elektrické napätie
DESCRIPTION
Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia. Elektrické napätie. Obsah. Meranie elektrického napätia Druhy voltmetrov Použité zdroje. Práca v homogénnom elektrickom poli Elektrický potenciál Ekvipotenciálne plochy Elektrické napätie - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Elektrické napätie
Kód ITMS projektu: 26110130519Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda
Predmet Fyzikálny seminár
Ročník, triedy: 4. ročník
Tematický celok: Elektrické pole
Vypracoval: Mgr. Jolana Szanková
Dátum: február 2014
Obsah
1. Práca v homogénnom elektrickom poli
2. Elektrický potenciál3. Ekvipotenciálne ploch
y4. Elektrické napätie5. R. A. Millikan6. Millikanov pokus
2
7. Meranie elektrického napätia
8. Druhy voltmetrov9. Použité zdroje
Práca v homogénnom elektrickom poli• v elektrickom poli pôsobí na náboj Q elektrická sila,
ktorá pri premiestnení náboja vykoná prácu W• elektrická sila:• pre prácu síl v homogénnom elektrickom poli platí:
3
Fe = Q . EFe = Q . E
W = Fe . d = Q . E . dW = Fe . d = Q . E . d
Bodový náboj v elektrickom poli má istú elektrickú potenciálnu energiu Ep. Bodový náboj v elektrickom poli má istú elektrickú potenciálnu energiu Ep.
Elektrická potenciálna energia Ep náboja Q je určená prácou, ktorú vykoná elektrická sila pri premiestnení daného náboja z daného miesta na povrch Zeme (nezávisle od trajektórie).
Elektrická potenciálna energia Ep náboja Q je určená prácou, ktorú vykoná elektrická sila pri premiestnení daného náboja z daného miesta na povrch Zeme (nezávisle od trajektórie).
Ep = WEp = W
E – intenzita elektrického poľaE – intenzita elektrického poľa
4
V homogénnom poli medzi dvoma rovnobežnými vodivými platňami má kladne nabitá platňa vzhľadom na uzemnenú platňu potenciál:
V homogénnom poli medzi dvoma rovnobežnými vodivými platňami má kladne nabitá platňa vzhľadom na uzemnenú platňu potenciál:
E - je veľkosť intenzity poľad - je vzdialenosť platníE - je veľkosť intenzity poľad - je vzdialenosť platní
Ekvipotenciálne plochy• množiny bodov elektrického poľa s rovnakým
potenciálom
5
Homogénne elektrické poleHomogénne elektrické pole Radiálne elektrické poleRadiálne elektrické pole
ekvipotenciálnymi hladinami sú plochy rovnobežné s platňamiekvipotenciálnymi hladinami sú plochy rovnobežné s platňami
ekvipotenciálnymi hladinami sú sústredné guľové plochyekvipotenciálnymi hladinami sú sústredné guľové plochy
Elektrické napätie
6
Elektrické napätie meriame voltmetrom.Elektrické napätie meriame voltmetrom.
Medzi dvoma bodmi danej hladiny potenciálu je nulové napätie.Medzi dvoma bodmi danej hladiny potenciálu je nulové napätie.
Elektrické napätie• Elektrické napätie U medzi dvoma rovnobežnými
platňami je:• Potenciál kladne nabitej platne je:• Intenzita elektrického poľa:
• Práca:
7
W = Fe . d = Q . E . dW = Fe . d = Q . E . d
W - veľkosť práce vykonanej pri prenesení náboja Q medzi dvoma bodmi, medzi ktorými je napätie U.
W - veľkosť práce vykonanej pri prenesení náboja Q medzi dvoma bodmi, medzi ktorými je napätie U.
W = Q . UW = Q . U
d - je vzdialenosť platníd - je vzdialenosť platní
Robert Andrews Millikan• v roku 1913 odmeral veľkosť elementárneho náboja e• pozoroval mikroskopom pohyb malých olejových
kvapôčok jemne rozprášených v homogénnom elektrickom poli medzi dvoma rovnobežnými platňami
• dokázal nespojitosť elektrického náboja a existenciu e• potvrdil predstavy o zložení látok z častíc• dostal Nobelovu cenu za fyziku za prácu
o elementárnom elektrickom náboji (1923)
8
americký fyzikamerický fyzik
Millikanov pokus• Millikan vstrekoval kladne nabité olejové kvapôčky
do rovnorodého poľa medzi dvoma vodorovnými platnička, pričom spodná mala kladný náboj
• niektoré kvapôčky sa chvíľu udržali v poli - nešli hore ani nespadli dole
9
e = 1,602 . 10-19 C e je veľkosť elementárneho náboja
e = 1,602 . 10-19 C e je veľkosť elementárneho náboja
- menil napätie a keď bol náboj celočíselným násobkom 1,602 . 10-19 C, kvapôčky sa zase dostali do rovnovážneho stavu
- menil napätie a keď bol náboj celočíselným násobkom 1,602 . 10-19 C, kvapôčky sa zase dostali do rovnovážneho stavu
dokazuje
kvantovanie
elektrického nábojadokazuje
kvantovanie
elektrického náboja
Millikanov pokus• na každú kvapôčku pôsobí tiažová sila:• a elektrická sila:• pri vhodnom napätí U medzi platňami
možno dosiahnuť, že : FG = Fe
• pre veľkosť síl platí:
• pre náboj kvapôčky:
10
m – hmotnosť kvapôčkyQ – kladný elektrický nábojm – hmotnosť kvapôčkyQ – kladný elektrický náboj
E – intenzita elektrického poľaU – napätie medzi platňamiE – intenzita elektrického poľaU – napätie medzi platňami
Meranie elektrického napätia• Voltmeter je prístroj na meranie elektrického
napätia.• Schematická značka:• Voltmeter sa zapája do elektrického obvodu
paralelne k meranému spotrebiču alebo k zdroju:
11
Druhy voltmetrov
• analógové - ručičkové - má stupnicu s pohyblivou ručičkou
• digitálne - na displeji sa ukáže číselný údaj nameranej hodnoty napätia
12
Pravidlá pri meraní napätia:- nastaviť prístroj na meranie napätia- nastaviť rozsah merania- svorka označená na prístroji + sa spájas rovnako označenou svorkou zdroja- voltmeter sa zapája paralelne
Pravidlá pri meraní napätia:- nastaviť prístroj na meranie napätia- nastaviť rozsah merania- svorka označená na prístroji + sa spájas rovnako označenou svorkou zdroja- voltmeter sa zapája paralelne
Použité zdroje
• Bednařík M., Svoboda E. a kol.: Fyzika pre 2.ročník gymnázií, 1993, SPN, Bratislava
• Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis, Bratislava, 2011
• Lank V., Vondra M.: Fyzika, 2008, Fragment s.r.o.• http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/
antiqueimages/millikan.jpg• http://notebook.pege.org/2004-car-adapter/digital-
voltmeter.jpg• http://www.oskole.sk/images/ekvipotencial_plochy.jpg
13