Skúmame magnetické vlastnosti látokMagnet v našom živote: Magnetky na chladničke Magnetická tabuľa Magnetické figúrky KompasDruhy magnetov: Prírodný ( ruda magnetovec- magnetit) Umelý ( z ocele, zliatin) ElektromagnetVlastnosti tyčového magnetu:Pôsobí na diaľku, aj cez niektoré látky.Priťahuje len predmety z feromagnetických látok ( železo, oceľ, nikel, kobalt).Má dva rôzne póly: o severný, označenie N (North)( zvyčajne farebne odlíšený)o južný, označenie S (South)

Magnet pôsobí na telesá vo svojom okolí magnetickou silou.Magnety na seba tiež pôsobia magnetickými silami. Tie môžu byť:Príťažlivé ( medzi nesúhlasnými pólmi)N S S NOdpudivé ( medzi súhlasnými pólmi)

N N S S Okolo každého magnetu je magnetické pole.Magnet je „najsilnejší“ na svojich póloch.Ako si vyrobiť magnetAk vložíme do silného magnetického poľa teleso s feromagnetickej látky, dôjde k jeho zmagnetizovaniu. Zmagnetizovanie môže byť:

Dočasné , ak je teleso z magneticky mäkkej ocele. ( po odstránení magnetu je teleso opäť „nemagnetické“ ) Trvalé , ak je teleso z magneticky tvrdej ocele. ( po odstránení magnetu teleso ostáva zmagnetizované)Magnetické pole môžeme znázorniť pomocou magnetických indukčných čiar. Sú to uzavreté krivky. Ich tvar môžeme vidieť pomocou železných pilín.

Magnetické indukčné čiary sa znázorňujú orientované mimo magnetu od severného pólu k južnému pólu.

Praktické cvičenieÚloha: - Pozoruj a over rozdiel medzi predmetmi z magneticky mäkkej a tvrdej ocele.- Demonštruj tvar magneticky indukčných čiar tyčového magnetu.Pomôcky:________________________________________________________________________________Postup práce:

Náčrt pokusu:

Záver:

Zem ako magnetOkolo Zeme je magnetické pole.Magnetické pole Zeme sa podobá na magnetické pole tyčového magnetu, teda má svoj severný a južný magnetický pól.POZOR! Južný magnetický pól sa nachádza v blízkosti severného zemepisného pólu.Severný magnetický pól sa nachádza v blízkosti južného zemepisného pólu.

Magnetka je tenký pásik zmagnetizovanej ocele, ktorý sa môže otáčať.Kompas obsahuje magnetku a smerovú ružicu na určovanie svetových strán.

Buzola plní funkciu kompasu a môžeme s ňou určovať azimut (pochodový uhol) . Magnetické pole Zeme nás chráni pred časticami vyvrhovanými Slnkom. Presné vysvetlenie magnetizmu Zeme zatiaľ nepoznáme. Niektoré živočíchy používajú na navigáciu magnetické pole Zeme. Kompas objavili v starovekej Číne asi pred 2000 rokmi .

Skúmame elektrické vlastnosti látok. Elektrický nábojKaždodenné zelektrizovanie: Češeme si vlasy „kopne“ nás kľučka, kamarát, ... Pokúšame sa odhodiť mikroténovú rukavicu po nákupe pečiva Telesá okolo nás môžeme zelektrizovať trením. (mikroténový pásik, balón, pravítko, hrebeň,...) Pri trení týchto telies dochádza medzi nimi k presunu elektrónov z jedného telesa na druhé. Zelektrizované teleso je elektricky nabité, má elektrický náboj. ATÓMAtóm je základná stavebná častica látky. Jeho zloženie:

Atómové jadro : - protóny p+ – častice s kladným nábojom - neutróny n0 – častice bez elektrického nábojaElektrónový obal: - elektróny e- - častice so záporným elektrickým nábojom Každý atóm je navonok elektricky neutrálny!

Elektrický nábojZelektrizované teleso môže mať:- Kladný elektrický náboj- Záporný elektrický nábojZelektrizované telesá pôsobia na seba elektrickou silou. Tá môže byť :- Príťažlivá medzi nesúhlasnými nábojmi- Odpudivá medzi súhlasnými nábojmi

Elektrický náboj je fyzikálna veličina, označuje sa Q a jeho základnou jednotkou je coulomb (kulomb), označenie C.Existuje najmenší možný elektrický náboj- elementárny el. náboj.Má ho - jeden elektrón(záporný elementárny el. náboj)

- jeden protón (kladný elementárny el. náboj) Elementárny elektrický náboj je veľmi malý: e = 1,602⋅10–19 C (náboj protónu)Pozn.: náboj elektrónu je rovnaký, len záporný.Platí: 1C = 6 · 1018 e 1 C je veľký elektrický náboj, preto sa používa menšia jednotka mikrocoulomb, označenie μC.Platí: 1 μC = 0,000 001 C

Prenos elektrického náboja. ElektroskopElektroskop je zariadenie, ktoré dokáže zistiť, či je teleso elektricky nabité.Ak má takéto zariadenie stupnicu, nazýva sa elektrometer.Pozn.: Elektroskop nerozlišuje kladne a záporne nabité teleso.

