Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

ELEKTRICKÉ POLE A ELEKTRICKÝ PRÚD - Coggle Diagram

- - - - https://nanoed.tul.cz/pluginfile.php/5612/mod_glossary/entry/6/Bez%20n%C3%A1zvu.jpg
    - - Protón a elektrón sú najmenšie častice s elektrickým nábojom, čiže ich náboj je najmenší- elementárny elektrický náboj a označujeme ho malým písmenom e
        -Elementárne náboje protónu a elektrónu sú rovnako veľké, líšia sa len znamienkom
        -Elementárny náboj nemožno ďalej deliť
      - Elementárne kvantum: e = 1,60217710−19 C
    - - V štruktúre kovov vytvárajú elektrónový plyn, ktorý zodpovedá za vodivosť kovov.
    - - Napríklad trenie balóna o vlasy.
  - - - kde k je konštanta, ktorá závisí od prostredia, v ktorom sa náboje nachádzajú
    - - Na obrázku sú znázornené dva bodové náboje. Menší náboj môžeme posúvať. Pri priblížení nábojov dochádza k nárastu veľkosti sily. Pre kladné náboje q1, q2, je sila odpudivá. Šípkami sú znázornené sily na kladný náboj a krivkami tvar trajektórie elektrického náboja v tomto priestore
- - - - 2.elektromagnetické pole (vzniká len pri rýchlo sa meniacom magnetickom poli)
        
        https://1.bp.blogspot.com/-AADvksBaQpI/V4SBPP1YsAI/AAAAAAAAAts/SxeBOf2Ykscw88blQQU_zmKLQ18KyhmcACLcB/s1600/Screen%2BShot%2B2016-07-12%2Bat%2B11.03.15%2Bam.png
      - 1.elektrostatické pole (vytvorené nepohybujúcimi sa nábojmi), alebo ako pole vytvorené pohybujúcimi sa nábojmi
        
        https://elektrostaticke-pole.webnode.sk/_files/200000004-3c2ab3d27b/1.jpg
  - - - kde Fe je elektrická sila, ktorou pôsobí elektrické pole (tvorené nábojom Q+) v danom bode poľa na kladný bodový náboj q. Je to vektorová veličina, ktorá charakterizuje elektrické pole v danom bode. Jej smer je určený smerom elektrickej sily, ktorá pôsobí na kladný elektrický náboj vložený do elektrického poľa.
        
        Intenzita el. poľa
        https://oskole.detiamy.sk/media/images/intenzita_elektrickeho_pola2.jpg
    - - Homogénne elektrické pole: ak má intenzita E vo všetkých miestach poľa rovnaký smer aj veľkosť, ide o homogénne elektrické pole.
        Toto pole vzniká medzi dvoma rovnobežnými izolovanými kovovými platňami, z ktorých jedna má kladný, druhá rovnako veľký záporný náboj
        
        Homoggénne elektrické pole https://oskole.detiamy.sk/media/images/homogenne_elektricke_pole.jpg
      - Radiálne elektrické pole: nachádza sa v okolí bodového náboja (kladného alebo záporného)
        Intenzita E má smer polpriamky, ktorá vychádza z kladného náboja a vstupuje do záporného náboja
        
        Radiálne elektrické pole (https://oskole.detiamy.sk/media/images/radialne_elektricke_pole.jpg)
- - - - Medzi najjednoduchšie patrí rovinný (platňový) kondenzátor.
        Tvoria ho dve rovnako veľké kovové elektródy o ploche S vzdialené od seba o vzdialenosť d.
        Medzi danými elektródami – platňami býva rozličné dielektrikum o permitivite ε.
        
        Kapacita doskového kondenzátora sa počíta podľa vzťahu:
        
        kde ε = εr ε0, εr je relatívna permitivita dielektrika a permitivita vákua ε0 = 8,854 . 10-12 F/m.
        
        Dielektrikum je izolant, má molekuly s nábojom, ktoré majú náboje + aj –, nazývajú sa dipóly, nepohybujú sa voľne, v el. poli sa priestorovo usporiadajú – natočia.
        Usporiadané dipóly znižujú intenzitu E medzi platňami a teda aj potenciál sa zníži.
        
