Created by Barbora Havířová
Elektrický náboj je skalární fyzikální veličina, značí se Q a jednotkou je coulomb [Q] = C.
bodový náboj je model tělesa, který má náboj a nemá rozměry
Reálná tělesa můžeme považovat za bodový náboj, pokud mají kulově symetricky rozložený náboj (př. nabitá kovová koule) nebo pokud je vzdálenost, ze které těleso pozorujeme mnohem větší než rozměry tělesa.
analogicky
hmotný bod je model tělesa, který má hmotnost a nemá rozměry
e = 1,602·10-19 C
elektron má náboj –e
proton má náboj e
Celkový náboj se v elektricky izolované soustavě nemění.
Záporně nabité těleso má přebytek elektronů.
Kladně nabité těleso má nedostatek elektronů.
Elektroskop je přístroj určený k indikaci náboje.
Obsahuje-li také stupnici, nazývá se elektrometr.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrometr#/media/Soubor:Elektrometr.png
novodurovou tyč třeme chlupatou kožešinou
⇒ tyč se nabíjí záporně
skleněnou tyč třeme kůží
⇒ tyč se nabíjí kladně (pomůcka: ze skla kladně)
Náboj přeneseme na elektroskop (tažením po horní desce) a ručička se vychýlí, protože má stejný náboj, jako nehybná tyčka a stejné náboje se odpuzují.
Elektrická síla, kterou na sebe působí dva bodové náboje, je přímo úměrná součinu velikostí nábojů a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti.
https://e-manuel.cz/kapitoly/elektricke-pole/vyklad/coulombuv-zakon/
Gravitační síla, kterou na sebe působí dva hmotné body, je přímo úměrná součinu hmotností a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti.
permitivita ε je konstanta popisující elektrické vlastnosti prostředí
permitivita vakua ε0
relativní permitivita εr udává, kolikrát dané prostředí zeslabuje elektrickou sílu oproti vakuu
| látka | vzduch | papír | sklo | led | voda |
| εr | 1,00054 | 3,5 | 3,8 až 19 | 4,8 | 81 |
https://drive.google.com/file/d/1HExSzyW5ULQwFilbuCHyON95y0QrrWUs/view?usp=drive_link
Porovnejte velikost elektrické a gravitační síly, kterou se přitahuje jádro a elektron v atomu vodíku. Hmotnost protonu mp = 1,67·10-27 kg, hmotnost elektronu mp = 9,11·10-31 kg. Nejprve zkuste odhadnout výsledek.
Řešení: https://e-manuel.cz/kapitoly/elektricke-pole/vyklad/coulombuv-zakon/
Elektrická síla Fe může být přitažlivá i odpudivá.
https://e-manuel.cz/kapitoly/elektricke-pole/vyklad/coulombuv-zakon/
siločáry = čáry používané ke znázornění el. pole, které mají v každém bodě tečnu rovnoběžnou s vektorem intenzity
ekvipotenciální hladiny = množiny bodů se stejným potenciálem používané ke znázornění el. pole
https://e-manuel.cz/kapitoly/elektricke-pole/vyklad/elektricke-pole/
V centrálním (radiálním) elektrickém poli se siločáry paprsčitě rozbíhají nebo sbíhají. Takové pole existuje např. v okolí nabité částice nebo rovnoměrně nabité kuličky.
V homogenním poli jsou siločáry rovnoběžné – toto pole má ve všech místech stejné vlastnosti. V prostoru mezi dvěma rovnoběžnými nabitými deskami vzniká téměř homogenní elektrické pole. Dokonale homogenní by bylo v případě nekonečně douhých desek.
Vztahy s 1/4πε0εr platí pouze v radiálním poli.
V libovolném elektrickém poli ale platí
https://drive.google.com/file/d/1HExSzyW5ULQwFilbuCHyON95y0QrrWUs/view?usp=drive_link
https://drive.google.com/file/d/1HExSzyW5ULQwFilbuCHyON95y0QrrWUs/view?usp=drive_link
elektrické napětí mezi dvěma body je definováno jako práce, kterou vykoná elektrická síla při přenesení kladného jednotkového náboje mezi těmito body. [U] = V (volt)
⇒ Při přenesení náboje Q mezi dvěma body, mezi kterými je napětí U vykonají elektrické síly práci
Ⓑ elektrické napětí mezi dvěma body: „napětí je rozdíl potenciálů“
W = Q·E·d (protože F = Q·E)
práce vykonaná elektrickými silami při přenesení náboje Q do vzdálenosti d
U = E·d (protože U = W/Q)
elektrické napětí mezi dvěma body ve vzdálenosti d
Ze vztahu U = E·d plyne druhá často používaná jednotka elektrické intenzity [E] = V·m-1
POZOR! Vzdálenost d měříme buď jako vzdálenost dvou rovnoběžných desek nebo ve směru intenzity – kolmo mezi ekvipotenciálními hladinami.
https://drive.google.com/file/d/1R3QHVOrGNHkSx2HTyjQ6gc_MJ1tpS2SE/view?usp=drive_link
https://e-manuel.cz/kapitoly/elektricke-pole/vyklad/elektricke-pole/
https://drive.google.com/file/d/1R3QHVOrGNHkSx2HTyjQ6gc_MJ1tpS2SE/view?usp=drive_link
Učešeme se hřebenem (pet lahví),
Co se děje uvnitř kousků?
Co se stane, když se dotknou hřebenu?
vodič je látka obsahující volné nosiče náboje (elektrony nebo ionty).
Vložíme-li vodič do elektrického pole, dojde k jeho zelektrování – na opačných koncích vodiče se indukuje náboj opačného znaménka. Tento jev nazýváme elektrostatická indukce.
Kdybychom zelektrovaný vodič rozřízli napříč, zůstanou obě části nabité.
Po dotyku alobalových kousků hřebenu se na ně přenese náboj z hřebenu, začnou se odpuzovat a odskočí. Stanou se skutečně nabitými.
izolant (nevodič, dielektrikum) je látka neobsahující volné nosiče náboje (elektrony nebo ionty).
Vložíme-li izolant do elektrického pole atomy a molekuly dielektrika se stávají elektrickými dipóly a natočí se. Tento jev nazýváme polarizace dielektrika.
Kdybychom polarizovaný izolant rozřízli napříč, zůstanou obě části polarizované, ale nebudou nabité.
Intenzita polarizovaných atomů a molekul zeslabuje elektrické pole, proto je εr > 1.
Po dotyku polarizovaných papírků hřebenu na něm zůstanou „přilepeny“ vlivem přitažlivé elektrické síly.
Plyny mají εr jen o malinko větší než 1, protože částice se rychle neuspořádaně pohybují a orientační polarizace je velmi obtížná (snadno se poruší).
Některé kapaliny mají εr < 6 – nemají polární molekuly – atomová polarizace, trochu zeslabují elektrické pole,
jiné kapaliny mají εr > 20 – mají polární molekuly (voda, ethanol, kyselina mravenčí), snadná orientační polarizace => hodně zeslabí elektrické pole.
Pevné látky mají εr <10 – orientační polarizace není tak snadná jako u kapalin.
