ELEKTŘINA 2

ELEKTŘINA 2

ELEKTRICKÝ POTENCIÁL, ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ

• jestliže elektrická síla Fe přemisťuje náboj Q a má stálou velikost a působí ve směru náboje, tak koná práci W

• W = Fe * d

  • Fe = el. síla

  • d = vzdálenost

• konáním práce se mění potenciální energie Ep

• při přemístení náboje ve směru působení el. síly se jeho Ep snižuje a naopak

• pro popis el. pole zavádíme elektrický potenciál

  • značka: φ (fí)

  • vzorec: φ = Ep/q

  • jednotka: V (volt)

• při přemístění náboje q z hladiny o potenciálu φ1 na hladinu potenciálu φ2 vykoná Fe práci W

  • W = Ep2 - Ep1

  • Ep = q * φ

  • W = q * φ2 - q * φ1

  • W = q * (φ2 - φ1)

  • W = q * U

    • U = elektrické napětí

    • jednotka: V

    • vzorec: φ2 - φ1

• pro homogenní el. pole o intenzitě E platí, že mezi hladinami potenciálů ve vzájemné vzdálenosti d je elektrické napětí

  • U = E * d

odvození vzorce:

• U = E * d

• Fe = q * E

• Fe = W/d = (q*U)/d

• q*E = (q*U)/d

• E = U/d

• U = E*d

• el. napětí měříme voltmetrem, který se v obvodu zapojuje paralelně

ROZLOŽENÍ NÁBOJE NA VODIČI

• náboj přivedený na izolované vodivé těleso se rozloží na vnějším povrchu tělesa

• na pravidelném izolovaném vodiči se náboj na povrchu rozkládá rovnoměrně (např. koule)

• na nepravidelném tělese je náboj rozložen nepravidelně → největší hustota náboje je na hranách a hrotech, nejmenší v dutinách

• využití:

FARADAYOVA KLEC

• “stínění” vodičů před nežádoucím elektromagnetickým zářením

• TV kabel, auto (když uhodí do auta blesk, vevnitř se ti nic nestane)

ELEKTROSTATICKÉ FILTRY POPÍLKU V KOMÍNECH

SRŠENÍ ELEKTŘINY NA STOŽÁRECH EL. VEDENÍ

• ztráty energie

VODIČ A IZOLANT V ELEKTRICKÉM POLI

VODIČE

• vedou el. proud díky volným nosičům náboje (ionty, elektrony)

• kovy, grafit

• vložíme-li vodič do el. pole, nastává elektrostatická indukce

• e- se přesunou ve vodiči na jednu stranu a kladně nabité částice převažují na druhé straně = naboje lze u vodiče oddělit

IZOLANTY (= DIELEKTRIKUM)

• neobsahují volné nosiče náboje → nevedou el. proud

• sklo, keramika, plasty

• v el. poli nastává polarizace iontů

KAPACITA VODIČE

• schopnost vodiče pojmout při daném potenciálu φ náboj Q

• značka: C

• vzorec: C = Q/φ → Q = C * φ, Q = C * U

• jednotka: F (farad)

• 1F = kapacita vodiče, který se nabije nábojem 1C na potenciál 1V

• to je irl velký, běžné jsou tyto hodnoty:

  • 1μF = 10-6 F

  • 1nF = 10-9 F

  • 1pF = 10-12 F

• kapacita vodiče závisí na jeho tvaru, rozměrech a okolním prostředí

KONDENZÁTOR

• kapacita osamoceného vodiče je malá

• zvýšíme ji soustavou 2 plochých vodičů oddělených izolantem (vzduch)

DESKOVÝ KONDENZÁTOR

• 2 rovnoběžné vodivé desky oddělené dielektrikem

• značka:

• součástka schopná pojmout el. náboj

• kapacita kondenzátoru:

  • $C\ = \ \varepsilon\ \times \ \frac{S}{d}$

    • ε = permitivita prostředí

    • S = obsah plochy desky

    • d = vzdálenost mezi deskami