COS'E' LA FORZA ELETTROMOTRICE DI UN GENERATORE?

COS’E’ LA FORZA ELETTROMOTRICE (f.e.m.) DI UN GENERATORE?

In Laboratorio potremo realizzare un' esercitazione per verificare che la tensione fra i morsetti di  un 'generatore',  (accumulatore, pila, alimentatore),  è tanto minore, quanto maggiore è la corrente che eroga.

Se non siamo in laboratorio ce ne possiamo accorgere  se  mettiamo in moto un'automobile con i fari  accesi. Noteremo un'improvvisa diminuzione della loro luminosità dato che il motorino d'avviamento assorbe una corrente piuttosto alta, per fortuna solo per pochi secondi, (ed ... è meglio non insistere troppo).

Prima di mandare la corrente nel nostro circuito, si consiglia di verificare :

1°) Che la portata del voltmetro non sia inferiore ai 12÷20 V (se l'accumulatore è da 12 V).

Che il reostato sia 'tutto inserito' (quindi con  il cursore  spostato  tutto  a  sinistra)  e che pos-

sa sopportare correnti fino a una decina di ampere. NON PORTARE IL CURSORE A DE-

STRA. Sarà più prudente utilizzare il reostato a potenziometro (come in quasi tutte le esercita-

zioni di Laboratorio).

3°) Che la portata dell'amperometro sia adeguata a queste correnti. (tenerlo d’occhio durante

le misure per non bruciarlo).

Basterà misurare alcune coppie di valori di tensione e corrente,  spostando  ogni volta il cur-

sore verso destra. (Così  facendo, l'accumulatore  risulta  chiuso  su  una  resistenza  minore 

ed  eroga  una corrente maggiore).

Il massimo valore della tensione V(MN),  si  misura 'a tasto aperto', quando  l'accumulatore 

non  eroga corrente . Ed ecco il grafico di nostre vecchie misure.

Data l'identità : V(M) - V(N)  =  [ V(M)-V(S) ]  +  [ V(S)-V(N) ],  poiché la corrente erogata dall'accumulatore,  di  cui  ' r '  è  la resistenza internava nel verso da N ad  S, risulta  

V(N) - V(S) = i _* r, quindi si ha  :  V(S) - V(N) = - i _* r.

     Fra i punti M ed S c'è un generatore 'ideale' (che non esiste,               perché privo di resistenza interna).

La f.e.m. (leggi forza elettromotrice), è un antico nome improprio, perché non è una forza, ma la d.d.p. fra i morsetti di un generatore ideale (con r=0), quindi :  V(M) - V(S) = f.e.m.

Se sostituiamo le ultime relazioni nell'identità di prima, avremo 

V(M) - V(N)  =  f.e.m.  -   i _* r

E' questa  la legge di Ohm  per  un tratto di conduttore  comprendente  un  elemento  attivo,

qual'è  un generatore che 'eroga corrente'.

Se i = 0 risulta : V (M) - V(N) = f.e.m.   E' per questo  che si definisce  f.e.m. di un generatore 

la  d.d.p. fra i suoi morsetti a 'CIRCUITO APERTO', quando cioè risulta : i = 0.

Il grafico che si ottiene in pratica, non è quasi mai perfettamente rettilineo, perché la resisten-

za  ' r ' varia al variare della temperatura dell'elettrolita  e  la  f.e.m. può  variare ...

Non sarà difficile capire che per caricare un accumulatore, sarà necessario che la corrente entri per il suo morsetto positivo e sarà necessario applicare una d.d.p. maggiore della sua f.e.m, per cui sarà :

V(M) - V(N)  =  f.e.m  +   i _* r  

Infatti V(M) - V(N) = [ V(M) - V(S)] +( [ V(S) - V(N) }

ed ora, a differenza di prima V(S) - V(N)  è positiva perché la corrente va in quel verso. Il grafico precedente dovrà risultare in salita anziché in discesa.

Il morsetto positivo del generatore (carica batterie) che eseguirà la carica andrà collegato con il  morsetto positivo dell'l'accumulatore da caricare  (quindi IN OPPOSIZIONE),  (come si fa con gli accumulatori di due vetture quando una delle due batterie non ce la fa più).

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