Электродвижущая сила

1. Что такое ЭДС

Электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда внутри источника тока:

​​где:

•  — ЭДС (В),
•  — работа сторонних сил (Дж),
•  — заряд (Кл).

 

Несмотря на название, ЭДС — это не сила, а энергетическая характеристика источника.

---

2. Физический смысл ЭДС

ЭДС показывает, какую энергию получает каждый кулон заряда при прохождении через источник тока.

• Чем больше ЭДС, тем больше энергии получает заряд.

• ЭДС определяет способность источника поддерживать ток в цепи.

---

3. Источники ЭДС

Существуют разные источники тока, создающие ЭДС:

• Химические (батарейки, аккумуляторы);

• Механические (генераторы);

• Световые (солнечные батареи);

• Тепловые (термоэлементы).

Во всех случаях действуют сторонние силы, которые перемещают заряды против электрического поля.

---

Наглядная схема действия ЭДС

На схеме показано:

• источник тока с ЭДС ;
• направление движения зарядов;
• действие сторонних сил внутри источника;
• замкнутая электрическая цепь.

---

4. ЭДС и напряжение

ЭДС и напряжение связаны, но не одинаковы:

• ЭДС — характеристика источника энергии;

• напряжение — разность потенциалов на участке цепи.

Если учитывать внутреннее сопротивление источника $r$, то:

где:

•  — напряжение на внешней цепи;
•  — сила тока;
•  — внутреннее сопротивление источника.

---

5. Закон Ома для полной цепи

С учётом ЭДС закон Ома записывается так:

​где:

•  — сопротивление внешней цепи;
•  — внутреннее сопротивление источника.

---

6. Работа источника тока

Работа сторонних сил:

Мощность источника:

7. Примеры из жизни

• Батарейка создаёт ЭДС за счёт химических реакций.

• Генератор — за счёт механического вращения.

• Солнечная панель — за счёт энергии света.

Без ЭДС ток в цепи быстро прекращается.

---

8. Значение темы

Понимание ЭДС важно:

• для расчёта электрических цепей;

• для изучения источников тока;

• для понимания работы аккумуляторов и генераторов.

---

Вопросы для самопроверки

1. Что такое электродвижущая сила?

2. Почему ЭДС не является силой?

3. Как вычисляется ЭДС?

4. Какие существуют источники ЭДС?

5. Чем отличается ЭДС от напряжения?

6. Как записывается закон Ома для полной цепи?