ELEKTŘINA

Elektřina a elektrické pole

1. Elektrování těles

• Způsob nabíjení těles: Tělesa se nabíjejí různými metodami, například třením, což vede ke vzniku elektrického náboje.

  • Příklady: Když se nabitý sáček dotkne zdi.

  • Základní princip: Nabité vlasy se odpuzují mezi sebou a kousky papíru se přitahují k nabité tyči.

  • Náboj: Značka pro elektrický náboj je Q, jednotka:C (coulong).

2. Vzájemné interakce nabitých těles

• Odpuzování a přitahování:

  • Souhlasně nabitá tělesa (např. +Q a +Q) se odpuzují.

  • Opačně nabitá tělesa (např. +Q a -Q) se přitahují.

• Zákon zachování elektrického náboje: V izolované soustavě se elektrický náboj nemění.

3. Ionty a atomy

• Ionizace: Elektrony se mohou oddělit od atomu nebo naopak přibýt.

  • Kationy: Mají méně elektronů než protonů (např. Na⁺, Mg²⁺).

  • Aniony: Mají více elektronů než protonů (např. Cl⁻, SO₄²⁻).

• Elementární náboj: e = 1.6 × 10⁻¹³ C, což je náboj protonu a záporný náboj elektronu.

4. Vadící a vodivé materiály

• Nabitá tělesa:

  • Klade na elektronová zařízení: Kladně nabité akumulují elektrony, záporně nabité elektrony přijímají.

• Vodiče vs. izolanty:

  • Vodiče: Atomy, které umožňují volný pohyb elektronů a vedou elektrický náboj.

  • Izolanty: Znemožňují pohyb elektronů a nevedou náboj.

5. Elektrická síla

• Působení elektrických sil:

  • Nabité tělesa se vlivem elektrického náboje přitahují nebo odpuzují.

  • Coulombův zákon: F = k * (Q₁*Q₂ / r²), kde k ≈ 9 × 10⁹ N·m²/C² je konstanta.

6. Elektrické pole

• Definice: Elektrické pole je oblast kolem nabitých těles, která na sebe působí elektrickou silou na vzdálených nabitých tělesech.

• Elektrická intenzita (E):

  • Definice: E = Fe/q, jednotka [E] = N/C-1 (newton na coulomb), nebo V.m-1. V homogenním poli se intenzita považuje za konstantní.

7. Elektrický potenciál

• Definice: Elektrický potenciál (φ) je práce vykonaná elektrickým polem při přesunu jednotkového náboje.

  • Rovnice: U = Q * φ, takže φ = W/q, kde W je práce.

  • V homogenním elektrickém poli platí: U = E * d, φ = E. d → můžeme zaměnit φ za U

8. Elektrické napětí

• Rozdíl potenciálů: Rozdíl potenciálů mezi dvěma místy v elektrickém poli je elektrické napětí (U) = φ1 - φ2

  • Jednotka: [U] = V (volt).

9. Polarizace izolantů

• Příklad: V izolantech, jako je papír nebo plast, se distribuce elektrického náboje mění v přítomnosti elektrického pole, což vede ke vzniku polarizace.

10. Skládání kondenzátorů

• Sériové spojení: Pro kondenzátory v sérii: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + …

• Paralelní spojení: Pro kondenzátory v paralelním spojení: C = C₁ + C₂ +…

11. Obrázky

elektroskop:

znázornění el. pole:

znázornění el. pole → +, -

homogenní el. pole →

elektrický potenciál →

ekvipotenciální plochy v hom. poli →

ekvipotenciální plochy v kruhu →

potenciál v homogenním el. poli →

elektické napětí → (U)

jak si představit vodič:

vložíme vodič do el. pole:

atom v el. poli → dipól

skládání kondenzátorů →