Третий вариант санного спуска (крутизна отдельных участков тем больше, чем больше трение на их поверхности) иллюстрирует точно установленный порядок распределения избыточных зарядов в последовательной цепи. До тех пор, пока генератор находится в одиночестве, пока к нему не подключена внешняя цепь, избыточные заряды сконцентрированы на электродах генератора. Но подключите к генератору внешнюю цепь, и его продукция (избыточные заряды) появится во всей цепи, распределится по различным её участкам. Причём заряды автоматически распределятся так, что на участок с большим сопротивлением придётся большее их количество. А это значит, что чем больше сопротивление участка, тем сильнее генератор будет проталкивать через него свободные электроны, и в итоге во всех участках, независимо от их сопротивления, установится одинаковый ток (Р-32.2).
Хочется обратить особое внимание на слово «автоматически» Скопление зарядов на разных участках цепи регулируется самим током. Если вдруг в какой-нибудь точке по каким-то причинам избыточных зарядов станет чуть больше или чуть меньше, то тут же изменится и ток, он исправит нарушение баланса, добавит немного зарядов или убавит, причём всегда с таким расчётом, чтобы восстановить своё одинаковое значение во всей цепи.
ВК-77. В простом опыте стрелка компаса отклоняется в сторону проводника, по которому идёт ток. Это значит, что магнитные свойства создают движение электрических зарядов. Почему это происходит? Почему неподвижный электрический заряд — это всего лишь электрический заряд, а движущийся — ещё и магнит? Ответ известен — так устроен наш мир. Кстати, в некоторых веществах движение зарядов создаёт «элементарные магнитики» — магнитные домены. Их поляризация и формирует постоянные магниты.
Т-68. Электродвижущая сила генератора делится между участками последовательной цепи, часть э.д.с., доставшаяся какому-нибудь из них, называется напряжением U на этом участке и измеряется в вольтах (В). Теперь мы должны другими глазами взглянуть на электрическую цепь, в которой идёт ток, и пояснить то, о чём было сказано мимоходом. На каждом последовательном участке цепи, а не только на электродах генератора, есть избыточные заряды, а значит, между любыми двумя точками такой цепи действует своя собственная электродвижущая сила. Но откуда она берётся? За счёт какой энергии появляется? Это часть общей э.д.с., которую создаёт генератор. Появляется эта э.д.с. в самом генераторе и обычно за счёт использования какого-то иного вида энергии, например, в аккумуляторе или в гальваническом элементе — за счёт химической энергии. При подключении внешней цепи все избыточные заряды, поставляемые генератором, распределятся между участками этой цепи и создадут на каждом участке его собственный филиал электродвижущей силы. Причём чем больше сопротивление участка, тем большая часть энергии генератора ему достанется, тем большая часть э.д.с. будет действовать именно на этом участке. Эта часть электродвижущей силы обозначается буквой U и называется напряжением на данном участке цепи.
Так же как и сама электродвижущая сила Е, напряжение U измеряется в вольтах (В). И физический смысл слов «вольт напряжения» точно такой же, как и смысл уже знакомого нам выражения «вольт электродвижущей силы» (Т-52), — он называет работу, которую выполнит заряд 1 кулон, проходя по данному участку. Чем большую работу выполняют электроны, проходя по какому-нибудь участку последовательной цепи, тем больше напряжение на нём.
ВК-78. Магнитное поле всегда замкнуто. Это значит, что, двигаясь в магнитном поле и ориентируясь определённым образом по стрелке компаса (она помогает двигаться вдоль линии с одинаковой интенсивностью магнитного поля), мы придём в ту же точку, из которой начали свой путь.
Т-69. Работоспособность (в вольтах) в какой-либо точке электрической цепи или электрического поля часто называют её потенциалом. Само слово потенциал происходит от латинского слова «потенциа», что означает «сила, способность действовать». Даже при упрощённом, поверхностном изучении какого-либо предмета приходится упоминать термины, без которых, казалось бы, можно обойтись, но которые, однако, нередко встречаются в литературе. К числу таких терминов относится «потенциал», он говорит об электрическом состоянии какой-либо точки электрической схемы или пространства, где действуют электрические силы. Часто можно услышать выражение «разность потенциалов», которое относится к двум тут же названным точкам. Потенциал и, следовательно, разность потенциалов измеряются в вольтах, точно так же, как напряжение или электродвижущая сила. И говорит разность потенциалов о той работе, которую сможет выполнить ток, перемещая 1 кулон электрических зарядов от одной названной точки к другой.