EMF (forza elettromotrice) è la tensione alle estremità di una sorgente quando non è presente corrente. Quando il circuito è chiuso e una corrente scorre quindi alle estremità della sorgente, c'è una tensione inferiore all'EMF. Questa è la conseguenza della resistenza interna della sorgente stessa che porta a questa caduta di tensione.
I corpi caricati elettricamente possono essere ottenuti separando gli elettroni dagli atomi consumando un altro tipo di energia, ad es. meccanico, leggero o chimico. Tale separazione esiste nelle fonti elettriche. A causa dell'attività energetica nella sorgente viene generato un EMF, che induce ulteriormente un'eccedenza di carica negativa (polo negativo) e mancanza di carica negativa (polo positivo). Nell'ingegneria elettrica il concetto di EMF definisce il lavoro richiesto per separare i portatori di carica in una fonte di corrente elettrica, in cui la forza che agisce sulle cariche alle estremità della sorgente non è una conseguenza diretta del campo. EMF è definita come la quantità di lavoro svolto (A) nella trasformazione di energia e la quantità di elettricità (Q) che passa attraverso il generatore E = A / Q. L'unità è uguale alla tensione (V-volt). Il dispositivo che fornisce il circuito con energia elettrica e produce forza elettromotrice è indicato come la fonte di forza elettromotrice o EMS più breve (fonte elettromotrice).
C'è una differenza negli stati elettrici sui poli (terminali) della sorgente. C'è un surplus di elettroni sul polo negativo e una carenza di elettroni su quello positivo. In un circuito di corrente chiuso, gli elettroni si spostano dalla metà negativa alla metà positiva attraverso i conduttori e le apparecchiature. La differenza tra i potenziali elettrici è chiamata tensione elettrica [U]. La tensione elettrica è pari alla quantità di lavoro svolto dalla forza elettrica nel trasferire la carica da un punto del campo a un altro e quella carica. La tensione elettrica viene misurata in Volt [V]. Lo strumento di misura della tensione è chiamato voltmetro.
La forza elettromotrice indica la tensione prodotta all'interno delle fonti elettriche. La tensione è definita come la differenza di potenziale elettrico tra due punti, e questa differenza sui poli della sorgente elettrica è ottenuta rimuovendo gli elettroni da una parte della sorgente e trasferendoli in un altro.
La forza elettromotrice della sorgente è uguale al lavoro che deve svolgere una forza esterna per spostare l'unità di carica da un polo della sorgente a un'altra, ma attraverso la sorgente. La tensione nella parte esterna del circuito è molto simile al lavoro che deve essere fatto dalla forza elettrica per spostare l'unità di carica da un polo della sorgente all'altra, ma attraverso il filo.
La forza elettromotrice è calcolata come segue: E = I * (R + r). Viene calcolata la tensione V = I * R (I - corrente che scorre, R - resistenza di carico, r - resistenza interna).
La tensione è un'operazione della forza elettrica (Coulomb) nel moto della carica ed è il risultato della riduzione di energia nel cerchio, mentre la forza elettromotrice è definita da un'operazione di forza non elettrica (non Coulomb) ed è responsabile per aumentare l'energia nel circuito.
Una differenza di potenziale (tensione) può essere misurata tra qualsiasi dato punto nel circuito, mentre la forza elettromotrice esiste solo tra le due estremità di una sorgente. Anche la forza elettromotrice viene misurata con il misuratore EMF, mentre la tensione con un voltmetro.
La forza elettromotrice è sempre maggiore della tensione. La ragione è che la tensione esiste in un circuito caricato e, a causa della resistenza (perdita di energia), si verifica una caduta di tensione. La grandezza dell'EMF è sempre costante, mentre l'intensità delle tensioni è diversa.
EMF può essere causato in campo elettrico, gravitazionale o magnetico, mentre la tensione è causata solo in campo elettrico.