1elmag 2

Elektrosztatika

Általános Ismeretek

  • Elektrosztatika: A töltések állapotában nem mozgó rendszer.

  • Elektromos töltés: Testek dörzsölésével keletkezik, pl. ebonit-ebonit (taszítás), üveg-ebonit (vonzás).

  • Elektromos állapot kimutatása: Elektroszkóp segítségével.

Töltések Kölcsönhatása

  • Az azonos töltésű testek taszítják, míg a különböző töltésűek vonzzák egymást.

  • Az elektromosan semleges víz is vonzódik a töltött rudakhoz.

  • A Coulomb törvénye: Az erő két töltés között arányos a töltések szorzataként (F = k * (Q1 * Q2) / r²).

Kísérletek

  • Van de Graaff generátor: Töltésmegosztás alapja, pozitív töltést ad át, azonos töltések taszítják egymást.

Elektrosztatikus Térerősség

  • A térerősség: Elektromos tér, amit a körülötte lévő töltések generálnak. [E] = N/C

  • Erővonalak jellemzői: A térerősség irányába mutatnak, sűrűségük arányos a térerősséggel.

  • Kísérlet: Ricinusolaj és búzadara Van de Graaffra kötve, kirajzolva az erővonalakat.

Fluxus

  • Elektromos tér fluxusa a felületen átmenő erővonalak száma.

  • Gauss-törvény:

    • H Edf = Q/ε0, ha Q a felületen belül van, 0 ha kívül.

    • R iskolai modellek.

Munka és Potenciál

  • Munka: W = ∫ F dr; elektrosztatikus tér esetén W12 = W21.

  • Potenciál: (r) = ∫ E dr, [V] = Volt.

  • Potenciálkülönbség: U = Q * ΔV, ahol U a potenciális energia.

Ekvipotenciális Felületek

  • Ekvipotenciális felületek, ahol potenciál állandó.

Dipólus

  • Dipólus: Két, azonos töltésű, de ellentétes irányú töltésből álló rendszer (p = Q * a).

  • Elektrosztatikus tér és potenciál számításai: E = 1/(4πε0) * (p/r³)

Elektrosztatikus Tér Fémekben

  • Külső elektromos tér hatására az atomi rácsban delokalizált elektronok mozgásba lendülnek, létrehozva a fém általános elektromos viselkedését.

Árnyékolás

  • Faraday-kalitka: Elektromos árnyékolás, nevezett подробнее.

Kapacitás és Kondenzátorok

  1. Kapacitás: C = Q/U; a potenciál és a felvitt töltés aránya

  2. Síkkondenzátor: Q = ε0 * A/d; feszültség és áramerősség kapcsolata.

Kísérletek

  • Kísérletek arról, hogy a töltések távolsága és kapacitása hogyan befolyásolja az eredmények.

Váltóáram

  • Soros RLC kör: U(t) = Q/C + RI + LdI/dt; periódikus feszültség és áram viszonya.

Elektromágneses Indukció

  • Faraday törvénye: Változó mágneses tér indukál áramot. Munka folyamata, töltések mozgásával összefüggő jelenségek, pl. Lenz-törvény.

  • Kísérletek a Faraday-féle indukciós törvény igazolására, mágnesek és tekercsek használata.

Kölcsönös Indukció

  • Két tekercs indukciója: Mágneses tér változása az áramok között kölcsönhatásban.

Maxell Egyenletek

  • Az elektromágneses hullámok alapjai és a Maxwell egyenletek jelentősége: az elektromos és mágneses mezők viselkedése.