2018-03-03
а) В чем заключается различие между э. д. с. и разностью потенциалов?
б) При каких условиях напряжение на зажимах батареи выше ее э. д. с?
Решение:
Согласно обобщенному закону Ома для участка цепи:
$\mathcal{E}_{к} + \mathcal{E}_{стор} = U$.
Здесь $\mathcal{E}_{к} = \phi_{1} - \phi_{2}$ есть разность потенциалов между конечными точками участка цепи, обязанная своим происхождением кулоновым электрическим силам, действующим во внешней цепи. Ее назначение — приводить в движение свободные электроны в проводнике. По определению разность потенциалов есть удельная работа кулоновых сил, т. е. мера той работы, которую можно получить, перемещая единицу положительного заряда между заданными точками участка цепи.
$\mathcal{E}_{стор}$ есть электродвижущая сила, обязанная своим происхождением сторонним силам, действующим внутри источника тока. Ее назначение - восполнять убыль в разности потенциалов во внешней цепи и таким образом поддерживать в ней ток. По определению э. д. с. — удельная работа источника сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда по замкнутому пути.
Сумма обеих удельных работ называется напряжением (или падением напряжения), равным по закону Ома $U = iR$, где $R$ — полное сопротивление участка, включая сюда и внутреннее сопротивление источника э. д. с.
Разность потенциалов на клеммах источника меньше постоянной э. д. с. на величину падения напряжения на сопротивлении внутри источника. Но разность потенциалов будет больше э. д. с, если за счет работы второго источника она идет на увеличение э. д. с, что бывает, например, в случае зарядки аккумулятора.