Elektrotechnika_1_Skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
směr postupu integrace od bodu 1 k bodu 2. Změna směru čítací šipky se vyznačuje záměnou
pořadí číslic v indexu napětí, z rovnice ( 1.3 ) pak vyplývá
21
12
u
u
−
=
, viz Obr. 1.5.
Obr. 1.5:
Čítací šipky napětí
Pokud je napětí funkcí času, která nabývá kladných i záporných hodnot, je skutečný smysl
totožný se smyslem vyznačeným v tom časovém úseku, kdy funkce
u(t) nabývá kladných
hodnot.
Potenciál
bodu v poli je úměrný práci, kterou musíme vynaložit, abychom dopravili
kladný zkušební náboj do daného místa z místa, jehož potenciál pokládáme za nulový. Značí
se řeckým písmenem
ϕ a měří opět ve voltech [V]. Obecně lze hladinu nulového potenciálu
volit libovolně, např. na Obr. 1.3 je za ni zvolena rovina souměrnosti stejně velikých
korespondujících nábojů. V praxi se bod nulového potenciálu (tzv. referenční bod) uvažuje
obvykle na povrchu Země, u konkrétního elektrického zařízení je to pak povrch kovové
skříně, ve které je zařízení instalováno. V případě elektrostatického pole vytvořeného
izolovaným nábojem se za bod nulového potenciálu považuje korespondující náboj umístěný
v nekonečnu. Pro získání názorné představy o rozložení pole spojujeme body stejného
potenciálu do tzv. ekvipotenciálních ploch, na Obr. 1.3 naznačeny plnými čarami. Potom
siločáry popisující pole vycházejí z ekvipotenciálních ploch kolmo. Podle definice lze tedy
potenciály bodů 1 a 2 vyjádřit jako
∫
∫
⋅
−
=
⋅
−
=
1
0
1
0
1
1
s
d
E
s
d
F
q
r
r
r
r
ϕ
,
( 1.4 )
∫
∫
⋅
−
=
⋅
−
=
2
0
2
0
2
1
s
d
E
s
d
F
q
r
r
r
r
ϕ
,
( 1.5 )
kde dolní integrační mez označuje bod nulového potenciálu. Ze vztahů ( 1.3 ), ( 1.4 ) a ( 1.5 )
je dále zřejmé, že napětí mezi dvěma body nebo ekvipotenciálními plochami lze vyjádřit také
jako rozdíl potenciálů
2
1
12
ϕ
ϕ −
=
u
.
( 1.6 )
Jestliže elektrodu umístěnou izolovaně v nevodivém prostředí nabijeme nábojem
Q,
povrch elektrody je ekvipotenciální plochou a má napětí
ϕ
=
u
. Definujeme kapacitu
elektrody jako
u
Q
C
=
( 1.7 )
a měříme ji ve faradech [F]. Častější je případ, kdy použijeme dvou elektrod, z nichž
jednu nabijeme nábojem
Q a druhou nábojem –Q, jak je tomu např. na Obr. 1.4. Taková
konfigurace se nazývá kondenzátor (kapacitor). Kapacita kondenzátoru je opět
definována dle ( 1.7 ) jako podíl náboje