Se chiudi insieme i poli di un condensatore carico, sotto l'influenza del campo elettrostatico accumulato tra le sue piastre, il movimento dei portatori di carica - gli elettroni iniziano nel circuito esterno del condensatore nella direzione dal positivo polo a quello negativo.
Tuttavia, nel processo di scarica di un condensatore, il campo elettrico che agisce sulle particelle cariche in movimento si indebolisce rapidamente fino a scomparire completamente. Pertanto, il flusso di corrente elettrica che si è formato nel circuito di scarica è di natura a breve termine e il processo decade rapidamente.
Per mantenere a lungo la corrente in un circuito conduttore, vengono utilizzati dispositivi che nella vita di tutti i giorni vengono erroneamente chiamati sorgenti di corrente (in senso strettamente fisico, non è così). Molto spesso, queste fonti sono batterie chimiche.
Come risultato dei processi elettrochimici che si verificano al loro interno, sui loro terminali si accumulano cariche elettriche opposte. Le forze di natura non elettrostatica, sotto l'azione di tale distribuzione di cariche, sono chiamate forze esterne.
Il seguente esempio aiuterà a comprendere la natura del concetto di EMF di una sorgente corrente.
Immaginate un conduttore in un campo elettrico, come mostrato nella figura sotto.figura, cioè in modo tale che al suo interno esista anche un campo elettrico.
È noto che sotto l'influenza di questo campo, una corrente elettrica inizia a fluire nel conduttore. Ora la domanda è cosa succede ai portatori di carica quando raggiungono la fine del conduttore e se questa corrente rimarrà la stessa nel tempo.
Possiamo facilmente concludere che in un circuito aperto, a causa dell'influenza di un campo elettrico, le cariche si accumulano alle estremità del conduttore. A questo proposito, la corrente elettrica non rimarrà costante e il movimento degli elettroni nel conduttore sarà di brevissima durata, come mostrato nella figura seguente.
Quindi, per mantenere un flusso di corrente costante in un circuito conduttore, questo circuito deve essere chiuso, cioè avere la forma di un anello. Tuttavia, anche questa condizione non è sufficiente per mantenere la corrente, poiché la carica si sposta sempre verso un potenziale più basso e il campo elettrico fa sempre un lavoro positivo sulla carica.
Ora, dopo aver viaggiato attraverso un circuito chiuso, quando la carica ritorna al punto di partenza in cui ha iniziato il suo viaggio, il potenziale a questo punto dovrebbe essere lo stesso che era all'inizio del movimento. Tuttavia, il flusso di corrente è sempre associato a una perdita di energia potenziale.
Di conseguenza, abbiamo bisogno di una sorgente esterna nel circuito, sui cui terminali viene mantenuta una differenza di potenziale, che aumenti l'energia di movimentocariche elettriche.
Una tale sorgente consente alla carica di viaggiare da un potenziale inferiore a uno superiore nella direzione opposta al movimento degli elettroni sotto l'azione di una forza elettrostatica che cerca di spingere la carica da un potenziale superiore a uno inferiore.
Questa forza, che fa muovere la carica da un potenziale inferiore a uno superiore, è chiamata forza elettromotrice. L'EMF di una sorgente di corrente è un parametro fisico che caratterizza il lavoro impiegato per spostare le cariche all'interno della sorgente da forze esterne.
Come dispositivi che forniscono l'EMF della sorgente di corrente, come già accennato, vengono utilizzate batterie, nonché generatori, termoelementi, ecc.
Ora sappiamo che la batteria, a causa della sua EMF interna, fornisce una differenza di potenziale tra i conduttori della sorgente, contribuendo al continuo movimento degli elettroni nella direzione opposta alla forza elettrostatica.
EMF della sorgente di corrente, la cui formula è riportata di seguito, così come la differenza di potenziale è espressa in volt:
MI=LAst/Δq,
dove Astè il lavoro di forze esterne, Δq è la carica mossa all'interno della sorgente.
