Электродвижущая сила источника тока. Сторонние силы. Напряжение

Если в проводнике создать электрическое поле и затем не поддерживать его неизменным, то за счет перемещения зарядов поле исчезнет и, следовательно, ток прекратится. Для того, чтобы поддерживать ток неизменным, необходимо от конца проводника, (рис.12.2) c потенциалом отводить приносимые туда током заряды и перено­сить их к началу проводника с большим потенциалом ,т.е. необходимо создать круговорот зарядов.

Это возможно лишь за счет работы сторонних сил неэлектростатической природы, на­пример, за счет протекания химических процессов в гальванических элементах.

Величина, численно равная работе сторонних сил, по перемещению единичного поло­жительного заряда называется ЭДС и обозначается :

= A_СТОР/q. (12-6)

ЭДС, как и потенциал, в СИ измеряется в вольтах. Представим стороннюю силу как

, (12-7)

тогда работа сторонних сил на участке 1-2 цепи будет равна

, (12-8)

а ЭДС на этом же участке = ,

где dl - элемент длины проводящего участка цепи. ЭДС, действующая в замкнутой цепи

, (12-9)

т.е. ЭДС равна циркуляции вектора напряженности сторонних сил.

Однако, кроме сторонних сил, на носители тока действуют силы электростатического поля qE. Следовательно, результирующая сила, действующая в каждой точке цепи на заряд

. (12-10)

Работа, совершаемая этой силой над зарядом q на участке 1-2 цепи,

. (12-11)

Величина, численно равная работе, совершаемой электрическими и сторонними си­лами над единичным положительным зарядом, называется падением напряжения или прос­то напряжением U на данном участке, т. е.

U = A / q= + . (12-12)

Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называется однородным. Для него

U = . (12-13)

Участок цепи, на котором действуют сторонние силы, называется неоднородным.

Для замкнутой цепи ( ) = 0 и поэтому U = .