Номер 5, страница 284 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

5. Что такое ЭДС?

5. ЭДС, или электродвижущая сила, — это скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (неэлектростатических) сил по перемещению положительного электрического заряда в источниках тока. Проще говоря, ЭДС — это "причина" возникновения и поддержания электрического тока в замкнутой цепи.

Для того чтобы в проводнике существовал постоянный электрический ток, необходимо наличие устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов на его концах. Такое устройство называется источником тока (например, батарейка, аккумулятор, генератор). Внутри источника тока на заряды действуют так называемые сторонние силы. Эти силы имеют неэлектрическое происхождение (химическое, механическое, световое и т.д.) и работают против сил электростатического поля, перемещая заряды и создавая разность потенциалов на клеммах источника.

Работа, которую совершают сторонние силы ($A_{ст}$) при перемещении единичного положительного заряда ($\text{q}$) внутри источника, и есть электродвижущая сила (${\mathcal{E}}$).

Математически ЭДС определяется формулой:

${\mathcal{E}} = \frac{A_{ст}}{q}$

Единицей измерения ЭДС в Международной системе единиц (СИ) является Вольт (В), так же как и для напряжения. 1 В — это такая ЭДС, при которой сторонние силы совершают работу в 1 Джоуль по перемещению заряда в 1 Кулон.

Важно отличать ЭДС от напряжения (разности потенциалов):
- ЭДС — это характеристика самого источника тока. Она показывает, какую работу могут совершить сторонние силы, и существует независимо от того, замкнута цепь или нет.
- Напряжение на участке цепи — это работа электростатического поля по перемещению заряда. Напряжение на клеммах источника тока в замкнутой цепи всегда меньше его ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника ($U = {\mathcal{E}} - Ir$, где $\text{I}$ — сила тока, $\text{r}$ — внутреннее сопротивление). Только в случае разомкнутой цепи (когда ток не течет, $I=0$) напряжение на клеммах источника равно его ЭДС.

Примеры сторонних сил и источников ЭДС:
- Химические силы в гальванических элементах и аккумуляторах.
- Сила Лоренца (магнитные силы) в электрических генераторах.
- Силы, связанные с энергией света, в фотоэлементах (солнечных батареях).
- Термоэлектрические явления в термопарах.

Ответ:
Электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, равная работе сторонних (неэлектростатических) сил по перемещению единичного положительного заряда внутри источника тока. ЭДС является причиной возникновения и поддержания электрического тока в цепи. Она измеряется в Вольтах (В) и определяется по формуле ${\mathcal{E}} = \frac{A_{ст}}{q}$, где $A_{ст}$ — работа сторонних сил, а $\text{q}$ — величина заряда.