НАПРЯЖЕ́НИЕ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКОЕ

НАПРЯЖЕ́НИЕ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКОЕ ме­ж­ду точ­ка­ми 1 и 2, ска­ляр­ная фи­зич. ве­ли­чи­на, чис­лен­но рав­ная сум­мар­ной ра­бо­те элек­трич. и сто­рон­них сил при пе­реме­ще­нии еди­нич­но­го по­ло­жи­тель­но­го элек­трич. за­ря­да из точ­ки 1 в точ­ку 2 элек­трич. це­пи: $$U_{12}= \int_{1}^{2}\!(E+E^*)dl = \int_{1}^{2}\!E\:dl+\int_{1}^{2}E^*dl.(1)\tag1$$ Здесь $E$ – на­пря­жён­ность элек­тро­ста­тич. по­ля; $E^*$– на­пря­жён­ность по­ля сто­рон­них сил, чис­лен­но рав­ная сто­рон­ней си­ле, дей­ст­вую­щей на еди­нич­ный по­ло­жи­тель­ный за­ряд; $dl$ – век­тор, мо­дуль ко­то­ро­го ра­вен дли­не $dl$ ли­нии, со­еди­няю­щей точ­ки 1 и 2, и на­прав­лен­ный вдоль неё от точ­ки 1 к точ­ке 2. К сто­рон­ним си­лам от­но­сят си­лы, от­лич­ные от сил элек­троста­тич. по­ля. Сто­рон­ние си­лы мо­гут иметь разл. фи­зич. при­ро­ду: ме­ха­нич., хи­мич., элек­тро­маг­нит­ную и др. Так, напр., в галь­ва­нич. эле­мен­тах, ба­та­ре­ях и ак­ку­му­ля­то­рах – это хи­мич. си­лы – си­лы мо­ле­ку­ляр­но­го взаи­мо­дей­ст­вия. К сто­рон­ним си­лам от­но­сят­ся и си­лы, дей­ст­вую­щие со сто­ро­ны вих­ре­во­го элек­трич. по­ля (см. Мак­свел­ла урав­не­ния

).

Так как элек­тро­ста­тич. по­ле по­тен­ци­аль­но, то пер­вый ин­те­грал в фор­му­ле (1) не за­ви­сит от пу­ти ин­тег­ри­ро­ва­ния, со­еди­няю­ще­го точ­ки 1 и 2; он ра­вен раз­но­сти по­тен­циа­лов в точ­ках 1 и 2: $$\varphi_1-\varphi_2=\int_{1}^{2}E\:dl.$$

.

Вто­рой ин­те­грал в фор­му­ле (1) на­зы­ва­ют элек­тро­дви­жу­щей си­лой

(эдс) $ε_{12}$ на уча­ст­ке 1–2: $$\varepsilon_{12}=\int_{1}^{2}E^*dl.$$

Зна­че­ние эдс за­ви­сит от пу­ти ин­тег­ри­ро­ва­ния ме­ж­ду точ­ка­ми 1 и 2. Т. о., Н. э. рав­но: $$U_{12}=\varphi_1-\varphi_2+\varepsilon_{12},\tag2$$ и в об­щем слу­чае так­же за­ви­сит от пу­ти ин­тег­ри­ро­ва­ния ме­ж­ду точ­ка­ми 1 и 2. Как вид­но из фор­му­лы (2), для уча­ст­ков элек­трич. це­пи, не со­дер­жа­щих эдс, Н. э. рав­но раз­но­сти по­тен­циа­лов в точ­ках 1 и 2. Ес­ли на уча­ст­ке элек­трич. це­пи от точ­ки 1 к точ­ке 2 про­те­ка­ет элек­трич. ток си­лой $I$, то Н. э. оп­ре­де­ля­ет­ся по Ома за­ко­ну

: $U_{12}=IR$, где $R$ – элек­трич. со­про­тив­ле­ние уча­ст­ка элек­трич. це­пи ме­ж­ду точ­ка­ми 1 и 2. Под Н. э. на за­жи­мах галь­ва­нич. эле­мен­та, ба­та­реи или ак­ку­му­ля­то­ра по­ни­ма­ют не ве­ли­чи­ну $U_{12}$, оп­ре­де­ляе­мую фор­му­ла­ми (1) или (2), а мо­дуль раз­но­сти по­тен­циа­лов $|φ_1-φ_2|$ (он ра­вен эдс $ε_{12}$ в слу­чае, ко­гда си­ла то­ка рав­на ну­лю – цепь ра­зомк­ну­та).

Тер­мин «Н. э.» при­ме­ня­ют при опи­са­нии про­цес­сов в элек­трич. це­пях не толь­ко по­сто­ян­но­го, но и пе­ре­мен­но­го то­ка. В слу­чае пе­ре­мен­но­го то­ка Н. э. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся дей­ст­вую­щим (эф­фектив­ным) зна­че­ни­ем $U_{эфф} = \sqrt{\overline{U^2_{12}(t)}}$, где чер­та свер­ху оз­на­ча­ет ус­ред­не­ние по пе­рио­ду ко­ле­ба­ний.

Н. э. из­ме­ря­ют с по­мо­щью вольт­мет­ров по­сто­ян­но­го и пе­ре­мен­но­го то­ка. Еди­ни­ца из­ме­ре­ния Н. э. в СИ – вольт (В).