Сили на трети страни
Ако върху токоносителите действаха само силите на електростатичното поле, то под тяхно действие положителните носители биха се преместили от места с по-висок потенциал към места с по-нисък потенциал, а отрицателните носители биха се преместили в обратна посока. Това ще доведе до изравняване на потенциалите на всички свързани помежду си проводници и токът ще спре. За да не се случи това, в DC веригата, заедно със секциите, където положителните носители се движат в посока на намаляване на потенциала j, трябва да има секции, в които прехвърлянето на положителните носители се извършва в посока на увеличаване на j, т.е. срещу силите на електрическото поле. Прехвърлянето на носители в тези области е възможно само с помощта на сили от неелектростатичен произход. Такива сили бяха наречени трети страни. Работата на външните сили се осигурява с помощта на източници на ток.
По този начин, за да се поддържа постоянен ток, са необходими външни сили, действащи или в отделни секции на веригата, или в цялата верига. Физическата природа на външните сили може да бъде различна. Те могат да бъдат причинени например от химическа и физическа нееднородност на проводника. Такива сили възникват при контакт на различни проводници (галванични клетки, батерии) или проводници с различна температура (термоелементи). Външни сили могат също да бъдат причинени от електрически (но не и електростатични) полета, генерирани от променливи магнитни полета и др.
Под действието на генерираното поле от външни сили електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу силите на електростатичното поле, поради което в краищата на веригата се поддържа потенциална разлика и във веригата протича постоянен електрически ток.
Външните сили могатописват работата, която извършват върху зарядите, движещи се по веригата. Стойността, равна на работата на външните сили върху единичен положителен заряд, се нарича електродвижеща сила (ЕМС) E, действаща във веригата или в нейната секция. Следователно, ако работата на външните сили върху заряда q е равна на A, тогава
E = . (17.1)
От сравнението на формули (17.1) и (4.14) следва, че размерността на ЕМП съвпада с размерността на потенциала. Следователно E се измерва във волтове (V), точно както j.
Външната сила, действаща върху заряда q, може да бъде представена като
= q. (17.2)
Векторната величина се нарича напрегнатост на полето на външните сили (равна на силата, действаща върху единица положителен заряд, която не се дължи на електростатично поле). Работата на външните сили върху заряда q в раздел 1-2 е равна на
A12 = = q
Разделяйки тази работа на q, получаваме ЕМП, действаща върху този участък:
E12 = . (17.3)
Подобен интеграл, изчислен за затворена верига, ще даде ЕМП, действаща в тази верига:
E = . (17.4)
По този начин ЕМП, действащ в затворена верига, може да се определи като циркулация на вектора на интензитета на външните сили.
В допълнение към външните сили, зарядът се влияе от силите на електростатичното поле \u003d q. Следователно резултантната сила, действаща във всяка точка на веригата върху заряда q, е:
= + = .
Работата, извършена от тази сила върху заряда q в секция 1-2 на веригата, се определя от интеграла:
A12 = q + q = q(j1 - j2) + qE12. (17,5)
Спадът на напрежението или просто напрежението U в секция 1-2 е физическа величина, определена от работата, извършена от общото поле на електростатично (Coulomb) и външни сили при преместване на един положителен заряд в тази секция на веригата. Такапо този начин, съгласно (17.5):
Участъкът от веригата, върху който не действат сили на трети страни, се нарича хомогенен. Областта, в която външните сили действат върху токоносителите, се нарича нехомогенна. За хомогенен участък от веригата E12 = 0 и
тези. напрежението съвпада с потенциалната разлика в краищата на секцията.