Какие силы называются сторонними

Введение

Приветствую вас, студенты! Сегодня мы начинаем новую тему – сторонние силы и электродвижущая сила (ЭДС). В физике мы изучаем различные силы, которые воздействуют на объекты, и их влияние на движение тел. Сторонние силы – это силы, которые действуют на объекты извне, влияя на их движение. А ЭДС – это электродвижущая сила, которая возникает в электрических цепях и приводит к току. Давайте разберемся, как эти силы взаимосвязаны и как они проявляются в различных ситуациях.

Нужна помощь в написании работы?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

СТОРОННИЕ СИЛЫ

СТОРОННИЕ СИЛЫ — непотенциальные (неэлектростатические) силы, действующие на электрические заряды внутри источника тока и вызывающие их перемещение против направления действия сил электростатического поля. Обусловлены хим. реакциями, контактными явлениями,… … Большая политехническая энциклопедия

СТОРОННИЕ СИЛЫ — в электротехнике силы, действующие на заряж. частицы и тела, но не являющиеся ни силами электростати ч. поля (см. Электростатика), ни силами индуктированного электрического поля. С. с. обусловлены хим. реакциями, контактными явлениями, механич.,… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ПОНДЕРОМОТОРНЫЕ СИЛЫ — вэлектродинамике силы, действующие на тела в электрич. и магн. полях. Термин П. с. введён во времена, когда наряду с весомыми телами признавалось существование невесомых субстанций (эфир, электрич. жидкость и т. п.); в совр. лексиконе иногда… … Физическая энциклопедия

электродвижущая сила — (эдс), величина, характеризующая источник энергии неэлектростатической природы в электрической цепи, необходимый для поддержания в ней электрического тока. Эдс численно равна работе по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутой… … Энциклопедический словарь

постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся во времени. * * * ПОСТОЯННЫЙ ТОК ПОСТОЯННЫЙ ТОК, электрический ток (см. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК), величина и направление которого не изменяются с течением времени. Постоянный электрический ток может возникнуть только… … Энциклопедический словарь

Электродвижущая сила — (эдс) физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока; в замкнутом проводящем контуре равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль… … Большая советская энциклопедия

Ома закон — для участка электрической цепи (проводника), не содержащего источников эдс, устанавливает связь между силой тока в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) на его концах: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно… … Энциклопедический словарь

вольтметр — а; м. Прибор для измерения напряжения в электрической цепи. * * * вольтметр прибор для измерения эдс или напряжения (в мкВ, мВ, В, кВ) в электрических цепях; включается параллельно нагрузке. * * * ВОЛЬТМЕТР… … Энциклопедический словарь

СИЛА — жен. источник, начало, основная (неведомая) причина всякого действия, движенья, стремленья, понужденья, всякой вещественой перемены в пространстве, или: начало изменяемости мировых явлений, Хомяков. Тяготенье основная сила природы. Сила есть… … Толковый словарь Даля

электромагнитная индукция — возникновение электродвижущей силы (эдс индукции) в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через площадь, ограниченную этим контуром; электрический ток, вызванный этой эдс, называется индукционным током. * * *… … Энциклопедический словарь

Обозначение источников тока

Чтобы при выборе не возникало вопроса относительно того, какой тип источника тока представлен, используются специальные обозначения. В физике существуют точные графические изображения, которые позволяют идентифицировать тип применяемого источника:

Обозначения

На каждой схеме условных обозначений можно увидеть следующие параметры:

• Общее обозначение источника тока и движущей силы ЭДС;
• Графическое изображение без ЭДС;
• Химический тип;
• Батарея;
• Постоянное напряжение;
• Переменное напряжение;
• Генератор.

Благодаря графическим идентификаторам на схеме электрической цепи всегда можно определить, какой именно тип используется в конкретной ситуации, и как правильно его обозначать. Существуют также международные обозначения, которые встречаются немного реже, обычно при реализации интернациональных проектов.

