La forza elettromotrice (spesso abbreviata in f.e.m. o indicata con la lettera \mathcal{E}) non è in realtà una forza meccanica, bensì una differenza di potenziale elettrico, misurata in Volt (V). Rappresenta il lavoro W che un generatore (di origine chimica, meccanica o fotoelettrica) compie per spostare l’unità di carica positiva q dal polo a potenziale minore verso quello a potenziale maggiore, all’interno del generatore stesso, opponendosi al campo elettrico:
In un circuito chiuso, la f.e.m. eguaglia la somma delle cadute di tensione attraverso tutti gli elementi resistivi del circuito, compresa la resistenza interna R_i del generatore stesso. Ai morsetti del generatore la tensione misurabile V è:
Uno dei meccanismi più importanti per la produzione di f.e.m. si basa sull’induzione elettromagnetica. La Legge di Faraday-Neumann-Lenz stabilisce che la f.e.m. indotta in una spira chiusa è pari all’opposto della derivata temporale del flusso del campo magnetico \Phi_B che attraversa la superficie delimitata dalla spira:
Questo principio è alla base del funzionamento di tutti gli alternatori, dinamo e trasformatori nelle reti di produzione e distribuzione dell’energia elettrica.