Elektrický náboj Q, q [C]: kladný a záporný souhlasné náboje se odpuzují, nesouhlasné přitahují

 

 

elektrický náboj Q, q [C]: kladný a záporný

souhlasné náboje se odpuzují, nesouhlasné přitahují

náboj kvantován (elementární náboj e = 1,6 x 10

­19

 C)

náboj protonu a elektronu: 

elektrostatická a gravitační síla (analogie) – Coulombův zákon:

 

                        

N m

2

 C

­2

Elektřina a magnetismus

Q

p

=

e

Q

e

=−

e

F

e

=

k

∣

Q

1

Q

2

∣

r

2

F

g

=

m

1

m

2

r

2

Elektrostatika

k=9.10

9

 

 

 

                        

Elektrostatika

 

 

intenzita elektrostatického pole: 

síla, působící na náboj 1 C

                                                               jednotka: N/C nebo V/m

velikost intenzity el. pole bodového náboje:

princip superpozice: 

Elektrostatika



E r

E= k



r

∣

Q

∣

r

2



E= 

E

1

 

E

2



...

Směr intenzity el. pole a siločáry

 

 

práce elektrostatické síly: 

napětí:

jednotka: V (volt) 

pohyb náboje v homogenním elektrostatickém poli:

(analogie vrhů v homogenním tíhovém poli)

Příklad: urychlování elektronů v elektrickém poli

Elektrostatika



F =Q E



E

k

=

W

1

2

mv

2

=

eU

v=



2eU

m

W =

∫

A

B



F

e

. d r=QU

AB

U

AB

 

 

pohyb elektronů (náboje) ve vodiči

konvenční směr proudu – směr pohybu kladného náboje

elektrický proud:

jednotka: ampér (A)

I=

d Q

d t



I =

Q

t

Elektrický proud a elektrický odpor

 

 

elektrický odpor – Ohmův zákon:

jednotka: ohm (

Ω

)

teplotní závislost odporu vodičů:

teplotní součinitel odporu                K

­1

Elektrický proud a elektrický odpor

R=

U

I

R=R

0

[

1T −T

0

]

~

10

−

3

 

 

elektrický odpor – Ohmův zákon:

jednotka: ohm (

Ω

)

teplotní závislost odporu vodičů:

teplotní součinitel odporu                K

­1

Elektrický proud a elektrický odpor

R=

U

I

R=R

0

[

1T −T

0

]

~

10

−

3

 

 

sériové:

paralelní:

práce:

výkon:

Jouleův – Lenzův zákon (Jouleovo teplo):

aplikace: topné spirály

Práce a výkon elektrického proudu

W =Q U=U I t

R=R

1



R

2

1

R

=

1

R

1



1

R

2

P=U I=R I

2

=

U

2

R

W =U I t=R I

2



t

Řazení elektrických odporů

 

 

Příklady

 

 

Příklady

 

 

zdroje magnetického pole: 1. permanentní magnety

 2. proudovodiče

 3. časově proměnné elektrické pole

popis magnetického pole: vektor magnetické indukce 

indukční čáry (severní pól   jižní pól)

→

vliv prostředí na magnetické pole: diamagnetika (zeslabují)

relativní permeabilita

  paramagnetika (slabě zesilují)

  feromagnetika (silně zesilují)

Magnetické pole

B=

r



B

0



r

B

 

 

zdroje magnetického pole: 1. permanentní magnety

 2. proudovodiče

 3. časově proměnné elektrické pole

popis magnetického pole: vektor magnetické indukce 

indukční čáry (severní pól   jižní pól)

→

jednotka magnetické indukce tesla (T)

vliv prostředí na magnetické pole: diamagnetika (zeslabují)

relativní permeabilita

  paramagnetika (slabě zesilují)

  feromagnetika (silně zesilují)

Magnetické pole

B=

r



B

0



r

B

 

 

Střídavé napětí a střídavý proud

ut =U

m

cost

i t =I

m

cost

efektivní hodnoty napětí a proudu:

příklad: 

­ jednofázová zásuvka 230 V, 50 Hz

  (efektivní napětí)

U

ef

=



1

T

∫

0

T

u

2



t dt=

U

m



2

I

ef

=



1

T

∫

0

T

i

2



tdt=

I

m



2

U

m

=

U

ef



2 = 325 V

 

 

Elektromagnetické vlnění

E

y



x ,t =E cos[2 t

T

− x



]

zdroj: elektrické pole pohybujících se nábojů –

časově proměnné elektrické pole indukuje časově proměnné

 magnetické pole a naopak

vlastnosti elektromagnetického vlnění:

rychlost šíření

vztah mezi vektory magnetické indukce a intenzity elektrického pole

B

z



x ,t=B cos[2 t

T

− x



]

v=

1





0



r



0



r

=

c





r



r

=

3×10

8

m s

−

1





r



r

E=v B

E

y



x ,t=v B

z



x ,t

 

 

Elektromagnetické vlnění

E

y



x ,t =E cos[2 t

T

− x



]

zdroj: elektrické pole pohybujících se nábojů –

časově proměnné elektrické pole indukuje časově proměnné

 magnetické pole a naopak

vlastnosti elektromagnetického vlnění:

rychlost šíření

vztah mezi vektory magnetické indukce a intenzity elektrického pole

B

z



x ,t=B cos[2 t

T

− x



]

v=

1





0



r



0



r

=

c





r



r

=

3×10

8

m s

−

1





r



r

E=v B

E

y



x ,t=v B

z



x ,t

 

 

Elektromagnetické vlnění

spektrum elektromagnetického vlnění:

ve vakuu:

viditelné záření (světlo): 400 nm (fialová) – 700 nm (červená)

= v

f

= c

f