2.3. Закон Ома для участка и полной замкнутой цепи

В
1826 г. немецкий ученый Георг Ом
экспериментально установил прямую
пропорциональную зависимость между
силой тока I
в проводнике и напряжением U
на его концах:
,
гдеG
— электрическая
проводимость проводника.
Величина, обратная проводимости
называется электрическим
сопротивле­ни­ем проводника R.
Таким образом, закон
Ома для участка цепи, не содержа­щего
источника э.д.с.,
имеет вид
. Учитывая,
что в общем случае участок цепи может
содержать и э.д.с.,закон
Ома
следует представить в виде
.

Сопротивление
проводника зависит от его размеров,
формы и материала, из которого он
изготовлен. Для
однородного линейного проводника
,
где l
— длина, S
— площадь поперечного сечения проводника,

— удельное электриче­с­кое
сопротивление, зависящее от материала,
из которого изготовлен проводник.
Единица сопротивления 1 Ом — это
сопротивление такого проводника, в
котором при напряжении 1В течет ток в
1А.

Если
цепь замкнута, то
,,
гдеR
— общее сопротивление всей цепи, включая
сопротивление источника э.д.с. Тогдазакон
Ома для замкнутой цепи
следует записать
,
где
— алгебраическая сумма всех э.д.с.,
имеющихся в этой цепи.

Принято
называть сопротивление источника тока
r
— внутренним,
а сопротив­ление всей остальной цепи
R
— внешним.
Окончательный
вид формулы закона Ома для замкнутой
цепи
. В системе
единиц СИ напряжение и э.д.с. изме­ряются
в Вольтах (В), сопротив­ление — в Омах
(Ом), удельное электрическое сопротивление
— в Ом-метрах (Омм),
электрическая проводимость в Сименсах (См).

Рис.2.1.
Отрезок проводни­ка.

Закон Ома можно
записать и для плотности тока. Рассмотрим
участок электрической длиной dl
и поперечным сечением dS
(рис.2.1). Сила тока на этом участке
,
сопротивление,
падение на­пряжения,
где Е — напряженность
электрического поля в проводнике.
Под­ставив эти параметры в закон Ома
для участка цепи, получим
.
Отсюдаили,
где-удельная электрическая
проводи­мость проводника илиудельная электропроводность.
В векторном виде имеем
(единицей измерения
в системе СИ является сименс на метр
(См/м)). Полученное выражение есть закон
Ома в дифференциальной форме : плот­ность
тока в любой точке внутри проводника
прямо пропорциональна напря­женности
поля в этой точке.

Огромные
различия в электропроводности веществ
позволили создать высо­ко­эффективный
метод обработки пищевых продуктов,
называемый электростатиче­ским
сепарированием. Например, при
производственной сушке желатина на
алю­миниевых сетках в продукт попадают
мельчайшие частицы алюминия. Желатин
— диэлектрик с удельной проводимостью
=10-8-10-10
См/м, алюминий — провод­ник,=36106
См/м. Та­кое различие в электропроводности
позволяет разделять ком­поненты
посредством поля в электростатическом
сепараторе. Электрическая сепа­рация
применяется при очистке муки, подсолнечника,
крупы и др. от металлических примесей.

Установлена связь
между электропроводностью и качеством
некоторых ово­щей (содержание сахаров,
доли биологически активной воды и др.)
Поэтому элек­тропроводность является
объективным показателем состояния
овощей и их устой­чи­вости к
длительному хранению.

Что понимают под сторонними силами и какая их роль в цепи постоянного тока?

Это силы, которые заставляют заряды двигаться против действия электрического поля.

В обычной цепи (пассивной, без источников эдс) заряды движутся под действием электрического поля — от минуса к плюсу (для электронов, которые и переносят ток). Но в замкнутой цепи и ток замкнут: движение зарядов происходит по кольцу. Это значит, что внутри источника питания они должны двигаться против сил поля — от плюса к минусу.

Вот те силы, которые заставляют электроны это делать, и называются сторонними. Это может быть какая-то химическая реакция (гальванические элементы), это может свет (фотоэлементы, солнечные панели), и это могут быть даже силы электромагнитной природы, как в обычных генераторах, — но даже эти электромагнитные силы для данной цепи оказываются сторонними, ибо создаются чем-то, находящимся вне цепи.

