กระแสไฟฟ้าคงที่ในวงจรเกิดจากสนามไฟฟ้าสถิตที่อยู่กับที่ (สนามคูลอมบ์) ซึ่งต้องได้รับการสนับสนุนจากแหล่งกระแสที่สร้างความต่างศักย์คงที่ที่ปลายวงจรภายนอก เนื่องจากกระแสในตัวนำมีพลังงานบางอย่างซึ่งถูกปล่อยออกมา ตัวอย่างเช่น ในรูปของความร้อนจำนวนหนึ่ง จึงจำเป็นต้องแปลงพลังงานบางส่วนเป็นพลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง นอกเหนือจากแรงคูลอมบ์ของสนามไฟฟ้าสถิตที่อยู่กับที่แล้ว แรงอื่นๆ บางอย่างต้องกระทำต่อประจุในลักษณะที่ไม่เป็นไฟฟ้าสถิต - แรงภายนอก
แรงใดๆ ที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ยกเว้นแรงที่เกิดจากไฟฟ้าสถิต (เช่น คูลอมบ์) จะเรียกว่าแรงภายนอก
ธรรมชาติ (หรือจุดกำเนิด) ของแรงภายนอกอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในเซลล์กัลวานิกและแบตเตอรี สิ่งเหล่านี้คือแรงเคมี ในเครื่องกำเนิด นี่คือแรงลอเรนซ์หรือแรงจากกระแสน้ำวน สนามไฟฟ้า.
ภายในแหล่งกำเนิดกระแสเนื่องจากแรงภายนอก ประจุไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการกระทำของแรงของสนามไฟฟ้าสถิต กล่าวคือ กองกำลังคูลอมบ์ ด้วยเหตุนี้ความต่างศักย์คงที่จึงยังคงอยู่ที่ปลายวงจรภายนอก แรงภายนอกไม่กระทำในวงจรภายนอก
ทำงาน กระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าปิดนั้นดำเนินการเนื่องจากพลังงานของแหล่งกำเนิดคือ เนื่องจากการกระทำของกองกำลังบุคคลที่สาม tk สนามไฟฟ้าสถิตมีศักยภาพ การทำงานของสนามนี้ในการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไปตามวงจรไฟฟ้าปิดนั้นเป็นศูนย์
ลักษณะเชิงปริมาณของแรงภายนอก (แหล่งกระแส) คือ แรงเคลื่อนไฟฟ้า(อีเอ็มเอฟ).
แรงเคลื่อนไฟฟ้า e เรียกว่า ปริมาณทางกายภาพ, ตัวเลขเท่ากับอัตราส่วนของงาน λd^ ของแรงภายนอกเพื่อเคลื่อนประจุ ^ ไปตามลูกโซ่กับค่าของประจุนี้:
แรงเคลื่อนไฟฟ้าแสดงเป็นโวลต์ (1 V = 1 J/C) EMF เป็นงานเฉพาะของแรงภายนอกในพื้นที่ที่กำหนด เช่น งานขนย้ายหน่วยประจุ ตัวอย่างเช่น EMF ของเซลล์กัลวานิกคือ 4.5V ซึ่งหมายความว่าแรงภายนอก (เคมี) ทำงาน 4.5 J เมื่อเคลื่อนที่ประจุ 1 C ภายในองค์ประกอบจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง
แรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นปริมาณสเกลาร์ที่สามารถเป็นบวกหรือลบได้ สัญญาณของ EMF ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสในวงจรและการเลือกทิศทางของการข้ามวงจร
แรงภายนอกไม่มีศักยภาพ (งานของพวกเขาขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถี) ดังนั้นงานของแรงภายนอกจึงไม่สามารถแสดงออกในแง่ของความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุด งานของกระแสไฟฟ้าในการเคลื่อนประจุไปตามตัวนำนั้นดำเนินการโดยคูลอมบ์และกองกำลังของบุคคลที่สาม ดังนั้นงานทั้งหมด A จึงเท่ากับ:
ปริมาณทางกายภาพที่เป็นตัวเลขเท่ากับอัตราส่วนของงานที่ทำโดยสนามไฟฟ้าเมื่อเคลื่อนที่เป็นค่าบวก
ประจุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งจนถึงค่าประจุ q เรียกว่าแรงดัน V ระหว่างจุดเหล่านี้:
