23. Сторонние силы.

Для существования тока необходимо наличие ,с одной стороны, свободных носителей тока, т.е. заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно, с другой стороны, наличие электрического поля, энергия которого расходовалась бы на их упорядоченное движение и восполнялась для существования постоянного тока. Если бы в цепи на носитель тока действовали бы только электростатические силы электрического поля, то происходило бы их перемещение ( для положительных носителей тока от точек с большим потенциалом в точки с меньшим потенциалом). Это рано или поздно привело бы к выравниванию потенциалов поля и к исчезновению электростатического поля, а вместе с ним и тока. Для существования постоянного электрического тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил не электростатического происхождения. Такие устройства-источники тока. А силы не электростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источника тока- сторонние, т.о. для поддержания постоянного тока необходимы сторонние силы, действующие либо на во всей цепи, либо на отдельных участках. Количественная характеристика сторонних сил- поле сторонних сил и его напряженность Е_ст, определяемое сторонней силой, действующей на единичный положительный заряд. Природа сторонних сил может быть различной (в батарейках, аккумуляторах возникают за счет энергии химических реакций между электролитами и электродами; в генераторе эл.станций- за счет механической энергии вращения ротора, т.е. роль источника тока в электрической цепи такова, как насоса, который необходим для перекачивания жидкости в гидравлической системе). Под действием сторонних сил электрические заряды внутри источника движутся против сил электростатического поля, благодаря чему на концах цепи поддерживается постоянная разность потенциалов, а в цепи протекает постоянный ток.

24. Электродвижущая сила. Напряжение.

Для характеристики источника тока вводится понятие ЭДС. Это физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда по цепи, т.е.

А_ст работа по перемещению заряда по замкнутому участку цепи определяется следующим образом

А_ст=

Напряжение- характеристика разности потенциалов в цепи. В этом случае на заряд действует как сторонние силы источника электрического тока, так и силы электростатического поля других зарядов. Результирующая F_ст будет определяться:

F_p=F_ст+F_эл.ст. А=

Если цепь замкнута, то A=εQ

Напряжение на участке 1-2 есть физическая величина, определяемая работой сторонних сил и электростатических сил по перемещению единичного положительного заряда на данном участке, т.е. напряжение U_1-2=ε₁₂+(ϕ(1)- ϕ(2)) на концах участка электрической цепи.

Напряжение- обобщенное понятие разности потенциалов. Если участок не содержит ЭДС, то напряжение на концах участка цепи равно разности потенциалов на концах участков цепи.