Электродвижущая сила

После снятия электрического поля, создававшего в проводнике электри­ческий ток, направленное движение электрических зарядов быстро прекращается. Для поддержания тока необходимо от конца проводника с меньшим потенциалом переводить заряды к концу с большим потенциалом. Поскольку циркуляция вектора напряженности электрического поля равна нулю, то в замкнутой цепи кроме участков, на которых положительные носители движутся в сторону убывания потенциала, должны быть участки, на которых происходит перенос положительных зарядов в направлении возрастания потенциала. На этих участках перемещение зарядов может осуществляться только с помощью сил неэлектростатического происхождения, которые называют сторонними силами.

Сторонние силы можно охарактеризовать работой, совершаемой над перемеща­ющимися по цепи зарядами. Электродвижущей силой называют величину, равную работе сторонних сил над единичным положительным зарядом:

(17.10)

(17.11)

(17.12)

(17.13)

По аналогии с электростатическим полем стороннюю силу можно предста­вить в виде:

где - напряженность поля сторонних сил.

Работа сторонних сил на некотором участке цепи 1-2

А значит, ЭДС на этом участке

Соответственно ЭДС, действующая в замкнутой цепи, может быть определена как циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил по этой цепи.

(17.14)

В общем случае на заряды кроме сторонних сил действуют электрические силы , так что результирующая сила

(17.15)

(17.16)

Работа, совершаемая результирующей силой на некотором участке цепи 1-2

(17.17)

Падением напряжения на участке цепи 1 – 2 называется вели­чина U₁₂, численно равная работе сторонних и электростатических сил при перемещении положительного единичного заряда. На оснований формулы (14)

Если на участке цепи действуют сторонние силы, то он называется неоднород­ным в противном случае – однородным. Очевидно, что для однородного участка цепи :