Calculadora FEM (Fuerza Electromotriz)
Calcula una variable del circuito usando el modelo de fuente real con resistencia interna.
Ingresa V, I y r para encontrar ε.
¿Qué es la FEM?
La Fuerza Electromotriz (FEM), representada normalmente por la letra griega ε (épsilon), es la energía por unidad de carga que una fuente eléctrica (como una batería o generador) entrega al circuito. Aunque el nombre incluye “fuerza”, realmente se mide en voltios.
En circuitos reales, la fuente no es perfecta: existe una resistencia interna que provoca caída de tensión cuando circula corriente. Por eso, el voltaje que lees en los bornes puede ser menor que la FEM nominal.
Modelo básico de fuente real
El modelo más usado combina una fuente ideal ε con una resistencia interna r en serie. A partir de ese modelo, salen estas relaciones:
V = ε - I·r
I = (ε - V) / r
r = (ε - V) / I
Donde:
- ε: fuerza electromotriz (V)
- V: voltaje terminal (V)
- I: corriente (A)
- r: resistencia interna (Ω)
Cómo usar esta calculadora FEM
1) Elige la variable objetivo
Selecciona si quieres calcular FEM, voltaje terminal, corriente o resistencia interna.
2) Introduce tres valores conocidos
Para calcular una variable necesitas las otras tres. Usa unidades consistentes: voltios (V), amperios (A) y ohmios (Ω).
3) Interpreta el resultado
Además del número calculado, la herramienta te mostrará la ecuación aplicada para que puedas verificar el proceso.
Ejemplo rápido
Supón una batería con voltaje terminal de 11.4 V, corriente de 2 A y resistencia interna de 0.3 Ω. Entonces:
La FEM de esa fuente sería 12 V.
Errores comunes al calcular FEM
- Mezclar unidades: por ejemplo usar mA sin convertir a A.
- Olvidar signos: en carga/descarga de baterías el sentido de corriente importa.
- Usar r = 0 al calcular corriente: eso genera división por cero.
- Confundir V terminal con FEM: solo son iguales cuando I = 0 (circuito abierto).
Aplicaciones prácticas
Baterías y sistemas solares
Sirve para estimar caída de tensión bajo carga y detectar degradación de baterías (cuando r aumenta con el tiempo).
Laboratorio y educación
Excelente para ejercicios de física y electrónica, especialmente al comparar una fuente ideal vs. una fuente real.
Diagnóstico básico de fuentes
Midiendo V e I en diferentes condiciones puedes estimar la resistencia interna y evaluar rendimiento.
Conclusión
Una buena calculadora FEM te permite obtener resultados rápidos y confiables, pero lo más importante es comprender el modelo eléctrico detrás. Si entiendes la relación entre ε, V, I y r, podrás diseñar, analizar y diagnosticar circuitos con mucha más precisión.