Elektrický náboj

1. Elektrický náboj Pavel Dvořák

2. Obsah - Elektrický náboj - Proud, napětí, odpor - Ohmův zákon, zákony Kirchhoffovy - Vedení elektrického proudu v kovech - Práce a výkon elektrického proudu

3. Elektrický náboj - Elektrický náboj je fyzikální veličina, která vyjadřuje velikost schopnosti působit el. silou. - Značka: Q - Jednotka: coulomb (C) -Elementární náboj – náboj jedné částice, -Elektrický náboj může mít kladnou nebo zápornou hodnotu. O tělesech nesoucích kladný náboj říkáme, že jsou kladně nabitá, a tělesa se záporným elektrickým nábojem označujeme jako záporně nabitá. - Náboj měříme elektroskopy

4. Proud -je fyzikální veličina, která vyjadřuje množství náboje prošlého vodičem za jednotku času. - Značka: I - Jednotka: ampér (A) - Vzorec: I=ΔQ/Δt Dva druhy proudu: a) Stejnosměrný proud je takový proud, který nemění směr svého toku. b) Střídavý proud je proud, jehož velikost se v čase mění s určitou periodou, přičemž jeho střední hodnota je nulová. -Elektrický proud má kromě velikosti také směr. Dohodnutý směr toku proudu je od kladného pólu zdroje přes spotřebič k zápornému pólu zdroje. Tento dohodnutý směr je ale právě opačný ke směru toku elektronů v pevných vodičích. - měříme ho ampérmetrem, který zapojujeme do obvodu sériově ke spotřebiči

5. Napětí - je to poměr mezi vykonanou prací a velikostí přeneseného náboje - značka: U, jednotka: joule na coulomb = volt (V) - U=W/q - Elektrické napětí lze také vyjádřit jako rozdíl elektrických potenciálů v obou bodech prostoru - UAB= φA - φB - svorkové - napětí, které naměříme na spotřebiči - elektromotorické - napětí nezatíženého zdroje, elektromotorické napětí je vždy větší než svorkové

6. Odpor - Odpor je fyzikální veličina charakterizující schopnost elektrických vodičů vést elektrický proud. - Značka: R - Jednotka: ohm (Ω) - Hodnota elektrického odporu je dána materiálem, tvarem i teplotou vodiče. Velikost odporu závisí na délce vodiče (přímo úměrně), na obsahu průřezu vodiče (nepřímo úměrně), na látce vodiče (měrný elektrický odpor) a na teplotě - R = R1(1 +  t) - R = l/S - K výpočtu lze také použít Ohmova zákona - I = U/R - Převrácená hodnota elektrického odporu je fyzikální veličina, která se nazývá elektrická vodivost. G = 1/R, jednotkou je siemens (S) - součástky využívající odpor vodiče rezistor reostat

7. Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony - Ohmův zákon- vyjadřuje vztah mezi elektrickým odporem, napětím a proudem. Je pojmenován podle svého objevitele Georga Ohma. Zákon říká, že napětí na prvku je přímo úměrné procházejícímu proudu. - R = UI 1.Kirchhohoffův zákon - algebraický součet proudů v uzlu je nulový. - je důsledkem zákona zachování el. náboje, jelikož částice s nábojem nemohou v uzlu vznikat ani zanikat 2.Kirchhohoffův zákon – součet úbytku napětí na rezistorech je v uzavřené smyčce stejný jako součet elektromotorických napětí.

8. Vedení elektrického proudu v kovech - valenční elektrony atomů kovů jsou k atomovým jádrům vázány jen slabými silami - v krystalu kovu jsou prakticky volné a chaoticky se pohybují mezi kladnými ionty krystalové mřížky, tento stav elektronů označujeme jako elektronový plyn - připojíme-li vodič ke svorkám zdroje, vznikne v celém objemu vodiče elektrické pole. Jeho působením je záporně nabitý elektron unášen proti směru elektrické intenzity. Tedy vedle chaotického pohybu elektronů dochází ještě k uspořádanému unášivému pohybu, který je podstatou elektrického proudu v kovech. - nepravidelnosti krystalové mřížky brzdí pohyb elektronů, což se navenek projeví jako odpor vodiče.

9. Práce a výkon elektrického proudu - Elektrické síly posouvající částice konají elektrickou práci - W = Q U - značka práce: W, jednotka: J - Výkon je definován jako množství práce vykonané za jednotku času - značka výkonu: P, jednotka: watt (W) - P = W/t = U I = R I2 = U2/R - u výkonu se setkáme také s účinností, účinnost je podíl výkonu a příkonu - η = P/P0 - Jouleovo teplo je teplo, která vzniká ve vodiči průchodem elektrického proudu. Jde o přeměnu elektrické energie na vnitřní energii.

10. Zdroje - hodiny fyziky - www.wikipedie.cz - Fyzika pro gymnázia – Elektřina a magnetismus