Nauka o elektrických vlastnostech těles

Prezentace na téma: "Nauka o elektrických vlastnostech těles"— Transkript prezentace:

1 Nauka o elektrických vlastnostech těles
ELEKTŘINA Nauka o elektrických vlastnostech těles

2 ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK
Tělesa se pro nás stávají elektricky zajímavá, mají-li elektrický náboj ELEKTRICKÝ NÁBOJ JE FYZIKÁLNÍ VELIČINA, ZNAČÍ SE Q A JEJÍ ZÁKLADNÍ JEDNOTKOU JE 1C (1 COULOMB, ČTI KULOMB)

3 ELEKTRICKÝ NÁBOJ Dělení : kladný + záporný –
Má-li nějaké těleso elektrický náboj, říkáme o něm, že je nabité Nabitá tělesa silově působí na okolní tělesa, mají ve svém okolí tedy elektrické pole

4 SILOVÉ PŮSOBENÍ Nabité těleso vždy přitažlivě působí na ostatní nenabitá tělesa Máme – li dvě tělesa s nábojem, pak může nastat: 1) DVA SOUHLASNÉ NÁBOJE SE ODPUZUJÍ + a nebo – a – 2) DVA OPAČNÉ NÁBOJE SE PŘITAHUJÍ + a – nebo – a +

5 Niels Henrik David Bohr , Ernest Rutherford
SLOŽENÍ ATOMŮ V historii se stavbou hmoty zaobíralo velké množství fyziků a chemiků Niels Henrik David Bohr , Ernest Rutherford Různé modely a náhledy na stavbu atomu Př: Pudinkový model, a jiné Atomos=nedělitelný

6 DNEŠNÍ MODEL Atom má jádro a obal Obal i jádro obsahují částice
Jádro – obsahuje : protony a neutrony Obal – obsahuje: elektrony ve vrstvách Tyto částice jsou pro nás elektricky zajímavé

7 NÁBOJ ELEMENTÁRNÍCH ČÁSTIC
PROTON Kladný náboj Značíme + Elektron Záporný náboj Značíme – Neutron Bez náboje

8 VODIČ A IZOLANT V ELEKTRICKÉM POLI
Vodič – látka,která je schopná vést elektrický proud Př: kovy Nevodič(izolant) – látka, která elektrický proud nevede Př: plasty, guma, …. Látka se stává vodičem, obsahuje-li volné nosiče náboje(volné elektrony)

9 VODIČ A IZOLANT V ELEKTRICKÉM POLI
Na vodič i izolant silově působí elektrické pole(přitažlivě)! 1) VODIČ V ELEKTRICKÉM POLI Dochází k přeskupení volných elektronů v tělese ve směru daném vnějším elektrickým polem OBRÁZKY 1. A 2. 2)IZOLANT V ELEKTRICKÉM POLI Dochází ke stočení elektrických dipólů ve směru daném vnějším elektrickým polem OBRÁZKY 3. A 4.

10 Obr. 1 NENÍ PŘÍTOMNO ŽÁDNÉ ELEKTRICKÉ POLE A PROTO JSOU PROTONY A ELEKTRONY USPOŘÁDÁNY NAHODILE

11 Obr.2 Při přítomnosti vnějšího elektrického pole se přeskupí volné elektrony ve smyslu tohoto pole. Protony zůstávají na svých místech

12 Obr.3 Bez vnějšího pole jsou elektrické dipóly uspořádány nahodile

13 Obr. 4 Vnější elektrické pole otočí všechny dipóly do jednoho směru!

14 IONTY Neutrální atom = atom, který má stejný počet elektronů v obalu a protonů v jádře. Odebereme-li, nebo naopak přidáme nějaký elektron do atomového obalu, získáme IONT Odebráním vzniká kationt = kladný iont Přidáním naopak aniont = záporný iont

15 ELEKTRICKÝ PROUD Elektrický proud je usměrněný pohyb volných nosičů náboje s nábojem uvnitř vodiče Pro popis velikosti elektrického proudu užíváme veličinu ELEKTRICKÝ PROUD FYZIKÁLNÍ VELIČINA, KTEROU ZNAČÍME I A JEJÍ ZÁKLADNÍ JEDNOTKOU JE 1A(AMPERE, ČTI AMPÉR) Vedlejší jednotky jsou pak: mA, μA, kA a podobně

16 SMĚR ELEKTRICKÉHO PROUDU
Dohodou byl dán směr proudu jako směr pohybu kladných částic Tj. proud teče od kladné svorky zdroje k záporné svorce zdroje Dnes ale víme, že náboj si většinou předávají elektrony, a proto by bylo v hodnější, určit směr proudu opačně Z historických důvodů zůstal ale směr proudu zachován

17 ELEKTRICKÝ OBVOD Elektrickým obvodem rozumíme uzavřenou smyčku vodivě propojených spotřebičů Není-li obvod uzavřený, říkáme, že je otevřený Elektrický proud může téct pouze v uzavřené vodivé smyčce Zjednodušenému nákresu elektrického obvodu říkáme schéma

