Электронное хранилище учебных материалов

Курс лекций, модуль 5


Загрузить всю книгу  Книга в формате Adobe PDF 

« Пред.

§20. Сторонние силы. Электродвижущая сила

След. »

 

j2

 
Если в проводнике создать электрическое поле, то носители тока начнут перемещаться от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом (j1 > j2). Через некоторое время это приведёт к выравниванию потенциала и к исчезновению электрического поля, и ток прекратиться.

Рис. 20.1

 

Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счёт работы сил не электростатического происхождения. Такие устройства называют источниками тока, а силы не электростатического происхождения – называют сторонними.

Сторонние силы способны перемещать заряды от точки с меньшим потенциалом к точке с большим потенциалом. Природа сторонних сил может быть различна, эти силы могут быть обусловлены химическими процессами, электрическими полями (но не электростатическими), порождаемыми меняющимися во времени магнитными полями.

Итак, сторонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов.

Характеристикой сторонних сил является ЭДС ():

ЭДС – физическая величина равная отношению работы сторонних сил по перемещению положительного единичного заряда к величине этого заряда:

 

.

(20.1)

* как и j выражается в вольтах.

Сторонняя сила , действующая на заряд q, может быть выражена как:

 

,

(20.2)

где  – напряженность поля сторонних сил.

Работа сторонних сил на участке цепи 1–2 равна:

 

.

(20.3)

Разделив эту работу на q, получим ЭДС, действующую на данном участке 1–2, т.е. ,

 

.

(20.4)

Для замкнутой цепи имеем:

 

,

(20.5)

где * – ЭДС, действующая в замкнутой цепи.

ЭДС, действующая в замкнутой цепи, равна циркуляции вектора напряжённости сторонних сил.

В цепи, кроме сторонних сил, действуют ещё и электростатические силы:. Следовательно, результирующая сила, действующая в каждой точке цепи на заряд q, равна:

.

Работа, совершаемая этой силой над зарядом q на участке цепи 1-2, определяется выражением:

 

.

(20.6)

Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении положительного единичного заряда, называется падением напряженияили простонапряжениемUна данном участке цепи.

 

; .

(20.7)

Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называют однородным.

Для однородного участка цепи:  напряжение совпадает с разностью потенциалов на концах этого однородного участка.

Участок цепи, на котором на носители тока действуют сторонние силы, называются неоднородным, для него:

 

« Пред.

 

След. »