ejemplo del condensador de la figura). Se puede entonces concluir que el desplazamiento de las cargas se hace:

    • hacia los potenciales decrecientes si las cargas son positivas,

    • hacia los potenciales crecientes si las cargas son negativas.

  3. Trabajo

    Magnitud que caracteriza el efecto del desplazamiento de un punto de aplicación de una fuerza.

    Unidad: el trabajo se expresa en Joule (J)

    Trabajo elemental: Si una fuerza desplaza su punto de aplicación de , el trabajo elemental producido está dado por el producto escalar .

    Si , el trabajo se denomina motor.

    Si , el trabjao se denomina resistente.

  4. Tensión

    La tensión eléctrica entre dos puntos de una red es igual a la diferencia de potencial eléctrico entre esos dos puntos. Es una magnitud algebraica, representada por una flecha.

    Unidad: como el potencial eléctrico, la tensión se expresa en Voltio (V).

  5. Fuerza electromotriz. (f.e.m) de un generador

    Diferencia de potencial máxima en los bornes de un generador; si el generador no es ideal, es la diferencia del potencial al vacío.

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