U=Acool/q+Ast/q
ระบุว่า
ฉลาม/q=f1-f2=-Df
เหล่านั้น. ความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดของสนามไฟฟ้าสถิตที่อยู่กับที่ โดยที่ φ1 และ φ2 เป็นศักย์ของจุดเริ่มต้นและจุดสุดท้ายของวิถีประจุ และ
Ast/q=e เรามี:
ในกรณีของสนามไฟฟ้าสถิต เมื่อไม่มีการใช้ EMF กับส่วน (e \u003d 0) แรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดจะเท่ากับความต่างศักย์:
หน่วยแรงดัน SI คือ โวลต์ (V), V = J/C แรงดันไฟวัดด้วยโวลต์มิเตอร์ซึ่งต่อขนานกับส่วนต่างๆ ของวงจรที่วัดแรงดันไฟ
ขณะนี้ EMF และแรงดันไฟฟ้าถูกมองว่าเป็นแนวคิดที่เหมือนกัน ซึ่งหากมีคุณสมบัติที่โดดเด่นบางอย่าง ก็ไม่มีนัยสำคัญจนแทบไม่สมควรได้รับความสนใจจากคุณ
ด้านหนึ่ง สถานการณ์นี้เกิดขึ้น เนื่องจากลักษณะที่แยกแนวคิดทั้งสองนี้ออกจากกันนั้นไม่มีนัยสำคัญจนผู้ใช้ที่มีประสบการณ์มากหรือน้อยก็ไม่น่าจะสังเกตเห็น อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ยังคงมีอยู่และเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่า EMF และแรงดันไฟฟ้าเหมือนกันทุกประการ
EMF คืออะไรและเหตุใดจึงมักสับสนกับแรงดันไฟฟ้า
EMF หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า ดังที่เรียกกันทั่วไปในหนังสือเรียนหลายเล่ม เป็นปริมาณทางกายภาพที่กำหนดลักษณะการทำงานของแรงภายนอกใดๆ ที่มีอยู่ในแหล่งกระแสตรงหรือกระแสสลับ
ถ้าเราพูดถึงวงจรการนำไฟฟ้าแบบปิด ในกรณีนี้ EMF จะเท่ากับแรงกระทำในการเคลื่อนประจุบวกตัวเดียวไปตามวงจรด้านบน พวกเขาสับสนระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าและแรงดัน - ด้วยเหตุผล อย่างที่คุณทราบ สองแนวคิดนี้ วันนี้ วัดเป็นโวลต์. ในเวลาเดียวกัน เราสามารถพูดถึง EMF ในส่วนใดก็ได้ของเป้าหมาย เพราะอันที่จริงมันเป็นงานเฉพาะของแรงภายนอกที่ไม่กระทำในวงจรทั้งหมด แต่เฉพาะในบางพื้นที่เท่านั้น
ความสนใจเป็นพิเศษในส่วนของคุณสมควรได้รับความจริงที่ว่า ที่ EMF ของเซลล์ไฟฟ้า, งานของกองกำลังภายนอกมีไว้สำหรับการทำงานระหว่างการเคลื่อนที่ของประจุบวกเดียวจากขั้วหนึ่งไปยังขั้วที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง การทำงานของแรงภายนอกเหล่านี้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถีโดยตรง แต่ไม่สามารถแสดงออกถึงความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้ อย่างหลังเกิดจากการที่แรงภายนอกไม่มีศักยภาพ แม้ว่าแรงดันไฟจะเป็นแนวคิดที่ตรงไปตรงมาที่สุดอย่างหนึ่ง แต่ผู้บริโภคจำนวนมากก็ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ามันคืออะไร หากคุณไม่เข้าใจสิ่งนี้ เราถือว่าจำเป็นต้องให้ตัวอย่างแก่คุณ
ลองมาดูความชัดเจนของถังเก็บน้ำธรรมดา จากถังดังกล่าวท่อธรรมดาจะต้องออกมา ดังนั้น ความสูงของเสาน้ำหรือแรงดัน ในแง่ง่ายและจะแสดงแรงดัน ส่วนอัตราการไหลของน้ำจะเป็นกระแสไฟฟ้า จากที่กล่าวมาข้างต้น ยิ่งมีน้ำในถังมากเท่าไร แรงดันและแรงดันก็จะยิ่งมากขึ้นตามลำดับ
