Elektrotechnika_1_Skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
Ukazuje se, že velikost síly je úměrná velikosti zkušebního náboje. Definujeme proto
intenzitu elektrického pole
E
r
jako podíl síly a kladného zkušebního náboje
q
F
E
r
r
=
.
( 1.2 )
F
r
F
r
F
r
F
r
F
r
F
r
Elektrotechnika 1
11
F
r
E
r
1
2
ds
0
>
ϕ
0
<
ϕ
α
s
dr
E
r
0
=
ϕ
Intenzita je tedy vektor mající směr síly
F
r
a její velikost již na velikosti
q nezávisí, jak je
opět zřejmé z Obr. 1.3. Jednotkou intenzity elektrického pole je [Vm-1].
Obr. 1.3:
Elektrostatické pole dvou kulových nábojů
Elektrostatické pole podle Obr. 1.3 je pole tzv. nehomogenní, neboť vektory
E
r
mají
v každém bodě jiný směr i velikost. Příkladem elektrostatického pole homogenního je pole
mezi dvěma dlouhými rovnoběžnými deskami podle Obr. 1.4.
Obr. 1.4:
Elektrostatické pole mezi dvěma deskami
Vektory pole jsou místní (lokální) veličiny, kdy pro popis účinků pole v určitém objemu
bylo třeba vyšetřit jejich prostorové rozložení. Abychom se tomu vyhnuli, je vhodné vycházet
z veličiny integrální, totiž z práce vektoru po určité dráze. Pro popis pole v určitém objemu
tak můžeme zavést skalární veličiny, jako je elektrické napětí a potenciál. Napětí mezi
dvěma body 1 a 2 je rovno poměru práce
A [J] vykonané silami elektrického pole k velikosti
přemístěného kladného náboje
q
∫
∫
⋅
=
⋅
=
=
2
1
2
1
12
12
1
s
d
E
s
d
F
q
q
A
u
r
r
r
r
.
( 1.3 )
Jednotkou napětí je volt [V]. Jak je známo z fyziky, skalární součin vektorů lze vyjádřit jako
součin jejich velikostí a kosinu úhlu mezi nimi, tedy
α
cos
.
.
ds
E
s
d
E
=
⋅ r
r
, viz Obr. 1.3.
Uvážíme-li homogenní elektrické pole podle Obr. 1.4, a zvolíme-li za integrační dráhu
siločáru, obdržíme ze vztahu ( 1.3 ) jednoduchý výraz
l
E
u
.
12 =
, kde l je vzdálenost bodů 1 a
2. Odtud je také ihned zřejmá jednotka intenzity elektrického pole [Vm-1]. V obecném případě
napětí
12
u
závisí nejen na poloze bodů 1 a 2, ale také na integrační dráze, v poli potenciálním
(jakým je pole elektrostatické) je však na integrační dráze nezávislé.
E
q
F
r
r
=
1
2
konst
E
=
r
l
12
Elektrotechnika 1
Pro vyznačení smyslu napětí používáme tzv. čítací šipku napětí, která vlastně určuje