Elektrický náboj z elektricky nabitého telesa dokážeme dotykom na elektroskop preniesť. A to aj opakovane. Vtedy sa ručička vychýli viac.Ak sa dotkneme elektroskopu záporne nabitým telesom, elektróny prejdú z tohto telesa na elektroskop. Ručičky elektroskopu budú nabité záporne a rozostúpia sa. Ak sa dotkneme elektroskopu kladne nabitým telesom, elektróny prejdú z elektroskopu na teleso. Ručičky elektroskopu budú nabité kladne a rozostúpia sa.Poučenie: pri prenose náboja sa v skutočnosti VŽDY presúvajú elektróny. Ak nabitý elektroskop spojíme vodivo zo zemou (dotkneme sa ho), dôjde k prenosu náboja medzi zemou a elektroskopom. Hovoríme, že sme ho uzemnili. Výchylka elektroskopu sa vtedy stratí, elektroskop bude elektricky neutrálny.

Praktické cvičenieÚloha: Demonštruj a pozoruj prenos elektrického náboja na elektroskop

Pomôcky: _______________________________________________________________Postup práce:

Náčrt pokusu:

Záver:

Elektrické pole. Telesá v elektrickom poli

Okolo každého zelektrizovaného telesa je elektrické pole.Vieme: Zelektrizované telesá pôsobia na všetky telesá vo svojom okolí elektrickou silou.Elektrické pole znázorňujeme pomocou elektrických siločiar. Elektrické siločiary sú čiary, ktoré znázorňujú silové pôsobenie elektrického poľa.Dohodou je určená ich orientácia: od kladného náboja k zápornému náboju.

Z hľadiska elektrickej vodivosti môžeme rozdeliť látky na : elektrické vodiče (napr. kovy)elektrické izolanty (plasty, papier)Ak umiestnime teleso do elektrického poľa, môže v ňom dôjsť k:elektrostatickej indukcii, ak je to vodič,polarizácii, ak je to izolant.

Elektrostatická indukciaV elektrickom poli je elektrický vodič, v ktorom sa môžu voľne pohybovať častice s elektrickým nábojom – voľné elektróny. Ak je vodič elektrickom poli, dochádza vo vodiči k presunu elektrického náboja, tento jav sa nazýva elektrostatická indukcia. Preto sa ručička elektroskopu vychýli, aj keď sa tyč elektroskopu nedotkne! Polarizácia izolantuV elektrickom poli je izolant, ktorý nemá voľne sa pohybujúce častice s el. nábojom.Ak je izolant v elektrickom poli, dochádza len v rámci jeho atómov k presunu elektrického náboja, tento jav sa nazýva polarizácia izolantu. Preto papieriky priskáču k hrebeňu, balón a mikrotén sa udržia na stene. V atómoch papiera i v stene dochádza k presunu náboja.

Elektrický obvod. Elektrické vodiče a izolantyToto je najjednoduchší elektrický obvod: Zdroj elektrického napätia (plochá batéria) a spotrebič (žiarovka)Žiarovka svieti, obvodom prechádza elektrický prúd.Zvyčajne je elektrický obvod tvorený aj elektrickými vodičmi , ktoré spájajú jednotlivé komponenty el. obvodu. Podmienky vedenia el. prúdu v obvode:

- Zdroj elektrického napätia (energie)- Uzavretý elektrický obvod- Spojenie všetkých komponentov elektrickými vodičmi (kovy, grafit)Už vieme:- elektrické vodiče sú látky, ktoré vedú el. prúd

- elektrické izolanty sú látky, ktoré nevedú elektrický prúd (drevo, sklo, plasty)Pre zjednodušenie znázornenia el. obvodu používame jeho schému.

