Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
ELEKTRICKÉ POLE A ELEKTRICKÝ PRÚD - Coggle Diagram
ELEKTRICKÉ POLE
A
ELEKTRICKÝ PRÚD
ELEKTRICKÝ NÁBOJ
je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje veľkosť schopnosti pôsobiť elektrickou silou
Značka: Q
Jednotkou elektrického náboja je coulomb (C)
VLASTNOSTI:
Ak je teleso elektricky nabité, pôsobí na iné telesá silou.
Elektrický náboj môžeme preniesť z povrchu jedného telesa na povrch druhého telesa.
Elektrický náboj sa v telese môže premiestňovať. Ak sa v látkach premiestňuje ľahko, ide o vodiče, ak sa nepremiestňuje látky, nazývame izolanty ( nevodiče )
Existuje kladný a záporný náboj.
Telesá s rovnakými nábojmi sa odpudzujú, telesá s rôznymi nábojmi sa priťahujú.
Elektrický náboj je deliteľný až po elementárny náboj. Elementárne kvantum: e = 1,602177.10−19 C
Nositeľmi elektrického náboja v atóme sú protóny ( kladný náboj) a elektróny (záporný náboj)
Atóm tvorí sústavu kladného náboja – v jadre a záporného náboja – v elektrónovom obale
Elektróny v elektrónovom obale sú viazané elektrickými silami ku kladne nabitému jadru. Atóm je schopný elektróny prijímať aj odovzdávať v záujme vytvorenia stabilnejšej formy
Ak atóm elektrón odovzdá, vzniká kladne nabitý ión – katión
Ak atóm elektrón príjme, vznikne záporne nabitý ión – anión
Dobrú elektrickú vodivosť zabezpečujú elektróny najviac vzdialené od jadra – voľné (valenčné) elektróny. V štruktúre kovov vytvárajú elektrónový plyn, ktorý zodpovedá za vodivosť kovov.
Ak o seba trieme dve telesá, nastáva takzvané zelektrizovanie telies
V izolovanom nenabitom kovovom vodiči nastáva pohyb voľných elektrónov, ak do jeho blízkosti priblížime elektricky nabité teleso
Pre izolovanú sústavu telies platí zákon zachovania elektrického náboja:
V elektricky izolovanej sústave telies je celkový náboj stály. Elektrický náboj nemožno vytvoriť ani zničiť.
el. náboj meriame elektrometrom
1 Coulomb je náboj, ktorý prejde prierezom vodiča pri konštantnom prúde 1A za 1s.
Je viazaný na častice látky, môže byt kladný alebo zaporný pripadne nulový.
Q=I.t
Q=C.U
KAPACITA
definovaná ako podiel tohto elektrického náboja a elektrického napätia.
C=Q/U
Značka: C
množstvo elektrického náboja vo vodiči s jednotkovým elektrickým potenciálom
Základná jednotka: farad, skratka F
fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje schopnosť predmetu udržať na sebe elektrický náboj pri určitom elektrickom napätí
kapacita vodiča- závisí od tvaru vodiča a prostredia, v ktorom je vodič
kondenzátor
je elektronická súčiastka, ktorej prevažujúca vlastnosť je jej elektrická kapacita
Väčšina kondenzátorov má hodnoty kapacít stále. Považované hodnoty kapacít dosahujeme rôznym spájaním kondenzátorov.
Pri paralelnom spojení dvoch kondenzátorov s kapacitami C1 a C2 vzniká vlastne kondenzátor s väčšou plochou platní.
Obidva kondenzátory sa nabijú na napätie zdroja U. Na dosky obidvoch kondenzátorov sa musí priviesť celkový náboj Q.
sériové spojenie ( spojenie za sebou )
Pri sériovom zapojení dvoch kondenzátorov s kapacitami C1 a C2 majú náboje na obidvoch kondenzátoroch rovnakú veľkosť.
paralelné spojenie ( spojenie vedľa seba )
pri prenose elektrického náboja z jedného vodivého predmetu (elektródy) na druhý vznikne medzi týmito elektródami napätie priamo úmerné prenesenému náboju, pričom konštanta úmernosti je prevrátenou hodnotou kapacity objektu
Najjednoduchším usporiadaním pre takéto uchovanie náboja je tzv. rovinný kondenzátor
pozostáva z dvoch rovnakých oproti sebe umiestnených navzájom rovnobežných kovových platní oddelených vrstvou dielektrika
Kapacita takéhoto kondenzátora je priamo úmerná permitivite dielektrika a ploche elektród a nepriamo úmerná ich vzdialenosti
ELEKTRICKÉ NAPÄTIE
Značka: U
Základná jednotka: volt (V)
predstavuje energiu potrebnú na premiestnenie elektrického náboja medzi týmito dvoma bodmi v určitom elektrickom poli.
