Elektrick proud v kovech Chcemeli vyvolat elektrick proud

Elektrický proud v kovech

§Chceme–li vyvolat elektrický proud, musíme mít zdroj napětí, …

§ … jehož záporná svorka vykazuje přebytek elektronů a kladná pak nedostatek. Tzn. obě mají různý potenciál; je mezi nimi napětí.

§ Propojíme-li je nyní kovovým vodičem, vnikne pole do tohoto vodiče a elektrické síly uvedou v něm obsažené volné elektrony do uspořádaného pohybu.

§ Elektrický proud v kovech je tedy uspořádaný pohyb volných elektronů od minus k plus svorce zdroje.

Elektrický proud má tepelné účinky Mezi svorkami zdroje je napětí Na kladné svorce je nedostatek elektronů - Volné elektrony se vlivem elektrických sil vydají na svorku „plus“, tzn. vodičem teče elektrický proud Na záporné svorce je přebytek elektronů

§ Aby zdroj měl konstantní napětí, musí vracet elektrony ze svorky plus zpět na svorku minus.

§ Obě svorky tedy musí být vodivě propojeny i uvnitř zdroje. Proti silám elektrickým zde působí síly jiné, např. magnetické.

§ Vně zdroje konají elektrony práci a snižují svoji energii, naopak uvnitř zdroje svoji energii zvyšují a práce je na nich konána.

Uvnitř zdroje se elektrony vlivem sil magnetických pohybují proti silám elektrickým, spotřebovávají práci a zvyšují svoji energii. Fmagnetické – Energie – Felektrické Zdroj Vně zdroje se pohybují vlivem sil elektrických, konají práci a snižují svoji energii. + Energie – Felektrické

§ Kromě uspořádaného (unášivého) pohybu, jehož rychlost není příliš velká ( mm/s), konají elektrony i velmi intenzivní chaotický tepelný pohyb (v 103 – 104 km/s). Pohyb volného elektronu v kovu

§ Elektrický proud je nejenom fyzikální jev, ale i veličina. značka: I Vodičem protéká proud 1 A, jestliže jím za 1 s projde náboj 1 C.

André Marie Ampére 22. 1. 1775 - 10. 7. 1836 francouzský matematik a fyzik

§ Elektrickému proudu přisuzujeme i směr, a to od svorky plus ke svorce minus, tzn. opačně než se pohybují elektrony. I + –

§ Poznámka: Kromě kovových vodičů může elektrický proud téci i kapalinami a plyny.

§ Elektrický proud měříme na základě jeho silových účinků přístrojem zvaným ampérmetr…

§ … který zapojujeme sériově se spotřebičem. schématická značka A + –

§ Účinky elektrického proudu:

1. tepelné (vodiče se průchodem elektrického proudu zahřívají) žárovka žhavení elektronky

2. světelné (plyny se při průchodu elektrického proudu stávají zdroji světla)

3. magnetické (kolem vodičů protékaných proudem se vytváří magnetické pole)

4. chemické (elektrický proud mění chemické složení roztoků, kterými prochází – elektrolýza)

5. silové (elektrický proud např. roztočí elektromotor)

§ Zdroje elektrického napětí

1. alternátory… Alternátor je zdrojem střídavého proudu.

2. …a dynama (mění energii mechanickou na energii elektrickou) Dynamo je zdrojem stejnosměrného proudu.

3. galvanické a akumulátorové články (mění energii chemickou na energii elektrickou)

4. termočlánky (mění energii tepelnou na elektrickou) § Termoelektrický jev: Dva vodiče jedním svým koncem spojené, které jsou z různého kovu. Zahříváme–li toto spojené místo, objeví se mezi konci volnými a tedy chladnějšími jisté malé napětí.

termočlánek

§ Přímou přeměnu tepla na elektrickou energii (termoelektrický jev) však pozorujeme i u polovodičů (Peltiérův článek).

§ Využití: Např. u meziplanetárních sond, kde nelze využít solárních panelů.

Zdrojem tepla pro termočlánky je plutonium zahřívající se radioaktivním rozpadem.

4. Fotočlánky (mění energii (m světelnou na energii elektrickou)

Jedná se o polovodičovou součástku, tzv. fotodiodu

Fotočlánky často sestavujeme ve velmi rozsáhlé sluneční baterie.

§ Napětí měříme na základě silových účinků elektrického proudu přístrojem zvaným voltmetr…

§ … který zapojujeme přímo na svorky zdroje či paralelně se spotřebičem. schématická značka V + V –

Konec