Vodič a izolant v elektrickém poli

Prezentace na téma: "Vodič a izolant v elektrickém poli"— Transkript prezentace:

1 Vodič a izolant v elektrickém poli
(Učebnice strana 104 – 108) Na nit zavěsíme váleček z hliníkové fólie. Váleček je elektricky neutrální. Hliník je elektrický vodič. K válečku přiblížíme kladně nabitou tyč. Ve válečku se mezi kladnými ionty neuspořádaně pohybují volné elektrony. Váleček je elektricky neutrální, má stejný počet volných elektronů jako kladných iontů. Působením elektrického pole se volné elektrony přesunou tak, že na jednom konci převládá záporný náboj a na druhém kladný. Záporně nabitá část se přitahuje k tyči. Po ukončení působení elektrického pole se elektrony opět rovnoměrně rozptýlí. Tento děj, který umožňuje přitahovat nezelektrovaná vodivá tělesa,  nazýváme elektrostatická indukce.

2 - + + + + Elektroskopu se dotkneme kladně nabitou tyčí.
Část volných elektronů z elektroskopu přejde na tyč, po oddálení tyče zůstane elektroskop kladně nabitý. - K elektroskopu přiblížíme kladně nabitou tyč. + + Vlivem elektrostatické indukce se volné elektrony z elektroskopu přesunou na desku elektroskopu. na ručce a nehybné tyčce vzniká přebytek záporného náboje, ručka se vychýlí. + + Po oddálení tyče se elektrony rozptýlí zpět po elektroskopu, elektroskop je elektricky neutrální, ručka se vrátí do nulové polohy.

3 + - - - - Elektroskopu se dotkneme záporně nabitou tyčí.
Část volných elektronů z tyče přejde na elektroskopu , po oddálení tyče zůstane elektroskop záporně nabitý. + K elektroskopu přiblížíme záporně nabitou tyč. Vlivem elektrostatické indukce se volné elektrony z desky elektroskopu přesunou na ručku a nehybnou tyčku, kde vzniká přebytek záporného náboje, ručka se vychýlí. - - - - Po oddálení tyče se elektrony rozptýlí zpět po elektroskopu, elektroskop je elektricky neutrální, ručka se vrátí do nulové polohy. Vložíme-li izolovaný kovový vodič do elektrického pole, přesunou se volné elektrony ve vodiči tak, že na jednom jeho konci převládá záporný náboj a na druhém konci kladný náboj. Tento jev se nazývá elektrostatická indukce.

4 - - + - + K elektroskopu přiblížíme kladně nabitou tyč.
Vlivem elektrostatické indukce se volné elektrony z elektroskopu přesunou na desku elektroskopu. na ručce a nehybné tyčce vzniká přebytek záporného náboje, ručka se vychýlí. - Desky elektroskopu se dotkneme rukou. Dotykem ruky elektroskop uzemníme, to je část volných elektronů přejde z našeho těla (nebo ze země) na desku, nehybnou tyčku a ručku elektroskopu. Elektroskop se stane elektricky neutrálním, ručka se vrátí do nulové polohy. - + - + Desky elektroskopu se přestaneme dotýkat. Ručka a nehybná tyčka elektroskopu jsou elektricky neutrální. Na desce elektroskopu, kde se původně přemístila část volných elektronů elektroskopu vlivem elektrostatické indukce, je záporný elektrický náboj stejně velký jako kladný náboj na tyči, elektrické síly jsou v rovnováze. Volné elektrony se rovnoměrně rozmístí po elektroskopu, deska elektroskopu, ručka i nehybná tyčka bude mít přebytek záporného náboje, ručka se opět vychýlí. Odstraníme kladně nabitou tyč.

5 + + + - - K elektroskopu přiblížíme záporně nabitou tyč.
Vlivem elektrostatické indukce se volné elektrony z elektroskopu přesunou z desky elektroskopu. na ručku a nehybnou tyčku, kde vzniká přebytek záporného náboje, ručka se vychýlí. + Desky elektroskopu se dotkneme rukou. Dotykem ruky elektroskop uzemníme, to je část volných elektronů přejde z desky elektroskopu, nehybné tyčku a ručky do našeho těla (nebo do země). Elektroskop se stane elektricky neutrálním, ručka se vrátí do nulové polohy. + + - - Desky elektroskopu se přestaneme dotýkat. Ručka a nehybná tyčka elektroskopu jsou elektricky neutrální. Na desce elektroskopu, odkud se původně přemístila část volných elektronů elektroskopu vlivem elektrostatické indukce, je kladný elektrický náboj stejně velký jako záporný náboj na tyči, elektrické síly jsou v rovnováze. Náboj na elektroskopu se rovnoměrně rozmístí, deska elektroskopu, ručka i nehybná tyčka bude mít přebytek kladného náboje, ručka se opět vychýlí. Odstraníme záporně nabitou tyč.

6 Ke kousku polystyrenu přiblížíme kladně nabitou tyč.
Polystyren je elektrický izolant, nejsou v něm volné částice s elektrickým nábojem. Elektrony obíhají neuspořádaně kolem kladných jader atomů. Přiblížíme-li ke kousku elektricky neutrálního polystyrenu kladně nabitou tyč, elektrony se přesunou na své oběžné dráze co nejblíže ke kladné tyči. Tím se na jedné straně indukuje záporný náboj, na opačné straně kladný náboj. Kousek polystyrenu se přiblíží ke kladně nabité tyči. Přiblížíme-li ke kousku elektricky neutrálního polystyrenu záporně nabitou tyč, elektrony se přesunou na své oběžné dráze co nejdále od tyče. Tím se na jedné straně indukuje kladný náboj, na opačné straně záporný náboj. Kousek polystyrenu se přiblíží k záporně nabité tyči. Tento děj se nazývá polarizace izolantu v elektrickém poli.

7 Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 113.
Vložíme-li těleso z izolantu do elektrického pole, přesunou se elektricky nabité částice uvnitř atomů tak, že na jednom jeho konci tělesa se projeví kladný náboj (pól) a na protilehlém konci záporný náboj (pól). Tento jev se nazývá polarizace izolantu. Při elektrostatické indukci i při polarizaci izolantu se na straně tělesa, která je bližší k elektricky nabitému tělesu, projeví nesouhlasný náboj. V důsledku těchto jevů může elektricky nabité těleso přitahovat i elektricky nenabitá tělesa. Souhlasně nabitá tělesa (např. obě kladná) se vzájemně odpuzují, nesouhlasně nabitá (jedno kladné a druhé záporné) se navzájem přitahují. Pokud mají obě nabitá tělesa zanedbatelné rozměry (tzv. bodové náboje) určíme velikost působící síly F pomocí Coulombova zákona: kde k je konstanta charakterizující prostředí mezi oběma náboji (Nm2C-2), Q1, Q2 – velikosti bodových nábojů (C), r – vzdálenost obou nábojů (m). Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 113.