Meriame ho voltmeter
je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje rozdiel elektrického potenciálu dvoch bodov
Bez zdroja el. napätia nebude el. obvodom prechádzať el. prúd
Zdroje elektrického napätia
elektrochemický (galvanický) článok (a ich batéria)
rotačné generátory (alternátor, dynamo)
ELEKTRICKÝ PRÚD
Základná jednotka: ampér, skratka A
I=Q/t, kde Q je elektrický náboj, t je čas
Značka: I
prúd meriame ámpermetrom
fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje množstvo elektrického náboja, ktorý prejde prierezom vodiča za jednotku času
Ampérometrom môžeme merať jednosmerný alebo striedavý prúd.
Usmernený kolektívny pohyb elektrických nábojov nazývame elektrický prúd
Rozlišuje sa na:
Striedavý prúd, t.j. prúd, ktorého veľkosť sa v čase mení s určitou periódou, pričom jeho stredná hodnota je nulová
Jednosmerný prúd, t.j. je taký prúd, ktorý v čase nemení ani veľkosť, ani smer
OHMOV ZÁKON: Elektrický prúd pretekajúci v uzavretom elektrickom obvode je priamo úmerný napätiu zdroja a nepriamo úmerný elektrickému odporu obvodu.
Podľa Ohmovho zákona je medzi el. prúdom, el. napätím a el. odporom vzťah:
I=U/R
alebo
R=U/I
U=I.R
ELEKTRICKÉ POLE
Graficky sa znázorňuje elektrickými siločiarami (indukčnými čiarami)
elektrické pole má hmotnú povahu
Existuje ako:
elektrostatické pole (vytvorené nepohybujúcimi sa nábojmi)
pole vytvorené pohybujúcimi sa nábojmi
elektromagnetické pole (vzniká len pri rýchlo sa meniacom magnetickom poli)
je fyzikálne pole, v ktorom je veličinou poľa intenzita elektrického poľa E
elekrické pole je v okolí každého elektricky nabitého telesa
ELEKTRICKÝ OBVOD
-cesta je uzavretá
-spojenie prvkov musí byť vodivé
-prvky sú usporiadané v určitom poradí a sú pripojené na zdroj elektrickej energie
-Elektrický obvod, ktorý neobsahuje uzly, je jednoduchý elektrický obvod
súhrn prvkov, kt. spoločnevytvárajú cestu pre voľný prechod elektrického prúdu
-Časť elektrického obvodu medzi dvoma uzlami sa nazýva vetva
-Ampérmeter pripájame sériovo k prvku elektrického obvodu, v ktorom meriame prúd
-V uzloch elektrického obvodu sa prúd rozvetvuje
-Voltmeter pripájame paralelne k prvku elektrického obvodu, na ktorom meriame napätie
-Každým prvkom jednoduchého elektrického obvodu prechádza rovnaký prúd
KIRCHHOFFOVE ZÁKONY
sú dve pravidlá stanovujúce princípy zachovania náboja a energie v elektrických obvodoch
Sú jedným zo základných nástrojov pri teoretickej analýze obvodov
Prvý Kirchhoffov zákon (o prúdoch, o uzloch)
Opisuje zákon zachovania elektrického náboja; hovorí, že v každom bode (uzle) elektrického obvodu platí, že:
Algebrický súčet prúdov v ktoromkoľvek uzle elektrického obvodu sa rovná nule
Súčet prúdov vstupujúcich do uzla sa rovná súčtu prúdov z uzla vystupujúcich
alebo
Druhý Kirchhoffov zákon (o napätí, o slučkách)
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
SCHÉMATICKÉ ZNAČKY
VODIČE
látky, ktoré slúžia na vedenie el. energie
vodivosť vodiča je závislá od jeho teploty
so stúpajúcou teplotou klesá vodivosť a rastie odpor
najlepšie vodiče
hliník
ortuť
meď
železo
zlato
platina
striebro
látky, ktoré nevedú sa nazývajú izolanty napr. sklo, guma, drevo