Механическая аналогия электрической цепи

Для лучшего понимания значения источника тока в замкнутой электрической цепи рассмотрим следующую механическую аналогию. На рисунке 2.48 изображен замкнутый контур, состоящий из труб и насоса. Чтобы исключить действие силы тяжести, предположим, что контур расположен горизонтально. Весь контур заполнен жидкостью, например водой. На любом участке горизонтальной трубы жидкость течет за счет разности давлений на концах участка. Жидкость перемещается в сторону уменьшения давления. Но сила давления, появляющаяся вследствие сжатия жидкости, — это вид сил упругости, которые являются потенциальными. Поэтому работа этих сил на замкнутом пути, как и работа кулоновских сил, равна нулю. Следовательно, одни эти силы не могут вызвать длительную циркуляцию жидкости в замкнутом контуре, так как течение жидкости сопровождается потерями энергии вследствие действия сил трения.

Для циркуляции воды необходим насос — аналог источника тока. Крыльчатка этого насоса действует на частички жидкости и создает постоянную разность давлений (напор) на входе и выходе насоса, благодаря чему жидкость и течет по трубам. Роль сторонних сил в насосе играет сила, действующая на воду со стороны вращающейся крыльчатки. Внутри насоса вода течет от участков с меньшим давлением к участкам с большим давлением.

Что такое сторонние силы? Какова их природа? Дайте определение эдс.

Сторонние силы — силы неэлектростатического
происхождения, действующие на заряды
со стороны источников тока. Природа
сторонних сил может быть различной,
например, в гальванических элементах
они возникают за счет энергии химических
реакций; в генераторе – за счет
механической энергии вращения ротора
генератора и т.д. Под действием создаваемого
поля сторонних сил электрические заряды
движутся внутри источника тока против
сил электростатического поля, благодаря
чему на концах цепи поддерживается
разность потенциалов и в цепи течет
постоянный ток.

ЭДС (электродвижущая сила) – это
физическая величина, определяемая
работой, совершаемой сторонними силами
при перемещении единичного положительного
заряда: ε=A/Q_о. Эта работа производится
за счет энергии, затрачиваемой в источнике
тока, поэтому величину ε можно также
назвать ЭДС источника тока, включенного
в цепь. ЭДС выражается в вольтах.

В случае, когда на участке цепи не
действуют сторонние силы, работа по
перемещению заряда складывается только
из работы потенциального электрического
поля, которая не зависит от пути, по
которому перемещается заряд. В этом
случае электрическое напряжение U между
двумя точками совпадает с разностью
потенциалов между ними. В общем случае
напряжение U между двумя точками
отличается от разницы потенциалов в
этих точках на работу сторонних сил по
перемещению единичного положительного
заряда (эту работу называют ЭДС) на
данном участке цепи.

Произведение силы тока на сопротивление
участка цепи равно алгебраической сумме
падения потенциала на этом участке и
ЭДС всех источников электрической
энергии, включенных на данным участке
цепи: IR=ϕ1-ϕ2+ε.

Частные случаи:

1. ϕ1-ϕ2=0,
   т.е. цепь замкнутая. Тогда: IR=ε

2. ε=0,
   т.е. однородный участок цепи. Тогда: IR=
   ϕ1-ϕ2

3. ε<0,
   т.е. неоднородный участок цепи, ток
   течет против направления ЭДС. Тогда:
   IR= ϕ1-ϕ2-ε.

Напряжение равно отношению работы
эффективного электрического поля
(включающего сторонние поля) по перемещению
пробного заряда из точка А в точку В, к
величине пробного заряда. Работа равна
сумме работ электрического поля и
внешних сил (ЭДС).

ЭДС (электродвижущая сила) – это
физическая величина, определяемая
работой сторонних сил по перемещению
положительного заряда в один Кулон,
т.е. единичного положительного заряда.
Единица измерения Вольт. Именно она
указана на всех источниках тока.