Do schémy zakresľujeme elektrotechnické značky jednotlivých komponentov:

Elektrický prúd v kovovom vodiči. Tepelné účinky el. prúduLátky, ktoré vedú elektrický prúd sa nazývajú elektrické vodiče. Najbežnejšími elektrickými vodičmi sú kovy.V kovoch sa z vonkajších vrstiev v elektrónovom obale uvoľňujú elektróny, ktoré sa potom v kove voľne pohybujú neusporiadaným pohybom. Preto ich nazývame voľné elektróny. Ak kovový vodič uzavrieme v elektrickom obvode, začnú sa elektróny pohybovať aj usmerneným pohybom , a to od záporného pólu zdroja ku kladnému pólu zdroja.Elektrický prúd v kovovom vodiči je teda tvorený usmerneným pohybom voľných elektrónov. Prechodom elektrického prúdu cez vodič sa vodič zahrieva.Teplota, na ktorú sa zahreje závisí od vlastností vodiča (dĺžka, hrúbka, materiál).Vo všeobecnosti platí, že čím vodičom prechádza väčší prúd, tým sa vodič zohreje viac.Tento jav má želané i neželané účinky. Medzi želané tepelné účinky patrí: rozsvietenie vlákna žiarovky, rozžeravenie špirály v tepelných elektrických spotrebičoch . (žehlička, elektrický sporák, ...)

Medzi neželané účinky patrí i zohriatie žiarovky na vysokú teplotu (veľké tepelné straty).Čo je to skrat?Elektrický prúd si vždy v el. obvode „hľadá najkratšiu cestu“. Ak sú vodiče a aj spotrebiče v poriadku, nič sa nedeje.Ak dôjde k poškodeniu vodiča alebo spotrebiča, vznikne pre el. prúd „kratšia cesta“, vždy neželaná, ktorá má za následok veľký el. prúd – prehriatie vodiča a poškodenie spotrebiča, či dokonca požiar.Pred skratom chránime spotrebiče, domácnosť poistkami či ističmi.(o princípe ističov neskôr)Poistka sa pri prechode neželane vysokým prúdom prepáli, preruší el. obvod a tým ochráni spotrebiče, či domácnosť.Fyzikálna veličina elektrický prúd. Meranie prúduElektrický prúd je fyzikálna veličina. Označuje sa I. Základnou jednotkou je ampér, označenie A.Ďalšie jednotky: miliampér: 1mA = 0,001 Amikroampér: 1μA = 0,001 mA = 0,000 001 Akiloampér: 1 kA = 1 000 AElektrický prúd môžeme vypočítať ako podiel elektrického náboja a času, za ktorý náboj vodičom prejde:Definícia 1 Ampéra: Vodičom prechádza prúd 1 A, ak každú sekundu prejdú prierezom vodiča častice s celkovým nábojom 1C. Elektrický prúd meriame ampérmetrom. Elektrotechnická značka ampérmetra je

V súčasnosti používame hlavne digitálne ampérmetre. Pre správne meranie elektrického prúdu treba dodržať tieto pravidlá: Ampérmeter zapájame do obvodu vždy „do série“ – tak, aby nevznikol uzol:Kladnú svorku ampérmetra pripojíme na kladnú svorku zdroja a zápornú na zápornú . ( + na + , - na –) Ak je to potrebné nastavíme, či meriame jednosmerný prúd alebo striedavý prúd.Na začiatku vždy nastavíme najväčší merací rozsah.Merací rozsah postupne zmenšujeme, kým neodmeriame správnu hodnotu. Elektrické sily a elektrické pole vo vodičiElektrický prúd v kovovom vodiči je tvorený usmerneným pohybom voľných elektrónov.Skutočný smer elektrického prúdu je teda od záporného pólu zdroja ku kladnému pólu zdroja.Dohodnutý smer elektrického prúdu je od kladného pólu zdroja k zápornému pólu zdroja.Smer prúdu si vedci dohodli predtým ako poznali jeho skutočnú podstatu.

Ak vytvoríme uzavretý elektrický obvod so zdrojom elektrickej energie, vytvorí sa v ňom elektrické pole.Na voľné elektróny potom začne pôsobiť v celom elektrickom obvode elektrická sila.Pohybujúce sa voľné elektróny majú pohybovú energiu, časť tejto energie odovzdávajú pri prechode vodičom, čím sa vodič zohrieva.Podmienky vedenia elektrického prúdu trochu inak:- jedným smerom pôsobiace elektrické pole, ktoré vznikne ako dôsledok pripojenia vodiča na zdroj elektrickej energie,- prítomnosť voľných elektrónov

