Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Fyzika I-2014, přednáška 9 11 7.Elektrostatika 7.1Elektrický náboj 7.2Coulombův zákon 7.3Elektrostatické pole ve vakuu Potenciál, napětí, elektrický dipól.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Fyzika I-2014, přednáška 9 11 7.Elektrostatika 7.1Elektrický náboj 7.2Coulombův zákon 7.3Elektrostatické pole ve vakuu Potenciál, napětí, elektrický dipól."— Transkript prezentace:

1 Fyzika I-2014, přednáška Elektrostatika 7.1Elektrický náboj 7.2Coulombův zákon 7.3Elektrostatické pole ve vakuu Potenciál, napětí, elektrický dipól 7.4 Elektrické pole v dielektrikum Polarizace, kondenzátory

2 časově neproměnné elektrické pole 7.1. Bodový náboj elektrický náboj q, Q spojený s nositelem dvojího druhu > 0, < 0 vlastnost subatomárních částic jedn. náboje: C (coulomb) zákon zachování, invariantnost, kvantování nabitá, nenabitá tělesa, polarizovaná tělesa bodový náboj – aproximace, kdy není důležité rozložení náboje v tělese: těleso, jehož rozměry jsou zanedbatelné a které nese náboj Fyzika I-2014, přednáška Elektrostatika │ Q │= n e, e = 1, C n … celé číslo

3 3 - poloh. vektor náboje Q 2 vzhledem ke Q 1 je konst. úměrnosti Fyzika I-2014, přednáška 9

4 4 soustava více nábojů – síly se vektorově sčítají Př. n nábojů Q 1, Q 2, …, Q n působí na náboj Q 0

5 5 7.3.Intenzita elektrostatického pole elektrostatické pole - silové pole v okolí nábojů silové působení na jiné náboje, např. na náboj Q 0 : Intenzita el. pole: Def. a) Pole bodového náboje číselně rovna síle působící na jednotkový náboj Q 0 – „testovací náboj“, nevytváří pole jednotka: N/C, V/m intenzita pole bod. náboje Q Fyzika I-2014, přednáška 9

6 6 b) Intenzita pole soustavy bodových nábojů:

7 7 Pole elektrického dipólu elektrický dipól – tvořen dvěma bod. náboji + Q a – Q, které jsou v konstantní vzdálenosti l elektrický dipólový moment vektor, směr od – Q k + Q Fyzika I-2014, přednáška 9 Q1Q1 Q2Q2 │ Q 1 │ = │ Q 2 │ pro r >> l :

8 8 c) Pole spojitě rozložených nábojů aproximace spojitě rozložených nábojů (na křivce, v ploše, v prostoru) např. nabitá deska: plošná hustota náboje  Fyzika I-2014, přednáška 9

9 9 Homogenní elektrostatické pole intenzita všude stejnou velikost a stejný směr pole v okolí rozlehlé desky („nekonečné“) nabité s plošnou hustotou  [C/m 2 ] odhad: >0>0 dvě rozlehlé desky vzdálené d nabité s plošnou hustotou +  a  –  <0<0  Fyzika I-2014, přednáška 9

10 10 Potenciál, napětí práce sil elektrostatického pole o intenzitě E při přenesení náboje Q elektrické pole je konzervativní – lze zavést potenciální energii potenciál V – potenciální energie vztažena na jednot. náboj napětí U AB – rozdíl potenciálů jedn. V (volt) jedn. intenzity Vm -1

11 11 a)potenciál pole bodového náboje -práce při přenesení náboje Q 0 v poli náboje Q tabule -potenciál pole bodového náboje Q : b) potenciál soustavy bod. nábojů V > 0 pro Q > 0 při přenesení náboje Q > 0 do nekonečna pole koná kladnou práci V < 0 pro Q < 0 kladnou práci konají vnější síly, pole koná zápornou práci skalár, nepřímo úměrný vzdálenosti od náboje není definován v místě bodového náboje tj. r = 0 ekvipotenciální plocha E  ekvipotenciální plochu (platí obecně) potenciální energie soustavy bod. náb.

12 12 d x Fyzika I-2014, přednáška 9

13 13 Elektrický dipól v homogenním poli Cíl: pohybový stav el. dipólu o dipólovém momentu p výsledná síla → není translační pohyb jen rotační: moment síly tabule potenciální energie Fyzika I-2014, přednáška 9

14 14 Elektrický dipól v homogenním poli významné polohy dipólu v homogenní poli el. dipól se snaží natočit do stavu stabilní rovnováhy Fyzika I-2014, přednáška 9 14

15 Elektrostatické pole v látkách vodič – těleso nebo prostředí s volně pohyblivými náboji dielektrikum (izolátor) – není vodič ani vakuum nepolární je-li E = 0 Vm -1, p (molekuly) = 0 je-li E ≠ 0 Vm -1, p (molekuly) ≠ 0 polární p (molekuly) ≠0 pol. molekuly: p~ Cm vedl. jedn. v chemii (debye): 1D=3, Cm bez vnějšího pole je objem dielektrika nepolarizován (dipóly - molekuly polárního diel. náhodně orientovány díky tepl. pohybu) ve vnějším elektrickém poli se dielektrikum polarizuje Fyzika I-2014, přednáška 9

16 16 Fyzika I-2014, přednáška 9

17 Elektrostatické pole vodičů uvnitř vodičů jsou nosiče elektrických nábojů volně pohyblivé, lze na ně přivést náboj, jsou-li ze všech stran izolované Př. kovy, roztoky elektrolytů, ionizované plyny V elektrostatice – náboj se nepohybuje, je dosaženo rovnováhy Tvrzení: uvnitř nab. vod. musí být E = 0 (jestliže není splněno – pohyb = spor) Důsledek: a) uvnitř vodiče neexistují makroskopické náboje b) náboj v nabitém vodiči na povrchu Intenzita na povrchu vodiče: Vektor intenzity elektrostat. pole je kolmý k povrchu vodiče, povrch vod. je ekvipotenciální plochou 17 obecný směr - pohyb v povrchu = spor → Fyzika I-2014, přednáška 9 17

18 Kondenzátor dva vodiče nabité náboji +Q a –Q mezi nimiž je napětí U Def. kapacity kondenzátoru jed. F (farad) kapacita deskového kondenzátoru: ~ S ~ 1/ d ~  r kapacita vakuového kondenzátoru: kondenzátor s dielektrikem C =  r C 0 řazení kondenzátorů ososériové opoparalelní S … plocha každé z desek,  … plošná hustota náboje, d …vzdál. desek, náboj na deskách + Q, - Q tabule 18

19 19 Energie elektrostatického pole odvodíme pro případ pole mezi deskami kondenzátoru o kapacitě C tabule objemová hustota energie w tabule platí obecně pro hustotu energie elektrického pole o intenzitě E Fyzika I-2014, přednáška 9 19

20 Fyzika I-2014, přednáška 9 20 Připomenutí: ve středu se přednáška z FI koná v posluchárně BIII

21 21 8. Stejnosměrné obvody 8.1 Elektrický proud elektrodynamika a) Makroskopický popis elektrický proud – uspořádaný pohyb elektrických nábojů, značíme i (t), I Def: el. proud je číselně náboj prošlý průřezem vodiče za jednotku času jedn. proudu A (ampér) jedn. náboje C=A s konvenčně směr proudu ≡ směr pohybu kladných nábojů

22 22 8 Stejnosměrné obvody Fyzika I-2014, přednáška 9 22


Stáhnout ppt "Fyzika I-2014, přednáška 9 11 7.Elektrostatika 7.1Elektrický náboj 7.2Coulombův zákon 7.3Elektrostatické pole ve vakuu Potenciál, napětí, elektrický dipól."

Podobné prezentace


Reklamy Google