ЕРС

Електрорушійна сила
Мета уроку: ввести поняття електрорушійної сили. Розглянути природу
сил, діючих усередині джерела струму.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Демонстрації: демонстрація механічної моделі електричного кола.
План викладення нового матеріалу 1. Джерела струму.: 2. ЕРС та її фізичний зміст.
Викладення нового матеріалу
1. Джерела струму. Для наявності струму в провіднику необхідно, щоб у ньому існувало електричне поле, яке характеризується різницею потенціалів на кінцях провідника. У цьому випадку вільні заряди, якії є в ньому, беруть участь у напрямленому русі. Проте переміщення за- рядів досить швидко приводить до вирівнювання потенціалів і, отже, до припинення струму (можна навести приклад із гідродинамічною аналогією). Для тривалого існування струму треба підтримувати сталою? різницю потенціалів на кінцях провідника. Це й роблять так звані джерела
Для того щоб струм був постійним, необхідно, щоб потенціали ф1 і не змінювалися з часом, не дивлячись на те, що кожної секунди певне чис електронів йде з полюса 2 і стільки ж приходить на полюс 1. Очевид1 усередині джерела повинні діяти сили, які б за секунду переносили електрони, що прийшли на полюс 1, назад, на полюс 2. Причому, цим лам доведеться долати тяжіння електронів до полюса 1 і — відштовхув?1 їх від полюса 2, тобто ці сили повинні діяти проти сил електричного п створюваного зарядами полюсів. Звідси ясно, що природа цих сил пові на бути не електростатичною. Тому назвемо ці сили сторонніми.
Тепер стає зрозумілою роль сторонньої сили в електричному к< напрямляти електричні заряди проти електростатичних сил, відділяп негативні заряди від позитивних і приєднувати їх до негативних.
Сторонні сили своєю роботою замикають коло й забезпечую1! постійність струму. Ці сили в різних джерелах мають неоднакове « ходження. Наприклад, у гальванічних елементах це сили, що винв ють у результаті хімічних процесів; в електрофорній машині — це сі пружності м'язів руки, що обертає диски машини, тощо.
2. ЕРС та її фізичний зміст. Кожне джерело струму характеризуєі ся роботою діючих у ньому сторонніх сил із переміщення одиниці п< зитивного заряду, тобто певною електрорушійною силою (ЕРС).
ЕРС в замкнутому колі називають фізичну величину, яка чисельно дорівнює роботі сторонніх сил із переміщення одиничного позитивного заряду по всьому замкнутому колу:
У системі СІ [»] =
ІДж ІКл
Будь-яке джерело струму по суті є перетворювачем енергії: в ньому один який-небудь вид енергії перетворюється на електричний. З цієї точ¬ки зору сторонні сили й здійснюють роботу із розділення зарядів (фізич¬на величина, що вимірюється роботою сторонніх сил із розділення оди-ниці кількості електрики).
Запитання до учнів у ході викладення нового матеріалу
1. Чи може тривалий час існувати електричний струм у колі, якщо на рухомі носії струму діють тільки кулонівські сили?
2. Чому електричне поле заряджених частинок не здатне підтриму¬вати постійний електричний струм у колі?
Задачі, розв'язувані на уроці
1. До батареї підключена лампочка. Чи є правильним твердження: усе¬редині батареї струм рухається від її позитивного полюса до негативного?
2. У замкнутому колі сторонні сили здійснили роботу 5 Дж. Яку ро¬боту здійснили за цей же час кулонівські сили?
3. Під час живлення лампочки від елемента з ЕРС 1,5 В сила струму кола дорівнює 0,2 А. Знайдіть роботу сторонніх сил в елементі за 1 хв. (Відповідь: 18 Дж.)
Для конспекту учня
■ ЕРС в замкнутому колі називають фізичну величину, що чисельно дорівнює роботі сторонніх сил із переміщення одиничного позитив¬ного заряду по всьому замкнутому колу:
Домашнє завдання Основне: П: § 57. Додаткове: К: § 58