Premiestňovanie elektrického náboja v telese

Dielektrická konštanta látky alebo materiálu je mierou jej schopnosti uchovávať elektrickú energiu. Vyjadruje, do akej miery materiál zadržiava alebo koncentruje elektrický tok. Dielektrická konštanta alebo permitivita je číslo, ktoré charakterizuje schopnosť dielektrika uchovávať elektrický náboj a interagovať s elektrickým poľom. Matematicky je dielektrická konštanta pomerom permitivity materiálu k permitivite voľného priestoru. Je to pomerná konštanta medzi elektrickým polom v dielektriku a indukovanou polarizáciou v dielektriku.

kde ε0 je permitivita vákua čo je 8,854 x 10-12 F / m a εr je relatívna permitivita dielektrika. Relatívna permitivita dielektrika je pomerná konštanta medzi dielektrickou konštantou materiálu a permitivitou vákua.

Vo voľnom priestore alebo vo vákuu sa rádiové signály šíria rýchlosťou svetla c, čo je 300 000 000 metrov za sekundu, pretože ich pohybu nič nebráni. V iných prostrediach sa rádiové signály pohybujú pomalšie a majú rýchlosť šírenia, ktorá sa často uvádza v percentách nad rýchlosťou svetla. Médium vo vnútri vlnovodu je väčšinou vzduch, takže rýchlosť rádiového signálu, ktorý sa ním šíri, je daná dielektrickou konštantou vzduchu. Dielektrická konštanta vzduchu pri tlaku 1 atm je 1,00059. Výsledkom je rýchlosť šírenia rovná 0,99975.

Pochopenie vlastností elektromagnetických vĺn vrátane ich vlnovej dĺžky je nevyhnutné v rôznych oblastiach, ako sú telekomunikácie, fyzika či výskum, alebo vývoj. Vlnová dĺžka predstavuje priestorovú periódu elektromagnetického vlnenia a je nepriamo úmerná jeho frekvencii. Kalkulačka nižšie vám pomôže vypočítať vlnovú dĺžku signálu vzhľadom k frekvencii a dielektrickej konštante.

• Frekvencia: Frekvencia elektromagnetického vlnenia, zvyčajne meraná v hertzoch.
• Dielektrická konštanta: Dielektrická konštanta prostredia, ktorým sa vlna šíri. Tento parameter je dôležitý, ak prostredie nie je vákuum.

Skúste si napríklad zadať frekvenciu 100 MHz, dielektrickú konštantu 2 a rýchlosť šírenia 300 000 000 m/s (čo je bežná hodnota rýchlosti svetla vo vákuu).

Prečítajte si tiež: Naša recenzia Karell CB-50

Základné pojmy a vzorce

1. Kde:
   • F - sila
   • ε - permitivita prostredia
   • Q1, Q2 - náboje
   • r - vzdialenosť nábojov
2. E - intenzita
   • Fe - sila
   • Q - náboj
3. Potenciálna energia elektrostatického poľa vzhľadom na referenčný bod

   Potenciálna energia v bode r sa rovná práci potrebnej na prenesenie častice z nekonečna do bodu r.

   U(r) = ∫ F dr

   • Kde:
     • U - potenciálna energia
     • F - sila
     • r - vzdialenosť
4. Potenciálna energia elektrostatického poľa

   Potenciálna energia v mieste (2) vzhľadom na miesto (1) je práca, ktorú musíme vykonať na premiestnenie častíc z miesta (1) do miesta (2) v silovom poli.

   U = ∫ F dr

5. Potenciál elektrostatického poľa

   Je skalárna veličina, definovaná ako podiel potenciálnej energie častice s nábojom Q v danom mieste poľa a tohto náboja.

   Prečítajte si tiež: Sprievodca výberom elektrických zásobníkov

Príklady

• Na sklenenej tyči, ktorú sme treli kožou vznikol náboj 80 nC. Koľko elektrónov prešlo z tyče na kožu? Na kožu prešlo 5.1011 elektrónov.
• Aká veľká elektrická sila pôsobí na protón (Qp= Q0 = 1,602.10-19C), ktorý sa nachádza v elektrickom poli s intenzitou elektrického poľa 2.105N.C-1? Na protón pôsobí elektrická sila Fe = 3,204.10-14N.