Elektrické napätie. Meranie napätiaZdroj elektrickej energie v elektrickom obvode má elektrické napätie.Je to vlastnosť, ktorá súvisí s množstvom práce vykonanej zdrojom pri premiestňovaní elektrického náboja.Elektrické napätie je fyzikálna veličina. Označuje sa U. Základnou jednotkou je volt, označenie V.Ďalšie jednotky: milivolt: 1mV= 0,001 V

kilovolt: 1 kV = 1 000 VElektrické napätie meriame voltmetrom. Elektrotechnická značka voltmetra je V súčasnosti používame hlavne digitálne voltmetre.Pre správne meranie elektrického napätia treba dodržať tieto pravidlá: Voltmeter zapájame do obvodu vždy „paralelne“ – tak, aby vznikol uzol:

Kladnú svorku voltmetra pripojíme na kladnú svorku zdroja a zápornú na zápornú .( + na + , - na –) Ak je to potrebné nastavíme, či meriame jednosmerné napätie alebo striedavé napätie .Na začiatku vždy nastavíme najväčší merací rozsah.Merací rozsah postupne zmenšujeme, kým neodmeriame správnu hodnotu. Praktické meranie1. Odmeraj elektrický prúd na rôznych miestach jednoduchého elektrického obvodu.2. Odmeraj elektrické napätie medzi koncovými bodmi rôznych úsekov jednoduchého elektrického obvodu.Pomôcky:

___________________________________________________________________Číslomerania Merací rozsahstupnice Odchýlkamerania Prúd1. I1 =2. I2 =3. I3 =1. 2. 3.

Záver:_______________________________________________________________________Číslomerania

Merací rozsahstupnice od do Odchýlkamerania Napätie1 U1 =2 U2 =3 U3 =1. 2. 3.

IA

UV

Záver : _______________________________________________________________________

Elektrický odpor vodiča. Ohmov zákonKaždý vodič kladie prechádzajúcemu elektrickému prúdu odpor.Elektrický odpor je fyzikálna veličina, označuje sa R.Jeho základnou jednotkou je ohm, označenie Ω. Ďalšie jednotky:1kΩ = 1 000 Ω 1MΩ = 1 000 k Ω = 1 000 000 Ω Súčiastka so stálym elektrickým odporom sa nazýva rezistor, jej elektrotechnická značka je: Do elektrického obvodu ho zapájame, ak chceme napr. meniť veľkosť elektrického prúdu v obvode. Pre každý vodič alebo spotrebič platí:

vodičom prechádza elektrický prúd medzi koncami vodiča je elektrické napätie vodič má elektrický odpor ( daný od výroby)Podiel elektrického napätia na vodiči a elektrického prúdu, ktorý ním prechádza je práve jeho elektrický odpor.Ohmov zákon vyjadruje závislosť medzi veľkosťou elektrického prúdu a elektrického napätia pre daný vodič alebo spotrebič.Veľkosť elektrického prúdu prechádzajúceho vodičom (spotrebičom) priamoúmerne závisí od veľkosti elektrického napätia na vodiči (spotrebiči).Matematické vyjadrenie Ohmovho zákona:

Praktické cvičenieÚloha: Over platnosť Ohmovho zákona na rôznych rezistorochPomôcky: ____________________________________________________________Schéma zapojenia:

Tabuľka na meraných hodnôt:R ( Ω )I (A)U (V)U:IVyhodnotenie výsledkov merania :

Závislosť elektrického odporu od vlastností vodičaElektrický odpor drôtu ovplyvňuje:- Dĺžka drôtu- Prierez drôtu- Materiál drôtu- Teplota drôtu Dĺžka drôtu:Elektrický odpor drôtu závisí priamoúmerne od jeho dĺžkyKoľkokrát je drôt dlhší toľkokrát je väčší jeho elektrický odpor a naopak.Matematický zápis:R∼ lPrierez drôtu:Elektrický odpor drôtu závisí nepriamoúmerne od obsahu jeho prierezuKoľkokrát je obsah prierezu drôtu väčší toľkokrát je menší jeho elektrický odpor a naopak.Matematický zápis: R 1SMateriál drôtu:Elektrický odpor vodiča závisí od materiálu, z ktorého je vodič.Túto závislosť vyjadruje fyzikálna veličina rezistivita (merný elektrický

odpor).Označuje sa ρ a jej základná jednotka je ohm · meter, označenie Ω·m Teplota:Elektrický odpor kovového vodiča závisí od jeho teploty.Čím je teplota kovového vodiča vyššia, tým má väčší elektrický odpor a naopak.Pri vyššej teplote kmitajú atómy vo vodiči rýchlejšie, tým kladú väčší odpor pohybujúcim sa elektrónom.Rezistor s premenlivým odporom

Už vieme, že veľkosť elektrického odporu vodiča závisí od jeho dĺžkyV praxi často potrebujeme v obvode plynule meniť elektrický prúd alebo elektrické napätie. Najčastejšie to robíme tak, že meníme v obvode elektrický odpor.Súčiastka, ktorej elektrický odpor dokážeme plynulo meniť sa nazýva reostat (rezistor s premenlivým odporom).Značka: Reostat môžeme zapojiť ako menič elektrického prúdu v obvode.V obvode je vtedy zapojený jeden koniec A a bežec C. Posunom bežca z bodu A do bodu B sa elektrický odpor reostatu zväčšuje (zapojený je odporový drôt s väčšou dĺžkou) a tým sa zmenšuje elektrický prúd v obvode, žiarovka bude svietiť stále menej.

Kov ρ (μΩm)Striebro 0,0163Meď 0,0178Zlato 0,023Hliník 0,0285Volfrám 0,053Železo 0,1Nikelín 0,4Konštantán 0,5

Pri posune bežca od bodu B k bodu A nastane presne opačná situácia.Reostat môžeme do obvodu zapojiť ako delič napätia, vtedy ho nazývame potenciometer.V obvode sú vtedy zapojené obidva konce A aj B a aj bežec C.Žiarovka je zapojená s potenciometrom paralelne, je na nej rovnaké napätie ako na potenciometri medzi bodmi A a C.Potenciometer vlastne pre žiarovku oddelí časť napätia zdroja.Pri posúvaní bežca od bodu A k bodu B bude žiarovka svietiť stále jasnejšie, pretože dostane viac napätia zdroja.Pri opačnom posune bežca bude jas žiarovky slabnúť. Zapájanie spotrebičov v elektrickom obvode za sebou

I = I1= I2

Pri zapojení za sebou je veľkosť I vo všetkých miestach rovnaká.U = U1+ U2 Pri zapojení za sebou sa U zdroja rozdelí na jednotlivé U spotrebičov.U1 : U2 = R1 : R2 Pri zapojení za sebou sa U spotrebičov rozdelí v rovnakom pomere ako je pomer odporov spotrebičovR = R1+ R2 Pri zapojení za sebou sa výsledný R rovná súčtu odporov jednotlivých spotrebičovDva spotrebiče sú zapojené za sebou. Odpor prvého je 40Ω a odpor druhého je 160 Ω. Napätie zdroja je 24 V. Vypočítaj prúd v obvode, prúd prechádzajúci spotrebičmi, napätie na spotrebičoch a výsledný odpor spotrebičov.

Zapájanie spotrebičov v elektrickom obvode vedľa seba

I = I1+ I2Pri zapojení vedľa seba sa el. prúd pri vstupe do uzla delí. Platí, že súčet el. prúdov vstupujúcich do uzla sa rovná el. prúdu, ktorý z uzla vystupuje. U = U1= U2Pri zapojení vedľa seba platí, že veľkosť el. napätia je na jednotlivých vetvách rovnaká, v našom prípade je rovná aj napätiu zdroja.I1 : I2 = R2 : R1 Pri zapojení vedľa seba sa el. prúd rozdelí do jednotlivých vetiev v opačnom pomere ako je pomer odporov spotrebičov v týchto vetvách. 1R

= 1R1

+ 1R2Pri zapojení vedľa seba sa výsledný R vypočítame podľa tohto vzorca, R je menší ako jednotlivé R1 a R2 . Dva spotrebiče sú zapojené vedľa seba. Odpor prvého je 40Ω a odpor druhého je 120 Ω. Napätie zdroja je 24 V. Vypočítaj prúd v obvode, prúd prechádzajúci spotrebičmi, napätie na spotrebičoch a výsledný odpor spotrebičov.Elektrická práca. Elektrický výkonPráca je fyzikálna veličina, označenie W, jednotka joule.Prácu konáme, ak premiestňujeme teleso pôsobením sily v smere pohybu telesa.

Výkon je fyzikálna veličina, označenie P, jednotka watt.Výkon je práca vykonaná za jednotku času.