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง EMF และแรงดันไฟฟ้า
แรงเคลื่อนไฟฟ้าเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าซึ่งตามคำจำกัดความคืออัตราส่วนของการทำงานของแรงภายนอกเกี่ยวกับการถ่ายโอนประจุบวกโดยตรงกับขนาดของประจุนี้ ในทางกลับกันแรงดันไฟฟ้าถือเป็นอัตราส่วนของการทำงานของสนามไฟฟ้าเกี่ยวกับการถ่ายโอนประจุไฟฟ้าที่เรียกว่า ตัวอย่างเช่น หากรถของคุณมีแบตเตอรี่ EMF ของรถจะเป็น 13 โวลต์เสมอ ถ้าคุณเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์กับอุปกรณ์ที่กล่าวถึงข้างต้นโดยเปิดไฟหน้าไว้ - อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้า ไฟแสดงสถานะหลังจะกลายเป็นน้อยกว่า 13 วัตต์มาก นี่อาจเป็นแนวโน้มที่ค่อนข้างแปลกเนื่องจากในการสะสมเนื่องจากแรงภายนอกมันคือการกระทำ ปฏิกิริยาเคมี. ในเวลาเดียวกัน รถยนต์ยังมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งในขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงาน จะผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างง่าย 
จากที่กล่าวมาข้างต้น เราสามารถพูดถึงหลัก คุณสมบัติที่โดดเด่น EMF และแรงดันไฟฟ้า:
- แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาเอง ถ้าเราพูดถึงแรงดันไฟฟ้าตัวบ่งชี้นั้นขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อและกระแสที่ไหลผ่านวงจรโดยตรง
- EMF เป็นปริมาณทางกายภาพที่จำเป็นเพื่อกำหนดลักษณะการทำงานของแรงที่ไม่ใช่คูลอมบ์ และแรงดันไฟฟ้ากำหนดลักษณะการทำงานของกระแส เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของประจุล่าสุด
- แนวความคิดเหล่านี้มีความแตกต่างกันเนื่องจากแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีไว้สำหรับการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในขณะที่แรงดันไฟฟ้ามักใช้สัมพันธ์กับกระแสตรง
5.3. แรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) แรงดันไฟและความต่างศักย์ ความหมายทางกายภาพของพวกเขา ความสัมพันธ์ระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงดันและความต่างศักย์
ปริมาณทางกายภาพที่เท่ากับการทำงานของแรงภายนอกเพื่อเคลื่อนประจุบวกต่อหน่วยตลอดวงจร รวมทั้งแหล่งกำเนิดกระแส เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแส (EMF):
. (5.15)
การทำงานของแรงภายนอกตามวงจรปิด
,
(5.16)
โดยที่ E * คือความแรงของสนามของแรงภายนอก
.
(5.17)
เมื่อประจุเคลื่อนที่ในตัวนำ นอกจากแรงภายนอกแล้ว ประจุเหล่านี้ยังได้รับผลกระทบจากแรงของสนามไฟฟ้าสถิต ( 
). ดังนั้น ณ จุดใด ๆ ในห่วงโซ่ ประจุ q ได้รับผลกระทบจากแรงที่เกิดขึ้น:
งานที่ทำโดยกำลังนี้ในส่วนที่ 1 - 2
(5.19)
ปริมาณทางกายภาพที่เป็นตัวเลขเท่ากับการทำงานของแรงภายนอกและแรงไฟฟ้าในการเคลื่อนประจุบวกต่อหน่วยในส่วนที่กำหนดของวงจร เรียกว่า แรงดันตกคร่อมหรือแรงดันไฟในส่วนที่กำหนดของวงจร:
.
(5.20)
หากไม่มี EMF ในส่วนของวงจร ( 
), แล้ว
.
