ELEKTINA Nauka o elektrickch vlastnostech tles ELEKTRICK VLASTNOSTI

ELEKTŘINA Nauka o elektrických vlastnostech těles

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 1 C (1 COULOMB, ČTI KULOMB)

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

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+ • 2) nebo –a– DVA OPAČNÉ NÁBOJE SE PŘITAHUJÍ » +a– nebo –a+

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

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

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

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)

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.

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

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

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

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

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

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 1 A(AMPERE, ČTI AMPÉR) • Vedlejší jednotky jsou pak: m. A, μA, k. A a podobně

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

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

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

SCHÉMATICKÉ ZNAČKY VODIČ ŽÁROVKA SPÍNAČ REZISTOR ZVONEK - ZDROJ NAPĚTÍ +

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

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

AD 2) 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

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

– 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!

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

URČOVÁNÍ CELKOVÉHO ODPORU EL. OBVODU • 1) SÉRIOVÉ ZAPOJENÍ • U sériového zapojení se odpor součástek prostě sčítá • Proto: R=R 1+R 2+R 3+…+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/R 1+1/R 2+…. +1/RN

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

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

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.

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