Hoci je Coulombova konštanta stále platná a na školách sa stále počítajú príklady z Coulombovou konštantou, v skutočnosti sa jedná o bezvýznamné číslo, ktoré nemá žiadne praktické využitie. Coulombova konštanta sa dá použiť iba pri bodových nábojoch a to iba v tom prípade že medzi nábojmi sa nachádza vákuu alebo vzduch. Ak sa medzi nábojmi nachádza iné dielektrikum, Coulombova konštanta sa nedá použiť, lebo súčasťou Coulombovej konštanty je permitivita vákua. Ani pre výpočet elektrickej sily, ani pre výpočet intenzity elektrického poľa nieje potrebná žiadna konštanta.

Podľa dnešných vedcov je elektrický prúd tvorený usporiadaným pohybom nosičov elektrického náboja, elektrónov. Keď na teleso A v tvare gule vyrobené z elektricky vodivého materiálu privediem záporný elektrický náboj, všetky voľné elektróny sa rozmiestnia rovnomerne po celom povrchu gule.

Na výpočet elektrickej sily pôsobiacej medzi dvomi telesami z elektrickým nábojom sa používa Coulombov zákon. Jednotkou elektrického náboja je coulomb C. 1C coulomb = 1As ampér sekunda.

Ak máme dve telesá, jedno teplejšie a druhé chladnejšie, ak sú tieto telesá v kontakte, dôjde k tepelnej výmene, teplejšie teleso odovzdá teplo chladnejšiemu a chladnejšie teleso príjme teplo od teplejšieho. Ak prijaté teplo označíme a odovzdané teplo a telesá si nevymieňajú teplo s prostredím, platí kalorimetrická rovnica: . Množstvo prijatého tepla sa rovná množstvu odovzdaného tepla.

Tepelná kapacita telesa je množstvo tepla, ktoré je potrebné na zohriatie telesa o jeden stupeň celzia. Tepelnú kapacitu telesa označujeme veľkým . Množstvo tepla, ktoré teleso prijme alebo odovzdá pri tepelnej výmene závisí od jeho tepelnej kapacity a rozdielu teplôt . , kde je pôvodná teplota telesa a je konečná teplota telesa.

Prečítajte si tiež: Recenzie elektronických terčov

Tepelná kapacita telesa rastie s jeho hmotnosťou. Koľkokrát je hmotnosť telesa z tej istej látky väčšia, toľkokrát je väčšia jeho tepelná kapacita. Hmotnostná tepelná kapacita látky je množstvo tepla potrebné na zohriatie 1 kg látky o jeden stupeň celzia. Označujeme ju malým . Hmotnostnú tepelnú kapacitu jednotlivých látok nájdeme v matematicko fyzikálno chemických tabuľkách.

To čo v bežnom živote nazývame vec, predmet, výrobok, … vo fyzike nazývame teleso. Telesá môžu byť tvorené z rôznych látok: stolička môže byť z dreva, kovu, plastu, prípadne môže byť vyrobená z viacerých látok, každá časť je vyrobená z látky, ktorá najviac spĺňa požiadavky na ňu kladené.

Keď zapojíme dva rezistory s odpormi do série (za sebou), výsledný odpor je súčtom jednotlivých odporov. Keď ich zapojíme paralelne (vedľa seba ), výsledný prúd je súčtom prúdov, ktoré by pretekali v samostatných obvodoch.

Svetlo sa v homogénnom (rovnorodom) prostredí šíri priamočiaro. Ak máme veľmi malý zdroj svetla (bodový zdroj svetla) uzavretý v nepriehľadnej schránke, na ktorej je kruhový otvor, svetlo uniká iba týmto otvorom a vytvára svetelný kužeľ, ako je na obrázku hore, tento svetelný kužeľ môžeme vidieť, pokiaľ sú vo vzduchu drobné prachové častice.

Šošovka je homogénne izotropné prostredie, ohraničené dvoma guľovými plochami alebo guľovou plochou a rovinou. Je to predmet z priehľadného materiálu slúžiaci v optike alebo v iných prípadoch na ovplyvnenie šírenia svetla v širšom zmysle, t. j. Šošovky sú najčastejšie sklenené, ale na ich výrobu sa bežne používajú aj plasty. Materiál šošovky je charakterizovaný indexom lomu, ktorý je vždy väčší ako jedna, a indexom absorpcie, ktorý je pre vlnové dĺžky v rozsahu použiteľnosti šošovky blízky nule. Najjednoduchší opis šírenia lúčov šošovkou poskytuje geometrická optika.

Najstaršia zmienka o šošovke pochádza z Aristofanovej divadelnej hry Oblaky, kde vystupovala ako zapaľovacie sklíčko. Spojka je uprostred hrubšia ako na okrajoch a má aspoň jeden vypuklý povrch.

