DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-03 Téma: Elektrické napětí a elektrický proud Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý a Mgr. Josef Kormaník VÝKLAD Elektřina a magnetizmus - elektrické napětí a elektrický proud Obsah ELEKTRICKÝ POTENCIÁL Φ... 2 Nulový potenciál... 2 Ekvipotenciální hladiny (plochy)... 2 ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ... 3 Elektronová vodivost... 4 Iontová vodivost... 4 Elektrické izolanty... 4 ELEKTRICKÝ PROUD... 4 Konvenční směr proudu... 5 Skutečný směr proudu... 5 VY_32_INOVACE_T3-3-03_Elektricke_napeti_a_elektricky_proud.docx stránka 1
ELEKTRICKÝ POTENCIÁL Φ je skalární veličina proto je výhodnější pro popsání elektrického pole než vektorová veličina INTENZITA ELEKTRICKÉHO POLE E φ [V]... elektrický potenciál (čteme fí, [volt]) W [J]... elektrická práce Q [C]... elektrický náboj Elektrický potenciál v daném bodě A elektrického pole má velikost 1 V, když vykonáme práci 1 J aby náboj o velikosti 1 C byl přenesen z místa nulového potenciálu do bodu A. W Q Nulový potenciál takový potenciál má zemský povrch vodič, který je pevně spojen se zemským povrchem = uzemněný vodič - uzemněný vodič má také nulový potenciál NULOVÝ POTENCIÁL Ekvipotenciální hladiny (plochy) tvoří jí takové body v elektrickém poli, které mají stejnou hladinu el. potenciálu ekvipotenciální plochy jsou vždy kolmé na el. siločáry el. potenciál je po celém povrchu izolovaného vodiče stejný VY_32_INOVACE_T3-3-03_Elektricke_napeti_a_elektricky_proud.docx stránka 2
EKVIPOTENCIÁLNÍ HLADINY V HOMOGENNÍM ELEKTRICKÉM POLI EKVIPOTENCIÁLNÍ HLADINY V RADIÁLNÍM ELEKTRICKÉM POLI ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ je dáno rozdílem potenciálů mezi dvěma body elektrického pole U 2 1 U [V]... elektrické napětí (čteme volt) W [J]... elektrická práce Q [C]... elektrický náboj U W Q Elektrické napětí 1 V je rovno práci 1 J, kterou musíme vykonat, aby náboj o velikosti 1 C byl přenesen mezi dvěma body s různým elektrickým potenciálem. VY_32_INOVACE_T3-3-03_Elektricke_napeti_a_elektricky_proud.docx stránka 3
Elektronová vodivost většina látek má krystalovou mřížku krystalová mřížka je tvořená kmitajícími kladnými ionty látky s volnými elektrony nazýváme elektrické vodiče s elektronovou vodivostí elektrickými vodiči jsou všechny kovy Iontová vodivost takovou vodivost mají kapalné látky Elektrické izolanty nemají volné částice s elektrickým nábojem nebo jich mají velmi málo nazýváme je nevodiče dokonalé izolanty neexistují ELEKTRICKÝ VODIČ ELEKTRICKÝ NEVODIČ ELEKTRICKÝ PROUD částice látky se pohybují neuspořádaně (Brownův pohyb) po připojení vodiče na zdroj el. napětí začne na každou částici s el. nábojem Q působit síla F částice začnou konat usměrněný pohyb, proto vodičem prochází elektrický proud elektrický proud v kovových vodičích je tvořen usměrněným tokem volných elektronů projde-li libovolným průřezem vodiče za dobu t náboj Q rovnoměrně, prochází vodičem elektrický proud I I [A]... elektrický proud (čteme ampér) Q [C]... elektrický náboj t [s]... čas I Q t VY_32_INOVACE_T3-3-03_Elektricke_napeti_a_elektricky_proud.docx stránka 4
1 ampér je stálý elektrický proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného kruhového průřezu umístěnými ve vakuu ve vzájemné vzdálenosti 1 metr vyvolá mezi nimi stálou sílu o velikosti 2.10-7 newtonu na 1 metr délky vodiče. Konvenční směr proudu byl stanoven dohodou dříve, než byla známa podstata el. proudu Skutečný směr proudu byl objeven později, jedná se o směr pohybu elektronů VY_32_INOVACE_T3-3-03_Elektricke_napeti_a_elektricky_proud.docx stránka 5
VY_32_INOVACE_T3-3-03_Elektricke_napeti_a_elektricky_proud.docx stránka 6