Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Coulombův zákon Obor: ElektriářRočník: 1.Vypracoval:Ing. Josef Nevařil OB21-OP-EL-ZEL-LAC-U-1-003 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. Coulombův zákon Elektrický náboj: (označení Q, jednotkaC – Coulomb) Charakterizuje vlastnost těles (částic) vstupovat do elektromagnetické interakce. Rozlišujeme dva druhy elektrického náboje – kladný a záporný. Nejmenšími stabilními částicemi s elektrickým nábojem jsou protony a elektrony. Jejich velikost náboje je stejná, liší se však znaménkem (elektron nese záporný náboj, proton kladný). Náboj protonu a elektronu se nazývá elementární náboj a má velikost: e=1,602.10-19 C. Elektrický náboj jakéhokoliv tělesa je roven celistvému násobku elementárního náboje.

4. Coulombův zákon Elektrická síla: (označeníFe, jednotka N– Newton) Je mírou interakce mezi nabitými tělesy (částicemi). Je to vektorová veličina, tj. má velikost a směr. Nesou-li nabitá tělesa (částice) náboj stejného znaménka, pak se tělesa (částice) elektrickými silami navzájem odpuzují a). V případě opačných znamének se přitahují b). a) b) + + - + -Fe Fe Fe -Fe r r Velikost elektrické síly Fev případě bodových nábojů vyjadřuje Coulombův zákon.

5. Coulombův zákon Coulombův zákon: Velikost elektrické síly mezi částicemi nesoucí náboj Q1a Q2, je přímo úměrná velikosti obou nábojů a nepřímoúměrná čtverci jejich vzdálenosti r: kde 0 je permitivita vakua, 0= 8,85.10-12 C2/(N.m2), je r relativní permitivita prostředí, ve kterém se náboje nachází (prostředí musí být elektricky nevodivé). Pro vakuum a pro vzduch je relativní permitivita r=1, pro ostatní dielektrika r>1.

6. Coulombův zákon Příklad č.1: Vypočítejte elektrickou sílu, kterou se odpuzují dva elektrony ve vakuu. Vzdálenost elektronů je 10-9 m. Řešení: Q1= -1,6.10-19 C Q2 = -1,6.10-19 C r = 1 r = 10-9 m Fe = ? [N] Elektrony se odpozují elektrickou silou 2,3.10-9 N.

7. Coulombův zákon Příklad č.2: Dvě bodové částice nesoucí stejnou velikost náboje se přitahují silou 1,33.10-9 N.Částice jsou umístěny ve vakuu a jejich vzdálenost je 5.10-9 m. Vypočítejte velikost nábojů nesených těmito částicemi. Řešení: Fe=1,33.10-9 N r= 5.10-9 m r= 1 |Q| = |Q1|= |Q2| =? [C] Velikost náboje každé částice je 1,92.10-18 C.

8. Intenzita elektrického pole Intenzita elektrického pole: (označení E, jednotka V/m - Volt na metr) Elektrický náboj vytváří elektrické pole. Intenzita elektrického pole vyjadřuje velikost a směr tohoto pole. Graficky elektrické pole znázorňujeme pomocí elektrických siločar. b) Elektrické siločáry v okolí záporného náboje a) Elektrické siločáry v okolí kladného náboje - +

9. Intenzita elektrického pole Umístíme-li v elektrickém poli do bodu A kladný „zkušební“ náboj Q, bude na tento náboj působit elektrická síla Fe Fe A Q Intenzita elektrického pole v bodě Aje: E Velikost intenzity pole tvořenéhobodovým elektrickým nábojem ve vzdálenosti r je: r + Q

10. Intenzita elektrického pole Příklad č.3: Vypočítejte velikost intenzity elektrického pole částice nesoucí náboj 4,8.10-17 ve vzdálenosti 1 mm od částice. Částice je umístěna ve vakuu. Řešení: Q = 4,8.10-17 C r= 0,001 m r= 1 E= ? [V/m] Částice nesoucí elementární náboj vyvolá ve vzdálenosti 1 mm intenzitu pole o velikosti 0,43 V/m.

11. Děkuji Vám za pozornost Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D. Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky