Что такое источник тока

Источник тока — это устройство, которое преобразует энергию другого вида (химическую, механическую, тепловую или световую) в электрическую и поддерживает разность потенциалов на своих полюсах, обеспечивая непрерывное движение заряженных частиц в цепи. Внутри источника заряды движутся против электрического поля за счёт сторонних сил, а работу по их разделению измеряют электродвижущей силой — ЭДС. Когда спрашивают, что такое источник тока, имеют в виду именно это устройство-«насос» для зарядов, а не провода или лампочку в цепи.

$\varepsilon = \frac{A}{q}$

Разбор по случаям

Примеры

Гальванический элемент. В пальчиковой батарейке АА разность потенциалов на полюсах равна $1,5\text{ В}$: столько энергии выделяется на каждый кулон заряда, прошедший через элемент во внешней цепи. Реакция между цинком и диоксидом марганца разделяет заряды внутри корпуса, поэтому батарейка работает источником тока, пока не израсходуются оба реагента.

Генератор на электростанции. На гидроэлектростанции ротор генератора вращает падающий поток воды, и в обмотке возникает ЭДС, дающая на выходе бытовой сети напряжение $U = 230\text{ В}$. Здесь источником тока служит не химическая реакция, а механическая энергия воды, преобразованная в электрическую энергию магнитным полем ротора.

Частые ошибки

• Считают источником тока сам провод или лампочку, а не устройство, которое разделяет заряды.
• Путают источник тока с потребителем энергии и говорят, что источник «расходует» электричество, а не создаёт разность потенциалов.
• Забывают про внутреннее сопротивление источника и считают, что напряжение на его полюсах всегда равно ЭДС.

Коротко

Что такое источник тока, объясняет одна идея: устройство поддерживает разность потенциалов за счёт сторонней энергии — химической, механической, тепловой или световой, а не за счёт самого электрического поля в цепи. Без источника тока свободные заряды в проводнике быстро останавливаются, разность потенциалов исчезает, и электрический ток в цепи прекращается.