Што такое ЭРС крыніцы току?

Калі замкнуць паміж сабой полюса зараджанага кандэнсатара, то пад уплывам электрастатычнага поля, назапашанага паміж яго абкладкамі, ў вонкавым ланцугу кандэнсатара ў кірунку ад станоўчага полюса да адмоўнага пачынаецца рух носьбітаў зарада - электронаў.

Аднак у працэсе разраду кандэнсатара электрычнае поле, якое дзейнічае на якія рухаюцца зараджаныя часціцы, хутка слабее да поўнага знікнення. Таму ўзнікла ў ланцугі разраду праходжанне электрычнага току мае кароткачасовы характар і працэс хутка згасае.

Для працяглага падтрымання току ў што праводзіць ланцуга выкарыстоўваюцца прылады, недакладна званыя ў побыце крыніцамі току (у строга фізічным сэнсе гэта не так). Часцей за ўсё такімі крыніцамі служаць хімічныя батарэі.

З прычыны падзей, якія адбываюцца ў іх электрахімічных працэсаў на іх клеммах адбываецца назапашванне рознаіменных электрычных зарадаў. Сілы не электрастатычнай прыроды, пад дзеяннем якіх ажыццяўляецца падобнае размеркаванне зарадаў, называюць іншымі сіламі.

Ўразумець прыроду паняцці ЭРС крыніцы току дапаможа разгляд наступнага прыкладу.

Уявім сабе правадыр, які знаходзіцца ў электрычным полі, як паказана ніжэй на малюнку, гэта значыць такім чынам, што ўнутры яго таксама існуе электрычнае поле.

Вядома, што пад уздзеяннем гэтага поля ў правадыру пачынае працякаць электрычны ток. Цяпер узнікае пытанне аб тым, што адбываецца з носьбітамі зараду, калі яны дасягаюць канца правадыра, і ці будзе гэты ток заставацца нязменным з цягам часу.

Мы можам лёгка зрабіць выснову, што пры разомкной ланцугу ў выніку ўплыву электрычнага поля зарады будуць назапашвацца на канцах правадыра. У сувязі з гэтым электрычны ток не будзе заставацца сталым і рух электронаў у правадыру будзе вельмі кароткачасовым, як паказана ніжэй на малюнку.

Такім чынам, для таго, каб падтрымліваць у якая праводзіць ланцуга пастаяннае праходжанне току, гэты ланцуг павінна быць замкнёная, г.зн. мець форму завесы. Аднак для падтрымання току нават гэтая ўмова не з'яўляецца дастатковым, бо зарад заўсёды рухаецца ў бок меншага патэнцыялу, а электрычнае поле заўсёды робіць станоўчую працу над зарадам.

Зараз пасля падарожжа па замкнёным ланцугу, калі зарад вяртаецца да зыходнай кропкі, дзе ён пачаў свой шлях, патэнцыял у гэтай кропцы павінен быць такім жа, якім ён быў у пачатку руху. Аднак праходжанне току заўсёды звязана з стратай патэнцыйнай энергіі.

Такім чынам, нам неабходны нейкі знешні крыніца ў ланцугі, на клемах якога падтрымліваецца рознасць патэнцыялаў, якая павялічвае энергію руху электрычных зарадаў.

Такая крыніца дазваляе ажыццявіць падарожжа зарада ад ніжэйшага патэнцыялу да больш высокага ў кірунку, процілеглым руху электронаў пад дзеяннем электрастатычнай сілы, якая спрабуе праштурхнуць зарад ад больш высокага патэнцыялу да ніжэйшага.

Гэтую сілу, якая прымушае зарад рухацца ад ніжэйшага да больш высокаму патэнцыялу, прынята называць электрарухаючая сілай. ЭРС крыніцы току - гэта фізічны параметр, які характарызуе працу, выдаткаваную на перасоўванне зарадаў ўнутры крыніцы іншымі сіламі.

У якасці прылад, якія забяспечваюць ЭРС крыніцы току, як ужо згадвалася, выкарыстоўваюцца акумулятары, а таксама генератары, тэрмаэлементы і г.д.

Цяпер мы ведаем, што элемент харчавання за кошт сваёй унутранай ЭРС забяспечвае рознасць патэнцыялаў паміж высновамі крыніцы, спрыяючы бесперапыннаму перамяшчэнню электронаў у кірунку, процілеглым дзеянню электрастатычнай сілы.

ЭРС крыніцы току, формула якой прыведзена ніжэй, як і рознасць патэнцыялаў выяўляецца ў вольтах:

E = A _арт / Δq,

дзе А _арт - праца іншых сіл, Δq - зарад, перамешчаны ўнутры крыніцы.