        Permitivita je fyzikálna veličina, ktorá opisuje izolačné vlastnosti dielektrika v prípade statického poľa, vzťah medzi vektormi elektrického poľa a elektrickej indukcie v prípade striedavého poľa alebo elektromagnetického vlnenia.
        Výpočet: ε = ε0 . εr
- - - - Je to fyzikálny zákon, ktorý definuje vzájomný vzťah medzi elektrickým prúdom, elektrickým napätím, a elektrickým odporom. Zákon platí pre obvody zložené z lineárnych prvkov, ktorými preteká jednosmerný prúd a za ideálnych podmienok - konštantná teplota, konštantný odpor, ideálne prívodné vodiče. Neplatí pre polovodiče a iné nelineárne prvky.
      - ZNENIE : "Elektrický prúd pretekajúci v uzavretom elektrickom obvode je priamo úmerný napätiu zdroja a nepriamo úmerný elektrickému odporu obvodu."
      - V matematickom zápise:
        
        kde I je prúd, U je napätie a R je odpor.
        Ďalej sa dá tento vzorec rozviesť ako:
      - https://www.youtube.com/watch?v=372IzAY80zc
      - Výkon
        
        fyzikálna veličina, ktorá udáva množstvo vykonanej práce za určitý čas
        
        Používa sa hlavne pri porovnávaní viacerých strojov alebo spôsobov
        
        Označujeme ho P a základnou jednotkou výkonu podľa sústavy SI je 1 watt
        
        Výkon je priamoúmerný práci, čiže čím väčšia práca, tým väčší výkon. Je nepriamo úmerný času, teda čím väčšia doba, tým menší výkon. Z toho vyplýva, že výkon od času a práce závisí.
        
        , kde W je práca v jouloch a t je čas v sekundách
- - - - Podmienkou vzniku elektrického prúdu v látke je prítomnosť nosičov elektrického náboja (voľných častíc s elektrickým nábojom) a utvorenie elektrického poľa v tejto látke.
      - Keď vodičom tečie elektrický prúd, vodič sa zohrieva a môžu v ňom nastať aj chemické zmeny; v jeho okolí vzniká magnetické pole.
      - Intenzitu elektrického prúdu udáva rovnomenná veličina .
    - - fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje množstvo elektrického náboja, ktorý prejde prierezom vodiča za jednotku času
      - Značka: I
      - Základná jednotka: ampér, skratka A
      - Ďalšie používané jednotky: miliampér mA, mikroampér µA
      - Meracie prístroje: ampérmeter, pripájame sériovo k prvku elektrického obvodu, v ktorom meriame prúd.
      - I= Q/t, kde Q je elektrický náboj, t je čas
        I=U/R, kde U je napätie a R je odpor
  - - - prúd, ktorý v čase nemení ani veľkosť, ani smer.
    - - prúd, ktorého veľkosť sa v čase mení s určitou periódou, pričom jeho stredná hodnota je nulová
  - - - Je daný od '−' póla zdroja k '+' póla zdroja
    - - Je opačný ako skutočný smer el. prúdu.
- - - - 1.Sériovo (za sebou)
      - 2. Paralelne (vedľa seba)
- - - - Časť elektrického obvodu medzi dvoma uzlami- v uzloch sa prúd rozvetvuje
  - - - Prvý Kirchhoffov zákon opisuje zákon zachovania elektrického náboja; hovorí, že v každom bode (uzle) elektrického obvodu platí, že:
        Súčet prúdov vstupujúcich do uzla sa rovná súčtu prúdov z uzla vystupujúcich.
        
