Что такое ЭДС: теория и практика

Объясняем простым языком, что такое ЭДС.

Электрическое напряжение vs ЭДС

ЭДС — это аббревиатура словосочетания «электродвижущая сила». И электрическое напряжение, и ЭДС измеряются в вольтах (В). 

Электрическое напряжение как характеристика относится к самой электрической цепи. Мы измеряем разность потенциалов, т.е. напряжение между двумя конкретными точками цепи. Если мы измерим разность потенциалов между двумя другими точками этой же цепи, то напряжение может быть другим.

А вот ЭДС относится не ко всей цепи, а только к источнику электрической энергии, т.е. источнику тока. Электродвижущая сила — это сила, которую может выдать в электрическую цепь каждая отдельно взятая батарейка или аккумулятор.

ЭДС на практике

Возьмем две одинаковые батарейки. Допустим, на маркировке каждой из них написано «4,5 В». Это значит, что каждая из этих батареек при включении в электрическую цепь выдаст электродвижущую силу в размере «4,5 В». Именно ЭДС, а не напряжение.

Напряжение мы будем измерять в разных точках цепи вольтметром. Можем также измерить напряжение на выводах батареек. При этом вольтметр покажет нам, какова ЭДС на выходе каждой из батареек. Эта электродвижущая сила идет «изнутри» батарейки.

В этих же точках этим же вольтметром мы одновременно измерим напряжение (разность потенциалов) на входе в нашу электрическую цепь — тоже в вольтах.

Допустим, что «возраст» двух одинаковых батареек разный. Первая изготовлена вчера, а вторая — год назад. Более новая батарейка выдаст нам «4,5 В» ЭДС. А вторая, допустим, — всего «2,5 В».

Почему? Потому что ее изготовили год назад, и за этот год внутри батарейки происходили процессы химического окисления. Способность выдавать максимальную ЭДС она утратила, так как «постарела».

Как появляется ЭДС

Природа сил, создающих ЭДС, может быть разной. 

• В батарейке, рассмотренной нами выше, ЭДС — следствие действия химических сил. Тот же процесс происходит в аккумуляторах.
• Есть вещества, которые генерируют ЭДС под влиянием разности температур, воздействующих на контакты такого устройства. По этому принципу работают термодатчики.
• Если проводник с током перемещается (вращается) в магнитном поле, то наблюдается явление индукции, а на выходе мы фиксируем ее электродвижущую силу. По этому принципу работает генератор электрического тока.
• Если вещество чувствительно к воздействию световых волн (фотоэффекту), то устройство, использующее это явление, генерирует фотоэлектрическую ЭДС.
• Если при растяжении или сдавливании вещества возникает ЭДС, то ее называют пьезоэлектрической.

Важно помнить, что разная природа возникновения ЭДС объединяется именно тем, что все эти силы неэлектрического происхождения.

Помочь написать реферат или дипломную работу с расчетами электродвижущей силы (и не только) могут наши авторы. Поэтому если нужно закрепить знания или вовремя сдать проект, на выполнение которого нет времени, обращайтесь в ФениксХелп.