Теория:
Представь, что ты соединил проволокой два разноимённо заряженных шарика. Что произойдёт? Электроны быстро перетекут на положительный шарик, шарики станут нейтральными, и ток прекратится. Электрическое поле, которое заставляло двигаться заряды, исчезло.
Чтобы ток в цепи был постоянным, нужно непрерывно поддерживать разность потенциалов. Для этого необходимо устройство, которое будет перемещать заряды против сил электрического поля, возвращая их обратно, например, с положительного шарика на отрицательный. Само электрическое поле этого сделать не может, так как его силы всегда стремятся соединить противоположные заряды, но смогут сторонние силы.
Сторонние силы — это силы неэлектростатического происхождения, которые действуют на заряды внутри источника тока, заставляя их двигаться «против течения».
Их природа может быть разной.
- В гальваническом элементе (батарейке) это химические силы, которые растворяют электроды и создают разность потенциалов.
- В генераторе электростанции это сила магнитного поля, действующая на движущиеся заряды.
Электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, которая характеризует действие сторонних сил. Она показывает, какую работу совершают сторонние силы внутри источника при перемещении единичного положительного заряда по замкнутой цепи.
\(\boxed{\varepsilon = \frac{A_{ст}}{q_0}}\), (\(1\))
где \(A_{ст}\) — отличная от нуля работа сторонних (не электростатических, не потенциальных) сил,
\(q_0 = 1\) Кл и \(q_0 > 0\).
где \(A_{ст}\) — отличная от нуля работа сторонних (не электростатических, не потенциальных) сил,
\(q_0 = 1\) Кл и \(q_0 > 0\).
Размерность ЭДС: [\(\varepsilon\)] \(= 1 \ В=1 \ \frac{Дж}{Кл}\).
Размерность потенциала: [\(\varphi\)] \(= 1 \ В=1 \ \frac{Дж}{Кл}\).
Размерность напряжения: [\(U\)] \(= 1 \ В=1 \ \frac{Дж}{Кл}\).
Размерность потенциала: [\(\varphi\)] \(= 1 \ В=1 \ \frac{Дж}{Кл}\).
Размерность напряжения: [\(U\)] \(= 1 \ В=1 \ \frac{Дж}{Кл}\).
Проще говоря, ЭДС — это та самая сила, которая заставляет заряды двигаться в замкнутой цепи, преодолевая сопротивление. На батарейке для фонарика написано «\(1,5\) В» — это и есть её ЭДС. Пока батарейка не подключена к лампочке, напряжение на её полюсах как раз равно \(1,5\) В.