¿Existe una necesidad real de los conceptos "emf" y "back emf"?

Dado un elemento de dos terminales donde solo puede medir el voltaje entre los terminales v ( t ) [ v a b ( t ) ] y el actual i ( t ) definido como ingresar al terminal positivo [a], no parece haber una necesidad de introducir conceptos como "emf" o "back emf".

Además, en el uso real parece haber inconsistencias en el signo de estos elementos. Por ejemplo, en un inductor, es bien sabido que v L = L d i L d t . Esta página da una expresión de este tipo para un solenoide (con un valor de L en función de sus parámetros) antes de hablar de "fuerza contraelectromotriz". Sin embargo, bajo el título "fem posterior generada por un inductor" encontramos el signo cambiado V L = − L d i L d t .

Entonces, ¿cuál es el punto de usar la "fuerza electromotriz EMF" que, según wikipedia , es "la intensidad eléctrica (!) Desarrollada por una fuente" en lugar de voltaje?

¿Por qué es necesario introducir "CEMF" definido, según wikipedia, "el EMF causado por la inducción magnética"?

¿No sería razonable usar solo las únicas variables que se pueden medir en la práctica, v ( t ) y i ( t ) ?

No ... y su declaración tiene la polaridad incorrecta después de "Pero, en un inductor, ϕB". Ambos tienen polaridad positiva cuando conducen y se oponen cuando reaccionan al movimiento (solenoide) o abren el interruptor. Al igual que +EMF se aplica a un motor y -EMF como generador, pero consideramos ambos ejemplos positivos a medida que la corriente cambia de dirección. CEMF significa que se genera un voltaje a partir del movimiento que se opone al voltaje aplicado que causa el movimiento, por lo que la corriente cae. Esto es Física 101.
Pruébelo con un motor de corriente continua....
@TonyStewart.EEsince'75 es que No, no es necesario ... o no, lo tienes mal.
Una corriente de inductor conmutada siempre crea un pico de tensión en la polaridad de tensión opuesta en el interruptor.
No como en la última pregunta. ¿No sería...
la velocidad es proporcional al voltaje CEMF y la velocidad no está en V(t) o i(t)
@TonyStewart.EEsince'75 Sí, eso es lo que pensé, pero tuve que aclararlo ya que es una de esas publicaciones en las que la pregunta del título no coincide con el cuerpo.
@TonyStewart: ¿Cómo se detecta el voltaje CEMF, si no en v (t)?
@TonyStewart: La edición que propones en el título cambia lo que estoy preguntando. ¡De hecho, pregunto si realmente necesitamos los conceptos "emf" y "back emf"!
Luego, haga que su pregunta sea consistente en el cuerpo y el título, por favor, y la referencia del sitio para la polaridad invertida en VL porque eso no es correcto.
No estoy seguro de esto, pero ¿no está el signo negativo en la ley de Faraday atendido por la convención de signos pasivos, desde el punto de vista de la teoría de circuitos?
¿Cómo se detecta el voltaje CEMF, si no en v(t)? Para un motor de CC, generalmente no se detecta, es una parte oculta del voltaje terminal aplicado. Si desea medirlo, debe desconectar la fuente de alimentación para que no fluya corriente a través del motor y será menor que la FEM aplicada.

Respuestas (1)

Con dos bobinas idénticas enrolladas alrededor de un núcleo magnético, cuando aplica un voltaje a una bobina, aparece el mismo voltaje en la terminal de la otra bobina. Esto se debe a que el voltaje primario establece una corriente que induce el mismo voltaje en la bobina secundaria: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Normalmente no llamamos a ese voltaje secundario back-emf (o CEMF como en contra fem), lo llamamos voltaje inducido.

Para el caso de un voltaje de CC simple aplicado a través de la bobina primaria, la corriente primaria que fluye es una rampa, es decir, di/dt = V/L o, si se aplica 1 voltio a través de 1 henry, obtenemos una rampa de corriente de 1 amperio por segundo.

La corriente produce un flujo magnético y, si las dos bobinas están devanadas de forma idéntica y estrechamente acopladas, decimos que el flujo magnético se acopla al 100 % entre las dos bobinas. Ese flujo (o más bien la tasa de cambio de flujo) induce el voltaje secundario.

Debido a que la tasa de cambio de la corriente es constante, la tasa de cambio del flujo también es constante, por lo tanto, obtenemos un voltaje constante de salida para un voltaje constante de entrada. ¡Hemos descubierto el transformador!

El voltaje inducido es − norte d ϕ d t pero ¿por qué el signo menos?

Considere esto: no es solo el devanado secundario el que está sujeto al flujo cambiante; el devanado primario (a pesar de estar accionado) comparte el mismo campo magnético y también tiene un voltaje inducido en él. Ese voltaje inducido, se "opone" al voltaje de conducción, por lo que posee un signo menos. Si no tuviera un signo menos, el voltaje inducido ayudaría a un flujo de corriente aún mayor y eso ayudaría a un flujo aún mayor y un voltaje inducido aún mayor y el universo se desintegraría rápidamente. ¡Es tan importante como eso!

Después de todo, cuando fabricamos un inductor, sabemos que no se comporta como un cortocircuito (a pesar de que está hecho de alambre de cobre de prácticamente cero ohmios), por lo que la fuerza contraelectromotriz se opone al voltaje de activación y es prácticamente idéntica en amplitud. Esto plantea el problema de "cómo puede fluir la corriente en un inductor" y, si profundiza en la física (más allá de este sitio), concluirá que la tasa de cambio de corriente en un inductor es causada por pequeñas diferencias entre aplicada y back-emf.

Entonces, el signo menos indica una fuerza contraelectromotriz, pero no siempre la usamos y eso puede dar lugar a cierta confusión. No siempre lo usamos por pereza y por el hecho de que cuando hablamos con otros ingenieros que están "al tanto" entienden lo que queremos decir.

¿Existe una necesidad real de los conceptos "emf" y "back emf"?

Yo diría que sí, pero también agregaría "fem inducida" a la lista.

Los amplificadores de audio de alta potencia tienen diodos de salida a los rieles de suministro para frenar la EMF de los woofers grandes, ya que el cono/bobina intenta volver a su posición central.
@Andy alias: Comparto tu explicación hasta el descubrimiento del transformador. Pero para entender lo que está sucediendo en el primario (o en un solo inductor) todo lo que necesito saber es V = Ldi/dt. Esto me dice todo lo que necesito saber. No se necesitan voltajes "opuestos" para calcular la rampa de corriente. La ecuación constitutiva me da directamente la tasa de cambio de corriente, sin recurrir a back-emf
@Petrus, sí, todo lo que necesita saber es esa fórmula, pero si desea comprender el signo menos, debe reconocer que la fem posterior se opone al voltaje de conducción.
¿Estos conceptos están relacionados con la Ley de Lenz y la conservación de la energía en un transformador?
¿Existe una necesidad real de los conceptos "emf" y "back emf"?
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