Теоретичні відомості. (Теорія до даної роботи описана в лекційному курсі (інтерактивного комплексу Ч І) §3.10-3.12)

(Теорія до даної роботи описана в лекційному курсі (інтерактивного комплексу Ч І) §3.10-3.12)

Для того, щоб по провіднику проходив постійний електричний струм, необхідно підтримувати на його кінцях постійну різницю потенціалів. Це зможуть здійснювати лише сили неелектричної природи. Такі сили називаються сторонніми . Наприклад, в гальванічних елементах розділення зарядів відбувається внаслідок протікання хімічних процесів, в генераторах – під дією механічних сил, в термоелементах – під дією теплового руху.

Величина, рівна сторонній силі, що діє на одиничний позитивний заряд, називається напруженістю електричного поля сторонніх сил

.

Елементарна робота сторонніх сил по переміщенню заряду q дорівнює

,

де – кут між напрямком дії сили і напрямком руху додатного заряду, – проекція вектора напруженості сторонніх сил на напрямок переміщення.

Тоді повна робота, яку виконують сторонні сили при переміщенні заряду q по замкненому контуру, дорівнює

. (1)

Інтеграл називається циркуляцією вектора напруженості електричного поля сторонніх сил.

Робота, яка виконується сторонніми силами при переміщенні одиничного позитивного заряду по замкненому колу, називається електрорушійною силою

. (2)

Слід чітко розрізняти поняття е.р.с., різниці потенціалів і напруги. Під різницею потенціалів розуміють роботу кулонівських сил по переміщенню одиничного позитивного заряду з однієї точки електричного кола в іншу. Під напругою розуміють роботу кулонівських і сторонніх сил по переміщенню одиничного позитивного заряду з однієї в іншу точку кола. Вище дано означення е.р.с. В тому випадку, коли сторонні сили діють на всьому шляху проходження електричного струму, е.р.с. називається розподіленою (наприклад, е.р.с. індукції або самоіндукції). Якщо ж дія сторонніх сил поширюється лише на окремі ділянки кола, то е.р.с. називається зосередженою (наприклад, е.р.с. гальванічного елемента). Одиницею вимірювань е.р.с., напруги, різниці потенціалів є вольт [B].

В розімкненому електричному колі електростатичні сили зрівноважуються сторонніми, отже . В цьому випадку різниця потенціалів між полюсами джерела чисельно дорівнює величині е.р.с. Оскільки різниця потенціалів дорівнює зміні потенціальної енергії одиниці заряду, то е.р.с. визначає, який найбільший запас електростатичної енергії може набути одиниця кількості електрики внаслідок роботи сторонніх сил. Всередині джерела е.р.с. (у внутрішній частині кола) сторонні сили переміщують заряди проти електростатичних сил, зовні джерела е.р.с. (у зовнішній частині кола) заряди переміщуються в напрямку дії електростатичних сил. Точки, які розділяють зовнішню і внутрішню ділянку кола, називаються полюсами джерела е.р.с. Полюс з більшим потенціалом називають позитивним, а з меншим – негативним. Е.р.с. є скалярною величиною.

Електрорушійна сила гальванічного елемента не залежить від розмірів електродів і кількості електроліту, а визначається лише їх хімічним складом. Кожний тип елементів має свою е.р.с.

Поиск по сайту: