4.1.6 Elektrický potenciál



Podobné dokumenty
4.1.6 Elektrický potenciál

ELEKTROSTATIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 2. ročník

4.1.7 Rozložení náboje na vodiči

Práce v elektrickém poli Elektrický potenciál a napětí

elektrický náboj elektrické pole

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE

Práce, energie a další mechanické veličiny

Elektřina a magnetizmus - elektrické napětí a elektrický proud

Elektrostatické pole. Vznik a zobrazení elektrostatického pole

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Elektrický náboj a elektrické pole

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Elektrostatické pole Coulombův zákon - síla působící mezi dvěma elektrickými bodovými náboji Definice intenzity elektrického pole Siločáry

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Skalární a vektorový popis silového pole

GAUSSŮV ZÁKON ELEKTROSTATIKY

1.7.8 Elektrické pole

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str

Dělení napětí a proudu v elektrických obvodech (cvičení)

Cvičení F2070 Elektřina a magnetismus

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

Elektrické vlastnosti látek

3.1.5 Složené kmitání

4.2.6 Dělení napětí a proudu v elektrických obvodech (cvičení)

FYZIKA Elektrický náboj

Elektrické a magnetické pole zdroje polí

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Elektrické pole vybuzené nábojem Q2 působí na náboj Q1 silou, která je stejně veliká a opačná: F 12 F 21

7. Elektrolýza. Úkoly měření: Použité přístroje a pomůcky: Základní pojmy, teoretický úvod:

Práce, výkon, energie

Práce, výkon, energie

4.2.1 Elektrické obvody (cvičení)

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

7.1.3 Vzdálenost bodů

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS kontrolní otázky a odpovědi

7.5.1 Středová a obecná rovnice kružnice

Energie, její formy a měření

Poznámka. V některých literaturách se pro označení vektoru také používá symbolu u.

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Věra Keselicová. květen 2013

[ 5;4 ]. V intervalu 1;5 je funkce rostoucí (její první derivace je v tomto intervalu

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 07_1_Elektrický náboj a elektrické pole

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Kirchhoffovy zákony TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s

Elektřina a magnetismus úlohy na porozumění

5.2.4 Kolmost přímek a rovin II

5.2.3 Duté zrcadlo I. Předpoklady: 5201, 5202

15. Elektrický proud v kovech, obvody stejnosměrného elektrického proudu

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

PEM - rámcové příklady Elektrostatické pole a stacionární elektrický proud

3. ELEKTROMAGNETICKÉ POLE

Elektřina: Elektrostatika: Elektrostatika: Elektrostatika: Analogie elektřiny s mechanikou: Elektrostatika: Souvislost a analogie s mechanikou.

4.1.8 Látky v elektrickém poli

Okruhy, pojmy a průvodce přípravou na semestrální zkoušku v otázkách. Mechanika

Příklad 22 : Kapacita a rozložení intenzity elektrického pole v deskovém kondenzátoru s jednoduchým dielektrikem

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

4.3.5 Dělení úseček. Předpoklady:

Obsah. Obsah. 2.3 Pohyby v radiálním poli Doplňky 16. F g = κ m 1m 2 r 2 Konstantu κ nazýváme gravitační konstantou.

4. Práce, výkon, energie a vrhy

ELT1 - Přednáška č. 6

1. Úvod do pružnosti a pevnosti

1.5.2 Číselné soustavy II

1.5.2 Mechanická práce II

Kirchhoffovy zákony

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ TĚŽIŠTĚ

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

ČÁST V F Y Z I K Á L N Í P O L E. 18. Gravitační pole 19. Elektrostatické pole 20. Elektrický proud 21. Magnetické pole 22. Elektromagnetické pole

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud

Elektřina. Elektrostatika: Elektrostatika: Elektrostatika: Analogie elektřiny s mechanikou: Elektrostatika: Souvislost a analogie s mechanikou.

Definice. Vektorový prostor V nad tělesem T je množina s operacemi + : V V V, tj. u, v V : u + v V : T V V, tj. ( u V )( a T ) : a u V které splňují

Přehled veličin elektrických obvodů

BIOMECHANIKA. 9, Energetický aspekt pohybu člověka. (Práce, energie pohybu člověka, práce pohybu člověka, zákon zachování mechanické energie, výkon)

Lineární funkce, rovnice a nerovnice

7.5.3 Hledání kružnic II

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V ROVINĚ

Příklady elektrostatických jevů - náboj

Dynamika soustav hmotných bodů

7.2.1 Vektory. Předpoklady: 7104

a) [0,4 b] r < R, b) [0,4 b] r R c) [0,2 b] Zakreslete obě závislosti do jednoho grafu a vyznačte na osách důležité hodnoty.

2.4.9 Rovnice s absolutní hodnotou I

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

2.3.7 Lineární rovnice s více neznámými I

III Rychlé určování hodnot funkcí sinus a cosinus. Předpoklady: 4207, 4208

2.1 Pokyny k uzavřeným úlohám. 2.2 Pokyny k otevřeným úlohám. Testový sešit neotvírejte, počkejte na pokyn!

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

2.4.9 Rovnice s absolutní hodnotou I

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Další polohové úlohy

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum:

Obsah PŘEDMLUVA 11 ÚVOD 13 1 Základní pojmy a zákony teorie elektromagnetického pole 23

Elektřina. Petr Heřman Ústav biofyziky, UK 2.LF

Spojitost funkce, limity funkce I

Různé: Discriminant: 2

Název: II.FYZIKÁLNÍ TESTY SOUHRNNÉ OPAKOVÁNÍ VY_52_INOVACE_F2.19. Vhodné zařazení: Časová náročnost: 45 minut Ověřeno:

Transkript:

4.1.6 Elektrický potenciál Předpoklady: 4105, mechanická práce Pedagogická poznámka: Pokud nemáte čas je možné tuto hodinu probrat za 30 minut. Musíte však vynechat nebo urychlit sestavování závěrečné tabulky, což je podle mého názoru škoda. Vrátíme se ještě jednou k napětí. Napětí je práce při přemístění jednotkového náboje z A do B. B Na přemístěni, ale můžeme použít různé cesty pokud má mít pojem napětí smysl, musí platit, že práce vykonaná elektrickou silou při přemístění z A do B je stejná při libovolné cestě (Jinak by pro body A B neexistovala jedna hodnota napětí, ale mnoho, možná nekonečně mnoho různých hodnot). Je to rozumný předpoklad? Zkusíme nejjednodušší případ homogenní elektrické pole. A A B Různým typem šrafování jsou vyznačeny různé cesty z A do B. Všechny cesty můžeme rozdělit na: červené úseky (rovnoběžné se směrem pole, při pohybu po nich se koná práce) zelené úseky (kolmé na směr pole, při pohybu po nich se nekoná práce). Velikost síly je pořád stejná, součet všech červených úseků pro všechny cesty také ve všech případech pole vykoná stejnou práci. Dodatek: Stejně tak nezávisí práce na křivce, po které se pohybujeme, při pohybech v gravitačním poli (bez tření). Síly, které vytvářejí pole s touto vlastností, se nazývají konzervativní. Máme kladný náboj Q, a druhý kladný náboj Q 0 přemisťovat na místa 1,2,3., který je v místě 0. Z místa 0 ho budeme

3 Q 2 1 0 Kdo koná práci? Nepůjde to samo (kladné náboje se odpuzují) budeme muset náboj tlačit a v označených místech ho udržet (aby samovolně neunikl) pole koná zápornou práci, my konáme kladnou. (Jako když tlačíme vozík do kopce). Přemístěný náboj má energii (stejně jako zvednuté věci) může vykonat nějakou práci. Na čem energie závisí? na poloze (do větší blízkosti náboje Q je těžší náboj Q 0 přenést ve větší blízkosti náboje Q má náboj Q 0 větší energii) na velikosti náboje Q 0 Množství energie závisí na velikosti přemisťovaného náboje (podobně jako síla) hledáme objektivní veličinu (stejnou pro všechny náboje jako je elektrická intenzita) energii, kterou by v daném místě měl náboj o velikosti 1C = elektrický potenciál = E p Q [J/C] Jakou má jednotku? Stejnou jako napětí (práce vykonaná při přemístění náboje 1C) 1 volt Potenciální energie závisí na tom, kde si zvolíme nulovou energii. Za hladinu nulového potenciálu považujeme Zemi a předměty vodivě spojené se Zemí. Jaký je vztah potenciálu a napětí? Vezmeme náš předchozí obrázek, místo 0 spojíme vodivě se Zemí. Ve vyznačených bodech jsou vyznačeny jejich potenciály. Q 0 3 Q 2 1 0 Q 0 Jaké je napětí mezi bodem 1 a 2? U 1,2 = 2 1 U=100V Jaké je napětí mezi body 1 a 3? U= 3 1 U=300V Napětí mezi dvěma body je rozdíl potenciálů v těchto dvou bodech. K popisu elektrického pole můžeme používat i ekvipotenciální plochy = plochy, sestavené z bodů, které mají stejný potenciál (mají podobný význam jako vrstevnice na mapě. Vrstevnice spojují místa se stejnou nadmořskou výškou a tedy i se stejnou gravitační potenciální energií). Pedagogická poznámka: Studenty nechávám ekvipotenciální plochy kreslit do obrázku z předminulé hodiny, samozřejmě nejdříve samostatně.

Elektrické pole bodového náboje Elektrické pole dipólu

Elektrické pole dvou nabitých desek Elektrické siločáry jsou vždy kolmé na ekvipotenciální plochy. Pedagogická poznámka: Ačkoliv zbytek hodiny je z hlediska předávání poznatků víceméně zbytečný ( nic nového se studenti nedoví), považuji ho za velmi důležitý. Ve škole by nemělo jít jenom a přednesení maximálního množství údajů, ale měli bychom se snažit studentům pomoci v tom, jak tyto údaje efektivně zpracovávat. Zbytek hodiny je jedním z takových pokusů. Že není zbytečné se tímto zabývat dokumentuje i to, že závěrečnou tabulku bez následujícího povídání dosud nesestavil nikdo. Př. 1: V elektrostatice jsme dosud probrali šest veličin: F, E, W, U, a E p. Těchto šest veličin můžeme podle jejich charakteru rozdělit do dvou skupin po třech. První skupinu tvoří veličiny, jejichž hodnota závisí na velikosti náboje (z pohledu nábojů subjektivní), který v prostoru sledujeme: F, W, E p. Druhou skupinu tvoří veličiny, jejichž hodnota nezávisí na velikosti náboje (z pohledu nábojů objektivní), který v prostoru sledujeme (jsou stejné pro všechny umísťované náboje): E, U,. Př. 2: Ke každému z následujících termínů ( strmost kopce, nadmořská výška, převýšení ) přiřaď dvě z šesti probraných elektrostatických veličin: F, E, W, U, a E p. strmost kopce : F, E nadmořská výška : E p, převýšení : W, U vždy najdeme jednu objektivní a jednu subjektivní veličinu Př. 3: Sestav tabulku, která bude obsahovat termíny ( strmost kopce, nadmořská výška,

převýšení ), probrané elektrostatické veličiny: F, E, W, U, a E p a bude zachycovat souvislosti objevené v předchozích příkladech. Všechny předchozí souvislosti můžeme shrnout do následující tabulky: Závěrečný přehled elektrostatických veličin Význam Veličina závislá na velikosti náboje Veličina nezávislá na velikosti náboje Strmost kopce vytvořeného elektrickým polem Energie ( nadmořská výška ) Práce ( převýšení ) Elektrická síla F Elektrická intenzita E Energie elektrického pole E p Potenciál ϕ Práce konaná elektrickým polem W Napětí U Pedagogická poznámka: Tabulka je důležitá. Jde o způsob, jak zkoušet studenty naučit vzájemné spojování a utřiďování informací. Pokud je čas, je vhodné nechat studenty, aby si probrané jednotky na základě předchozích příkladů utřídili do tabulky sami a jejich výtvory korigovat. Shrnutí: Náboje v elektrickém poli mají potenciální energii. Za místo s nulovou hodnotou této energie považujeme povrch Země (a předměty s ním spojené). Této energii přepočítané pro náboj 1 C říkáme potenciál.