七、电动势

    要维持电路上的恒定电流,必须保证导体两端有恒定的电势差。试设想,将一个已充了电的电容器两极板沿外部用导线连接起来,构成闭合回路,电路上将有电流流过。不过,随着两极板电量的减少,它们之间的电势差降低,电流很快就消失了。从恒定电流条件看,恒定电流场的电流线必定是闭合线。但在上述设想的情况中,电流线是从电容器的正极板沿外部的导线终止于负极板,并不构成闭合线,所以不满足形成恒定电流的条件。要维持恒定的电流,必须设法沿另一路径(例如,沿电容器内部),将流到负极板的正电荷再送回正极板。但要这样做,必须克服两极板间的静电场而作功。能够提供这种功的力,一定是除静电力以外的力,这种力称为非静电力。提供非静电力的装置称为电源。

    单位正电荷所受的非静电力,定义为非静电性电场的电场强度,用K表示。在电源内部,即内电路电荷同时受到恒定电场和非静电性电场的作用,而在外电路却只有恒定电场的作用。因此,在电荷q沿电路运行一周的过程中,各种电场所作的总功为

           .

由于恒定电场遵从环路定理(10-30),所以上式可化为

                          .                  (11-21)

大家把单位正电荷沿闭合电路运行一周非静电力所作的功,定义为电源的电动势,用以表征电源将其他形式的能量转变为电能的本领。若用e 表示,电动势可写为

                        e  = .                (11-22)

非静电性电场K只存在于电源内部,并且其方向是沿电源内部从负极指向正极的。考虑到一般情形,非静电性电场可能存在于整个电路,于是有

                         e  = ,                    (11-23)

    电动势是标量,它在电路中可取正、反两种方向。大家规定,从负极经电源内部到正极的方向为电动势的方向。

       
XML 地图 | Sitemap 地图