18 SCHÉMA ZAPOJENÍ Abychom nemuseli vykreslovat všechny spotřebiče, máme pro ně schématické značky

19 SCHÉMATICKÉ ZNAČKY - + VODIČ SPÍNAČ ŽÁROVKA REZISTOR ZVONEK
ZDROJ NAPĚTÍ - +

20 ELEKTRICKÉ OBVODY DĚLENÍ: 1) JEDNODUCHÝ OBVOD 2) ROZVĚTVENÝ OBVOD

21 AD 1) JEDNODUCHÝ ELEKTRICKÝ OBVOD
Jednoduchý elektrický obvod je složen jen z jedné uzavřené smyčky Aby proud mohl téci, musí být v obvodu nějaký zdroj napětí Příklad jednoduchého obvodu

22 AD2) ROZVĚTVENÝ ELEKTRICKÝ OBVOD
Je složen z většího množství propojených vodivých uzavřených smyček Každé smyčce zde říkáme větev a místo, kde se větve stýkají se nazývá uzel Příklad rozvětveného obvodu

23 ZAPOJOVÁNÍ SOUČÁSTEK Do elektrického obvodu lze zapojovat elektrické součástky 2 základními způsoby: 1) SÉRIOVÉ ZAPOJENÍ (ZA SEBOU) JEDNODUCHÝ TYP ZAPOJENÍ, KDY SE SOUČÁSTKY ZAPOJUJÍ ZA SEBOU (DO KOLA) TAKTO MŮŽE VZNIKNOUT JEN JEDNODUCHÝ ELEKTRICKÝ OBVOD

24 2) PARALELNÍ ZAPOJENÍ (VEDLE SEBE)
PŘI TOMTO ZAPOJENÍ JSOU VŮČI SOBĚ 2 ČI VÍCE SOUČÁSTEK ZAPOJENY DO RŮZNÝCH VĚTVÍ ROZVĚTVENÉHO OBVODU PARALELNÍ ZAPOJENÍ JE SLOŽITĚJŠÍ NEŽLI SÉRIOVÉ A ROVNĚŽ V NĚM PLATÍ O NĚCO SLOŽITĚJŠÍ VZTAHY!

25 ELEKTRICKÝ ODPOR Elektrický odpor je fyzikální veličina, značíme je R a její základní jednotkou je 1Ω (Ohm) Vyjadřuje, jak silně se látka brání průchodu elektrického proudu Rezistor je elektrická součástka, u níž je přesně daný elektrický odpor Reostat je elektrická součástka, u níž je nastavitelný elektrický odpor

26 URČOVÁNÍ CELKOVÉHO ODPORU EL. OBVODU
1) SÉRIOVÉ ZAPOJENÍ U sériového zapojení se odpor součástek prostě sčítá Proto: R=R1+R2+R3+…+RN 2) PARALELNÍ ZAPOJENÍ U paralelního zapojení platí, že převrácená hodnota celkového odporu je rovna součtu převrácených hodnot odporů jednotlivých součástek Proto: 1/R=1/R1+1/R2+….+1/RN

27 ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ JE FYZIKÁLNÍ VELIČINA, KTERÁ SE ZNAČÍ U A JEJÍ ZÁKLADNÍ JEDNOTKOU JE 1V (VOLT) VYJADŘUJE NÁM, JAK VELIKÝ JE ROZDÍL ELEKTRICKÉHO POTENCIÁLU MEZI DVĚMA MÍSTY V ELEKTRICKÉM OBVODU ČÍM VĚTŠÍ NAPĚTÍ, TÍM VĚTŠÍ PROUD

28 MĚŘENÍ ELEKTRICKÝCH VELIČIN
1) MĚŘENÍ PROUDU POUŽÍVÁME AMPÉRMETR POZOR: VŽDY ZAPOJUJEME SÉRIOVĚ PROTO JE NUTNO, ABY MĚL CO NEJMENŠÍ ODPOR 2) MĚŘENÍ NAPĚTÍ POUŽÍVÁME VOLTMETR POZOR: VŽDY ZAPOJUJEME PARALELNĚ K DANÉ ČÁSTI PROTO JE NUTNO, ABY MĚL CO NEJVĚTŠÍ ELEKTRICKÝ ODPOR A V

29 OHMŮV ZÁKON GEORG SIMON OHM ZKOUMAL ZÁVISLOST PROUDU A NAPĚTÍ
SLOVNĚ : ELEKTRICKÝ PROUD I V KOVOVÉM VODIČI JE PŘÍMO ÚMĚRNÝ ELEKTRICKÉMU NAPĚTÍ MEZI KONCI VODIČE. KONSTANTOU ÚMĚRNOSTI JE ELEKTRICKÝ ODPOR.

30 MATEMATICKÁ PODOBA I = U/R NEBO U = R*I NEBO R = U/I