Разность потенциалов – это работа
электрического поля по перемещению
единичного пробного заряда из точки А
в точку В. Разность потенциалов между
двумя какими-либо точками в электрическом
поле имеет физический смысл, так как
работа по переносу заряда в поле
определена только тогда, когда заданы
и начало и конец этого пути переноса.
Поэтому, когда мы говорим об электрическом
напряжении, то всегда имеем в виду две
точки, между которыми существует это
напряжение.

Самое главное главы. Взаимодействие тел

Наиболее часто в окружающем мире происходят изменения, связанные с изменением положения тел относительно друг друга. Эти изменения в физике носят название механическое движение.

Физические величины подразделяют на векторные и скалярные.

Для каждой физической величины существуют свои единицы измерения.

Физическое явление, при котором скорость тела сохраняется, когда на него не действуют другие тела, называют инерцией.

Для всех тел характерно свойство по-разному менять свою скорость — инертность.

Изменение скорости тела зависит от его массы, поэтому масса характеризует инертность тела.

Масса тела зависит от размеров и вещества, из которого состоит тело.

Физическую величину, которую определяют массой вещества, содержащегося в единице объёма, называют плотностью тела ρ:

В результате действия силы тела могут изменять свою скорость или деформироваться, т. е. изменять форму и размеры.

Сила тяжести (F_тяж) — это сила, с которой Земля притягивает к себе тело.

Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела: F_тяж = mg.

Сила тяжести приложена к самому телу.

Сила упругости (F_ynp) — это сила, которая возникает в результате деформации тела и стремится вернуть его в исходное положение.

Сила упругости всегда направлена в сторону, противоположную перемещению частиц тела.

Закон Гука гласит, что при растяжении или сжатии тела модуль силы упругости всегда прямо пропорционален изменению длины тела:
Вес тела (Р) — это сила, с которой тело в результате взаимодействия с Землёй давит на опору или подвес.

Вес тела приложен к опоре или подвесу.

, если тело и опора неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно.

Сила трения (Р_тр) — это сила, которая возникает при соприкосновении поверхностей тел и препятствует их перемещению.

Сила трения направлена вдоль соприкасающихся поверхностей тел.

ЭДС и закон Ома

Электродвижущая сила источника связана с электрическим током, протекающим в цепи, соотношениями закона Ома. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет вид:

φ1−φ2+E=IR,{\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}+{\mathcal {E}}=IR,}

где φ1−φ2{\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}} — разность между значениями потенциала в начале и в конце участка цепи, I{\displaystyle I} — сила тока, текущего по участку, а R{\displaystyle R} — сопротивление участка.

Если точки 1 и 2 совпадают (цепь замкнута), то φ1−φ2={\displaystyle \varphi _{1}-\varphi _{2}=0} и предыдущая формула переходит в формулу закона Ома для замкнутой цепи:

E=IR,{\displaystyle {\mathcal {E}}=IR,}

где теперь R{\displaystyle R} — полное сопротивление всей цепи.

В общем случае полное сопротивление цепи складывается из сопротивления внешнего по отношению к источнику тока участка цепи (Re{\displaystyle R_{e}}) и внутреннего сопротивления самого́ источника тока (r{\displaystyle r}). С учётом этого следует:

E=IRe+Ir.{\displaystyle {\mathcal {E}}=IR_{e}+Ir.}

Практика

Мы уже упомянули о том, что в быту электрическое поле проявляется, когда вы снимаете шерстяную или синтетическую одежду с себя и проскакивают искорки между волосами и шерстью, когда натрете пластиковую линейку и проведете над мелкими бумажками, а они притягиваются и прочее. Но это не является нормальными техническими примерами.

В проводниках малейшее ЭП вызывает движение носителей зарядов и их перераспределение. В диэлектриках, так как ширина запрещенной зоны в этих веществах большая, ЭП вызовет движение носителей зарядов только в случае пробоя диэлектрика. В полупроводниках действие находится между диэлектриком и проводником, но нужно преодолеть небольшую ширину запрещенной зоны, передав энергию порядка 0.3…0.7 эВ (для германия и кремния).

Из того, что есть в каждом доме – это электронные бытовые приборы, в том числе и блоки питания. В них есть важная деталь, которая работает благодаря электрическому полю – это конденсатор. В нём заряды удерживаются на обкладках, разделенных диэлектриком, как раз таки благодаря работе электрического поля. На картинке ниже вы видите условное изображение зарядов на обкладках конденсатора.

Другое применение в электротехнике — это полевые транзисторы или МДП-транзисторы. В их названии уже упоминается принцип действия. В них принцип работы основан на изменении проводимости СТОК-ИСТОК под воздействием на полупроводник поперечного электрического поля, а в МДП (МОП, MOSFET – одно и то же) и вовсе затвор отделен диэлектрическим слоем (окислом) от проводящего канала, так что влияние токов ЗАТВОР-ИСТОК невозможно по определению.

Другое применение уже отошедшее в быту, но еще «живое» в промышленной и лабораторной технике – электроннолучевые трубки (ЭЛТ или т.н. кинескопы). Где одним из вариантов устройства для перемещения луча по экрану является электростатическая отклоняющая система.

Если рассказать простым языком, то есть пушка, которая излучает (эмитирует) электроны. Есть система, которая отклоняет этот электрон в нужную точку на экране, для получения необходимого изображения. Напряжение прикладывается к пластинам, а на эмитированный летящий электрон воздействуют кулоновские силы, соответственно и электрическое поле. Все описанное происходит в вакууме. Тогда к пластинам прикладывают высокое напряжение, а для его формирования устанавливают трансформатор строчной развертки и обратноходовой преобразователь.

На видео ниже кратко и понятно объясняется, что такое электрическое поле и какими свойствами обладает этот особый вид материи:

Материалы по теме:

• Что такое диэлектрические потери
• Зависимость сопротивления проводника от температуры
• Закон Ома простыми словами
• Книги для электриков

Сторонние силы

Для того, чтобы поддерживать разность потенциалов на полюсах источника тока, необходимо совершать работу по переносу зарядов между полюсами. Причем, этот перенос должен осуществляться против действия имеющегося электрического поля. В самом деле, если носитель заряда имеет отрицательный заряд (например, свободный электрон), то он, придя к положительному полюсу – должен быть перенесен внутри источника к отрицательному полюсу, несмотря на то, что поле будет двигать его по-прежнему к положительному.

Это значит, что перенос зарядов внутри источника электрического тока должен осуществляться силами, имеющими природу, отличную от электрической. Поэтому эти силы называются сторонними.

Природа сторонних сил может быть различной. В батарейках и аккумуляторах это силы химической природы. В промышленных генераторах природа сторонних сил механическая. В солнечных батареях – световая.

Рис. 2. Сторонние силы различной природы.

Сторонние силы

Силы
неэлектростатического происхождения,
действующие на заряды со стороны
источников тока называются сторонними
силами.

Электродвижущая сила

Скалярная
физическая величина, определяемая
работой, совершаемой сторонними силами
при перемещении единичного положительного
заряда, называется электродвижущей
силой (ЭДС)

Напряжение

Напряжение – это
физическая величина, определяемая
работой, совершаемой суммарным полем
электростатических (кулоновских) и
сторонних сил при перемещении единичного
положительного заряда на данном участке
цепи.

Разность потенциалов

Напряжение
на неоднородном участке цепи (где есть сторонние силы) равно сумме
ЭДС источника и разности потенциалов
на этом участке:

Для однородного
участка цепи,
где сторонние силы не действуют,

напряжение
совпадает с разностью потенциалов на
концах участка цепи

15. Закон
    Ома для однородного участка цепи в
    интегральной и дифференциальной форме.
    Сопротивление и его зависимость от
    температуры. Сверхпроводимость.

Закон
Ома для однородного участка цепи в
интегральной и дифференциальной форме

Закон
Ома для однородного участка цепи:
немецкий
физик Георг Ом экспериментально
установил, чтосила тока в
цепи прямо пропорциональна приложенному
напряжению и обратно пропорциональна
сопротивлению проводника:

Закон
Ома в дифференциальной форме (закон Ома
для плотности тока). Закон
Ома в форме

dl,dSdl

Учтем,
что

Тогда
из формулы (20) следует закон
Ома в дифференциальной форме:

Температурная
зависимость сопротивления может быть
представлена в виде:

Сверхпроводимость

Сверхпроводимость– свойство
некоторых проводников, заключающееся
в том, что их электрическое сопротивление
скачкомпадает до
нуля при охлаждении ниже определенной
критической температуры T_к,
характерной для данного проводника.

16. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной форме

При
протекании тока по однородному участку
цепи электрическое поле совершает
работу. За время Δt по
цепи протекает заряд Δq = I Δt.
Электрическое поле на выделенном учестке
совершает работу 

ΔA = (φ1 – φ2) Δq = Δφ12 I Δt = U I Δt,

где U =
Δφ₁₂ –
напряжение. Эту работу называют работой
электрического тока.

Если
обе части формулы 

выражающей закон
Ома для однородного участка цепи с
сопротивлением R,
умножить на IΔt,
то получится соотношение 

R I2 Δt = U I Δt = ΔA.

Это
соотношение выражает закон сохранения
энергии для однородного участка цепи.

Работа
ΔAэлектрического
токаI,
протекающего по неподвижному проводнику
с сопротивлениемR,
преобразуется в тепло ΔQ,
выделяющееся на проводнике.

ΔQ = ΔA = R I2 Δt.

Закон
преобразования работы тока в тепло был
экспериментально установлен независимо
друг от друга Дж. Джоулем иЭ. Ленцем и
носит название закона
Джоуля–Ленца.

Мощность
электрического тока равна отношению
работы тока ΔA к
интервалу времени Δt,
за которое эта работа была совершена: 

Работа
электрического тока в СИ выражается
в джоулях (Дж),
мощность – в ваттах (Вт).

Закон
Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
— удельная мощность тока равна скалярному
произведению векторов плотности тока
и  напряженности электрического
поля:

где s —
удельная проводимость;

r —
удельное сопротивление среды.

 Закон
Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
носит совершенно общий характер, т. е.
не зависит от природы сил, возбуждающих
электрический ток. Закон Джоуля-Ленца,
как показывает опыт, справедлив и для
электролитов и для полупроводников.

17.
. Обобщенный закон Ома для неоднородного
участка цепи в интегральной и
дифференциальной форме. Анализ обобщенного
закона Ома. Замкнутая электрическая
цепь. Соединение сопротивлений:
последовательное и параллельное.

Напомним,
что неоднородным называется участок цепи, на котором
действуют сторонние силы, т.е. имеется
источник ЭДС

Обобщенный
закон Ома в дифференциальной форме: на
неоднородном участке цепи под действием
электростатического поля

_ст

Анализ
обобщенного закона Ома:

Источник
ЭДС в цепи отсутствует:

Соединение	Последовательное	Параллельное
Сохраняемая величина
Суммируемая величина	Напряжение	Сила тока
Результирующее сопротивление

Закон
Ома для замкнутой цепи:

Разность потенциалов

Напряжение
на неоднородном участке цепи
(где есть сторонние силы) равно сумме
ЭДС источника и разности потенциалов
на этом участке:

Дляоднородного
участка цепи,
где сторонние силы не действуют,

Т.е.напряжение
совпадает с разностью потенциалов на
концах участка цепи.

Закон
Ома для однородного участкацепи в
интегральной
и дифференциальной форме.
Сопротивление и его зависимость от
температуры. Сверхпроводимость.

Закон
Ома для однородного участкацепи в
интегральной
и дифференциальной форме

Закон
Ома для однородного участка цепи:
немецкий
физик Георг Ом экспериментально
установил, чтосила тока в
цепи прямо пропорциональна приложенному
напряжению и обратно пропорциональна
сопротивлению проводника:.

Закон
Ома в дифференциальной форме (закон Ома
для плотности тока).Закон
Ома в форме
относится ко всему проводнику. Представим
закон Ома в дифференциальной (т.е.
относящейся к элементу тока длиныdl)
форме. Некоторая точка внутри проводника
характеризуется вектором плотности
тока
,
напряженностью электрического поляи свойствами материала проводника, т.е.
удельным сопротивлением.
Выделим мысленно малый объем вблизи
рассматриваемой точки и подставимв закон Ома,
получим:,здесь
— разность потенциалов между сечениямиdS
отстоящими на расстоянии dl.
Следовательно,.