(5.21)
เมื่อ 1 - 2 = 0,
. (5.22)
, U, ( 1 - 2) วัดในระบบ SI หน่วยเป็นโวลต์ (1 V)
การบรรยาย 6. ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกของการนำไฟฟ้าของโลหะ กฎหมาย DC
ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกของการนำไฟฟ้าของโลหะและเหตุผลในการทดลอง กฎของโอห์มในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียลและอินทิกรัลความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำ การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวนำจากอุณหภูมิและความดัน ตัวนำยิ่งยวด การเชื่อมต่อความต้านทาน: อนุกรม, ขนาน, ผสม การแบ่งประเภทของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า ความต้านทานเพิ่มเติมต่อเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า กฎ (กฎหมาย) ของ Kirchhoff และการประยุกต์ใช้ในการคำนวณวงจรไฟฟ้าที่ง่ายที่สุด กฎหมาย Joule-Lenz ในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียลและอินทิกรัล พลังงานที่ปล่อยออกมาในวงจร กระแสตรง. ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (COP) ของแหล่งกระแสตรง
6.1. ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกของการนำไฟฟ้าของโลหะและเหตุผลในการทดลอง กฎของโอห์มในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียลและอินทิกรัล
ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกของการนำไฟฟ้าของโลหะอธิบายคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่างๆ ของสารโดยการดำรงอยู่และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่เรียกว่ากึ่งตัวนำ อิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าถือเป็นก๊าซอิเล็กตรอนที่คล้ายกับก๊าซในอุดมคติของฟิสิกส์โมเลกุล
ก่อนการค้นพบอิเล็กตรอน มีการทดลองแสดงให้เห็นว่ากระแสในโลหะ ตรงกันข้ามกับกระแสในอิเล็กโทรไลต์เหลว ไม่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนของโลหะ ประสบการณ์คือผ่านการสัมผัสของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน เช่น ทองและเงิน ในช่วงเวลาที่คำนวณได้ในหลายเดือน กระแสไฟฟ้าก็ถูกส่งผ่านไป หลังจากนั้นได้ทำการศึกษาเนื้อหาใกล้ผู้ติดต่อ แสดงให้เห็นว่าไม่มีการถ่ายโอนสสารผ่านส่วนต่อประสานระหว่างโลหะต่าง ๆ และสารที่อยู่ด้านต่าง ๆ ของส่วนต่อประสานมีองค์ประกอบเหมือนกันก่อนที่กระแสจะไหลผ่าน การทดลองพิสูจน์ว่าอะตอมและโมเลกุลของโลหะไม่ได้มีส่วนร่วมในการถ่ายโอนกระแสไฟฟ้า แต่พวกเขาไม่ได้ตอบคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของประจุพาหะในโลหะ
หลักฐานโดยตรงว่ากระแสไฟฟ้าในโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเป็นการทดลองของ Tolman และ Steward ซึ่งดำเนินการในปี 1916 Mandelstam และ Papaleksi เสนอแนวคิดของการทดลองเหล่านี้ในปี 1913
ลองนึกภาพขดลวดนำไฟฟ้าที่สามารถหมุนรอบแกนของมันได้ ปลายของขดลวดเชื่อมต่อกับกัลวาโนมิเตอร์โดยใช้หน้าสัมผัสแบบเลื่อน หากขดลวดซึ่งหมุนเร็วถูกเบรกอย่างแรง อิเล็กตรอนอิสระในเส้นลวดจะยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อย อันเป็นผลมาจากการที่กัลวาโนมิเตอร์ต้องลงทะเบียนพัลส์ปัจจุบัน
ให้เราแสดงถึงความเร่งเชิงเส้นของคอยล์ระหว่างการเบรก - เอ. มันถูกนำไปสัมผัสกับพื้นผิวของขดลวด ด้วยขดลวดที่มีความหนาแน่นเพียงพอและเส้นลวดเส้นเล็ก เราสามารถสรุปได้ว่าความเร่งนั้นมุ่งตรงไปตามเส้นลวด เมื่อขดลวดลดความเร็วลง แรงเฉื่อยจะถูกนำไปใช้กับอิเล็กตรอนอิสระแต่ละตัว Fใน = m e เอซึ่งอยู่ตรงข้ามกับอัตราเร่ง ภายใต้การกระทำของมัน อิเล็กตรอนจะทำงานในโลหะราวกับว่ามันถูกกระทำโดยสนามไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและมีกำลัง
.
