Elektrosztatika Htkznapi tapasztalatok villm Villm lasstva http www

Elektrosztatika Hétköznapi tapasztalatok • villám Villám (lassítva) http: //www. ultraslo. com/page/9506190 • fésülködés • tv képernyő • műszálas pullover • portörlő • fénymásoló http: //phet. colorado. edu/en/simulation/travoltage http: //phet. colorado. edu/hu/simulation/balloons

Kísérletek A bőrrel dörzsölt üvegrúd és a műszállal dörzsölt ebonitrúd az apró papírdarabokat (tollat) vonzza. Az alufólia darabkákat is.

Kísérletek n előtt n után Dörzsölés szőrme Ebonit rúd

Kísérletek Ha a megdörzsölt üveg-vagy ebonit rudat húzunk végig az elektroszkóp tetején… n. A mutató kitér.

Kísérletek Az elektromosan töltött rúddal csak közelítünk, de nem érünk az elektroszkóphoz… Amíg az elektroszkóp közelében van a rúd, a mutató kitér, de amint elvesszük onnan, visszaáll. +++

Szigetelők A külső elektronok kötöttek az atomtörzshöz. Az ilyen anyag nem vezeti az áramot. Az elektromos test hatására az elektronok a maghoz képest csak kismértékben tudnak elmozdulni. Ekkor az anyag polarizálódik. + Elektromos test + + Polarizált szigetelő

Szigetelő anyagok • Üveg • Bakelit • Ebonit • Gyémánt • Tiszta víz • Levegő

Vezetők Pozitív töltésű atomok (ionok) kristályrácsából és „szabad” elektrongázból áll. A töltéshordozók szabadon elmozdulhatnak, az elektromos állapot a vezető egészére szétterjed. A fémek vezető anyagok. A Föld belseje is nagy kiterjedésű vezető. Fémrács Fém alapállapotban semleges: elektrongáz -ion -elektronok

Vezető anyagok • Fémek • Szén • Grafit • Elektrolitok • Plazma

Elektromos megosztás n Az elektromos test a környezetében lévő vezető anyagokon elektromos megosztást idéz elő. + + Elektromos test + + Megosztott vezető

Elektromos állapotok Kétféle létezik: • Azok a testek pozitív töltésűek, amik ugyanolyan elektromos állapotúak, mint a megdörzsölt üveg. • Azok a testek negatív töltésűek, amik ugyanolyan elektromos állapotúak, mint a megdörzsölt ebonit.

A töltés magyarázata Atommag Elektronfelhő proton neutron elektron Semleges atom: elektronok száma=protonok száma

A töltés definíciója Az elektrosztatikus mező forrásai a nyugvó töltések. Először definiálnunk kell egy töltés nagyságát. 1. Két töltés egyenlő nagyságú, ha egy tetszőleges harmadik töltésre ugyanakkora távolságból ugyanakkora erővel hatnak. 2. Az a töltés nagyobb, amelyik egy tetszőleges harmadik töltésre ugyanakkora távolságból nagyobb erővel hat 3. Egységnyi az a töltés, amely 1 m távolságból a vele egyenlő nagyságú töltésre N erővel hat.

A töltés definíciója A töltés jele: Q. Mértékegysége: 1 C (coulomb). (Charles Coulomb, francia, 1736 -1806). Elemi töltésnek nevezzük az elektron töltését: A töltésmegmaradás törvénye: Zárt töltések algebrai összege változatlan. http: //www. sulinet. hu/tlabor/fizika/teszt/f 40. htm rendszerben a

Coulomb Charles Augustin Coulomb (Angoulême, 1736. június 14. – Párizs, 1806. augusztus 23. ) francia fizikus, leginkább a Coulombtörvény megalkotásáról nevezetes. A Coulomb-erő egyike az atomi reakcióban szerepet játszó alapvető erőknek. Gépek súrlódását, szélmalmokat, fém- és selyemszálak rugalmasságát is vizsgálta. Az elektromos töltés egysége az ő tiszteletére kapta a coulomb nevet.

