On considère le dispositif schématisé ci-dessous, l'arbre de la machine est accouplé à un dispositif mécanique entraînant et un voltmètre est branché aux bornes de l'induit. Si la machine n'est pas à aimants permanents, l'intensité du courant dans l'inducteur est réglée à sa valeur nominale.
Lorsque l'arbre est en rotation, on observe une tension aux bornes de l'induit : c'est la tension à vide ou fém notée `E`.
La fém dépend des caractéristiques de la machine et de la vitesse de rotation d'où les relations :
`E = K cdot Omega` avec `Omega` la vitesse exprimée en `"rad" cdot "s"^-1`, `E` en `"V"` et `K` en `"V" cdot ("rad" cdot"s"^-1")^-1`
`E = K_"e" cdot n` avec `n` la vitesse exprimée en `"tr" cdot "min"^-1`, `E` en `"V"` et `K_"e"` en `"V" cdot ("tr" cdot"min"^-1")^-1`
La fém existe aussi en fonctionnement moteur et est parfois appelée « force contre électromotrice ».
Un « clic gauche » sur le dispositif mécanique entraînant affiche le panneau de réglage de la vitesse qu'il impose sur l'arbre.
Grâce au dispositif mécanique entraînant
Force électromotrice
Elles sont représentées par les constantes `K` et `K_"e"` dans les relations ci-dessous.
Et notée fcém.