Jeżeli zamkniesz razem bieguny naładowanego kondensatora, wówczas pod wpływem pola elektrostatycznego nagromadzonego między jego płytkami, ruch nośników ładunku - elektronów rozpoczyna się w zewnętrznym obwodzie kondensatora w kierunku od dodatniego biegun do ujemnego.
Jednak w procesie rozładowywania kondensatora, pole elektryczne działające na poruszające się naładowane cząstki szybko słabnie, aż do całkowitego zaniku. Dlatego przepływ prądu elektrycznego, który powstał w obwodzie wyładowania ma charakter krótkotrwały i proces ten szybko zanika.
Aby utrzymać prąd w obwodzie przewodzącym przez długi czas, stosuje się urządzenia, które w życiu codziennym nieprecyzyjnie nazywa się źródłami prądu (w ścisłym sensie fizycznym tak nie jest). Najczęściej tymi źródłami są baterie chemiczne.
W wyniku zachodzących w nich procesów elektrochemicznych, na ich zaciskach gromadzą się przeciwne ładunki elektryczne. Siły o charakterze nieelektrostatycznym, pod wpływem których odbywa się taki rozkład ładunków, nazywane są siłami zewnętrznymi.
Poniższy przykład pomoże zrozumieć naturę koncepcji pola elektromagnetycznego źródła prądu.
Wyobraź sobie przewodnik w polu elektrycznym, jak pokazano na poniższym rysunku.figurę, to znaczy w taki sposób, aby w jej wnętrzu również istniało pole elektryczne.
Wiadomo, że pod wpływem tego pola w przewodniku zaczyna płynąć prąd elektryczny. Teraz pytanie brzmi, co dzieje się z nośnikami ładunku, gdy dotrą do końca przewodnika i czy prąd ten pozostanie taki sam w czasie.
Można łatwo wywnioskować, że w obwodzie otwartym w wyniku działania pola elektrycznego na końcach przewodnika gromadzą się ładunki. W związku z tym prąd elektryczny nie pozostanie stały, a ruch elektronów w przewodniku będzie bardzo krótkotrwały, jak pokazano na poniższym rysunku.
Tak więc, aby utrzymać stały przepływ prądu w obwodzie przewodzącym, obwód ten musi być zamknięty, tj. mieć kształt pętli. Jednak nawet ten warunek nie jest wystarczający do utrzymania prądu, ponieważ ładunek zawsze przesuwa się w kierunku niższego potencjału, a pole elektryczne zawsze działa dodatnio na ładunek.
Teraz po przejściu przez obwód zamknięty, gdy ładunek powraca do punktu początkowego, w którym rozpoczął swoją podróż, potencjał w tym punkcie powinien być taki sam, jak na początku ruchu. Jednak przepływ prądu zawsze wiąże się z utratą energii potencjalnej.
W konsekwencji potrzebujemy jakiegoś zewnętrznego źródła w obwodzie, na którego zaciskach utrzymuje się różnica potencjałów, co zwiększa energię ruchuładunki elektryczne.
Takie źródło umożliwia przemieszczanie się ładunku z niższego potencjału na wyższy w kierunku przeciwnym do ruchu elektronów pod działaniem siły elektrostatycznej próbującej przepchnąć ładunek z wyższego potencjału na niższy.
Ta siła, która powoduje przejście ładunku z niższego na wyższy potencjał, nazywana jest siłą elektromotoryczną. EMF źródła prądu jest parametrem fizycznym, który charakteryzuje pracę włożoną w przemieszczanie ładunków wewnątrz źródła przez siły zewnętrzne.
Jako urządzenia, które zapewniają EMF źródła prądu, jak już wspomniano, stosuje się baterie, a także generatory, termoelementy itp.
Teraz wiemy, że bateria, ze względu na swoje wewnętrzne pola elektromagnetyczne, zapewnia różnicę potencjałów między przewodami źródłowymi, przyczyniając się do ciągłego ruchu elektronów w kierunku przeciwnym do siły elektrostatycznej.
EMF źródła prądu, którego wzór podano poniżej, a także różnicę potencjałów wyrażoną w woltach:
E=Ast/Δq,
gdzie Astjest pracą sił zewnętrznych, Δq jest ładunkiem przemieszczanym wewnątrz źródła.