Elektrická sila pôsobí na voľné elektróny vo vodiči a premiestňuje ich po určitej dráhe, teda vykonáva prácu – elektrickú prácu.Elektrickú prácu môžeme vypočítať podľa nasledujúcich vzorcov:W – elektrická práca (joule)U – elektrické napätie (volt)Q – elektrický náboj (coulomb)I – elektrický prúd (ampér)t – čas (sekunda) Elektrický príkon je vlastne výkon elektrických síl, elektrická práca vykonaná za určitý čas.Elektrický príkon sa označuje P a základnou jednotkou je watt.Elektrický príkon počítame podľa vzorca:Elektrická energia, ktorú v domácnosti spotrebujeme je vlastne elektrická práca, ktorú vykonajú elektrické sily v spotrebičoch.Spotrebu elektrickej energie meria elektromer.Spotrebovaná elektrická energia sa neudáva v jouloch ale v kilowatthodinách:

Vypočítaj, akú prácu vykonali elektrické sily pri prechode prúdu 0,2 A žiarovkou za 10 minút, ak je žiarovka pripojená na zdroj elektrického napätia 230 V. Na žiarovke sú údaje : 230 V, 60 W. Vypočítajte, aký prúd prechádza žiarovkou. Vyhrievacie teleso zadného skla automobilu má odpor 1,6Ω a je pripojené na akumulátor s napätím 12 V. Vypočítajte príkon vyhrievacieho telesa. Vypočítaj spotrebu elektrickej energie rýchlovarnej kanvice s príkonom 2 200 W, ktorá uvarí vodu za 4 minúty.

Magnetické pole v okolí vodiča s prúdom. Magnetické pole cievky s prúdomOerstedov pokus:Hans Christian Oersted bol dánsky fyzik, ktorý položil základy systematického štúdia elektromagnetizmu. V roku 1820 zrealizoval pokus, ktorým dokázal prepojenie elektrických a magnetických javov.Zistil, že v okolí priameho vodiča s prúdom vzniká magnetické pole.Magnetka sa vychýlila zo svojej polohy, ak bola v blízkosti uzavretého elektrického obvodu.Ak vodič natočíme na izolant, vznikne z neho súčiastka cievka:Magnetické pole cievky je silnejšie ako magnetické pole priameho vodiča. Je podobné magnetickému poľu tyčového magnetu.Je najsilnejšie vo vnútri cievky.Čím má cievka viac závitov, tým je jej magnetické pole silnejšie pri tej istej veľkosti elektrického prúdu.Ak zväčšíme veľkosť elektrického prúdu v cievke, zosilní sa aj jej magnetické pole. Má severný a južný pólAk zmeníme smer elektrického prúdu v cievke, vymenia sa magnetické póly.

Póly magnetického poľa cievky určíme pomocou Ampérovho pravidla pravej ruky:Ak naznačíme uchopenie cievky pravou rukou tak, že zahnuté prsty ukazujú smer elektrického prúdu v cievke, vystretý palec ukazuje severný magnetický pól.Elektromagnet a jeho využitieAk do cievky s elektrickým prúdom vložíme jadro z magneticky mäkkého železa vznikne elektromagnet.Výhody elektromagnetu:Je magnetom len vtedy, ak obvodom prechádza elektrický prúd.Intenzitu magnetického poľa môžeme regulovať.Zmenou smeru prúdu dokážeme zmeniť póly magnetu.Elektromagnet má obrovské praktické využitie: Žeriavy na vrakoviskách Ističe (chránia el. obvod pred skratom) Elektrický zvonček ( poznáme zo školy ) Elektromagnetická relé (slúži na riadenie viacerých obvodov) Elektromotor ( tri základné časti: stator, rotor, komutátor – zabezpečuje zmenu smeru prúdu v rotore)

Časti elektromotora Stator: nepohyblivá časť elektromotora, zabezpečuje rovnorodé magnetické pole Rotor: otáčajúca sa časť elektromotora, cievka, v ktorej sa menia póly magnetického poľa Komutátor: dôležitá časť elektromotora, ktorá zabezpečuje neustálu zmenu smeru prúdu v rotoreVedenie elektrického prúdu v kvapalinách. Elektrolýza a jej využitieAk atóm prijme elektrón(y), stáva sa z neho častica so záporným elektrickým nábojom – anión.Ak atóm odovzdá elektrón(y), stáva sa z neho častica s kladným elektrickým nábojom – katión. Ak rozpustíme vo vode kyseliny, hydroxidy, soli, dochádza k ich disociácii – rozkladu na anióny a katióny. Napr:NaCl → Na+ + Cl-

HCl → H+ + Cl- NaOH → Na+ + OH- Aj kvapaliny sú za určitých podmienok elektricky vodivé.Touto podmienkou je prítomnosť katiónov a aniónov v kvapaline.Elektrický prúd je potom tvorený usmerneným pohybom katiónov a aniónov.Vodné roztoky solí, kyselín a zásad vedú elektrický prúd.

