· Стационарное электрическое поле постоянного тока существует одновременно со стационарным магнитным полем, образуя с ним единое электромагнитное поле, постоянное во времени в любой точке.
Но мы знаем, что электростатическое поле является потенциальным и работа в нем не зависит от формы траектории, а определяется лишь начальным и конечным положением заряда. Поэтому работа по перемещению заряда по ломаной линии BDC равна работе по перемещению заряда по прямой ВС:
.
Учитывая это, можно записать:
.
Таким образом, разность потенциалов между точками В и С не зависит от выбора точки отсчета D. Понятно, что потенциал поля в самой точке D отсчета следует считать равным нулю (нулевая точка).
ЧО1. Электродвижущая сила. Напряжение. Сила тока
Вы уже знаете, что для поддержания в цепи электрического тока в течение длительного времени необходим источник, внутри которого непрерывно происходило бы разделение электрических зарядов, в результате чего между полюсами источника поддерживалось бы стационарное электрическое поле.
Силы, в результате действия которых в источнике происходит разделение зарядов, принято называть сторонними силами.
Каждый источник можно характеризовать той энергией, которая в нем преобразуется в энергию электрического поля. Но преобразованная энергия равна работе сторонних сил по разделению электрических зарядов. Поэтому каждый источник можно охарактеризовать работой сторонних сил по разделению разноименных зарядов + Q и - Q.
Обозначим работу
сторонних сил по отделению положительных зарядов от отрицательных через Астор. Очевидно, что работа
сторонних сил пропорциональна разделенным зарядам: 
или
,
где 
- постоянный коэффициент
пропорциональности, характеризующий
данный источник.
Величина
.
называется электродвижущей силой (сокращенно – ЭДС).
Электродвижущая сила является энергетической характеристикой источника.
Электрические заряды внутри источника движутся под действием сторонних сил, а на внешнем участке - под действием стационарного электрического поля, созданного и поддерживаемого сторонними силами. Поэтому работа сторонних сил равна сумме работ, которые совершаются при перемещении заряда Q на внутреннем и внешнем участках цепи:
.
Таким образом,
.
Электродвижущей силой называют скалярную физическую величину, являющуюся энергетической характеристикой источника тока. Электродвижущая сила равна отношению работы, совершенной сторонними силами при перемещении электрического заряда по замкнутой цепи к этому заряду.
Электродвижущая сила выражается в вольтах.
Рассмотрим электрическую цепь, изображенную схематично на рисунке 7.
Рисунок 7
На этом рисунке голубой линией выделен участок 1-2, содержащий источник тока. На внешнем участке цепи 2-3-4-1 электрические заряды перемещаются стационарным электрическим полем. Перемещая заряд Q по какому-либо участку внешней цепи, стационарное поле совершает работу, в результате чего происходит преобразование его энергии в другие виды. Количественно это преобразование энергии характеризуется напряжением. Напряжение равно отношению работы, совершенной электрическим полем при перемещении электрического заряда на данном участке цепи, к этому заряду:
.
Если на участке нет сторонних сил (например, на участке 3-4), работу совершает только стационарное электрическое поле, созданное сторонними силами:
.
Следовательно,
.
Таким образом, на участке цепи, не содержащем источника, напряжение равно разности потенциалов.
Если на участке есть источник тока, например, на участке 4-1-2, работу по перемещению зарядов совершают и сторонние силы (на участке 1-2), и стационарное поле (на участке 4-1). Найдём напряжение на участке цепи, содержащем источник. По определению
.
Но
.
Поэтому
.
Таким образом, напряжение на участке, содержащем источник тока, равно сумме ЭДС источника и разности потенциалов на этом участке.
Следует
иметь в виду, что разность потенциалов 
- величина по отношению к ε
отрицательная, а потому напряжение на участке, содержащем источник тока, меньше
ЭДС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.