Page 555 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

536 Capítulo 27 Corriente y resistencia

Válvula
Interruptor

Presión
alta
Bomba
de agua

Presión
baja

(a)
Figura 27.4 La analogía mecánica de una bomba de agua resulta útil para explicar la función de una fuente
de fem en un circuito eléctrico.

De este modo, se podría mantener la diferencia de potencial entre las placas, permitiendo un
flujo de carga continuo. Un dispositivo que tiene la capacidad de mantener la diferencia de
potencial entre dos puntos se llama una fuente de fuerza electromotriz (fem).
Las fuentes de fem más conocidas son la batería y el generador. La batería convierte la energía
química en energía eléctrica, y el generador transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

Una fuente de fuerza electromotriz (fem) es un dispositivo que convierte la
energía química, mecánica u otras formas de ella en la energía eléctrica nece­
saria para mantener un flujo continuo de carga eléctrica.

En un circuito eléctrico, la fuente de fem se representa casi siempre por medio del símbolo %.
La función de una fuente de fem en un circuito eléctrico es similar a la de una bomba de
agua para mantener el flujo continuo de agua a través de una tubería. En la figura 27.4a, la
bomba de agua debe realizar el trabajo necesario sobre cada unidad de volumen de agua, para
reemplazar la energía perdida por cada unidad de volumen que fluye a través de los tubos. En
la figura 27.4b, la fuente de fem debe trabajar sobre cada unidad de carga que pasa a través de
ella para elevarla a un mayor potencial. Este trabajo debe suministrarse con una rapidez igual
a la rapidez con que se pierde la energía al fluir a través del circuito.
Por convención, hemos supuesto que la corriente consiste en un flujo de carga positiva,
aunque en la mayoría de los casos se trata de electrones con su carga negativa. Por tanto, la
carga pierde energía al pasar a través del resistor de un potencial alto a un potencial bajo. En
la analogía hidráulica, el agua pasa de la presión alta a la baja. Cuando la válvula de intercep­
ción se cierra, existe presión pero no hay flujo de agua. En forma similar, cuando el interrup­
tor eléctrico se abre, hay fem pero no corriente.
Puesto que la fem es trabajo por unidad de carga, se expresa en la misma unidad que la
diferencia de potencial: el joule por coulomb, o volt.

Una fuente de fem de 1 volt realizará un joule de trabajo sobre cada coulomb
de carga que pasa a través de ella.

Por ejemplo, una batería de 12 V realiza un trabajo de 12 J sobre cada coulomb de carga transferido
del extremo de bajo potencial (terminal —) al extremo de alto potencial (terminal +).Casi siempre
se dibuja una flecha (t) junto al símbolo % de la fem para indicar la dirección en la cual la fuente, si
actuara sola, haría que una carga positiva se moviera a través del circuito extemo. La corriente con­
vencional fluye alejándose de la terminal + (positiva) de la batería, y la carga positiva hipotética flu­
ye “pendiente abajo” a través de la resistencia extema hacia la terminal — (negativa) de la batería.
En las siguientes secciones se usarán a menudo diagramas de circuito, como el de la fi­
gura 27.4b, para describir los sistemas eléctricos. Gran parte de los signos que usaremos con
ese propósito están definidos en la figura 27.5.