Электродвижущая сила и напряжение источника электрической энергии

При соединении проводником двух разноименно заряженных тел а и б (рис.7,а), т. е. таких тел, между которыми действует некоторая разность потенциалов, свободные электроны в этих телах и в соединительном проводнике придут в движение и возникнет электрический ток. Этот ток будет протекать по проводнику до тех пор, пока потенциалы обоих тел не станут равными. Для того чтобы обеспечить непрерывное движение электронов по проводнику, необходимо возвращать электроны обратно на отрицательно заряженное тело, или, другими словами, поддерживать постоянными заряды этих тел. Это означает, что для прохождения постоянного тока по металлическому проводнику необходимо все время обеспечивать на его концах разность потенциалов. Для этого проводник надо подключить к источнику электрической энергии и создать замкнутую электрическую цепь (рис. 7,б).

В проводнике положительные заряды движутся от положительного зажима источника электрической энергии к отрицательному. Но внутри источника эти заряды должны перемещаться от отрицательного зажима к положительному, т. е. от точки с низшим потенциалом к точке с высшим потенциалом. Такое перемещение зарядов внутри источника совершается благодаря электродвижущей силе (э. д. с.), которая возбуждается в источнике. Э. д. с. (обозначается буквой Е) поддерживает разность потенциалов на зажимах источника электрической энергии. Эта разность потенциалов определяет собой напряжение источника электрической энергии

Э. д. с. и напряжение источника тесно связаны друг с другом. Если в источнике не возбуждается э. д. с., то будет отсутствовать и напряжение на его зажимах.

Следует отметить, что э. д. с. и напряжение источника могут существовать независимо от наличия тока в цепи. Если электрическая цепь постоянного тока разомкнута, то ток по цепи не проходит, но при работающем генераторе или аккумуляторе в них возбуждается э. д. с. и между их зажимами действует напряжение.

За единицу э. д. с., также как и напряжения, принят Вольт. В разных источниках электрической энергии э. д. с. возникает по различным физическим причинам. Например, в электрических генераторах э. д. с. получается в результате электромагнитной индукции, в химических источниках тока (аккумуляторах, гальванических элементах) — вследствие электрохимических реакций.