V bežnom živote často nerozlišujeme medzi teplom a teplotou. Ak povieš „Je mi teplo.„, ide čiastočne o subjektívny pocit, vedľa sediacemu kamarátovi môže byť zima. Dve telesá majú rovnakú teplotu, ak priemerná kinetická energia ich častíc je rovnaká. O teplote má zmysel hovoriť len u makroskopických telies. Hovoriť o teplote jednotlivej častice nemá zmysel. Základnou jednotkou teploty je Kelvin, značka K. Vedľajšou jednotkou je stupeň celzia, značka .

Elektrický prúd je fyzikálna veličina. Je to usporiadaný pohyb elektrického náboja. Značka elektrického prúdu je I. Voľné elektróny vytvárajú v kovovom vodiči elektrický oblak. Voľné elektróny sa vo vodiči pohybujú chaoticky všetkými smermi. Hoci sa elektrický náboj pohybuje, zo štatistického hľadiska sa rovnaké množstvo elektrického náboja pohybuje jedným i druhým smerom a teda nejde o usporiadaný pohyb elektrónov a nejedná sa o elektrický prúd. Ak konce vodiča pripojíme k zdroju elektrického napätia, elektróny sa začnú pohybovať ku kladnému pólu zdroja. Naďalej budú vykonávať aj chaotický tepelný pohyb, ale vo vodiči bude aj usporiadaná zložka tohto pohybu. Vznikne usporiadaný pohyb elektrického náboja, ktorý nazývame elektrický prúd. Na elektróny pôsobí príťažlivá sila, pohybujú sa zrýchlene, ale často narazia do atómov vodiča a ich pohyb sa spomalí.

Viditeľné svetlo alebo len svetlo je elektromagnetické vlnenie s vlnovou dĺžkou približne 390 nm až 760 nm (nanometer je jedna miliardtina metra).

Newtonove pohybové zákony alebo Newtonove zákony pohybu alebo Newtonove princípy sú základné zákony mechaniky, ktoré zverejnil Isaac Newton v diele Philosophiae naturalis principia mathematica v r. 1687.

Kyvadlo. Doba kmitu (perióda): doba, za ktorú sa vykoná jeden kmit. Frekvencia (kmitočet): Počet kmitov za sekundu.

Na laboratórnom stole som ku koncu naklonenej roviny priložil vrchnák z papierovej škatule. Z naklonenej roviny som postupne spúšťal tri oceľové guličky, každá mala iný polomer a teda inú hmotnosť. Na konci naklonenej roviny gulička narazila do nádobky a nádobka sa posunula.

Zo skúsenosti viete, že keď sa nachádza tuhé teleso v kvapaline, tak v nej buď pláva alebo sa potopí. Do nádoby s vodou sme vložili prázdnu rozrezanú krabičku od džúsu. Miska vo vode plávala, Keď sme do nej vložili hlíníkové závažie, naďalej plávala. Keď sme nahradili malú krabičku veľkou krabicou, krabica plávala aj so železným závažím.

Video, kde som odmeral závislosť elektrického prúdu od elektrického napätia pri dvoch rôznych rezistoroch (rovnaký pokus s inými rezistormi budete robiť, keď sa vrátite do školy). Graf závislosti I od U. Modro sú namerané hodnoty, červene je graf pre priemerný odpor.Ak tam tá červená čiara nie je, tak voľným okom takmer nevidíme, že modrá čiara nie je priamka.

Elektrický odpor je fyzikálna veličina. Značka R. Je to podiel elektrického napätia a elektrického prúdu.

Už v prvom storočí nášho letopočtu zostrojil prvý parný stroj Herón Alexandrijský, ale bol používaný skôr pre zábavu, než na vykonávanie užitočnej práce. Parný stroj opäť vynašiel Thomas Newcomen v roku 1712. Výrazne ho zdokonalil James Watt, takže mnohí pripisovali vynález parného stroja Wattovi.

Pre každú vlastnosť, ktorú možno merať, možno zaviesť fyzikálnu veličinu a jednotku merania. Zatiaľ ste sa oboznámili s nasledujúcimi fyzikálnymi veličinami a ich jednotkami, alebo ste ich používali v bežnom živote. Čo sa stane, keď svetlo narazí na rozhranie dvoch prostredí?

