A Força Eletromotriz (FEM) das pilhas

Você sabe que, quando utilizamos uma pilha num circuito como o da lanterna, a energia química da pilha e transformada em energia elétrica. Durante o processo, a pilha fica aquecida, o que significa que nem toda sua energia química foi transformada em elétrica, pois houve dissipação por efeito Joule.

O mesmo acontece com os outros tipos de geradores, inclusive os utilizados em usinas. A potência não-elétrica (isto é, mecânica, química, radiante ou luminosa etc.) que o gerador recebe para ser colocado em funcionamento (potência recebida: Pr) é transformada em potência elétrica, que então é cedida ao circuito (potência elétrica cedida:(Pc). No entanto, a potência elétrica cedida Pc tem um valor menor que o da potência recebida Pr, porque uma parte da Pr é transformada em potência dissipada (Pd). Corno você já sabe, essa dissipação ocorre em resistores; dai, podemos concluir que o gerador também funciona co¬mo um resistor de resistência interna r.

Veja um esquema da situação descrita acima, no qual o gerador está representado conforme a convenção: 

Observe que a corrente elétrica que atravessa o gerador vai do pólo negativo para o pólo positivo.

Continuando com nossa analogia entre os tipos de fonte elétrica, sabemos que a pilha e a bateria são fontes de energia que possibilitam a ddp necessária a manutenção da corrente elétrica num circuito: ao saírem do terminal positivo dessas fontes de energia, as cargas elétricas percorrem o circuito e chegam ao terminal negativo. No gerador o processo e semelhante: ele fornece a energia necessária as cargas que chegam a seu terminal negativo, permitindo que elas voltem a passar pelo terminal positivo e assim sucessivamente.

Portanto, dentro do gerador uma carga DQ é submetida a forças elétricas, que realizam um trabalho J entre os terminais do gerador. Esse trabalho corresponde ao ganho de energia pelas cargas. A quantidade de energia recebida por unidade de carga dá-se o nome de forca eletromotriz (FEM) do gerador, cujo símbolo é E. Portanto:

Os fatores que influenciam na diferença de potencial. Variando-se os metais (ou melhor dizendo, variando-se o oxidante e o redutor), podemos obter uma infinidade de pilhas diferentes, que nos fornecerão diferentes voltagens ou forças eletromotrizes (fem) ou diferenças de potencial (ddp). Isso depende fundamentalmente:

- da natureza dos metais formadores da pilha (ou seja, da natureza do oxidante e do redutor);

- das concentrações das soluções empregadas;

- da temperatura da pilha.

Como decorrência do exposto acima, considerando-se como condições padrão

de uma pilha:

- a concentração 1 molar para as soluções;

- a temperatura de 25ºC para a pilha.