Учтем,
что
— напряженность электростатического
поля;- плотность электрического поля;- удельная электрическая проводимость.

Тогда
из формулы (20) следует закон
Ома в дифференциальной форме:
.

Связь между сторонними силами и ЭДС

Сторонние силы и ЭДС взаимосвязаны в электрических цепях. Сторонние силы, такие как батареи или генераторы, создают ЭДС, которая в свою очередь вызывает движение электрического тока в цепи.

Когда сторонние силы подключаются к электрической цепи, они создают разность потенциалов между двумя точками цепи. Эта разность потенциалов, измеряемая в вольтах, является ЭДС.

ЭДС приводит к появлению электрического поля в цепи, которое воздействует на заряды и заставляет их двигаться. Заряды начинают двигаться от точки с более высоким потенциалом (точка с более высокой ЭДС) к точке с более низким потенциалом (точка с более низкой ЭДС).

Движение зарядов в цепи создает электрический ток, который может использоваться для питания электрических устройств или для передачи информации. ЭДС является движущей силой этого тока.

Важно отметить, что сторонние силы и ЭДС не являются одним и тем же. Сторонние силы создают разность потенциалов, а ЭДС измеряет эту разность потенциалов

ЭДС является мерой энергии, которую источник энергии передает заряду, а сторонние силы являются источниками этой энергии.

Связь между сторонними силами и ЭДС позволяет нам понять, как работают электрические цепи и как энергия передается от источника к потребителю. Это основа для понимания многих электрических устройств и технологий, которые мы используем в повседневной жизни.

Силы электромагнитного взаимодействия

Одним из примеров сил электромагнитного взаимодействия является сила Кулона, которая действует между двумя точечными зарядами. Сила Кулона пропорциональна произведению зарядов этих частиц и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Еще одним примером сил электромагнитного взаимодействия является сила Лоренца, которая действует на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле. Сила Лоренца перпендикулярна как магнитному полю, так и скорости заряда и может изменять направление движения частицы.

Силы электромагнитного взаимодействия существенно влияют на множество явлений и процессов в физике, включая электрический ток, электромагнитные волны и взаимодействие заряженных частиц в атомах и молекулах.

Действие источника электрического тока

В любой электрической цепи происходит движение носителей заряда через звенья цепи. Это движение возможно только под действием некоторого электрического поля. Следовательно, в любой электрической цепи должен существовать специальный элемент, который будет создавать электрическое поле, движущее заряды.

Такой элемент называется источником электрического тока. Источник тока имеет два контакта (полюса), с помощью которых и осуществляется поддержание электрического поля. Между полюсами всегда имеется некоторая разность электрических потенциалов. Теперь если к этим полюсам подключить электрическую цепь, то носители заряда под действием поля придут в движение, совершая полезную работу в цепи. При этом, в источнике тока должен постоянно происходить процесс, который бы поддерживал разность потенциалов на полюсах, несмотря на движение носителей заряда по цепи.

Рис. 1. Виды источников электрического тока.

Примеры сторонних сил

Сила аэродинамического сопротивления: При движении тела в воздухе возникает сила аэродинамического сопротивления. Она направлена против направления движения и зависит от формы и скорости тела. Сила аэродинамического сопротивления может замедлять движение тела и влиять на его траекторию.

Сила сопротивления среды: При движении тела в жидкости или газе возникает сила сопротивления среды. Она направлена против направления движения и зависит от плотности среды, формы и скорости тела. Сила сопротивления среды может замедлять движение тела и влиять на его траекторию.

Гравитационная сила: Гравитационная сила, притягивающая тела друг к другу, также является сторонней силой. Она зависит от массы и расстояния между телами. Гравитационная сила может влиять на движение тела в поле тяготения планеты или другого небесного объекта.

Электростатическая сила: Взаимодействие заряженных частиц создает электростатическую силу. Она может притягивать или отталкивать заряженные частицы и влиять на их движение.