Elektrostatické pole

Elektrostatické pole je prostředí, v němz se projevují silové účinky el. nábojů, které jsou v klidu.

Kladný náboj má nedostatek elektronů v atomech

Záporný náboj má přebytek elektronů v atomech

·    & 20120j99u nbsp;   tělesa nabitá elektrickým nábojem působí na neelektrická tělesa přitazlivou silou

·    & 20120j99u nbsp;   elektrický náboj je pouze na povrchu vodičů

·    & 20120j99u nbsp;   elektrostatické pole vznikne mezi dvěma vodivými deskami, na něz připojíme elektrické napětí

·    & 20120j99u nbsp;   elektrický náboj nemůze existovat samostatně, pouze ve spojení s určitým tělesem

·    & 20120j99u nbsp;   z hlediska schopnosti vést elektrický náboj dělíme látky na vodiče a nevodiče (ve vodiči se elektrický náboj rozptýlí, v nevodiči zůstane pouze v místě styku s elektricky nabitým tělesem nebo v místě tření)

·    & 20120j99u nbsp;   elektrický náboj se detekuje elektroskopy respektive elektrometry

·    & 20120j99u nbsp;   základní veličiny pro popis elektrického pole: 1) intenzita el. pole

elektrický potenciál

·    & 20120j99u nbsp;   platí zákon zachování elektrických nábojů: Celkový elektrický náboj soustavy zůstává vzdy zachován, náboje se pouze přemísťují.

Colombův zákon

Popisuje velikost silového působení mezi dvěma náboji.

e F/m permitivita vákua

e e e_r permitivita = permitivita vakua * relativní permitivita

celý vzorec pro výpočet síly

V soustavě SI se nevychází z Coulombova zákona - jednotka náboje C = mnozství náboje, který proteče vodičem při stálém proudu 1A v době 1s - platí tedy [C] = A s.

Veličin elektrostatického pole

Mezi kazdými dvěma body v prostoru, v němz existuje elektrostatické pole lze naměřit určité napětí.

Intenzita elektrostatického pole

[N C^-1; N, C]

Je to vektorová veličina, která má v kazdém bodě elektrostatického pole určitou velikost a orientaci, totoznou se smyslem síly, která v daném bodě elektrostatického pole působí na kladný elektrický náboj (u záporného náboje má síla opačný směr).

Mezi kazdými dvěma body v prostoru, v němz existuje elektrostatické pole, lze naměřit určité napětí.

Při více nábojích se výsledná síla určí superpozicí, coz je skládání vektorů intenzit elektrostatických polí kolem nábojů.

Elektrické napětí

Absolutní hodnota rozdílu elektrických potenciálů ve dvou bodech. Jednotkou je 1V.

Ekvipotencionální hladina

Ekvipotencionální hladina je to místo mající vzhledem k nějaké elektrodě stejný potencionál napětí. Jedná se tedy o místa se stejným elektrickým potenciálem.

Elektrická indukce

Po přiblízení záporně nabité koule k vodivému elektricky neutrálnímu tělesu se porusí jeho elektrická rovnováha.

Část tělesa je nabitá kladně, část záporně. V tělese se objevily indukované náboje. Po oddálení těles se rovnováha obnoví.

Určení velikosti indukovaného náboje

Velikost indukovaného náboje závisí na:

a)    & 20120j99u nbsp; velikosti náboje, kterým bylo pole vyvolané

b)    & 20120j99u nbsp; poloze destiček v elektrostatickém poli

c)    & 20120j99u nbsp; velikosti plochy destiček

D - elektrická indukce

[C m^-2; C, m^-2]

Gausova věta

Indukční tok vycházející z libovolné uzavřené plochy se číselně rovná algebraidskému součtu nábojů, které jsou plochou uzavřeny.

Vlastnosti elektrostatického pole:

e - permitivita dielektrická vodivost

U

y

D = e E => => [F (farad); , m², m]

C - dielektrická vodivost (neboli kapacita) - ohmův zákon (y = C U)

e - měrná dielektrická vodivost

e - měrná dielektrická vodivost vákua

e_r - měrná dielektrická vodivost poměrná - relativní

Kapacita vodiče se značí C, jednotkou je Farad [F], platí, ze - tedy vodič má kapacitu 1F, nabije-li se nábojem 1 coulomb na potenciál 1V

Kondenzátor je součástka speciálně konstruovaná pro dosazení co největsí kapacity.

Řazení kondenzátorů

a)    & 20120j99u nbsp; sériové

b)    & 20120j99u nbsp; paralelně

Nevodič v elektrostatickém poli

Dielektrikum je v elektrostatickém poli trvale prostoupeno indukčním tokem (y), protoze v izolantu je pohyb nábojů omezen na dráhy nepřekračující atomární rozměry.

Elektrostatické pole vychýlí náboje jen do takové vzdálenosti, az nastane rovnováha mezi silami pole a silami, které pohybu náboje brání. Tyto náboje jsou dále nepohyblivé.

Energie elektrostatického pole

W_e = ½ Q U [J, C, V]

W_e = ½ C U²  [J, F V]

Daná energie, která se spotřebovala k polarizaci dielektrika zůstane v polarizovaném dielektriku ve formě energie elektrostatického pole. Nabytý kondenzátor se stává zdrojem elektrické energie.