Elektrostatické pole Flashcards
Elektrický náboj a jeho vlastnosti
El. náboj - fyzikální veličina, která vyjadřuje velikost schopnosti působit elektrickou silou (IQI = Columb = A . s-1)
- rozděluje se na elektrostatistiku - náboje zůstavají v klidu
- a na elektrodynamiku - pohybující se el. náboje
vlastnosti:
- elektricky nabité těleso působí silou na jiná tělesa
- elektrování těles = náboj lze přenést dotykem z povrchu jednoho tělesa na povrch druhého
- nelze oddělit od částit (působí na sebe elektrickými silami)
- náboj se může v tělesa přemisťovat
- zákon zachování elektrického náboje: “Celkový el. náboj se vzájemným zelektrováním v izolované soustavě teles nemění”
vzájemné silové působení elektricky nabitých částic, Coulombův zákon
Bodové náboje = zelektrovaná tělesa, jejichtž rozměry jsou zanedbatelné ve srovnání s jejich vzájemnou vzdáleností
- když oba +/ - => odpuzují
- když + a - => přitahují
Coulombův zákon
- Velikost elektrických sil, kterými na sebe působí dva bodové náboje je přímo úměrná absolutní hodnotě součinu jejich velikostí a nepřímo úměrná jejich vzdálenosti
Elektrické pole (intenzita pole, siločáry, elektrický potenciál, elektrická práce, elektrické napětí)
El. pole
- kolem každé el. nabité částice
- radiální a homogenní el. pole
- znázorňujeme vektorově => siločáry - určuje směr intenzity el. pole v tomto bodě (směr siločar - shodný s vektorem intenzity el. pole ->z kladně nabitých těles k záporně nabitým tělesům)
- El. dipól - soustava dvou nábojů stejné velikosti Q a opačného znaménka (magnet SN)
Intenzita el. pole
- směr vektoru el. intenzity závisí na znaménků náboje
Práce v el. poli
- fyz jev, při kterém el. pole působí el. silou na el. nabité těleso a posouvá jím
El. napětí
- Napětí Uab mezi dvěma body A, B el. pole je podíl práce vykonané el. silou při přenesení bodového náboje z bodu A do bodu B a tohoto náboje
El. potenciál
- podíl potenciální energie Ep bodového náboje v určitém místě el. pole a tohoto náboje Q
Ekvipotenciální plochy = hladiny stejného potenciálu -> plochy s konstatní velikostí elektrického potenciálu
vodič a izolant v elektrickém poli
Vodič = látka dobře vedoucí el. proud
- obsahuje veolné částice s el. nábojem
- vložíme-li vodič do el. pole dojde k jeho zelektrování
- elektrostatická indukce - fyzkální jev, při kterém se protilehlé části povrchu vodiče vloženého do el. pol zeleelktrují náboji stejné velikosti ale opačného znaménka
- probíhá tak dlouho, dokud intenzita el. pole uvnitř vodiče není nulová
- Takto indukované náboje ve vodiči můžeme potom od sebe oddělit rozdělením vodiče na dvě části
Izolant
- látka neobsahující volné částice s nábojem
- elektrony pevně vázány ke svým tomům a molekulám
- vložíme-li izolant do el. pole atomy a molekuly dielektrika se stávají el. dipóly
- Polarizace dielektrika = fyzikální jev, při kterém se atomy a molekuly dielektrika se stávají el. dipóly
- relativní permitivita dielektrika - číslo udávající, kolikrát je intenzita původního pole větší než intenzita pole výsledného
kapacita vodiče (kondenzátor, spojování kondenzátorů, energie kondenzátoru)
Kapacita
- fyz. veličina definována podílem náboje Q izolovaného vodiče a jeho potenciálu fí (nebo U) vzhledem k zemi
- schopnost vodiče hromadit v sobě náboj při určité pevné hodnotě potenciálu
- C = Q/ fí
Kondenzátor
- soustava navzájem izolovaných vodičů
- rozdělení
– podle tvaru: deskové, kulové, válcové, svitkové (svinutý dlouhý vodivý pás oddělený dielektrikem)
– podle použitého dielektrika: vzduchový, papírový, elektrolytický, keramický, slídový, plastový
- Kapacita deskového kondenzátoru - přímo úměrná obsahu účinné plochy desek a nepřímo úměrná vzdálenosti desek
spojování kondezátorů
- pro získání pořebné hondoty kapacity
- paralelně C = C1 + C2….
- sériově- výsledná kapacita soustavy je dávna vztahem 1/C = 1/C1 + 1/C2…
Energie kondenzátoru
- při nabíjení deskového kondenzátoru přenášíme náboj na jednu z jeho desek, to znamená, že konáme učitou práci a víme, že platí Q je přímo úměrný U
zdroj elektrického napětí (svorkové a eleltkromotorické napětí, galvanický článek, termočlánek, fotočlánek)
svorkové napětí = rozdíl el. potenciálů mezi svorkami el. zdorje
elektormotorické napětí = el. napětí, které se vytvoří v el. zdroji přeměnou nějaké formy energie el. pole
Elektrochemické zdroje - napětí udržováno chemickou reakcí
- jednorázové - po spotřebování energie se nedá obnovit např. Galvanický voltův článek
- dobíjitelné (sekundární) - po spotřebování energie se dajjí opětovně nabít, např. olověný akumulátor, alkalický akumutálor
Galvanický článek (první zdroj trvalého el. napětí)
Termoelektrické zdroje - napětí je udržováno teplotním rozdílem 2 různých kovů - termočlánek
Fotoelektrické zdroje - napětí je udržováné itnerakcí fotonu s elektronem - fotoelektrický článek
– při osvětlení vznikají v tenké křemíkové destičce volné elektrony, které jsou přitahovány k jedné straně vnitřní závěrné vrstvy křemíkové destičky
Elektrodynamické zdroje -napětí je udržováno pohybem vodič v magnetickém poly (elektromagnetická indukce) - dynama, alternátory
Mechanické zdroje - napětí je udržováno třením pásu - Van der Graaffův generátor
