Ha egy feltöltött kondenzátor pólusait összezárjuk, akkor a lemezei között felhalmozódott elektrosztatikus tér hatására a kondenzátor külső áramkörében a töltéshordozók - elektronok mozgása megindul a pozitív felőli irányban. pólus a negatívhoz.
A kondenzátor kisütése során azonban a mozgó töltött részecskékre ható elektromos tér gyorsan gyengül, amíg teljesen el nem tűnik. Ezért a kisülési áramkörben fellépő elektromos áram áramlása rövid távú, és a folyamat gyorsan lelassul.
A vezető áramkörben az áram hosszú távú fenntartására olyan eszközöket használnak, amelyeket a mindennapi életben pontatlanul áramforrásnak neveznek (szigorúan fizikai értelemben ez nem így van). Leggyakrabban ezek a források vegyi elemek.
A bennük lezajló elektrokémiai folyamatok eredményeként a kapcsaikon ellentétes elektromos töltések halmozódnak fel. Azokat a nem elektrosztatikus jellegű erőket, amelyek hatására ilyen töltéseloszlás megy végbe, külső erőknek nevezzük.
A következő példa segít megérteni az áramforrás EMF fogalmának természetét.
Képzeljen el egy vezetőt elektromos térben, amint az az alábbi ábrán látható.ábra, vagyis úgy, hogy benne elektromos tér is létezzen.
Ismerhető, hogy ennek a mezőnek a hatására elektromos áram kezd folyni a vezetőben. Most az a kérdés, hogy mi történik a töltéshordozókkal, amikor elérik a vezető végét, és hogy ez az áram idővel változatlan marad-e.
Könnyen arra a következtetésre juthatunk, hogy szakadt áramkörben elektromos tér hatására töltések halmozódnak fel a vezető végein. Ebben a tekintetben az elektromos áram nem marad állandó, és az elektronok mozgása a vezetőben nagyon rövid ideig tart, amint az az alábbi ábrán látható.
Így egy vezető áramkörben az állandó áram tartása érdekében ezt az áramkört zárni kell, pl. hurok alakú legyen. Azonban még ez a feltétel sem elegendő az áram fenntartásához, mivel a töltés mindig alacsonyabb potenciál felé mozog, és az elektromos tér mindig pozitív munkát végez a töltésen.
Most egy zárt körön való utazás után, amikor a töltés visszatér a kiindulási pontra, ahol megkezdte útját, a potenciálnak ezen a ponton ugyanannak kell lennie, mint a mozgás elején. Az áram áramlása azonban mindig a potenciális energia elvesztésével jár.
Következésképpen szükségünk van valamilyen külső forrásra az áramkörbe, amelynek kivezetésein potenciálkülönbség megmarad, ami növeli a mozgási energiátelektromos töltések.
Egy ilyen forrás lehetővé teszi, hogy a töltés alacsonyabb potenciálról magasabbra, az elektronok mozgásával ellentétes irányban, elektrosztatikus erő hatására a töltést magasabb potenciálról alacsonyabbra tolja..
Ezt az erőt, amely a töltést alacsonyabb potenciálról magasabb potenciálra mozgatja, elektromotoros erőnek nevezzük. Az áramforrás EMF-je egy olyan fizikai paraméter, amely a külső erők által a forráson belüli töltések mozgatására fordított munkát jellemzi.
Az áramforrás EMF-jét biztosító eszközökként, amint már említettük, elemeket, valamint generátorokat, hőelemeket stb. használnak.
Most már tudjuk, hogy az akkumulátor belső EMF-jének köszönhetően potenciálkülönbséget biztosít a forrásvezetékek között, hozzájárulva az elektronok folyamatos, az elektrosztatikus erővel ellentétes irányú mozgásához.
Az áramforrás EMF-je, melynek képlete az alábbiakban található, valamint a potenciálkülönbség voltban van kifejezve:
E=Ast/Δq,
ahol Astkülső erők munkája, Δq a forrás belsejében mozgó töltés.
