ელექტრულ წრედში მუდმივი დენის არსებობა შესაძლებელია, თუ მასში, გამტარში არსებობს მუდმივი ელექტრული ველი. ამ ველის შექმნა მასში შეიძლება გარკვეული ხერხით გამტარის გასწვრივ მუხტების გადანაწილებით. თუმცა ელექტრული ძალების გავლენით სწრაფად ხდება ელექტრული წონასწორობის აღდგენა, პოტენციალთა გატოლება და დენის შეწყვეტა. დენის შესანარჩუნებლად აუცილებელია წრედში "მუხტების წრებრუნვის" ორგანიზება. იმისთვის, რათა გამტარში შევინარჩუნოთ მუდმივი დენი, მის რომელიმე უბანზე ან მთელ წრედში უნდა მოქმედებდეს ძალები, რომლებიც მუხტებს გადაადგილებენ ელექტროსტატიკური ველის ძალების საპირისპიროდ. ასეთი ძალებს, კულონურისგან განსხვავებით უწოდებენ გარეშეს. გარეშე ძალების როლის დასახასიათებლად მიღებულია სიდიდე, რომელსაც უწოდებენ ემძ-ს (ელექტრო მამოძრავებელი ძალა).
(განსაზღვრება) სისდიდეს, რომელიც წრედში მუხტის გადატანაზე შესრულებული მუშაობის ამ მუხტის სიდიდესთან ფარდობის ტოლია, ეწოდება დენის წყაროს ელექტრომამოძრავებელი ძალა () (ემძ):
\(\dpi{200} \varepsilon =\frac{A}{q}\) |
(21.1)
ჩვეულებრივ გარეშე ძალები მოქმედებენ წრედის მხოლოდ ცალკეულ უბანზე მოწყობილობებში, რომელთაც უწოდებენ დენის წყაროს. ვნახოთ რა მოწყობილობებია ეს და როგორია ეს გარეშე ძალები.
ნახაზზე მოცემულია ჩაკეტილი წრედი, რომელიც შედგება დენის წყაროსგან, შემაერთებელი მავთულებისგან და ერთგვაროვანი მონაკვეთი "გარე წრედისგან". გარე წრედში მუხტები დრეიფით გადაადგილდებიან ელექტრულ გამტარებში ელექტრული ველის ზემოქმედებით. ჰიპოთეტური დენის წყაროს კონსტრუქცია გულისხმობს ისეთი ტრანსპორტერის არსებობას, რომელიც გარე წრედიდან დადებით "პოლუსზე" შემოსულ ელექტრონებს უწყვეტად გადაისვრის კვლავ უარყოფით "პოლუსზე". წყაროს შიგნით მუხტები მოძრაობენ ელექტროსტატიკური ველის ძალების საპირისპიროდ. ამდაგვარად წარმოიქმნება მუშაობის მარაგი, გარეშე ძალების მექანიკური მუშაობის საშუალებით Аგარ = Аმექ .
დენის წყაროს აღწერილი მოდელის ჰიპოტეტურობის მიუხედავად ის არსობრივად აღწერს ვან-დერ-გრაფის ელექტროსტატიკური გენერატორის მოქმედების პრინციპს. მისი მეშვეობით შესაძლებელია მილიონობით ვოლტის ემძს მიღწევა. მაგრამ ეს მოწყობილობა გამოუსადეგარია მნიშვნელოვანი დენების შესანარჩუნებლად, ხოლო პრაქტიკულად გამოიყენება, მხოლოდ, ელემენტური ნაწილაკების ასაჩქარებლად.
ფართო გამოყენება ჰპოვეს "კვების ქიმიურმა ელემენტებმა". მათში მუხტების გასაცალკევებლად გამოიყენება ქიმიური რეაციების ენერგია. როგორც ცნობილია ქიმიური ძალები არ არსებობს. რა თქმა უნდა, ქიმიურ რეაქციებში თავს იჩენს ელექტრომაგნიტური ბუნების ძალები. მაგრამ ეს არ არის ელექტროსტატიკური ძალები! კლასიკური ქიმიური ელემენტის ემძ განისაზღვრება დადებითი (სპილენძის) და უარყოფითი (თუთიის) ელექტროდებს შორის მოთავსებული ელექტროლიტის მიმართ ელექტროქიმიური პოტენციალების ჯამით. ისინი ტოლია +0,6 და -0,5 ვ შეასაბამისად. ამიტომ ასეთი წყაროს ემძ ტოლია ,1 ვ. ელემენტის ემძ ტოლია პოლუსებს შორის პოტენციალთა სხვაობის, როცა გარე წრედში დენი არ არის (დატვირთვის გარეშე). მისი გაზომვა შეიძლება ელექტროსტატიკური ვოლტმეტრით ან ვოლტმეტრით, რომელსაც აქვს ძალიან დიდი შინაგანი წინაღობა. ისინი უაერთდება ელემენტის პოლუსებს დატვირთვის გარეშე.