Radomír Matonoha

Uživatel:   nepřihlášen
úvodúvodInformace o oboru Elektronické počítačové systémyInformace o oboru StrojírenstvíInformace o oboru AdministrativaInformace o oboru Silniční dopravaHlavní obrázek

elektrický náboj a elektrické pole

 

Elektrický náboj a jeho vlastnosti

 

e = 1,602.10-19 C

 

elektrický náboj - příčina elektrických jevů

-   záporný a kladný: -e a +e

-   zjišťují ho: elektroskopy a elektrometry

-   značka Q

-   trvalého napětí tělesa lze dosáhnout např. připojením ke svorce vysokého stejnosměrného napětí

 

coulomb - C - jednotka elektrického náboje

-   1 C projde průřezem vodiče při proudu jednoho ampéru za jednu sekundu

 

elementární náboj - nejmenší možný náboj, všechny ostatní jsou jeho násobky

-   e = 1,602.10-19 C

 

zákon zachování elektrického náboje - celkový elektrický náboj se vzájemným zelektrováním v izolované soustavě těles nemění

 

izolanty (dielektrika) – elektrony jsou v nich pevně vázány na atomy

 

kovy – elektrony tvoří elektronový plyn, proto jsou vodivé

 

Elektrostatické silové působení bodových elektrických nábojů. Coulombův zákon

 

Fe = k │Q1Q2/r2      k = 1/(4πε0εr)

 

bodový náboj – těleso, u něhož můžeme zanedbat rozměry – např. elektrické kyvadélko

 

Coulombův zákon - velikost elektrických sil, kterými na sebe působí dva bodové zdroje, je přímo úměrná absolutní hodnotě součinu jejich velikostí a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdáleností

-   Fe = k │Q1Q2/r2

-   náboje stejného znaménka se odpuzují, opačného přitahují

-   k = 1/(4πε0εr)  ε0.....permitivita vakua, εr......relativní permitivita prostředí

-   εr – pro vakuum = 1, pro ostatní >1

-   ve vakuu: k = 9.109 N.m2.C-2

Elektrické pole. Intenzita elektrického pole

 

E = Fe/q = │Q│/4πε0εrr2

 

- elektrické pole je zřídlové – siločáry na zdroji začínají a končí

 

intenzita elektrického pole - je určena jako podíl elektrické síly, která by v daném místě působila na elektrický náboj, a tohoto náboje

-   E = Fe/q    [E] = N.C-1

-   E = Fe/q = │Qq│/qε0εrr2 = │Q│/4πε0εrr2

-   šipka – směřuje od (+) k (-)

 

siločáry  -  pomyslné čáry znázorňující silové působení pole

-   vytváří se z nich siločárové obrazce

-   jejich směr je shodný se směrem intenzity elektrického pole

 

radiální pole - má např. osamocený elektrický náboj

-   siločáry se rozbíhají, intenzita pole klesá se vzdáleností od náboje

 

homogenní pole - např. mezi deskami

-   intenzita pole má v každém bodě stejný směr a velikost

 

Práce v elektrickém poli. Elektrické napětí

 

W = Fed = │q│Ed = Qq/ε0r    UAB = WAB/q = Ed

 

práce v elektrickém poliW = Fed = │q│Ed; W = Ep = Qq/ε0r

 

elektrické napětí - UAB mezi dvěma body A, B je podíl práce vykonané elektrickou silou při přenesení bodového náboje z bodu A do bodu B a tohoto náboje

-   UAB = WAB/q = qEd/q = Ed

-   [U] = V

 

Potenciální energie v elektrickém poli. Elektrický potenciál

 

UAB = φA – φB    φ = Ep/q = Ex = Q/4πε0r 

 

->> WAB = qUAB = EpA - EpB >> UAB = EpA/q - EpB/q

->> φ = Ep/q = Qq/4qπε0r  = Q/ε0r

 

elektrický potenciál - φ -  podíl potenciální energie Ep bodového náboje v určitém místě elektrického pole a tohoto náboje q

-   φ = Ep/q   W = Ep = φq >> φ = W/q

-   φ = Ux/d = Ex

-   napětí mezi dvěma body elektrického pole je rovno rozdílu jejich potenciálů

-   UAB = φA – φB

 

ekvipotenciální plocha  = hladina stejného potenciálu

je kolmá k siločárám – má ve všech svých bodech stejný potenciál

Kapacita vodiče. Kondenzátor

 

C = Q/φ    C = Q/U     C =  ε0S    C = εrC0

 

kapacita vodiče  - C - je to konstanta úměrnosti, závisící na tvaru a velikosti vodiče

-   C = Q/φ    [C] = F   farad

-   C/V = F >> vodič má kapacitu 1 F, jestliže se nábojem 1 C nabije na elektrický potenciál 1 V

 

->> φ = Q/ε0R > Q = ε0> C = Q/φ = 4πε0R = ε0S

 

kondenzátor - soustava dvou plochých vodičů oddělených od sebe tenkou vrstvou dielektrika

-   nejjednodušší: deskový kondenzátor bez dielektrika – viz obr. str. 40

-   desky se po připojení ke zdroji elektrického napětí nabijí potenciálem +Q a –Q

-   vznikne mezi nimi homogenní elektrické pole s intenzitou

-   E = (φ1φ2)/d = U/d – vně kondenzátoru se pole obou desek ruší

-   E = σ/ ε0 = Q/ε0S (viz výše) >> U/d = Q/ε0S >> Q = ε0SU/d = C0U

-   C = Q/U = ε0εrS/d = εrC0

 

Technické kondenzátory. Spojování kondenzátorů. Energie kondenzátoru

 

C = C1 + C2    1/C = 1/C1 + 1/C2        Ee= ½ CU2

 

elektrolytické kondenzátory - dvě hliníkové/tantalové fólie, mezi nimiž je vrstva papíru napuštěného elektrolytem

-   velká kapacita: 10-6 – 10-2 F

-   zoxidovaná fólie musí být zapojována do místa s vyšším potenciálem (+)

 

otočné kondenzátory   - mají proměnlivou kapacitu, reguluje se otáčením rotorem

-   maximální kapacita kolem 300 pF – 500 pF

 

 


Aktualizováno:   09. října 2008 20:26:42

Stránka byla zobrazena:   2568x