Takýto vodný roztok nazývame elektrolyt.Dej, ku ktorému v elektrolyte prechodom elektrického prúdu dochádza sa nazýva elektrolýza.Do nádoby s elektrolytom sú ponorené dva vodiče – elektródy. Prvá je pripojená na kladný pól zdroja a nazýva sa anóda (priťahuje anióny)Druhá je pripojená na záporný pól zdroja a nazýva sa katóda (priťahuje katióny)Počas elektrolýzy prebiehajú v elektrolyte a na elektródach redoxné chemické reakcie a dochádza k prenosu hmoty.Elektrolýza NaCl

Pri elektrolýze chloridu sodného sa na zápornej elektróde uvoľňuje plynný vodík, na kladnej elektróde plynný chlór, v elektrolyte vzniká ešte hydroxid sodný . Je to dej, ktorý má obrovské využitie:

- Oddeľovanie častíc chemických látok (elektrolýza vody)- Výroba čistých kovov (hliník)- Galvanické pokovovanie predmetov(pochrómovanie, pozinkovanie, pozlátenie, postriebrenie,...)- Zdroje jednosmerného elektrického napätia(monočlánky, batérie, akumulátory)

Chemické zdroje elektrického napätiaSú to zdroje jednosmerného elektrického napätia, ktoré získajú elektrickú energiu (napätie) z chemickej energie uloženej v materiáloch, z ktorých sú zhotovené.Ich staršie všeobecné pomenovanie je galvanický článokTieto zdroje sa skladajú z elektród a elektrolytu.Podľa veľkosti elektrického napätia a možnosti znovu nabiť ich môžeme rozdeliť: Podľa veľkosti elektrického napätia:- Monočlánky – elektrické napätie od 1,2 V– 2 V- Batérie – niekoľko monočlánkov zapojených za sebou, elektrické napätie od 3V – 24 VPodľa možnosti nabíjania:- Nenabíjateľné

- Nabíjateľné – akumulátory ( v automobiloch, mobilných telefónoch, fotoaparátoch, notebookoch)Suchý článokJe to najpoužívanejší monočlánok s napätím 1,5VJeho nevýhodou je, že môže vytiecť a poškodiť spotrebič.Vylepšená verzia je alkalický monočlánok, používa sa v náročnejších spotrebičoch, viac vydrží, má dlhšiu dobu skladovateľnosti. Batéria:Je to niekoľko monočlánkov zapojených za sebou (ich elektrické napätie sa sčíta).Olovený akumulátorPoužíva sa v automobiloch, jeden článok má elektrické napätie 2V, batéria najčastejšie 12V.Chemické reakcie, ktoré v ňom prebiehajú sú vratné, akumulátor sa dá znovu nabiť prechodom jednosmerného elektrického prúdu. Deje sa tak hlavne počas jazdy automobilu.

Všetky uvedené zdroje obsahujú zdraviu škodlivé látky, ťažké kovy, ktoré sa nemôžu vyhadzovať do bežného odpadu.Všetky použité batérie je nutné zbierať do špeciálnych kontajnerov (aj u nás v škole) a potom bezpečne a odborne zlikvidovať.

Vedenie elektrického prúdu v plynochVieme: podmienkou prechodu elektrického prúdu látkou je prítomnosť voľne sa pohybujúcich častíc s elektrickým nábojom.V plynných látkach, ktoré vedú elektrický prúd sú týmito časticami katióny, anióny a voľné elektróny.Vznik týchto častíc v plynnej látke sa nazýva ionizácia plynu .Častice s nábojom vznikajú v plyne ako dôsledok neusporiadaného pohybu atómov a molekúl, ich vzájomných zrážok hlavne pri zvýšení teploty plynnej látky.

Existuje niekoľko druhov prechodu elektrického prúdu plynom:- Iskrový výboj, blesk- Elektrický oblúk- Elektrický výboj v zriedených plynoch Iskrový výbojNajznámejším príkladom je blesk.Vzniká ako elektrický výboj medzi :- dvoma mrakmi- medzi mrakom a zemou(jej budovami)Čísla o blesku:Teplota 20 000 °C – 35 000 °CElektrický prúd až 100 000 ADĺžka 2 – 3 kmDĺžka trvanie 0,001 sPred bleskom chránime budovy bleskozvodom.Aj „kopnutie“ pri dotyku kľučky, kamaráta, auta je malý iskrový výboj.Elektrický oblúk Vzniká medzi dvoma elektródami (napr. uhlíkové, kovové) Má vysokú teplotu Používa sa pri zváraní

