Si cierra los polos de un capacitor cargado, entonces, bajo la influencia del campo electrostático acumulado entre sus placas, el movimiento de los portadores de carga: los electrones comienzan en el circuito externo del capacitor en la dirección positiva polo al negativo.
Sin embargo, en el proceso de descarga de un condensador, el campo eléctrico que actúa sobre las partículas cargadas en movimiento se debilita rápidamente hasta que desaparece por completo. Por lo tanto, el flujo de corriente eléctrica que ha surgido en el circuito de descarga es de corta duración y el proceso decae rápidamente.
Para mantener la corriente en un circuito conductor durante mucho tiempo, se utilizan dispositivos que en la vida cotidiana se denominan incorrectamente fuentes de corriente (en un sentido estrictamente físico, esto no es así). La mayoría de las veces, estas fuentes son baterías químicas.
Como resultado de los procesos electroquímicos que ocurren en ellos, se acumulan cargas eléctricas opuestas en sus terminales. Las fuerzas de naturaleza no electrostática, bajo cuya acción se lleva a cabo tal distribución de cargas, se denominan fuerzas externas.
El siguiente ejemplo ayudará a comprender la naturaleza del concepto de CEM de una fuente de corriente.
Imagina un conductor en un campo eléctrico, como se muestra en la siguiente figura.figura, es decir, de tal forma que en su interior existe también un campo eléctrico.
Se sabe que bajo la influencia de este campo, una corriente eléctrica comienza a fluir en el conductor. Ahora la pregunta es qué sucede con los portadores de carga cuando llegan al final del conductor y si esta corriente permanecerá igual con el tiempo.
Podemos concluir fácilmente que en un circuito abierto, como resultado de la influencia de un campo eléctrico, las cargas se acumularán en los extremos del conductor. En este sentido, la corriente eléctrica no permanecerá constante y el movimiento de electrones en el conductor será de muy corta duración, como se muestra en la siguiente figura.
Por lo tanto, para mantener un flujo de corriente constante en un circuito conductor, este circuito debe estar cerrado, es decir estar en forma de bucle. Sin embargo, incluso esta condición no es suficiente para mantener la corriente, ya que la carga siempre se mueve hacia un potencial más bajo y el campo eléctrico siempre realiza un trabajo positivo sobre la carga.
Ahora, después de viajar a través de un circuito cerrado, cuando la carga regresa al punto de partida donde comenzó su viaje, el potencial en este punto debería ser el mismo que era al comienzo del movimiento. Sin embargo, el flujo de corriente siempre está asociado con una pérdida de energía potencial.
En consecuencia, necesitamos alguna fuente externa en el circuito, en cuyos terminales se mantenga una diferencia de potencial, lo que aumenta la energía del movimientocargas eléctricas.
Esta fuente permite que la carga viaje de un potencial más bajo a uno más alto en dirección opuesta al movimiento de los electrones bajo la acción de una fuerza electrostática que intenta empujar la carga de un potencial más alto a uno más bajo.
Esta fuerza, que hace que la carga se mueva de un potencial más bajo a uno más alto, se llama fuerza electromotriz. La FEM de una fuente de corriente es un parámetro físico que caracteriza el trabajo invertido en mover cargas dentro de la fuente por fuerzas externas.
Como dispositivos que proporcionan la FEM de la fuente de corriente, como ya se mencionó, se utilizan baterías, así como generadores, termoelementos, etc.
Ahora sabemos que la batería, debido a su EMF interno, proporciona una diferencia de potencial entre los cables de la fuente, lo que contribuye al movimiento continuo de electrones en dirección opuesta a la fuerza electrostática.
EMF de la fuente de corriente, cuya fórmula se da a continuación, así como la diferencia de potencial se expresa en voltios:
E=Ast/Δq,
donde Astes el trabajo de fuerzas externas, Δq es la carga que se mueve dentro de la fuente.
