Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу посторониих (непотенциальных) сил в источниках неизменного либо переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.
ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля посторониих сил (" width="" height="" />). В замкнутом контуре () тогда ЭДС будет равна:
dl" width="" height="" />, где  — элемент длины контура.
ЭДС так же, как и напряжение, измеряется в вольтах. Можно гласить об электродвижущей силе на любом участке цепи. Это удельная работа посторониих сил не во всем контуре, а лишь на данном участке. ЭДС гальванического элемента есть работа посторониих сил при перемещении единичного положительного заряда снутри элемента от 1-го полюса к другому. Работа посторониих сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как посторонние силы непотенциальны и их работа находится в зависимости от формы линии движения. Так, к примеру, работа посторониих сил при перемещении заряда между клеммами тока вне самого источника равна нулю.
ЭДС индукции
Предпосылкой электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление именуется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением
электродвижущая сила — 28 электродвижущая сила; ЭДС Скалярная величина, характеризующая способность постороннего поля и индуктированного электрического поля вызывать электрический ток. Примечание Электродвижущая сила равна линейному интегралу напряженности постороннего… … Словарь-справочник определений нормативно-технической документации
Посторонние силы. ЭДС
Для существования неизменного тока нужно наличие в цепи источника тока — устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения. Перемещение носителей тока под действием сил электростатического поля приводит к выравниванию потенциалов всех точек цепи и прекращению тока.
Посторонними силами именуются силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды или на отдельных участках цепи, или во всей цепи.
Количественная черта посторониих сил — поле посторониих сил и его напряженность ?стор, определяемая посторонней силой, действующей на единичный положительный заряд:
Природа посторониих сил может быть различной: в гальванических элементах они появляются за счет энергии хим реакций между электродами и электролитами, в генераторе — за счет механической энергии вращения ротора генератора, в солнечных батареях — за счет энергии фотонов и т.п.
Под действием создаваемого поля посторониих сил электрические заряды движутся снутри источника тока против кулоновских сил электростатического поля, по этому на концах цепи поддерживается разность потенциалов и в цепи течет неизменный электрический ток.
Физическая величина, определяемая работой, которую совершают посторонние силы при перемещении единичного положительного заряда, именуется электродвижущей силой (ЭДС), действующей в цепи:
Эта работа совершается за счет энергии, затрачиваемой в источнике тока, потому величину ? можно именовать ЭДС источника тока, включенного в цепь.
Единица ЭДС в СИ — вольт (В).
Участок электрической цепи, на котором не действуют посторонние силы, именуется однородным. Участок цепи, на котором на носители тока действуют посторонние силы, именуется неоднородным.
На замкнутом участке цепи работа посторониих сил по перемещению заряда q
Отсюда ЭДС, действующая в замкнутой цепи, — это циркуляция вектора напряженности поля посторониих сил:
Рис. 14.2. Участок цепи с ЭДС
Поэтому, для поля посторониих сил циркуляция его напряженности по замкнутому контуру не равна нулю. ЭДС, действующая на участке 1—2 цепи (рис. 14.2), находится как
Если на заряд q действуют посторонние силы /стор и силы электростатического поля Fe, то результирующая сила
Работа результирующей силы по перемещению заряда q на участке 1—2 определяется при помощи формул (14.176) и (12.21) как
Так как работа электростатических сил для замкнутой цепи равна нулю (ф, = ф2), получаем
Рис. 14.3. К вычислению работы электрического тока
Напряжением Un на участке 1—2 именуется физическая величина, численно равная суммарной работе, совершаемой электростатическими и посторонними силами по перемещению единичного положительного заряда на данном участке цепи (рис. 14.3):
Таким макаром, напряжение на концах участка цепи равно разности потенциалов, если участок является однородным (т.е. на участке не действует ЭДС, посторонние силы отсутствуют):
Сопротивление соединения проводников. В случае последовательного соединения ппроводников, показанного на рис. 14.4, а, сила тока в них будет одинаковой: /,= /2 =. = /„ = / .
Рис. 14.4. Соединения п проводников(я = 3): а — последовательное; б — параллельное
Используя закон сохранения энергии, согласно которому полное напряжение U равно сумме падений напряжений на каждом сопротивлении, получаем, что
При параллельном соединении п проводников (рис. 14.4, б) к каждому проводнику приложено полное напряжение U: U = U2 = . =Un =U. Учтем, что заряд сохраняется. Тогда
Потому общее сопротивление цепи оказывается меньше сопротивления каждого из резисторов в отдельности:
Видео: Урок 2. Электрический ток | ЭДС — электродвижущая сила
