Электродвижущая сила (э.д.с.)

Для того, чтобы в цепи шёл постоянный ток, цепь должна быть замкнута, и что-то в этой цепи должно постоянно генерировать электрическое поле. Это "что-то" и называется электродвижущей силой (э.д.с.) ε. Генерация поля (разности потенциалов на клеммах батареи на рисунке) осуществляется силами не электрической природы, например, за счёт химических реакций, продуктом которых является разделение зарядов, либо механическими и магнитными силами (гидро- и газогенераторы). Э.д.с. измеряется в вольтах, то есть это, по сути, не сила, а работа сторонних сил по перемещению единичного заряда против электрического поля (на рисунке положительные заряды внутри батареи должны быть перемещены от отрицательного контакта 1 к положительному 2, а во внешней цепи наоборот): . За положительное направление тока в цепи принято направление движения положительных зарядов. Так, например, в металлических проводниках направление тока противоположно направлению движения носителей отрицательного заряда - электронов.

Электрическое сопротивление Носители зарядов (электроны в металлах, ионы в электролитах) при своём движении сталкиваются с молекулами вещества проводника (с ионами кристаллической решётки в металлах, с другими ионами в электролитах). Направленное движение при этом замедляется – электрический ток испытывает сопротивление. Очевидно, что общее сопротивление R зависит от сечения проводника (чем оно больше, тем сопротивление меньше), от длины проводника (чем короче, тем сопротивление меньше), от вещества проводника. Если ввести так называемое удельное сопротивление ρ, зависящее только от материала, то можно записать для электрического сопротивления цилиндрического проводника: где R – сопротивление (полное) (Ом); S – сечение проводника (м²); ℓ - длина проводника (м); ρ – удельное сопротивление (Ом·м) (приводится в справочниках). В самом общем случае, когда сечение и (или) удельное сопротивление проводника изменяются вдоль проводника, сопротивление рассчитывается как: .