Z chémie viete, že všetky prvky sa skladajú z atómov a jednotlivé atómy sa skladajú z protónov, elektrónov a neutrónov. Protóny majú kladný elektrický náboj, elektróny záporný elektricky náboj a neutróny elektrický náboj nemajú - preto sa volajú neutróny, lebo sú elektricky neutrálne. Atóm je elektricky neutrálny, má rovnaký počet elektrónov a protónov. V kovoch sa elektróny, ktoré sú vo vonkajšej vrstve elektrónového obalu, chovajú tak, akoby nepatrili ku konkrétnemu atómu, ale ku všetkým atómom v ich okolí. Hovoríme im voľné elektróny. Keď na konce kovového vodiča pripojíme zdroj elektrickej energie, tieto voľné elektróny sa začnú pohybovať smerom ku kladnému pólu zdroja.

Jednoduchý elektrický obvod môžeme vytvoriť zo zdroja elektrickej energie, napr. batérie a spotrebiča, napr. žiarovky. Elektrickým obvodom prechádza elektrický prúd, ak je obvod uzavretý a je v ňom zapojený zdroj elektrickej energie.

Zo skúsenosti vieme, že ak máme teleso v tvare valca, musíme vynaložiť oveľa menšiu silu, keď ho kotúľame po plášti, než keď ho tlačíme alebo ťaháme po základni. Ak na premiestnenie po tej istej dráhe vynaložíme väčšiu silu, vykonáme väčšiu prácu a teda minieme viac energie. Preto sa snažíme čo najviac minimalizovať trenie. Ušetríme tým vynaloženú prácu a v dôsledku toho, znížime náklady na rovnaký výsledný efekt.

Tlak je fyzikálna veličina. Značka . Jednotkou tlaku je pascal. Značka . Jeden pascal je tlak jeden newton na meter štvorcový. Ako získať názornú predstavu, aký veľký či malý je tento tlak?

Veľkosť oboch síl závisí od materiálov podložky a trecej plochy telesa. Sila, ktorú sme merali, nazývame trecia sila a tento fyzikálny jav nazývame trenie. Trenie v pokoji je pokojové trenie, trenie v pohybe je šmykové trenie.

Na hodine techniky som vám dal úlohu dosiahnuť, aby sa teleso vo vode vznášalo. Mali sme k dispozícii uzatvoriteľnú nádobu, odmerný valec, olovené kúsky slúžiace ako záťaž, kuchynské váhy. Prvou úlohou bolo: Vypočítajte, koľko gramov olova musíme dosypať do nádoby, aby sa teleso začalo vznášať?

Na kreslenie elektických obvodov (schém) sa používajú medzinárodne dohodnuté symboly elektrotechnických súčiastok. Pomocou tohto vzťahu možno odvodiť, prečo na telesá v kvapalinách pôsobí vztlaková sila a možno tiež vypočítať, aká veľká táto sila je.

Hoci ešte nemáte k dispozícii matematický aparát na úplné pochopenie všetkých javov spojených so štatistickou fyzikou, jednoduchými programami niektoré javy môžete nasimulovať. Použili ste fľašu na zaváranie, vrchnák, dve slamky a izolačný materiál napríklad plastelínu alebo lepidlo. Do vrchnáku ste urobili dve dierky, cez ktoré ste prestrčili slamky. Diery okolo slamiek ste zaizolovali a zafixovali. Jedna zo slamiek bola zastrčená tak, aby dosahovala takmer na dno, druhá bola väčšmi vysunutá von, aby sme do nej mohli fúkať vzduch. Aká musí byť sila pôsobiaca vľavo od osi otáčania, aby bola páka v rovnováhe? Všetky vyššie uvedené vlastnosti vieme využiť v rôznych zariadeniach a výrobkoch. Poznámka: bodka tu vystupuje ako operátor násobenia.

Pri obliekaní či vyzliekaní svetra ste neraz pozorovali, že sa vám zelektrizovali vlasy, niekedy sa vám to stane aj pri česaní - vlasy sú priťahované ku hrebeňu. Zelektrizovanie telies možno dosiahnuť viacerými spôsobmi. Podobne, ako magnetické vlastnosti dokážeme využiť aj elektrické vlastnosti látok.

Objem je fyzikálna veličina, ktorá je mierou veľkosti priestoru. Vedľajšou jednotkou objemu je liter, značka . Jeden liter zodpovedá kocke so stranou 1 dm. Preto platí . Fyzikálne veličiny meriame vo fyzikálnych jednotkách.

