Номер 3, страница 366 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 111. Электродвижущая сила. Глава 15. Законы постоянного тока - номер 3, страница 366.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Что называют электродвижущей силой?

Электродвижущая сила (ЭДС) — это скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (сил неэлектростатического происхождения) по перемещению электрических зарядов в источнике тока или по замкнутой электрической цепи. Именно эти силы являются причиной возникновения и поддержания электрического тока.

С точки зрения энергии, ЭДС численно равна работе $A_{ст}$, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного заряда $q$ вдоль всей замкнутой цепи. Математически это выражается формулой:

$\mathcal{E} = \frac{A_{ст}}{q}$

Важно отличать ЭДС от напряжения (разности потенциалов). Напряжение на участке цепи характеризует работу электростатического (кулоновского) поля. ЭДС же относится ко всему источнику тока. Внутри источника сторонние силы действуют против сил электростатического поля, перемещая заряды от полюса с низким потенциалом к полюсу с высоким потенциалом, тем самым создавая и поддерживая разность потенциалов на его клеммах.

Природа сторонних сил, создающих ЭДС, может быть различной:

• В гальванических элементах и аккумуляторах — это силы, обусловленные энергией химических реакций.
• В электромеханических генераторах — это сила Лоренца, действующая на свободные электроны в проводниках, которые движутся в магнитном поле (происходит преобразование механической энергии в электрическую).
• В термопарах — ЭДС возникает из-за разности температур на стыках разных проводников (эффект Зеебека).
• В фотоэлементах — ЭДС создается за счет энергии фотонов света (фотоэлектрический эффект).

Единицей измерения ЭДС в Международной системе единиц (СИ) является Вольт (В), так же как и для напряжения: $1 \text{ В} = 1 \text{ Дж/Кл}$.

ЭДС источника связана с параметрами цепи через закон Ома для полной цепи: $\mathcal{E} = I(R + r)$, где $I$ — сила тока в цепи, $R$ — сопротивление внешней цепи, а $r$ — внутреннее сопротивление источника.

Ответ: Электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, определяемая как работа, совершаемая сторонними (неэлектростатическими) силами при перемещении единичного положительного заряда по всей замкнутой цепи. ЭДС характеризует способность источника создавать и поддерживать электрический ток, преобразуя различные виды энергии (химическую, механическую, тепловую и т.д.) в электрическую. Измеряется в Вольтах (В).