Elektromossgtan Elektrosztatika n Drzselektromos jelensgek Manyag vonalz haj

Elektromosságtan

Elektrosztatika n Dörzselektromos jelenségek Műanyag vonalzó – haj, vagy paírreszelék (-) n Műszálas pulóver – haj n Üveg rúd – bőr (+) n Műanyag rúd – szőrme (-) n n Kétféle elektromosság van n (+) elektron hiány, (-) elektron többlet n Azonos előjelű töltések taszítják egymást n Különböző előjelű töltések vonzzák egymást

n Töltött test és más testek kölcsönhatása TÖLTÖTT TEST SZIGETELŐ ANYAG VONZÁS Dipolarizált molekulák VEZETŐ ANYAG VONZÁS Elektromos megosztás

Coulomb törvénye F=k* Q 1* Q 2 r 2 Q 2 k= 9*109 Nm 2/C 2 (légüres térben!) F Q 1 r Két pontszerű töltés között fellépő erőhatás egyenesen arányos a töltések nagyságával és fordítottan arányos a távolságuk négyzetével. k felírható ε 0 k=1/4πε 0 =8, 86*10 -12 C 2/Nm 2 - dielektromos állandó

A töltésmennyiség A töltés jele: Q n Mértékegysége: C (kulomb) n 1 C annak a töltésnek a nagysága amely a vele azonos nagyságú, tőle 1 m távolságban lévő töltésre 9*109 N erővel hat. (légüres térben. ) n Az elektron töltése: -1, 6*10 -19 C n n A töltésmegmaradás törvénye: Zárt rendszerben az elektromos töltések előjelhelyes összege állandó. ∑Q=állandó

Az elektromos mező erőssége Q E q F r q próbatöltés mindig pozitív st e t t t ö t l ö T E=F/q E=k* Q* q q*r 2 =k* A térerősség: egy töltött test villamos terének egy pontjában a próbatöltésre ható erő és a próbatöltés hányadosa. Q r 2 E=k* Q r 2 [N/C]

A térerősség összegzése n A térerősség vektormennyiség! Q 2 Q 1 E 2 E 1 Eeredő A tér egy pontjában az eredő térerősség= a résztérerősségek vektoros összegével Eeredő= E 1 + E 2

Az elektromos mező szemléltetése A villamosan töltött test maga körül erőteret hoz létre. Ezt az erőteret (mezőt) erővonalakkal szemléltetjük. n Megállapodás szerint az erővonalak n

n Megjegyzés: n az erővonalak iránya megegyezik a térerősség irányával; n az erővonalak sűrűsége arányos a térerősség nagyságával. Egy bevezetendő fogalom A fluxus jele: Ψ mértékegysége: Nm 2/C Fogalma: az erővonalakra merőleges „A” felületen áthaladó erővonalak száma. Kiszámítása: Ψ=E*A

A pontszerű töltés fluxusa Gauss törvény Az összefüggés bármely felületre igaz! Tehát: Q töltést körülzáró felület fluxusa =

Az elektromos mező munkája WAB független a megtett úttól!!! B d A WAB = WBA q WBA Az AB pontok között feszültség mérhető. A feszültség jele: U, mértékegysége: V A feszültség csak a két pont távolságától függ!!! A feszültség fogalma: az AB pontok között végzett munka és a töltés hányadosa a két pont között mérhető feszültségre jellemző.

A potenciál n n Ha egy villamos erőtérben pontok feszültségét egy talpponthoz Legyen viszonyítjuk, akkor a pontok feszültségét a talpponthoz képest a UA=50 potenciáljának V pontok nevezzük. AUtalppontnak célszerű az erőteret létrehozó töltéstől végtelen B=100 V távoli pontot választani. Ott a térerősség értéke nulla. UC= 200 V C UAB, UAC, UBC feszültség UAC UBC B UAB U A, U B , U C, potenciál UA A UB UC Talppont

A kondenzátor Töltések tárolására alkalmas eszköz Felépítése: A – a lemezek felülete d d – a lemezek távolsága A E – a lemezek közti térerősség εr – a lemezek közti anyagra jellemző dielektromos állandó Jellemző adata a kapacitás! Jele: C E Mértékegysége: F (farád) Áramköri jele:

A kondenzátor kapacitása n A kapacitás: töltéstároló képesség. n Kiszámítása: n A kondenzátor kapacitása: egységnyi feszültség által felhalmozható töltésmennyiség. A kondenzátor kapacitásának meghatározása anyagi jellemzőkből: n n 1 F nagy egység, a gyakorlatban ennek törtrészeit használjuk. n n n 1 μF= 10 -6 F 1 n. F= 10 -9 F 1 p. F= 10 -12 F

A kondenzátor elektromos mezejének munkája Mivel Így

Kondenzátorok kapcsolása Párhuzamos kapcsolás C 1 Q 1 C 2 Q 2 U = Ce U

Kondenzátorok kapcsolása Soros kapcsolás Q C 1 C 2 U 1 U 2 U = Ce Ue