3. Электродвижущая сила

Для практических целей необходим постоянный ток, имеющий неизменное значение и протекающий в одном направлении в течение любого времени. Чтобы получить такой непрерывный электрический ток, нужно иметь постоянное напряжение. Его создают так называемые генераторы или источники электродвижущей силы,.

Электродвижущая сила (ЭДС) Е является причиной, вызывающей движение электрических зарядов.

Она определяется энергией, затрачиваемой на перемещение единичного электрического заряда (заряда в один кулон) вдоль всей замкнутой электрической цепи.

Вместе с тем, электродвижущая сила характеризует разность потенциалов, т. е. разность электрических состояний, созданную источником ЭДС. Как видно, понятия ЭДС и напряжения тесно связаны друг с другом. Если на участке А Б некоторого проводника имеется разность потенциалов и за счет нее возникает ток, то мы говорим, что на этом участке действует напряжение. А ток во всей замкнутой электрической цепи создается за счет действия электродвижущей силы. В дальнейшем мы уточним различие между понятиями ЭДС и напряжения.

ЭДС обозначают буквой Е . Единицами для измерения ЭДС служат те же единицы, что и для напряжения. Следовательно э.д.с. можно измерить вольтметром подключённым к зажимам источника.

С ледует иметь в виду, что ЭДС всегда создается теми или иными неэлектрическими силами или, как говорят, сторонними силами, не являющимися силами электрического поля. Например, в гальванических элементах ЭДС создается за счет химических реакций.

Если соединить проводниками полюсы источника ЭДС с тем прибором, который должен питаться током, например, с лампой накаливания, то получается простейшая замкнутая электрическая цепь. Пока источник ЭДС работает (например, пока в гальваническом элементе проходит химическая реакция), в цепи действует ЭДС и протекает ток. Если электрическую цепь разорвать, в каком-либо месте, т. е. разомкнуть ее, ток прекратится, но ЭДС будет существовать и в разомкнутой цепи.

Для того чтобы непрерывно протекал ток, кроме электродвижущей силы, необходимо еще наличие замкнутой электрической цепи.

При изучении более сложных схем следует помнить, что в любой замкнутом цепи ток непременно проходит через источник ЭДС.

Рассматривая цепь постоянного или переменного тока в какой-либо сложной схеме, надо всегда иметь в виду, что в состав цепи обязательно входит источник ЭДС, создающий данный ток. В замкнутой цепи без источника ЭДС ток не может протекать, т.к. именно источник ЭДС придает электронам энергию, необходимую для их движения по проводам цепи

Нужно также хорошо усвоить разницу между ЭДС и током. ЭДС, создающая разность потенциалов между полюсами источника тока, существует независимо от того, замкнута цепь или разомкнута, есть ли ток или его нет. А ток может быть только при условии, что цепь замкнута.

ЭДС есть причина, вызывающая появление тока, а ток характеризует само движение электронов. Подобно этому, если в водопроводной системе все краны закрыты, то движения воды нет, хотя давление или напор воды существует. Но стоит открыть кран, как под действием давления начнется движение воды и в трубах образуется водяной поток.

Работу электрического генератора в некоторой степени можно сравнить с работой насоса, который создает давление и обеспечивает непрерывное движение газа или воды в трубе. В качестве источников ЭДС служат гальванические элементы, аккумуляторы, выпрямители, а также некоторые другие устройства. Все они иначе называются источниками тока, или источниками питания, или источниками электрической энергии.