Електрорушійна сила і напруга

Джерелом електричної енергії називають пристрій, який перетворює різні види енергії в електричну. У колах постійного струму джерелами електричної енергії є електромеханічні генератори, електрохімічні джерела (гальванічні елементи, акумулятори тощо), термоелектрогенератори (пристрої прямого перетворення теплової енергії в електричну), фотоелектрогенератори (перетворювачі променевої енергії в електричну).

При перетворенні будь-якого виду енергії в електричну в джерелі відбувається розподіл позитивних і негативних зарядів, що утворює електрорушійну силу. Таким чином, електричну енергію можна дістати з інших видів енергії, якщо є стороннє поле або iндуковане електричне поле.

Величину, яка характеризує спроможність стороннього поля й індукованого електричного поля викликати електрич­ний струм, називають електрорушійною силою (ЕРС) і позначають буквою Е.

ЕРС чисельно дорівнює роботі джерела електричної енергії по переміщенню одиничного позитивного електрич­ного заряду вздовж всього кола. Математично електрорушійна сила визначається так: E=A/Q,

де Е — ЕРС джерела, В; А — робота, Дж; Q — величина перенесеного заряду, Кл. Одиницею ЕРС є вольт, В; В = Дж/Кл.

Джерело електричної енергії утворює ЕРС в один вольт, якщо при переміщенні вздовж всього замкненого кола заряду в один кулон здійснюється робота в один джоуль. При наявності електричного струму в колі частина роботи джерела витрачається на переміщення зарядів вздовж зовнішньої ділянки кола (зосередженої, наприклад, в резисторі R), що утворює різницю потенціалів між двома точками електричного кола і називається напругою (U). Друга частина енергії витрачається на переміщення зарядів всередині джерела і називається спадом напруги всередині джерела (Uo). Якщо коло замкнене, то матимемо Ui Uo; а якщо коло розімкнене, то на затискачах напруга буде Е, причому E=U+U₀