Какво е ЕМП на източник на ток?

Какво е ЕМП на източник на ток?
Какво е ЕМП на източник на ток?
Anonim

Ако затворите полюсите на зареден кондензатор заедно, тогава под въздействието на електростатичното поле, натрупано между неговите плочи, движението на носителите на заряд - електроните започва във външната верига на кондензатора в посока от положителното полюс към отрицателния.

В процеса на разреждане на кондензатор обаче електрическото поле, действащо върху движещи се заредени частици, бързо отслабва, докато изчезне напълно. Следователно, потокът на електрически ток, който се е появил в разрядната верига, е краткотраен и процесът бързо затихва.

За поддържане на тока в проводяща верига за дълго време се използват устройства, които неточно се наричат източници на ток в ежедневието (в строго физически смисъл, това не е така). Най-често тези източници са химически батерии.

В резултат на електрохимичните процеси, протичащи в тях, на изводите им се натрупват противоположни електрически заряди. Силите от неелектростатичен характер, под действието на които се осъществява такова разпределение на зарядите, се наричат външни сили.

Следният пример ще помогне да се разбере естеството на концепцията за ЕМП на източник на ток.

Представете си проводник в електрическо поле, както е показано на фигурата по-долу.фигура, тоест по такъв начин, че вътре в нея съществува и електрическо поле.

източник на ток emf
източник на ток emf

Известно е, че под въздействието на това поле в проводника започва да тече електрически ток. Сега въпросът е какво се случва с носителите на заряд, когато стигнат до края на проводника и дали този ток ще остане същият с течение на времето.

Можем лесно да заключим, че в отворена верига, в резултат на влиянието на електрическо поле, зарядите ще се натрупват в краищата на проводника. В тази връзка електрическият ток няма да остане постоянен и движението на електроните в проводника ще бъде много краткотрайно, както е показано на фигурата по-долу.

ЕДС на източника на ток е
ЕДС на източника на ток е

По този начин, за да се поддържа постоянен ток в проводяща верига, тази верига трябва да бъде затворена, т.е. да бъде във формата на бримка. Въпреки това, дори това условие не е достатъчно за поддържане на тока, тъй като зарядът винаги се движи към по-нисък потенциал и електрическото поле винаги извършва положителна работа върху заряда.

Сега след пътуване през затворена верига, когато зарядът се върне в началната точка, откъдето е започнал своето пътуване, потенциалът в тази точка трябва да бъде същият, както е бил в началото на движението. Въпреки това, потокът на тока винаги е свързан със загуба на потенциална енергия.

формула на източника на тока
формула на източника на тока

Следователно имаме нужда от външен източник във веригата, на клемите на който се поддържа потенциална разлика, което увеличава енергията на движениеелектрически заряди.

Подобен източник позволява на заряда да се движи от по-нисък потенциал към по-висок в посока, обратна на движението на електроните под действието на електростатична сила, която се опитва да изтласка заряда от по-висок потенциал към по-нисък.

Тази сила, която кара заряда да се движи от по-нисък към по-висок потенциал, се нарича електродвижеща сила. ЕМП на източник на ток е физически параметър, който характеризира работата, изразходвана за преместване на заряди вътре в източника от външни сили.

Като устройства, осигуряващи ЕМП на източника на ток, както вече споменахме, се използват батерии, както и генератори, термоелементи и др.

Сега знаем, че батерията, поради вътрешната си EMF, осигурява потенциална разлика между проводниците на източника, допринасяйки за непрекъснатото движение на електроните в посока, обратна на електростатичната сила.

EMF на източника на ток, чиято формула е дадена по-долу, както и потенциалната разлика се изразява във волтове:

E=Ast/Δq,

където Astе работата на външни сили, Δq е зарядът, преместен вътре в източника.

Препоръчано: