Elektrický náboj Podmínky používání prezentace Stažení, instalace na jednom počítači a použití pro soukromou potřebu jednoho uživatele je zdarma. Použití pro výuku jako podpůrný nástroj pro učitele či materiál pro samostudium žáka, rovněž tak použití jakýchkoli výstupů (obrázků, grafů atd.) pro výuku je podmíněno zakoupením licence pro užívání software E-učitel příslušnou školou. Cena licence je 250,- Kč ročně a opravňuje příslušnou školu k používání všech aplikací pro výuku zveřejněných na stránkách www.eucitel.cz. Na těchto stránkách je rovněž podrobné znění licenčních podmínek a formulář pro objednání licence. Pro jiný typ použití, zejména pro výdělečnou činnost, publikaci výstupů z programu atd., je třeba sjednat jiný typ licence. V tom případě kontaktujte autora (info@eucitel.cz) pro dojednání podmínek a smluvní ceny. OK © RNDr. Jiří Kocourek 2017

Elektrický náboj © RNDr. Jiří Kocourek 2017

Elektrické jevy - skleněné nebo plastové předměty, které třeme látkou nebo kůží, přitahují drobná tělíska (papírky, vlákna, prach) - hřeben přitahuje vlasy - v suchém vzduchu slyšíme praskání při svlékání svetru, ve tmě vidíme záblesky - blesk při bouřce - odpuzování lístků elektroskopu - jiskry přeskakující mezi póly indukční elektriky

Elektrický náboj Elektrické vlastnosti těles charakterizujeme pomocí veličiny elektrický náboj.

Elektrický náboj Elektrické vlastnosti těles charakterizujeme pomocí veličiny elektrický náboj. Některá zelektrovaná tělesa se přitahují, jiná odpuzují. Pro popis elektrických jevů musíme tedy zavést dva druhy elektrického náboje. Dohodou byl jeden druh označen jako kladný, druhý jako záporný. Skleněná tyč se nabíjí kladným nábojem, plastová záporným. Póly indukční elektriky se nabíjejí vždy navzájem opačnými náboji.

Elektrický náboj Elektrické vlastnosti těles charakterizujeme pomocí veličiny elektrický náboj. Některá zelektrovaná tělesa se přitahují, jiná odpuzují. Pro popis elektrických jevů musíme tedy zavést dva druhy elektrického náboje. Dohodou byl jeden druh označen jako kladný, druhý jako záporný. Skleněná tyč se nabíjí kladným nábojem, plastová záporným. Póly indukční elektriky se nabíjejí vždy navzájem opačnými náboji. Vodiče – látky, které mají schopnost přenášet elektrický náboj mezi nabitými a nenabitými místy (kovy, roztoky solí, ...) Nevodiče (izolanty) – látky, které tuto vlastnost nemají (sklo, plast, dřevo, destilovaná voda,...)

Elektrický náboj Elektrické vlastnosti těles charakterizujeme pomocí veličiny elektrický náboj. Některá zelektrovaná tělesa se přitahují, jiná odpuzují. Pro popis elektrických jevů musíme tedy zavést dva druhy elektrického náboje. Dohodou byl jeden druh označen jako kladný, druhý jako záporný. Skleněná tyč se nabíjí kladným nábojem, plastová záporným. Póly indukční elektriky se nabíjejí vždy navzájem opačnými náboji. Vodiče – látky, které mají schopnost přenášet elektrický náboj mezi nabitými a nenabitými místy (kovy, roztoky solí, ...) Nevodiče (izolanty) – látky, které tuto vlastnost nemají (sklo, plast, dřevo, destilovaná voda,...) Veličina elektrický náboj – popisuje kvantitativně množství elektrického náboje v nabitém tělese (většinou značíme Q). Jednotka elektrického náboje – 1 coulomb, značka C v praxi se setkáváme většinou s daleko menšími hodnotami elektrického náboje, používají se jednotky: mC = 10-6 C (mikrocoulomb), nC = 10-9 C (nanocoulomb)

𝑒 = 1,602∙ 10 −19 𝐶 Elektrický náboj z mikroskopického hlediska Všechna tělesa obsahují obrovské množství kladných a záporných nábojů. Jsou vázány na elementární částice, z nichž je látka složena. Elementární náboj – nejmenší možný náboj 𝑒 = 1,602∙ 10 −19 𝐶 Protony (v atomových jádrech) mají náboj + e Elektrony (v obalech atomů, případně volné) mají náboj – e Nenabitá (elektricky neutrální) tělesa obsahují stejné množství kladných i záporných nábojů, jejich účinek se navenek ruší

Elektrický náboj z mikroskopického hlediska Kladně nabitá tělesa obsahují více kladných nábojů než záporných

Elektrický náboj z mikroskopického hlediska Záporně nabitá tělesa obsahují více záporných nábojů než kladných

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.)

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.) Zelektrování skleněné tyče

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.) Zelektrování skleněné tyče

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.) Vybití elektroskopu

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.) Vybití elektroskopu

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.) Jiskra mezi póly indukční elektriky

Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např Elektrický náboj může přecházet z jednoho tělesa na druhé (např. při tření tyče, nebo dotyku nabitých těles, jejich spojení vodičem atd.) Jiskra mezi póly indukční elektriky

Zákon zachování elektrického náboje Celkový elektrický náboj izolované soustavy zůstává při všech procesech konstantní. Celkový elektrický náboj: Součet všech elektrických nábojů v soustavě, přičemž kladný náboj má znaménko + a záporný znaménko – .

Nesouhlasné náboje se přitahují, souhlasné odpuzují. Silové působení mezi bodovými náboji Bodový elektrický náboj: náboj soustředěný na tělese, jehož rozměry jsou zanedbatelné. Fe – Fe Dva bodové náboje na sebe navzájem působí stejně velkými opačně orientovanými silami. Fe – Fe Nesouhlasné náboje se přitahují, souhlasné odpuzují. Fe – Fe Síly, jimiž na sebe působí elektrické náboje, nazýváme elektrostatické.

Coulombův zákon Fe – Fe Q1 Q2

Coulombův zákon – Fe Fe Q1 Q2 – Fe Fe Q2 Q1 Velikost elektrostatické síly mezi bodovými náboji závisí na velikosti obou nábojů. Čím větší jsou velikosti nábojů, tím větší je síla.

Coulombův zákon Fe – Fe r

Coulombův zákon Fe – Fe Fe – Fe r

Coulombův zákon r – Fe Fe – Fe Fe Fe – Fe Velikost elektrostatické síly mezi bodovými náboji závisí na jejich vzájemné vzdálenosti. Čím větší je jejich vzdálenost, tím menší je síla. Velikost síly klesá s druhou mocninou vzdálenosti.

Coulombův zákon r Fe – Fe Q1 Q2 Velikost elektrostatických sil mezi bodovými náboji je přímo úměrná velikosti obou nábojů a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti. Síly míří vždy ve směru spojnice obou nábojů; jsou přitažlivé pro nesouhlasné a odpudivé pro souhlasné náboje.

Coulombův zákon r Fe – Fe Q1 Q2 Velikost elektrostatických sil mezi bodovými náboji je přímo úměrná velikosti obou nábojů a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti. Síly míří vždy ve směru spojnice obou nábojů; jsou přitažlivé pro nesouhlasné a odpudivé pro souhlasné náboje.

Coulombův zákon r Fe – Fe Q1 Q2 Velikost elektrostatických sil mezi bodovými náboji je přímo úměrná velikosti obou nábojů a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti. Síly míří vždy ve směru spojnice obou nábojů; jsou přitažlivé pro nesouhlasné a odpudivé pro souhlasné náboje.

Coulombův zákon 𝑘=8,9876∙ 10 9 𝑁 𝑚 2 𝐶 −2 = 9∙ 10 9 𝑁 𝑚 2 𝐶 −2 Konstanta úměrnosti mezi velikostí síly a výrazem na pravé straně závisí na prostředí, v němž jsou náboje umístěny. Ve vakuu (přibližně i ve vzduchu) má hodnotu: 𝑘=8,9876∙ 10 9 𝑁 𝑚 2 𝐶 −2 = 9∙ 10 9 𝑁 𝑚 2 𝐶 −2

Coulombův zákon Poznámka: Coulombův zákon je formálně podobný Newtonovu gravitačnímu zákonu: = Odlišnosti: gravitační síla je vždy přitažlivá velmi se liší číselné hodnoty konstant k a v soustavě SI gravitační síla nezávisí na prostředí

e0 .... permitivita vakua Coulombův zákon = Konstantu k někdy (z důvodu účelnosti a zjednodušení některých vzorců) vyjadřujeme pomocí jiné konstanty: e0 .... permitivita vakua =

e .... permitivita prostředí Coulombův zákon V látkovém prostředí je elektrostatická síla mezi dvěma náboji vždy menší než ve vakuu. Vliv prostředí vyjadřujeme pomocí veličiny permitivita prostředí: e .... permitivita prostředí

er.... relativní permitivita prostředí Coulombův zákon er.... relativní permitivita prostředí Relativní permitivita udává, kolikrát menší je elektrostatická síla mezi dvěma náboji v daném prostředí, než ve vakuu. Příklady: vzduch ..... er = 1,0006; voda .... er = 81,6; sklo .... er = 5 – 16

Obrázky, animace a videa použité v prezentacích E-učitel jsou buď originálním dílem autora, nebo byly převzaty z volně dostupných internetových stránek.