Електрорушійна сила (ЕРС). Напруга.
Постійний електричний струм в ланцюзі викликається стаціон-Нарнії електростатичним полем (кулонівською полем), кото-рої має підтримуватися джерелом струму, що створює посто-янную різниця потенціалів на кінцях зовнішньої ланцюга. Оскільки струм в провіднику несе певну енергію, виокрем-рами, наприклад, у вигляді певної кількості теплоти, необхідно безперервне перетворення будь-якої енергії в електричну. Інакше кажучи, крім кулонівських сил стаціон-Нарнії електростатичного поля на заряди повинні дійство-вать ще якісь сили, неелектростатіческой природи - сто-ронніе сили.
Будь-які сили, що діють на електрично заряджені годину-тіци, за винятком сил електростатичного походження (тобто кулонівських), називають сторонніми силами.
Природа (або походження) сторонніх сил може бути раз-особистої: наприклад, в гальванічних елементах і аккумулято-рах - це хімічні сили, в генераторах - це сила Лоренца або сили з боку вихрового електричного поля.
Всередині джерела струму за рахунок сторонніх сил електричні заряди рухаються в напрямку, протилежному дії сил електростатичного поля, тобто кулонівських сил. Завдяки цьому на кінцях зовнішньої ланцюга підтримується постійна різниця по-потенціалів. У зовнішній ланцюга сторонні сили не діють.
Робота електричного струму в замкнутому електричному ланцюзі відбувається за рахунок енергії джерела, тобто за рахунок дії сто-ронніх сил, тому що електростатичне поле потенційно. Робота цього поля по переміщенню заряджених частинок вздовж замкнутого електричного кола дорівнює нулю.
Кількісною характеристикою сторонніх сил (джерела струму) є електрорушійна сила (ЕРС).
Електрорушійної силою е називається фізична величина, чисельно рівна відношенню работиЛд ^ сторонніх сил по переме-щенію заряду ^ вздовж ланцюга до значення цього заряду:
Електрорушійна сила виражається в вольтах (1 В = 1 Дж / Кл). ЕРС - це питома робота сторонніх сил на даній ділянці, тобто робота по переміщенню одиничного заряду. Напри-заходів, ЕРС гальванічного елемента дорівнює 4,5 В.. Це означає, що сторонні сили (хімічні) здійснюють роботу в 4,5 Дж при переміщенні заряду в 1 Кл всередині елемента від одного полюса до іншого.
Електрорушійна сила є скалярною величиною, ко-торая може бути як позитивною, так і негативною. Знак ЕРС залежить від напрямку струму в ланцюзі і вибору напрямку обходу ланцюга.
Сторонні сили не потенційні (їх робота залежить від форми траєкторії), і тому робота сторонніх сил не може бути виражена через різницю потенціалів між двома точка-ми. Робота електричного струму з переміщення заряду по про-воднику відбувається кулоновскими і сторонніми силами, поет-му повна робота А дорівнює:
Фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню роботи, яку здійснюють електричним полем при переміщенні позитивного
заряду з однієї точки в іншу, до значення заряду д, називається напругою V між цими точками:
тобто різниці потенціалів між двома точками стаціонарного електростатичного поля, де ф1і ф2 - потенціали початкової і кінцевої точки траєкторії заряду, а
У разі електростатичного поля, коли на ділянці не при-покладена ЕРС (е = 0), напруга між двома точками дорівнює різниці потенціалів:
При розімкнутої електричного кола (Г = 0) напруга дорівнює ЕРС джерела:
Одиниця напруги в СІ - вольт (В), В = Дж / Кл. Напругу вимірюють вольтметром, який підключається парал-лельно тих дільницях ланцюги, на яких вимірюють напругу.