Força contraelectromotriu

La força contraelectromotriu (FCEM, tensió CEM),^[1] també coneguda com a força electromotriu inversa (FEM inversa), és la força electromotriu (tensió) que, degut a la inducció magnètica, s'oposa al canvi de corrent elèctric, fluint en la direcció oposada al corrent que l'ha causat (vegeu la llei d’inducció de Faraday, la inducció electromagnètica, la llei de Lenz) La FCEM no pot ser mai igual o superior a la força electromotriu que l'ha generat.^[2]

Principi

Vegeu també: Carret de Rumkhorff

La tensió que apareix a través d'un inductor o bobina es deu a un canvi de corrent que provoca un canvi en el camp magnètic dins de la bobina i, com a conseqüència una tensió auto-induïda.^[3][4] La polaritat de la tensió en cada moment s'oposa a la del canvi de la tensió aplicada, mantenint el corrent constant.^{[3] [5]}

És una característica de qualsevol generador elèctric, bateria elèctrica, dispositiu termoelèctric o transformador elèctric, que s'oposa al pas del corrent elèctric per una inductància i es mesura en volts l'energia per unitat de càrrega que consumeix dit dispositiu.^[6]

És la tensió elèctrica desenvolupada en un circuit inductiu per un corrent variable o altern que hi passa. La polaritat de la tensió és, en cada instant, oposada a la tensió aplicada, l'amplitud o intensitat mai pot ser superior al valor nominal constant.^[7]

${\displaystyle E'=T'/q\,\!}$ o ${\displaystyle E'=T'/It\,\!}$

El terme força contraelectromotriu també s'utilitza habitualment per referir-se a la tensió que es produeix en els motors elèctrics on hi ha un moviment relatiu entre l'armadura i el camp magnètic produït per les bobines del camp del motor o el camp d’imants permanents, que també actua com a generador mentre funciona com a motor. Aquest efecte no es deu, com en una bobina, a la inductància del motor, que genera una tensió en oposició a un corrent canviant mitjançant la llei de Faraday, sinó a un fenomen separat. És a dir, la contra-EMF també es deu a la inductància i a la llei de Faraday, però es produeix fins i tot quan el corrent del motor no canvia i sorgeix de les consideracions geomètriques d’una armadura que gira en un camp magnètic.^[8]

Aquesta tensió està en sèrie i s'oposa a la tensió aplicada original i s'anomena «força contraelectromotriu» (segons la llei de Lenz). Amb un voltatge general inferior a la resistència interna del motor a mesura que el motor gira més ràpidament, el corrent que flueix cap al motor disminueix.^[9] Una aplicació pràctica d’aquest fenomen és mesurar de forma indirecta la velocitat i la posició del motor, ja que la CEM posterior és proporcional a la velocitat de rotació de l’armat.^[10]

En el control del motor i la robòtica, la retroflexió electromagnètica sovint es refereix més específicament a l’ús real del voltatge generat per un motor giratori per inferir la velocitat de rotació del motor, per utilitzar-lo en un millor control del motor de maneres específiques.^[11]