Elektrický náboj a elektrické pole
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.
Pro jiná nevodivá prostředí je k menší než ve vakuu
|Q1| . |Q2|…velikost bodových nábojů
r … jejich vzdálenost
$\mathbf{k =}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{4}\mathbf{\pi}\mathbf{\varepsilon}_{\mathbf{0}}\mathbf{\varepsilon}_{\mathbf{r}}}$
ε0 = 8, 85 . 10 − 12C2…permisivita vakua
εr = relativní permisivita
Intenzita Elektrického pole
K popisu elektrického pole zavádíme:
Intenzitu elektrického pole vektor
elektrický potenciál skalár
Intenzita elektrického pole v bodě A $\mathbf{E =}\frac{\mathbf{F}_{\mathbf{e}}}{\mathbf{q}}\mathbf{;\ }\left\lbrack \mathbf{E} \right\rbrack\mathbf{= N.}\mathbf{C}^{\mathbf{- 1}}\mathbf{= V.}\mathbf{m}^{\mathbf{- 1}}$
intenzita má směr síly Fe, která v daném bodě působí na kladný elektrický náboj
intenzita popisuje každý bod v elektrickém jako vektorová veličina model vektorového pole
K názorné představě se používá siločárový model pole
Siločáry
Myšlené orientované čáry, jejichž tečna v každém bodě určuje směr intenzity E
Vlastnosti:
Spojité čáry, vystupují z kladného a vstupují do záporného náboje
Navzájem se neprotínají
Jsou kolmé k povrchu nabitého tělesa
Výpočet velikosti intenzity:
Intenzita pole tvořeného bodovým nábojem ve vzdálenosti r
$\mathbf{E =}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{4}\mathbf{\pi}\mathbf{\varepsilon}_{\mathbf{0}}\mathbf{\varepsilon}_{\mathbf{r}}}\mathbf{\text{\ .\ }}\frac{\mathbf{Q}}{\mathbf{r}^{\mathbf{2}}}$
Tento vzorec také platí pro intenzitu pole kolem elektricky nabitého vodiče ve tvaru koule
Uvnitř nabitého vodiče je E = 0 V . m-1
Princip superpozice elektrických polí
Každý bodový elektrický náboj vyvolává elektrické pole nezávisle na přítomnosti dalších bodových nábojů
Intenzita pole tvořeného soustavou N nábojů je rovna vektorovému součtu intenzit polí, vytvářeným každým z nich jednotlivě
E=E1+E2 + …+En
Homogenní pole
V tomto poli má ve všech místech intenzita stejnou velikost i směr
Homogenní pole vznikne mezi dvěma rovnoběžnými elektricky nabitými deskami, mezi kterými je nevodivé prostředí
Vodič a izolant v elektrickém poli
Vodič v elektrickém poli elektrostatická indukce
Vložíme-li do el. pole i nějaké intenzitě vodič (např. kov do homogenního pole), vyvolá el. síla dočasný pohyb volných nosičů náboje (v kovech elektronů)
Indukované náboje:
Elektrony se nahromadí na povrchu vodiče v místech, kde siločáry pole vstupují do kovu přebytek elektronů vytvoří záporný náboj
Na opačném konci vznikne na povrchu vodiče náboj kladný.
Uvnitř vodiče vyvolají indukované náboje vnitřní elektrické pole o intenzitě Ei
Pohyb nosičů náboje ve vodiči ustane až v okamžiku, kdy výsledná intenzita pole uvnitř vodiče je nulová
Uvnitř vodiče je intenzita elektrického pole nulová
E=E0+ Ei = 0
Nevodič v elektrickém poli – polarizace nevodiče
V nevodičích se nemohou nosiče el. náboje volně přemisťovat
Vložíme-li nevodič do el. pole, deformují se el. obaly atomů (molekul) z atomů (molekul) vznikají elektrické dipóly
Elektrické dipóly - Jsou orientovány stejným směrem