Р-12;6
Главная, пожалуй, характеристика химических источников тока, как, впрочем, и всех других электрических генераторов, говорит о том, насколько интенсивно на электродах происходит накопление избыточных зарядов. Чем больше силы, которые производят электризацию электродов (трение, химические реакции, тепло, свет), тем больше суммарный заряд, который на этих электродах накопится. Тем, следовательно, сильней будут выталкиваться свободные электроны с «минуса» в нагрузку, тем сильней они будут втягиваться из нагрузки в «плюс». И тем, значит, энергичней будет движение электронов в нагрузке, электрический ток.
Эта характеристика, этот показатель уровня электризации, называется электродвижущей силой генератора, и именно с нее мы начинаем знакомство с конкретными характеристиками электрической цепи.
Т-28. Электродвижущая сила (э.д.с.), ток и сопротивление — важнейшие характеристики электрической цепи. Важнейшие характеристики грузового автомобиля: грузоподъемность, размеры кузова, мощность двигателя, максимальная скорость, расход горючего, стоимость… Важнейшие характеристики водяной мельницы: высота подъема воды (высота, с которой вода падает на мельничное колесо); расход воды (количество воды, которое падает на колесо в единицу времени, например в секунду); скорость вращения жерновов; рабочая поверхность жерновов; трение в подшипниках водяного колеса, в подшипниках жерновов и другие потери энергии; производительность— количество зерна, перемалываемого в час…
Важнейшие характеристики электрической цепи (Р-14) — электродвижущая сила генератора, сила тока в цепи, сопротивление нагрузки, общее сопротивление цепи…
Р-14
В названиях двух первых характеристик встречается слово «сила», однако в обоих случаях оно скорее литературное украшение, чем точный физический термин. В физике «сила» — совершенно определенное, точное понятие, она может быть точно измерена, выражена точными цифрами. В повседневной речи слово «сила», хотя и имеет всегда один и тот же общий смысл, однако употребляется в самых разных конкретных значениях, часто не имеющих ничего общего с «силой», как ее понимают физики. Вспомните выражения — «сильный дождь», «знание — сила», «вооруженные силы», «сильный ученик». В названии «электродвижущая сила» слово «сила» тоже введено как бы для образа. Сама же электродвижущая сила — сокращенно э. д. с. — показывает совсем не силу, а работу, которую может выполнить генератор, перемещая заряды по электрической цепи.
Перечисляя важнейшие характеристики водяной мельницы, мы назвали высоту подъема воды. Это действительно важнейшая характеристика, она говорит о том, насколько работоспособна поднятая плотиной вода: чем с большей высоты падает вода на мельничное колесо, тем лучше она работает. Ясно, что получение полезной работы — главная цель сооружения мельничной плотины, подъема воды на высоту. А значит, вместо характеристики «высота подъема воды» вполне можно было бы ввести другую характеристику «вододвижущая сила» или, точнее, «работоспособность одного литра воды», которая сразу давала бы конечный результат, показывала бы, какую работу может выполнить каждый литр воды, падающий с плотины на мельничное колесо. Мы же не стали пользоваться этой удобной «работоспособностью» и выбрали «высоту подъема» только потому, что эта характеристика, по-видимому, более удобна для строителей мельничных плотин.
У любого электрического генератора одна задача — создавать ток в цепи, но о том, насколько успешно он готов справиться с этой задачей, могли бы рассказать разные характеристики генератора. Скажем, концентрация избыточных зарядов на его электродах: чем больше эта концентрация, тем энергичней заряды движутся по цепи; сила электрического поля, которое эти электроды создают; энергия, которую получает каждый единичный заряд— каждый электрон при его выталкивании из «минуса» и втягивании в «плюс». Или, что, по сути дела, то же самое, работа, которую каждый электрон может совершить, двигаясь по цепи. (Это очень похоже на работоспособность литра падающей воды.) Вот эта последняя характеристика и признана наиболее удобной, она очень точно показывает, насколько хорошо генератор может справляться с главными своими обязанностями: выполнять работу, двигая заряды по электрической цепи. И именно эта характеристика — работоспособность генератора, точнее работоспособность зарядов, которые он двигает по цепи, — и называется электродвижущей силой генератора или сокращенно э.д.с.