Se você fechar os pólos de um capacitor carregado, sob a influência do campo eletrostático acumulado entre suas placas, o movimento dos portadores de carga - elétrons começa no circuito externo do capacitor na direção do positivo pólo para o negativo.
No entanto, no processo de descarga de um capacitor, o campo elétrico que atua sobre partículas carregadas em movimento enfraquece rapidamente até desaparecer completamente. Portanto, o fluxo de corrente elétrica que surgiu no circuito de descarga é de natureza de curto prazo e o processo decai rapidamente.
Para manter a corrente em um circuito condutor por um longo tempo, são usados dispositivos que são chamados incorretamente de fontes de corrente na vida cotidiana (no sentido estritamente físico, não é assim). Na maioria das vezes, essas fontes são baterias químicas.
Como resultado dos processos eletroquímicos que ocorrem neles, cargas elétricas opostas se acumulam em seus terminais. As forças de natureza não eletrostática, sob a ação da qual essa distribuição de cargas é realizada, são chamadas de forças externas.
O exemplo a seguir ajudará a entender a natureza do conceito de EMF de uma fonte de corrente.
Imagine um condutor em um campo elétrico, como mostra a figura abaixo.figura, ou seja, de tal forma que dentro dela também exista um campo elétrico.
Sabe-se que sob a influência desse campo, uma corrente elétrica começa a fluir no condutor. Agora a questão é o que acontece com os portadores de carga quando chegam ao final do condutor e se essa corrente permanecerá a mesma ao longo do tempo.
Podemos facilmente concluir que em um circuito aberto, como resultado da influência de um campo elétrico, cargas se acumulam nas extremidades do condutor. Nesse sentido, a corrente elétrica não permanecerá constante e o movimento dos elétrons no condutor terá vida muito curta, como mostra a figura abaixo.
Assim, para manter um fluxo de corrente constante em um circuito condutor, este circuito deve ser fechado, ou seja, ter a forma de um laço. No entanto, mesmo essa condição não é suficiente para manter a corrente, pois a carga sempre se move em direção a um potencial menor, e o campo elétrico sempre realiza um trabalho positivo sobre a carga.
Agora, depois de percorrer um circuito fechado, quando a carga retornar ao ponto inicial onde iniciou sua jornada, o potencial neste ponto deve ser o mesmo que era no início do movimento. No entanto, o fluxo de corrente está sempre associado a uma perda de energia potencial.
Conseqüentemente, precisamos de alguma fonte externa no circuito, nos terminais dos quais é mantida uma diferença de potencial, o que aumenta a energia do movimentocargas elétricas.
Tal fonte permite que a carga viaje de um potencial mais baixo para um mais alto na direção oposta ao movimento dos elétrons sob a ação de uma força eletrostática tentando empurrar a carga de um potencial mais alto para um mais baixo.
Esta força, que faz com que a carga se mova de um potencial mais baixo para um mais alto, é chamada de força eletromotriz. A EMF de uma fonte de corrente é um parâmetro físico que caracteriza o trabalho despendido na movimentação de cargas dentro da fonte por forças externas.
Como dispositivos que fornecem a CEM da fonte de corrente, como já mencionado, são utilizadas baterias, assim como geradores, termoelementos, etc.
Agora sabemos que a bateria, devido ao seu CEM interno, fornece uma diferença de potencial entre os condutores da fonte, contribuindo para o movimento contínuo dos elétrons na direção oposta à força eletrostática.
EMF da fonte de corrente, cuja fórmula é dada abaixo, bem como a diferença de potencial é expressa em volts:
E=Ast/Δq,
onde Asté o trabalho das forças externas, Δq é a carga movida dentro da fonte.
