Εάν κλείσετε τους πόλους ενός φορτισμένουπυκνωτής, στη συνέχεια υπό την επίδραση του ηλεκτροστατικού πεδίου που συσσωρεύεται μεταξύ των πλακών του, η κίνηση των φορέων φόρτισης - ηλεκτρονίων αρχίζει στο εξωτερικό κύκλωμα του πυκνωτή στην κατεύθυνση από τον θετικό πόλο στον αρνητικό.
Ωστόσο, κατά την εκφόρτιση του πυκνωτήΤο ηλεκτρικό πεδίο που δρα κατά την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων εξασθενεί γρήγορα μέχρι να εξαφανιστεί εντελώς. Επομένως, η ροή ηλεκτρικού ρεύματος που έχει προκύψει στο κύκλωμα εκφόρτισης έχει βραχυπρόθεσμο χαρακτήρα και η διαδικασία εξαλείφεται γρήγορα.
Για μακροχρόνια συντήρηση του ρεύματος στο αγώγιμοχρησιμοποιούνται κυκλώματα, συσκευές που ονομάζονται ανακριβώς τρέχουσες πηγές στην καθημερινή ζωή (με αυστηρά φυσική έννοια, αυτό δεν ισχύει) Οι χημικές μπαταρίες χρησιμοποιούνται συνήθως ως τέτοιες πηγές.
Λόγω της ηλεκτροχημικήςδιεργασίες στα τερματικά τους, υπάρχει μια συσσώρευση ανόμοιων ηλεκτρικών φορτίων. Δυνάμεις μη ηλεκτροστατικής φύσης, υπό την επίδραση των οποίων πραγματοποιείται μια τέτοια κατανομή φορτίων, ονομάζονται εξωτερικές δυνάμεις.
Η εξέταση του ακόλουθου παραδείγματος θα βοηθήσει στην κατανόηση της φύσης της έννοιας του EMF μιας τρέχουσας πηγής.
Φανταστείτε έναν αγωγό σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, δηλαδή με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει και ένα ηλεκτρικό πεδίο μέσα σε αυτό.
Είναι γνωστό ότι υπό την επήρεια αυτού του πεδίου στοηλεκτρικό ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του αγωγού. Τώρα τίθεται το ερώτημα σχετικά με το τι συμβαίνει στους μεταφορείς φορτίου όταν φτάσουν στο τέλος του αγωγού και εάν αυτό το ρεύμα θα παραμείνει σταθερό με την πάροδο του χρόνου.
Μπορούμε εύκολα να συμπεράνουμε ότι όταν είναι ανοιχτόκυκλώματα ως αποτέλεσμα της επίδρασης ενός ηλεκτρικού πεδίου, τα φορτία θα συσσωρεύονται στα άκρα του αγωγού. Από την άποψη αυτή, το ηλεκτρικό ρεύμα δεν θα παραμείνει σταθερό και η κίνηση ηλεκτρονίων στον αγωγό θα είναι πολύ βραχύβια, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Τώρα μετά το ταξίδι σε κλειστό κύκλωμα όταντο φορτίο επιστρέφει στο σημείο εκκίνησης, όπου ξεκίνησε τη διαδρομή του, το δυναμικό σε αυτό το σημείο θα πρέπει να είναι το ίδιο με εκείνο στην αρχή της κίνησης. Ωστόσο, η ροή του ρεύματος συνδέεται πάντα με την απώλεια πιθανής ενέργειας.
Επομένως, χρειαζόμαστε κάποια εξωτερική πηγή στο κύκλωμα, στους ακροδέκτες των οποίων διατηρείται μια πιθανή διαφορά, η οποία αυξάνει την ενέργεια κίνησης των ηλεκτρικών φορτίων.
Μια τέτοια πηγή επιτρέπει το ταξίδιφορτίο από χαμηλότερο δυναμικό σε υψηλότερο δυναμικό προς την αντίθετη κατεύθυνση της κίνησης ηλεκτρονίων υπό τη δράση ηλεκτροστατικής δύναμης που προσπαθεί να ωθήσει το φορτίο από υψηλότερο δυναμικό σε χαμηλότερο.
Αυτή η δύναμη που κάνει το φορτίο να μετακινηθεί από περισσότεροχαμηλό έως υψηλότερο δυναμικό, είναι συνηθισμένο να καλείται ηλεκτροκινητική δύναμη. Το EMF μιας τρέχουσας πηγής είναι μια φυσική παράμετρος που χαρακτηρίζει την εργασία που δαπανάται για την κίνηση φορτίων μέσα στην πηγή από εξωτερικές δυνάμεις.
Όπως προαναφέρθηκε, οι συσσωρευτές, καθώς και οι γεννήτριες, τα θερμοστοιχεία κ.λπ. χρησιμοποιούνται ως συσκευές που παρέχουν το EMF της τρέχουσας πηγής.
Τώρα γνωρίζουμε ότι η μπαταρία οφείλεταιΤο εσωτερικό EMF του παρέχει μια πιθανή διαφορά μεταξύ των ακροδεκτών της πηγής, συμβάλλοντας στη συνεχή κίνηση των ηλεκτρονίων προς την αντίθετη κατεύθυνση προς τη δράση της ηλεκτροστατικής δύναμης.
EMF της τρέχουσας πηγής, ο τύπος της οποίας δίνεται παρακάτω, καθώς και η διαφορά δυναμικού εκφράζεται σε βολτ:
Ε = Ααγ/ Δq,
όπου έναςαγ είναι το έργο εξωτερικών δυνάμεων, Δq είναι το φορτίο που μετακινείται μέσα στην πηγή.