        Algebrický súčet prúdov v uzle je nulový: , kde n je počet prúdov v uzle
    - - Druhý Kirchoffov zákon formuluje pre elektrické obvody zákon zachovania energie; hovorí, že:
        Súčet úbytkov napätia na spotrebičoch sa v uzavretej časti obvodu (slučke) rovná súčtu elektromotorických napätí zdrojov v tejto časti obvodu.
        alebo
        Súčet svorkových napätí prvkov elektrického obvodu v ľubovoľnej slučke sa rovná nule.
      - Ak by zákon pre nejakú slučku neplatil, mohlo by byť konštruované Perpetuum mobile, v ktorom by prúd touto slučkou prechádzal neustále dokola pri permanentnom odbere energie
      - Podľa 2. KZ bude pre slučku A platiť rovnica: -U + U1 + U2 = 0
        Z tejto rovnice môžeme vyjadriť ktorékoľvek napätie, napr. U1: U1 = U - U2
- - - - vybíjanie záporného elektrického náboja oblaku do zeme
    - - samostatný dútnavý výboj vznikajúci na silne zakrivených elektródach pri prekročení počiatočného napätia
  - - - R – odpor elektrolytu – so zvyšujúcou sa teplotou sa zmenšuje (klesá viskozita) => narastá prúd
    - - dej, pri ktorom prechodom elektrického prúdu elektrolytom nastávajú látkové zmeny (na povrchu elektród sa vylučujú atómy alebo molekuly, ktoré ďalej reagujú s elektródami alebo elektrolytom) na katóde vždy vodík alebo kov
  - - - predovšetkým prvky IV A skupiny periodickej sústavy prvkov (C – grafit, Si – kremík, Ge – germánium)
      - prvky VI a skupiny (Se – selén, Te – telúr),
      - niektoré chemické zlúčeniny (PbS – sulfid olovnatý, CdS – sulfid kademnatý),
      - niektoré organické zlúčeniny (hemoglobín, chlorofyl),
      - elektrický prúd vedú za určitých podmienok
      - Delenie látok podľa merného odporu: vodič: ρ< 10–6Ω.m, polovodič : 10–2Ω.m –109Ω.m, izolant: > 109Ω.m, elektrolyt: pohybuje sa rádovo 10–2Ω.m.
        
        Merný odpor ρ polovodičov závisí od:
        
        teploty t: s narastajúcou teplotou klesá (pri teplote 0 K polovodiče a izolanty splývajú)
        
        percenta prímesí: pridaním malého a presného množstva prímesí do čistého (vlastného) polovodiča jeho merný odpor klesá (na 100.106 atómov vlastného polovodiča stačí 1 atóm prímesi)
      - Vlastné polovodiče
        
        prvky IV a skupiny (Si, Ge), ktoré vytvárajú kovalentnú väzbu, na ktorej sa za normálnych podmienok podieľajú všetky valenčné elektróny
        
        elektrická vodivosť je spôsobená porušovaním kovalentnej väzby vplyvom narastajúcej teploty, kedy narastá počet voľných elektrónov a dier- diera je kladná tzv. kvázičastica, ktorá vznikne na mieste po uvoľnenom elektróne
        
        elektrický prúd vo vlastnom polovodiči je daný súčtom prúdu elektrónov Ie a dier Id: I= Ie + Id, Ie=Id
      - Nevlastné polovodiče
        
        Polovodiče typu N (negatívne)
        
        vznikajú pridaním prvkov vyššej ako IV skupiny do vlastného polovodiča, najčastejšie V a skupiny (P – fosfor, As – arzén, Sb – antimón, Bi – bizmut), ktoré majú 5 valenčných elektrónov, z ktorých iba 4 sa môžu podieľať na kovalentnej väzbe, preto 1 elektrón ostáva voľný
        
        prímesi sú teda donormi (darcami) voľných elektrónov
        
        hoci atóm prímesi sa správa ako katión, celkový náboj polovodiča je nulový
        
        elektróny sú majoritné (väčšinové) nosiče náboja, diery sú minoritné nosiče náboja: I= Ie+ Id, Ie> Id
        
        Polovodiče typu P (pozitívne)
        
        vznikajú pridaním prvkov nižšej ako IV skupiny do vlastného polovodiča, najčastejšie III a skupiny (B – bór, Al – hliník, Ga – gálium, In – indium), ktoré majú iba 3 valenčné elektróny, teda kovalentná väzba nie je úplná
        
        prímesi sú teda akceptormi (príjemcami) voľných elektrónov
        
        atóm prímesi sa správa ako anión, ale celkový náboj polovodiča je opäť nulový
        
        elektróny sú tentoraz minoritné nosiče náboja a diery majoritné nosiče náboja: I= Ie+Id, Ie< Id