Условия существования электрического тока

В описанном опыте мы получили кратковременный электрический ток. Очевидно, для того чтобы ток существовал длительное время, необходимо поддерживать постоянную разность потенциалов. Для этого можно, например, соединить электрометры с устройством, которое обеспечивало бы перемещение заряда со второго электрометра на первый, т. е. в сторону, противоположную направлению действия на заряды электрического поля. Значит, для того чтобы в цепи существовал электрический ток, электрическая цепь должна быть, во-первых, замкнутой, а во-вторых, содержать устройство, создающее разность потенциалов. Такое устройство называют источником тока.

Сторонние силы

3. Выясним, что происходит внутри любого источника тока и позволяет поддерживать в цепи электрический ток.

Полые металлические шары 1 и 2 с отверстиями, насаженные на стержни электрометров, соединим металлическим проводником П, а проводниками П₁ и П₂ соединим шары с источником тока (рис. 3). Таким образом, получается замкнутая электрическая цепь, состоящая из двух участков: внешнего (шары и проводники) и внутреннего (источник тока).

Рис. 3

На внешнем и внутреннем (внутри источника) участках цепи на заряды действуют кулоновские силы. Как вам известно, электростатическое поле потенциально, т. е. работа, совершаемая им по перемещению зарядов по замкнутой траектории, равна нулю.

Следовательно, работа по перемещению заряда на внешнем участке цепи равна по модулю и противоположна по знаку работе кулоновских сил внутри источника. Получается, что и внутри источника, и вне его заряды движутся от шара 1 к шару 2, и если действуют только кулоновские силы, то разности потенциалов не возникает.

Очевидно, внутри источника должны действовать силы другой, не электростатической природы, которые заставляли бы перемещаться отрицательные заряды к отрицательному полюсу источника, преодолевая силы кулоновского отталкивания. Такие силы называют сторонними.

Сторонними силами называют силы неэлектростатической природы, вызывающие направленное движение электрически заряженных частиц.

Сторонними силами, в частности, являются силы электромагнитной природы, возникающие в гальваническом элементе или в аккумуляторе за счёт химической реакции; силы, возникающие в фотоэлементе при облучении его светом; силы магнитной природы, возникающие в генераторе электрического тока за счёт явления электромагнитной индукции.

<<< К началу Окончание >>>