Elektricitet
Naboj
(Elementarni) naboj
- sastoji se od čestica s nabojem (Q)- naboj se sastoji od elementarnih naboja (e) e = 1,6 x 10-19 c
- elementarni naboj je nedjeljiv jer ga sadrže proton (p+) i elektron (e-) koji su također nedjeljivi
- sv. pismo:
- proton +1c m=1,67 x 10-27 kg
- elektron -1c m=9,11 x 10-31 kg
- neutron 0c m= 1,66 x 10-27 kg
Kvantizacija naboja
- svojstvo naboja da se sastoji od cijelog broja elementarnih naboja- cijeli broj = kvantizirana veličina – veličina koja prima samo strogo određene iznose
- cijeli broj mora biti jer je elementarni naboj (kao i proton/elektron koji ga nose) nedjeljiv
Kulonova sila
- sila između dvije nabijene čestice- može biti privlačna (naboji razl. predznaka) ili odbojna (istog predznaka)
-
- epsilon r – relativna permitivnost materijala, mjeri se u odnosu na druge tvari, a u zraku i vakuumu iznosi = 1
Električno polje i potencijal
Električno polje
- u nekoj točki oko nabijene čestice zamislio +1c- jakost električnog polja je sila (Kulonova) kojom djelujemo na taj zamišljeni +1c
- što smo bliži, polje je veće
- pozitivan naboj je izvor el. polja jer je sila između njega i +1c odbojna, a negativan naboj je ponor el. polja jer je F privlačna
- polje je radijalno – zato što dva naboja jedan na drugog djeluju silom po spojnici
- ukratko – jakost električnog polja je sila po jedinici naboja
- jakost električnog polja za točkast naboj je
- silnice – zamišljene linije koje opisuju električno polje (imaju oblik bubrega)
- izviru u pozitivnom naboju, poniru u negativni naboj
- polje prikazujemo vektorom koji je tangencijalan na silnice
Električni Potencijal
- fizikalna veličina kojom objašnjavamo energiju koju +1c ima na nekom položaju- ta energija je potencijalna, tj. to je energija položaja u prostoru oko nabijene čestice
- ukratko – potencijal je potencijalna energija (tj. rad) po jedinici naboja
- razlika između el. polja i potencijala – el. poljem opisujemo silu, a potencijalom energiju
- što znači da je potencijal 5 Volti – znači da je potrebno 5 džula da bi se 1 kulon doveo u taj određeni položaj
- volt – J/c – džula po kulonu
Napon
- razlika potencijala između dvije točke, tj. rad po jedinici naboja-
Potencijal i električno polje
- - jakost električnog polja je razlika potencijala po jedinici dužine [V/m]Kondenzatori
- dvije paralelne nabijene ploče, od kojih je jedna nabijena pozitivno, a druga negativnoElektrično polje na kondenzatoru
- od poz. prema neg. naboju ide homogeno električno polje – to je polje jednakog smjera i iznosa, ostvarivo u kondenzatoru- homogeno električno polje
- epsilon 0 = apsolutna permitivnost vakuuma = 8,854 x 10-12 c2/Nm2
Napon na kondenzatoru
-Kapacitet kondenzatora
- - fara je kulon po voltuEnergija uložena u nabijanje kondenzatora
- energija ili rad uložen u nabijanje kondenzatora je jednaka površini pravokutnog trokuta u U/Q grafu-
Spajanje kondenzatora
- serijski – kad su kondenzatori spojeni u istoj grani tj. liniji (à linijski spoj) - može se zamijeniti s 1 kondenzatorom- kapacitet à 1/c1+1/c2=1/cser. spoja napon à U1 + U2=User.spoja naboj à Q1=Q2=Qser.spoja
- kod serijskog povezivanja kapacitet se smanjuje (Cs<C1,C2) - treba manje naboja da postignemo razliku od 1 V
- paralelno – kad su kondenzatori spojeni na iste referentne točke, tj. potencijale - može se zamijeniti s 1 kondenzatorom
- kapacitet à C1+C2=Cpar.spoja napon à U1=U2=Upar.spoja naboj à Q1+Q2=Qpar.spoja
- kod paralelnog povezivanja kapacitet se povećava (Cp>C1,C2) - treba više naboja da postignemo razliku od 1 V
Električna struja
- struja – usmjereno gibanje naboja- jakost struje - naboj koji je u Δt prošao površinom s, tj. količina naboja po jedinici vremena -
- općenito je I=ΔQ/Δt, a u metalima je I=sven
- u metalu su protoni vezani, a elektroni mogu prolaziti
- svaki atom može dati onoliko elektrona koliko ih ima u zadnjoj ljusci
- L = 6,022 x 1023 – broj slobodnih elektrona u 1 molu
- elektroni se ne gibaju uvijek usmjereno, nego kaotično
- moramo ih prisiliti na usmjereno gibanje – promjenom Ep (pot. en.) à dodavanjem napona - jedan kraj vežemo na veći potencijal, drugi na niži potencijal – dobijemo napon
- u metalu –
- I = jakost struje
- s = površina kojom prolaze elektroni
- v crtano = prosječna brzina naboja (tj. elektrona ako smo u metalu)
- e = elementarni naboj
- n= broj elektrona po jedinici volumena ( )
Ohmov zakon
- uzrok otpora – privlačne i odbojne sile među nab. česticama u kristalu metala dok se elektron pokušava usmjereno gibati- zbog toga je za održavanje usmjerenog gibanja potrebno potrošiti energiju
- tu energiju koju trošimo osigurava nam razlika potencijala tj napon
- energija tj. rad koji trošimo na usmjeravanje pretvara se u toplinsku energiju (otpornici su zapravo grijači)
- è rad izvršen za proticanje struje kroz vodiče u vrijeme t
- è snaga potrebna za održavanje protoka struje
Elektromotorni napon
- strujni izvor – strujni element u kojem se razdvajanjem naboja svaka ne-električna energija pretvara u električnu- da bi razdvojili te naboje na izvoru trebamo uložiti energiju!
- - rad/energija uložena od bilokoje ne-električne sile za razdvajanje 1 kulona naboja è elektromotorni napon
- Kirchoffov zakon za petlju – algebarska suma svih razlika potencijala (napona) u zatv. krugu je nula -
- taj zakon je posljedica zakona o sačuvanju energije
- taj zakon je posljedica zakona o sačuvanju naboja
Spajanje otpornika
Serijski spoj
- Rs=R1+R2 è serijskim spajanjem otpornika otpor se povećavaParalelni spoj
- 1/Rp=1/R1+1/R2 è paralelnim spajanjem otpornika otpor se smanjujeIzvor: http://roko-rumora.net/
Više informacija i drugih korisnih sadržaja možete naći na poveznicama:
https://poduke.wixsite.com/instrukcije
https://instrukcije-poduke.business.site
Kvalitetne instrukcije iz više predmeta možete dobiti na
telefon (WhatsApp,Viber) 095 812 7777,
Skype: moje.instrukcije
https://instrukcije-poduke.business.site
Kvalitetne instrukcije iz više predmeta možete dobiti na
telefon (WhatsApp,Viber) 095 812 7777,
Skype: moje.instrukcije