6.1)
ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในขดลวดเนื่องจากความเฉื่อยของอิเล็กตรอนอิสระ
,
(6.2)
โดยที่ L คือความยาวของเส้นลวดบนขดลวด
ทุกจุดของเส้นลวดจะชะลอตัวลงด้วยความเร่งเท่ากัน ดังนั้นความเร่งจึงถูกนำออกจากเครื่องหมายปริพันธ์
โดยคำนึงถึงสูตร (6.2) เราเขียนกฎของโอห์มสำหรับวงจรปิดในรูปแบบ
,
(6.3)
โดยที่ I คือความแรงของกระแสในวงจรปิด
R คือความต้านทานของวงจรทั้งหมด รวมทั้งความต้านทานของขดลวด สายไฟของวงจรภายนอก และกัลวาโนมิเตอร์
ปริมาณไฟฟ้าที่ไหลผ่านหน้าตัดของตัวนำในช่วงเวลา dt ที่ความแรงของกระแส I,
.
(6.4)
ดังนั้นในช่วงเวลาเบรกของขดลวดจากความเร็วเชิงเส้นเริ่มต้น v o จนถึงจุดหยุดสมบูรณ์ ปริมาณไฟฟ้าจะผ่านกัลวาโนมิเตอร์
.
(6.5)
ค่าของ q ถูกกำหนดโดยกัลวาโนมิเตอร์และค่าของ L, R, v o เป็นที่รู้จัก ดังนั้นจะพบทั้งเครื่องหมายและค่าสัมบูรณ์ของ e/m e การทดลองแสดงให้เห็นว่า e/m e สอดคล้องกับอัตราส่วนของประจุอิเล็กตรอนต่อมวลของมัน ดังนั้นจึงได้รับการพิสูจน์แล้วว่ากระแสที่สังเกตได้ด้วยกัลวาโนมิเตอร์นั้นเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน
ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้าในตัวนำ อิเลคตรอนการนำไฟฟ้าจะเคลื่อนที่แบบสุ่มในทิศทางใดก็ได้ด้วยความเร็วที่กำหนดโดยอุณหภูมิ กล่าวคือ ด้วยความเร็วความร้อนที่เรียกว่า u
หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง t = เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง อิเลคตรอนการนำไฟฟ้าสามารถโต้ตอบกับไอออนได้ ตาข่ายคริสตัลหรือด้วยอิเลคตรอนการนำไฟฟ้าอื่น อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ดังกล่าว ซึ่งถือว่ายืดหยุ่นอย่างยิ่งในทฤษฎีการนำไฟฟ้าแบบคลาสสิก โมเมนตัมและพลังงานทั้งหมดจะถูกอนุรักษ์ไว้ และขนาดและทิศทางของความเร็วของการเคลื่อนที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ กรณีจำกัดคือเมื่อหลังจากเวลาเท่ากับ (เวลาของเส้นทางอิสระ) ทิศทางของความเร็วของการเคลื่อนที่เชิงความร้อนของอิเล็กตรอนการนำไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นทิศตรงกันข้าม เวลาเส้นทางว่างขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสาร และยิ่งมีปฏิสัมพันธ์น้อยลงเท่านั้น ระหว่างการชน (ปฏิสัมพันธ์) ด้วยความเร็ว ยูไม่มีอะไรเกิดขึ้น.
พี 
เมื่อลงสนามไฟฟ้าด้วยความแรง อีภายใต้อิทธิพลของกำลัง F= e อีการนำอิเล็กตรอนได้รับความเร่งบางส่วน เอและกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เปลี่ยนจาก v o = 0 เป็น v = v สูงสุดในเวลา t =
การเปลี่ยนแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่โดยตรงของอิเล็กตรอนการนำไฟฟ้าเกิดขึ้นก่อนการโต้ตอบ (รูปที่ 6.1) อันเป็นผลมาจากการโต้ตอบ ความเร็วนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทั้งขนาดและทิศทาง
หากมีอิเล็กตรอนนำไฟฟ้าต่อหน่วยปริมาตรของตัวนำซึ่งในบางครั้งจะมีความเร็ว วีจากนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดประจุที่ผ่านบางพื้นที่ S ซึ่งตั้งฉากกับทิศทางของความเร็วของอิเล็กตรอนการนำไฟฟ้า:
,
(6.6)
ที่ไหน
ความแรง (ค่า) ของกระแสในตัวนำในกรณีนี้
. (6.7)
การนำความหนาแน่นกระแส
.
(6.8)
ในรูปแบบเวกเตอร์
.