Coulomb törvénye Coulomb torziós ingával végzett kísérletei alapján megállapította, hogy két tetszőleges töltés közt ható erő esetén: F 0 a vákuum dielektromos állandója vagy más néven a vákuum permittivitása.

Az elektromos térerősség Az elektromos tér erőssége egy pontban azt mutatja meg, hogy mekkora erő hat abban a pontban az 1 C nagyságú töltésre. A térerősség jele: E. Homogénnek nevezünk egy elektromos mezőt, ha a térerősség vektora a tér minden pontjában állandó. http: //phet. colorado. edu/sims/charges-and-fields_hu. html http: //www. falstad. com/emstatic/

Elektromos térerősségek összegzése Newton IV. törvényéből következik, hogy ha a tér egy pontjában több elektromos tér fejti ki a hatását, akkor az ottani térerősség az egyes térerősségek vektori eredőjeként számolható ki.

Volta Gróf Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta olasz fizikus, az elektromos áram elméletének kidolgozója, a víz elektrolízisének felfedezője és a kénsavoldatba merülő cink- és rézelektródból álló Volta-elem (galvánelem) feltalálója. A volt mértékegység róla kapta a nevét. 1801 -ben Napóleon Párizsba hívta, hogy bemutassa a galvánláncra vonatkozó kísérleteit az Institut-nek; később a becsületrend tisztjévé tette, neki adományozta a vaskorona-rendet, illetve kinevezte Itália grófjává és szenátorává.

Az elektromos feszültség Az elektromos munka egy külső erő vagy az elektromos mező által egy töltésen végzett munkát jelent. Ez a munka független attól, hogy a töltés milyen úton jut A – ból B – be (vagyis az elektromos erőtér konzervatív). Az elektromos feszültség megmutatja, hogy mennyi munkát végez az elektromos mező vagy egy külső erő egységnyi töltésen. Jele: U. Így:

Elektromos feszültség homogén térben Homogén erőtérben:

Potenciál Az elektromos potenciál egy általunk kijelölt ponthoz viszonyított feszültség. Az elektromos feszültség a tér két pontja közt pedig a pontok potenciáljainak különbsége, tehát a feszültség valójában potenciálkülönbség. Ha pl: , akkor

Ekvipotenciális felületek Az azonos potenciálú görbéket ekvipotenciális görbéknek, a térben pedig ekvipotenciális felületeknek nevezzük. Ezek mindig merőlegesek az erővonalakra, az elektromos térerősségre is.

Elektromos töltés vezetőn http: //www. youtube. com/watch? v=Zi 4 k. Xg. DBFhw http: //www. youtube. com/watch? v=Wqv. Imbn 9 GG 4 Alufóliába csomagolt rádió, mobiltelefon A vezetőre vitt többlettöltés mindig a vezető külső felületén helyezkedik el. A vezető belsejében a térerősség zérus, E = 0. A vezető belsejének minden pontja ekvipotenciális, vagyis bármely két pont közt 0 a feszültség. A vezető határán a térerősség merőleges a vezető felületére.

Példák • Autó, repülő fémburkolata • Elektromos gépek védelme • Veszélyes anyagok tárolása

Elektromos csúcshatás A csúcsban kerülhetnek a legtávolabbra a többi töltéstől. · A csúcsokon nagyobb a töltéssűrűség. : pozitív többlettöltés : a vezető környezetében az erővonalak, így a térerősség iránya (a rajz egy vezető keresztmetszete)

Villámhárító

Villámhárító

Kondenzátorok kapacitása http: //phet. colorado. edu/hu/simulation/capacitor-lab Kapacitás: töltésbefogadó képesség. Megmutatja, hogy 1 V feszültség hatására mennyi töltést képes felhalmozni a kondenzátor. Jele: C. Vagyis: