Номер 3, страница 284 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Каково назначение источника тока?

1. Постоянный электрический ток — это упорядоченное, то есть направленное, движение свободных электрически заряженных частиц, при котором сила тока и его направление не изменяются с течением времени. В качестве носителей заряда могут выступать электроны в металлах и полупроводниках, ионы в электролитах (растворах и расплавах солей, кислот, щелочей) или ионы и электроны в газах (в плазме). Сила тока $\text{I}$ определяется как отношение заряда $\text{q}$, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени $\text{t}$, за которое он прошел: $I = \frac{q}{t}$. Для постоянного тока это соотношение остается неизменным.

Ответ: Постоянный электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, при котором сила тока и его направление остаются неизменными во времени.

2. Для существования постоянного электрического тока в замкнутой цепи необходимо выполнение следующих условий:
1. Наличие свободных носителей заряда в проводниках, составляющих цепь (например, электронов в металлическом проводе).
2. Наличие замкнутого контура, то есть непрерывного пути для движения зарядов.
3. Наличие источника тока, который создаёт и поддерживает электрическое поле в цепи. Источник тока выполняет работу по разделению зарядов и поддержанию разности потенциалов на своих полюсах, что заставляет заряды двигаться по цепи.

Ответ: Для протекания постоянного тока необходимы: замкнутая электрическая цепь, наличие в ней свободных носителей заряда и наличие источника тока, создающего и поддерживающего разность потенциалов.

3. Основное назначение источника тока заключается в создании и поддержании длительного электрического тока в электрической цепи. Для этого источник тока преобразует какой-либо вид энергии (химическую, механическую, световую, тепловую) в электрическую энергию. Внутри источника действуют так называемые сторонние силы, которые разделяют положительные и отрицательные заряды, перемещая их к разным полюсам (клеммам) источника. В результате этого между полюсами возникает разность потенциалов (напряжение). При подключении к источнику внешней цепи эта разность потенциалов создает в ней электрическое поле, которое и приводит в движение свободные заряды, то есть создает электрический ток.

Ответ: Назначение источника тока — преобразовывать неэлектрические виды энергии в электрическую и поддерживать разность потенциалов для создания и поддержания длительного электрического тока в цепи.

4. Сторонние силы — это любые силы неэлектростатического (некулоновского) происхождения, действующие на электрические заряды внутри источника тока. В отличие от сил электростатического поля, которые стремятся переместить положительные заряды от более высокого потенциала к более низкому, сторонние силы совершают работу по перемещению зарядов в обратном направлении — против сил электростатического поля. Именно работа сторонних сил обеспечивает разделение зарядов и поддержание разности потенциалов на клеммах источника. Природа сторонних сил может быть различной: химической (в гальванических элементах и аккумуляторах), магнитной (в электромеханических генераторах), световой (в фотоэлементах) и т.д.

Ответ: Сторонние силы — это силы неэлектрической природы, которые действуют внутри источника тока, разделяя заряды и создавая разность потенциалов.

5. Электродвижущая сила (ЭДС) — это скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил по перемещению электрических зарядов в источнике тока или по замкнутому контуру. Численно ЭДС равна работе $A_{ст}$, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда $\text{q}$ внутри источника от отрицательного полюса к положительному: $ \mathcal{E} = \frac{A_{ст}}{q} $. ЭДС является энергетической характеристикой источника тока и показывает, какую энергию получает единичный заряд при прохождении через источник. Единицей измерения ЭДС в системе СИ является Вольт (В). В идеальном источнике тока (с нулевым внутренним сопротивлением) ЭДС равна напряжению на его клеммах.

Ответ: ЭДС — это физическая величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда внутри источника тока; она характеризует способность источника создавать и поддерживать ток.