Электродвижущая сила, э.д.с., ЭДС. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Электродвижущая сила, э.д.с., ЭДС - феноменологическая характеристика источников тока. Введена Георгом Омом (G. Ohm) в 1827 для цепей постоянного тока и определена Густавом Робертом Кирхгофом (G. Kirchhoff) в 1857 как работа "сторонних" сил при переносе единичного электрического заряда вдоль замкнутого контура. Затем понятие э.д.с. стали трактовть более широко - как меру удельных (на единицу переносимого током заряда) преобразований энергии, осуществляемых в квазистационарных [см. Квазистационарное (квазистатическое) приближение] электрических цепях не только "сторонними" источниками (гальванич. батареями, аккумуляторами, генераторами и т. п.), но и "нагрузочными" элементами (электромоторами, аккумуляторами в режиме зарядки, дросселями, трансформаторами и т. п.). Полное название величины - Электродвижущая сила - связано с механическими аналогиями процессов в электрических цепях и применяется редко; более употребительным являются сокращения - э.д.с., ЭДС. В СИ э.д.с. потенциального источника измеряется в вольтах [V], вихревого (полевого) источника - в вольтах на виток или на радиан [V/rad].

В случае квазилинейного постоянного тока в замкнутой (без разветвлений) цепи мощность суммарного притока электромагнитной энергии, вырабатываемой источниками, полностью расходуется на выделение тепла (см. Джоулевы потери:)

где

- э.д.с. в проводящей цепи, I - ток, R - сопротивление (знак э.д.с., как и знак тока, зависит от выбора направления обхода по контуру).

При описании квазистационарных процессов в электрич. цепях в уравнении энергетического баланса (*) необходим учёт изменений накопленной магнитной W^m и электрической W^e энергий:

При изменении магнитного поля во времени возникает вихревое электрическое поле E_s, циркуляцию которого вдоль проводящего контура принято называть э.д.с. электромагнитной индукции:

Изменения электрической энергии существенны, как правило, в тех случаях, когда цепь содержит элементы с большой электрич. ёмкостью, например, конденсаторы. Тогда dW^e/dt = DU^.I, где DU - разность потенциалов между обкладками конденсатора.

Допустимы, однако, и другие интерпретации энергетических превращений в электрической цепи. Так, например, если в цепь переменного гармонического тока включён соленоид с индуктивностью L, то взаимные превращения электрич. и магн. энергий в нём могут быть охарактеризованы как э.д.с. электромагнитн. индукции

так и падением напряжения на эффективном реактивном сопротивлении Z_L (см. Импеданс): В движущихся в магн. поле телах (напр., в якоре униполярного индуктора) даже работа сил сопротивления может давать вклад в э.д.с..

В разветвлённых цепях квазилинейных токов соотношение между э.д.с. и падениями напряжения на участках цепи, составляющих замкнутый контур, определяется вторым Кирхгофа правилом.

Э.д.с. является интегральной характеристикой замкнутого контура, и в общем случае нельзя строго указать место её "приложения". Однако довольно часто э.д.с. можно считать приближённо локализованной в определённых устройствах или элементах цепи. В таких случаях её принято считать характеристикой устройства (гальванич. батареи, аккумулятора, динамо-машины и т. п.) и определять через разность потенциалов между его разомкнутыми полюсами. По типу преобразований энергии в этих устройствах различают следующие виды э.д.с.: химическая э.д.с. в гальванич. батареях, ваннах, аккумуляторах, при коррозионных процессах (гальваноэффекты), фотоэлектрическая э.д.с. (фотоэдс) при внеш. и внутр. фотоэффекте (фотоэлементы, фотодиоды); электромагнитная э.д.с. - э.д.с. электромагнитн. индукции (динамо-машины, трансформаторы, дроссели, электромоторы и т. п.); электростатическая э.д.с., возникающая, напр., при механич. трении (электрофорные машины, электризация грозовых облаков и т. п.); пьезоэлектрическая э.д.с. - при сдавливании или растяжении пьезоэлектриков (пьезодатчики, гидрофоны, стабилизаторы частоты и т. п.); термоионная э.д.с., связанная с термоэмиссией заряж. частиц с поверхности разогретых электродов; термоэлектрическая э.д.с. (термоэ.д.с.)- на контактах разнородных проводников (Зеебека эффект и Пельтье эффект)либо на участках цепи с неоднородным распределением температуры (Томсона эффект). Термоэ.д.с. используют в термопарах, пирометрах, холодильных машинах.

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.