§ 25. Условия существования постоянного электрического тока. Сторонние силы. ЭДС источника тока

Электродвижущая сила источника тока. Основной характеристикой источника тока является электродвижущая сила (ЭДС)*. Обозначают её calligraphic E.

ЭДС — физическая скалярная величина, равная отношению работы сторонней силы по перемещению положительного электрического заряда внутри источника тока от его отрицательного полюса к положительному к значению этого заряда:

calligraphic E equals A subscript ст over q. 

(25.1)

Сравнив формулы U subscript 12 equals A subscript 12 over q subscript 0 и (25.1), можно сделать вывод, что единицей измерения ЭДС в СИ является 1 В.

Таким образом, ЭДС численно равна работе сторонней силы по перемещению единичного заряда внутри источника тока между его полюсами (положительного заряда от отрицательного полюса к положительному, отрицательного заряда, наоборот, от положительного полюса к отрицательному).

Материал повышенного уровня

ЭДС является энергетической характеристикой источника тока. Потенциальная энергия электрического заряда, перемещаемого внутри источника, увеличивается за счёт работы сторонних сил. При подключении проводника к полюсам источника эта энергия расходуется на перемещение заряда по всей электрической цепи.

Если электрическая цепь замкнута, то можно утверждать, что ЭДС численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда по всей замкнутой цепи, поскольку работа электрических сил в замкнутой цепи равна нулю.

От теории к практике

Сила тока в цепи I = 1,5 А. Какую работу совершает сторонняя сила за промежуток времени t = 1,0 мин, если ЭДС источника тока calligraphic E = 6,0 В?

img

img

1. Каковы условия существования электрического тока?

2. Какие силы называют сторонними?

3. Какова роль источника тока в электрической цепи?

4. Что называют внешним участком электрической цепи? внутренним?

5. Каково направление упорядоченного движения свободных электронов на внешнем и внутреннем участках цепи?

6. Что называют ЭДС источника тока?

Материал повышенного уровня

7. Существует ли электрическое поле между полюсами источника тока в незамкнутой цепи? Изобразите схематически электрическое поле источника тока в замкнутой и незамкнутой цепи.

* Термин «электродвижущая сила» неудачен, поскольку в данном случае речь не идёт ни о какой силе, измеряемой в ньютонах. Поэтому в дальнейшем мы будем использовать только сокращённое название ЭДС.