(6.9)
ตาม (6.8) เพื่อกำหนดความหนาแน่นกระแสไฟในตัวนำ จำเป็นต้องกำหนดความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ตามคำสั่งของอิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ที่สั่งในกรณีนี้สามารถกำหนดได้โดยสูตร
,
(6.10)
เพราะ ที่เวลาเริ่มต้น t=0 เมื่อไม่มี สนามไฟฟ้า, โว =0.
ความเร็วสูงสุดของการเคลื่อนที่ตามคำสั่งที่อิเล็กตรอนได้มาภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าระหว่างเส้นทางอิสระ
,
โดยที่ a คือความเร่งที่ได้จากอิเล็กตรอนการนำไฟฟ้าภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า
คือเวลาการเดินทางของอิเล็กตรอนการนำไฟฟ้าจากการมีปฏิสัมพันธ์กับปฏิสัมพันธ์
ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน F = ma โดยที่ F คือแรงคูลอมบ์
;
;
.
(6.11)
สำหรับความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ตามคำสั่งของอิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เราจะได้
.
(6.12)
เมื่อทราบความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงความร้อนของอิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและระยะทางเฉลี่ยที่เคลื่อนที่จากปฏิกิริยาไปสู่ปฏิกิริยาโต้ตอบ จึงสามารถกำหนดเวลาระหว่างการโต้ตอบสองครั้งที่ตามมาได้:
. (6.13)
เมื่อทำการทดแทนและการแปลงที่จำเป็นแล้วเราจะมีความหนาแน่นกระแสนำไฟฟ้า
, (6.14)
ที่ไหน 
- ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของโลหะตัวนำ
ในรูปแบบเวกเตอร์
.
(6.15)
นิพจน์ (6.14) และ (6.15) เป็นรูปแบบทางคณิตศาสตร์ของการเขียนกฎของโอห์มในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียล
กฎของโอห์มในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียลใช้ได้กับตัวนำใดๆ กระแสใดๆ กำหนดลักษณะความหนาแน่นของกระแสนำไฟฟ้าที่จุดใดก็ได้ของตัวนำ
จากกฎของโอห์มในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียล เราสามารถหากฎของโอห์มในรูปแบบอินทิกรัลสำหรับวงจรปิด (หรือสมบูรณ์) ได้ ซึ่งเราคูณนิพจน์ (6.15) ด้วยค่าของส่วนพื้นฐานของ chain dl:
,
ที่ไหน 
;
;
.
ดังนั้นเราจึงมี
;
.
(6.16)
การรวมนิพจน์ (6.16) บนเส้นชั้น L ที่ปิด เราได้รับ
,
(6.17)
ที่ไหน 
- ความต้านทานของส่วนภายนอกและภายในของวงจร
-EMF ทำหน้าที่ในวงจรปิดซึ่งเท่ากับการหมุนเวียนของเวกเตอร์ความแรงของสนามของแรงภายนอก
คือความต่างศักย์ระหว่างจุดทั้งสองที่พิจารณาของวงจรปิด
สำหรับวงจรปิด
( 1
- 2)
= 0;
.
ดังนั้นเราจึงมี
หรือ 
,
(6.18)
โดยที่ R 1 คือความต้านทานของส่วนภายนอกของวงจร
r คือความต้านทานภายในของแหล่งกระแส
จากสูตร (6.18)
.
(6.19)
ดังนั้น EMF จะปรับสมดุลแรงดันตกคร่อมในวงจรภายนอกและภายใน และทำให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง
หากวงจรไม่ปิดและไม่มี EMF อยู่ในนั้น
, แ 
.
