ELEKTRICKÉ POLE. Elektrický náboj je základná vlastnosť častíc, je viazaný na častice látky a vyjadruje stav elektricky nabitých telies.

Transcript

1 ELEKTRICKÉ POLE 1. ELEKTRICKÝ NÁBOJ, COULOMBOV ZÁKON Skúmajme napr. trenie celuloidového pravítka látkou, hrebeň suché vlasy, mikrotén slabý prúd vody... Príčinou spomenutých javov je elektrický náboj, ktorý vzniká pri vzájomnom styku niektorých telies. Q elektrický náboj [Q] = 1 C Coulomb Elektrický náboj je základná vlastnosť častíc, je viazaný na častice látky a vyjadruje stav elektricky nabitých telies. Vlastnosti elektrického náboja 1. Elektricky nabité teleso pôsobí silou na iné telesá. Na zistenie elektrického náboja sa používa elektromer. 2. Elektrický náboj sa dá prenášať z povrchu jedného telesa na povrch iného telesa. 3. Elektrický náboj sa môže premiestňovať v telese. 4. Existujú dva druhy elektrického náboja. kladný elektrický náboj záporný elektrický náboj - Dve telesá s nesúhlasnými elektrickými nábojmi sa navzájom priťahujú. Dve telesá so súhlasnými elektrickými nábojmi sa navzájom odpudzujú. 5. Elektrický náboj je deliteľný. Najmenší elektrický náboj, ktorý sa podľa súčasných predstáv nedá deliť, je elementárny elektrický náboj. e = 1, C 6. Každý atóm je sústava kladných a záporných nábojov. V jadre atómu sú protóny - nositelia kladného náboja. V elektrónovom obale sú elektróny - nositelia záporného elektrického náboja. Q protónu = + e = + 1, C Q elektrónu = - e = - 1, C 7. Atóm je navonok elektricky neutrálny. Z neutrálneho atómu sa môže stať ión. Kladný ión vznikne odpútaním elektrónov z obalu. Záporný ión vznikne pripojením elektrónov k obalu.

2 Coulombov zákon 1785 Veľkosť elektrickej sily Fe je priamo úmerná súčinu bodových nábojov Q1, Q2 a nepriamo úmerná druhej mocnine ich vzdialenosti. ε - permitivita prostredia ε 0 = 8, C 2 N -1 m -2 - permitivita vákua ε r = relatívna permitivita 2. INTENZITA A POTENCIÁL ELEKTRICKÉHO POĽA - Elektrické pole opisujeme veličinami : intenzita elektrického poľa a elektrický potenciál. Intenzita elektrického poľa Intenzita elektrického poľa je definovaná podielom elektrickej sily, ktorá pôsobí na kladný bodový elektrický náboj Q v danom mieste poľa, a veľkosti tohto náboja Q. [ ] [ ]

3 - Smer vektora intenzity elektrického poľa je rovnaký ako smer vektora elektrickej sily pôsobiacej na kladný elektrický náboj v tomto mieste poľa. Elektrický potenciál Častica s elektrickým nábojom Q v elektrickom poli má potenciálnu energiu. E Elektrický potenciál definujeme ako podiel elektrickej potenciálnej energie kladného elektrického náboja Q v tomto mieste poľa a veľkosti tohto náboja. Hladina potenciálu (ekvipotenciálna plocha) je množina bodov elektrického poľa s rovnakým potenciálom. Hladinu najvyššieho potenciálu tvorí kladná platňa. Hladinu nulového potenciálu tvorí uzemnená platňa.

4 Elektrické napätie U Absolútna hodnota rozdielu potenciálov medzi dvoma bodmi elektrického poľa je elektrické napätie. Elektrické napätie medzi dvoma bodmi tej istej hladiny potenciálu je nulové. Elektrické napätie medzi kladnou a zápornou platňou je rovné elektrickému potenciálu kladnej platne. Elektrické napätie medzi kladnou a zápornou platňou je rovné elektrickému potenciálu kladnej platne.

5 3. KAPACITA VODIČA. KONDENZÁTOR A SPÁJANIE KONDENZÁTOROV Kapacita vodiča C Kapacita vodiča C je definovaná podielom náboja Q izolovaného vodiča a jeho napätia U voči zemi. kapacita guľového vodiča - permitivita vákua polomer guľového vodiča kapacita platňového kondenzátora - tvoria ho dve rovnobežné navzájom izolované vodivé platne. Spájanie kondenzátorov Paralelne (vedľa seba) zapojené kondenzátory Sériovo (za sebou) zapojené kondenzátory

6 - Výsledná kapacita paralelne zapojených kondenzátorov je daná súčtom kapacít jednotlivých kondenzátorov. - Prevrátená hodnota výslednej kapacity sériovo zapojených kondenzátorov je rovná súčtu prevrátených hodnôt kapacít oboch kondenzátorov.