Vytvára oslnivé svetlo, ktoré môže spôsobiť poškodenie zraku Elektrický výboj v zriedených plynoch Prebieha v trubiciach naplnených zriedeným plynom, ľudovo im hovoríme „neónky“, podľa plynu neón, ktorým boli plnené a žiarili na červeno. Používame ich ako žiarivky, podľa náplne svietia buď nabielo alebo nažlto.Guľový blesk – zaujímavosti prírodný atmosférický jav, ktorý sa vyskytuje obvykle v búrkovom počasí prejavuje sa ako guľovitý útvar, najčastejšie o priemere niekoľko centimetrov až decimetrov, rôznych farieb od žltej až po modrú, pohybujúci sa obvykle počas niekoľkých sekúnd až minút rôznymi smermi a zanikajúci buď výbuchom, alebo aj celkom pokojne veda považuje už dlhú dobu existenciu guľového blesku za nesporne preukázanú celým radom dôveryhodných pozorovaní môže preletieť oknom či prejsť útrobami lietadla novozélandskí vedci v roku 2000 informovali, že vzniká úderom blesku do pôdy, ktorá je bohatá na kremík

Účinky prúdu na ľudský organizmus. Bezpečnosť pri práci s elektrickými zariadeniami

Ľudské telo je elektrický vodič s odporom približne od 1000 do 5000 Ω.Od čoho môže závisieť účinok elektrického prúdu a napätia na ľudský organizmus:• Veľkosť a frekvencia elektrického prúdu a napätia• Prostredie• Miesto dotyku na tele a smer prechodu cez telo• Čas pôsobenia • Vek a zdravotný stav človekaBezpečné hodnoty elektrického prúdu: • 10 mA striedavého prúdu • 25 mA jednosmerného prúduBezpečné hodnoty elektrického napätia:

Priestory Striedavé napätie Jednosmerné napätieBezpečné do 50V do 100VNebezpečné do 24V do 60VZvlášť nebezpečné do 12V do 24VÚčinky elektrického prúdu a napätia na ľudský organizmus:

Pri 5-10 mA jednosmerného prúdu dochádza ku svrbeniu a pocitu tepla. Pri 20-25 mA jednosmerného prúdu dochádza začína sťahovanie svalov na rukách.

Ak prúd prechádza hrudníkom, nastáva sťažené dýchanie, pri prúdoch 80-100 mA je dýchanie takmer nemožné. Pri striedavom prúde dochádza k fibrilácii srdca, jeho následnému zastaveniu. PopáleninyPravidlá bezpečného používania elektrických spotrebičov: Elektrické spotrebiče nepoužívame vo vani, vlhkom prostredí, nedotýkame sa ich mokrými rukami. Spotrebiče pripájame do siete vypnuté, žiarovku vymieňame pri vypnutých poistkách. Do zásuvky nestrkáme drobné predmety! Nedotýkame sa stožiarov elektrického vedenia (nelezieme na ne). Nepoužívame poškodené spotrebiče ani spotrebiče s poškodenou prívodnou šnúrou! Neopravujeme svojpomocne elektrické spotrebiče!!! Prvá pomoc

Elektrická energia a jej premenyPokus storočia !V roku 1831 anglický fyzik a chemik Michael Faraday realizoval pokus storočia, pričom objavil elektromagnetickú indukciu. Je to jav, pri ktorom zmenou magnetického poľa v okolí vodiča vzniká vo vodiči indukovaný elektrický prúd a napätie. Elektromagnetická indukciaPrečo to bol taký dôležitý objav?Dovtedy boli jediným zdrojom len batérie s pomerne nízkym jednosmerným elektrickým napätím.Zdokonalením jeho pokusu vzniklo zariadenie na výrobu elektrického napätia – generátor.V elektrárňach je generátor poháňaný turbínou, ktorú otáča vodná para, prúdiaci vzduch, prúdiaca voda.Ak toto zariadenie vyrába striedavé elektrické napätie, nazývame ho alternátor. (v automobile)Ak je výstupom (po úprave) jednosmerné elektrické napätie, hovoríme o dyname. (na bicykli)V elektromotore sa mení elektrická energia na mechanickú.V dyname sa mení mechanická energia na elektrickú. Transformátor

Po úspešnej výrobe elektrického napätia sa stal problémom jeho prenos.Pri prenose na veľké vzdialenosti dochádza k veľkým stratám (premena na teplo). Preto bolo potrebné vyrobené napätie zväčšiť a tak ho preniesť na veľkú vzdialenosť a následne pred vstupom do domácnosti zmenšiť.Na zmenu napätia bol zostrojený transformátor.Je to zariadenie, ktoré dokáže zmenšiť alebo zväčšiť striedavé elektrické napätie a prúd na iný rovnakej frekvencie.Pracuje na princípe Oerstedovho pokusu a elektromagnetickej indukcie.