(6.20)
นิพจน์ (6.18) และ (6.20) เป็นรูปแบบทางคณิตศาสตร์ของกฎของโอห์ม ตามลำดับ สำหรับวงจรที่สมบูรณ์ (ปิด) และส่วนของวงจรที่เขาค้นพบในการทดลอง ความแรงของกระแสในวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับ EMF (แรงดันในส่วนวงจร) และแปรผกผันกับความต้านทานของวงจร
อะไรคือความแตกต่าง EMF(แรงเคลื่อนไฟฟ้า) จาก แรงดันไฟฟ้า? ลองมาดูตัวอย่างเฉพาะกัน เราใช้แบตเตอรี่ที่ระบุว่า 1.5 โวลต์ เราเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์กับมันดังแสดงในรูปที่ 1 เพื่อตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ดีจริงหรือไม่
รูปที่ 1
โวลต์มิเตอร์แสดง 1.5 V ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่กำลังทำงาน เราเชื่อมต่อกับหลอดไฟขนาดเล็ก หลอดไฟจะเรืองแสง ตอนนี้เราต่อโวลต์มิเตอร์แบบขนานกับหลอดไฟเพื่อตรวจสอบว่าหลอดไฟมี 1.5 V จริงหรือไม่ ได้วงจรที่แสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 2
แล้วปรากฎว่าโวลต์มิเตอร์แสดงเช่น 1 V. 0.5 V ใช้ไปที่ไหน (ซึ่งคือความแตกต่างระหว่าง 1.5 V และ 1 V)?
ความจริงก็คือว่าแหล่งจ่ายไฟจริงใด ๆ มีความต้านทานภายใน (แสดงด้วยตัวอักษร r) ในหลายกรณี จะลดคุณสมบัติของแหล่งจ่ายไฟ แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างแหล่งจ่ายไฟโดยไม่มีความต้านทานภายในเลย ดังนั้นแบตเตอรี่ของเราจึงถูกมองว่าเป็นแหล่งพลังงานในอุดมคติและตัวต้านทานที่มีความต้านทานสอดคล้องกับความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ (รูปที่ 3)
รูปที่ 3
ดังนั้น EMF ในตัวอย่างนี้คือ 1.5 V แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟคือ 1 V และความแตกต่าง 0.5 V ถูกกระจายโดย ความต้านทานภายในแหล่งพลังงาน.
EMFคือจำนวนโวลต์สูงสุดที่แหล่งจ่ายไฟสามารถจ่ายให้กับวงจรได้ เป็นค่าคงที่สำหรับแหล่งจ่ายไฟที่ดี แต่ แรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับสิ่งที่เชื่อมต่อกับมัน ( ในที่นี้เรากำลังพูดถึงแหล่งอาหารประเภทต่าง ๆ ที่ศึกษาเป็นส่วนหนึ่งของหลักสูตรของโรงเรียนเท่านั้น).
ในตัวอย่างของเรา หลอดไฟที่มีความต้านทาน Rและตัวต้านทานต่อเป็นอนุกรม ดังนั้น สามารถหากระแสในวงจรได้จากสูตร
แล้วแรงดันไฟบนหลอดไฟคือ
ปรากฎว่ากว่า ต้านทานมากขึ้นหลอดไฟ ยิ่งมีโวลท์มากเท่าใด และแบตเตอรีก็ยิ่งสิ้นเปลืองไฟน้อยลงเท่านั้น สิ่งนี้ใช้ได้กับหลอดไฟและแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวงจรใด ๆ ที่ประกอบด้วยแหล่งพลังงานและโหลด ยิ่งมีความต้านทานโหลดมากเท่าใด ความแตกต่างระหว่าง . ก็ยิ่งน้อยลง แรงดันไฟฟ้าและ EMF. หากความต้านทานโหลดมีขนาดใหญ่มาก แรงดันไฟฟ้าเกือบเท่ากัน EMF. ความต้านทานของโวลต์มิเตอร์นั้นใหญ่มากเสมอดังนั้นในวงจรในรูปที่ 1 แสดงค่า 1.5 V.
การทำความเข้าใจความหมายของ EMF นั้นถูกขัดขวางโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในชีวิตประจำวันเราไม่ได้ใช้คำนี้ เราพูดในร้านว่า "ขอแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์" เมื่อพูดถูกว่า "ให้แบตเตอรี่ 1.5 โวลต์" แต่มันก็เกิดขึ้น...
เราแนะนำให้คุณอ่าน
ลักษณะทางจิตวิทยาของเด็กในวัยรุ่น
การย้ายเด็กไปโรงเรียนอื่น - ขั้นตอนและเอกสารที่จำเป็น จะโอนเด็กไปโรงเรียนอื่นหรือไม่
Chlamydia urogenital - คำอธิบายสาเหตุอาการ (สัญญาณ) การวินิจฉัยการรักษาการรักษา urogenital chlamydia
ประโยชน์และความสำคัญของ hydroamino acid threonine สำหรับร่างกายมนุษย์ L threonine คืออะไร