Elektrický náboj, ktorý vzniká pri vzájomnom styku niektorých telies (napr. pri trení) na ich povrchu. O telese, ktoré má elektrický náboj, hovoríme, že je zelektrizované, alebo že je elektricky nabité. Veľkosť elektrického náboja Q sa meria v jednotkách coulomb, značka C.Elektrický náboj má veľa dôležitých vlastností:

1. Elektricky nabité teleso pôsobí silou na iné telesá. Napr. zelektrizovaná týč z novoduru priťahuje guľôčku elektrického kyvadielka
2. Elektrický náboj môžeme dotykom preniesť z povrchu jedného telesa na povrch iného telesa. Napr. z elektricky nabitej tyče prenesieme náboj pomocou skúšobnej guľôčky na elektroskop alebo na elektrometer.
3. Elektrický náboj sa môže premiestňovať aj v telese. Látky, v ktorých sa elektrický náboj premiestňuje, volajú sa vodiče. Látky, v ktorých sa náboje nepremiestňujú, sú izolanty alebo dielektriká.
4. Existujú dva druhy elektrického náboja. Jeden označujeme ako kladný, druhý ako záporný. Kladný - sklená týč trená kožou, záporný - tyč z novoduru trená srsťou.
5. Dve telesá so súhlasnými elektrickými nábojmi sa navzájom odpudzujú, dve telesá s nesúhlasnými elektrickými nábojmi sa navzájom priťahujú.
6. Elektrický náboj je nedeliteľný. Nemôžeme ho deliť neobmedzene, ale iba po elementárny náboj.
7. Nosiči elektrických nábojov v atóme sú protóny a elektróny. Elektrický náboj protónu je kladný, elektrónu záporný, pričom náboje všetkých protónov a elektrónov sú rovnako veľké. Experimentálne sa dokázalo, že sú to elementárne náboje, ktoré nemožno ďalej rozdeliť. e = 1.602.10-19 C.
8. Každý atóm predstavuje sústavu kladných nábojov +e umiestnených v jadre atómu a sústavu záporných nábojov -e rozložených v jeho elektrónovom obale. Keď sa súčet nábojov +e rovná súčtu nábojov -e, atóm je navonok elektricky neutrálny.
9. Elektróny v elektrónovom obale atómu sú viazané elektrickými silami k jeho jadru. Keď sa z obalu odpúta jeden alebo viac elektrónov, vzniká z pôvodne neutrálneho atómu kladný ión, pripojením jedného alebo viacerých elektrónov k obalu vzniká záporný ión.
10. V atómoch kovov elektróny najviac vzdialené od jadier atómov sa od nich ľahko odpútavajú. Vznikajú voľné elektróny, ktoré tvoria v štruktúre kovov elektrónový plyn, ktorý spôsobuje dobrú elektrickú vodivosť kovov.
11. Pri trení dvoch telies nastáva premiestňovanie elektrónov z jedného telesa na druhé (zo srsti na tyč).

Vplyvom síl, pôsobiacich na voľné náboje sa tieto začnú premiestňovať v telese tak až vytvoria vo vnútri vodiča indukované elektrické pole Ei, ktoré v každom .... * b/ Elektrický náboj je kvantovaný. Ak neuvažujeme štruktúru základných čas- tíc ako elektronu, protonu, neutrónu, potom Tubovoľný elektrický náboj 2 exiatu-..

Premiestnenie elektrónov z jedného telesa na druhé záleží na vlastnostiach oboch telies. ... Pomocou elektroskopy zisťujeme, či má teleso elektrický náboj.Navyše .... Elektrický náboj sa môže premiestňovať aj v telese. Látky, v ktorých sa elektrický náboj premiestňuje, volajú sa vodiče. Látky, v ktorých sa náboje .... Rozloženie náboja spôsobuje, že intenzita poľa vnútri vodivého telesa je nulová, pretože intenzity jednotlivých bodov sa navzájom zrušia. Potenciál vnútri ...., ani zničiť. Nahraj odpoveď:..

Existujú dva základné typy elektrického náboja: kladný a záporný. Kladný náboj je priradený časticiam, ako sú protóny, zatiaľ čo záporný .... ✘ voľné častice, ktoré prenášajú elektrický náboj. - elektróny a ióny. ✘ na tieto častice pôsobí elektrické pole, ktoré spôsobuje ich pohyb, čo vytvára .... na druhé. 3. Elektrický náboj je premiestniteľný aj v jednom telese. (Látky, ktoré ľahko premiestňujú náboj sú vodiče.)

tags: #elektricky #naboj #premiestnovanie #v #telese