Příklad elektrického pole

Elektrické pole: Říká se tomu prostor, který tvoří elektricky nabité tělo.
Pole produkované bodovým nábojem: Říká se tomu prostor, kde náboj, který si lze představit, koncentrovaný v bodě, vytváří elektrické pole.
Silové linie: Jsou to čáry nakreslené v elektrickém poli elektricky nabité oblasti takovým způsobem, že jsou k ní v každém bodě tečné. Měly by být zvýrazněny následující vlastnosti siločar:
V prostoru obklopujícím nálože neexistuje žádná silová linie, která by začala nebo skončila.
Všechny silové linie se radiálně rozcházejí od kladných nábojů, zatímco se sbíhají radiálně směrem k záporným nábojům.
Silové linie se nikdy neprotínají.
Intenzita elektrického pole: Rovná se podílu dělení síly (F) přijaté zkušebním zatížením jeho hodnotou (q₂), když se zkušební zátěž umístí na uvažovaný bod.

F = N
co₂= C.
E = N / C
k = 9x10⁹ Nm²/ C.²
r = m

E = F / q²= (k) q²/ r²

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:
Vypočítejte intenzitu elektrického pole zkušebního náboje 3x10^-8 C přijímající sílu 7,2x1 0^-10 N.

E = F / q₂= 7,2x10^-10 N / 3x10^-8 C = 2,4 x 10^-2 N / C

Elektrická potenciální energie: Říká se tomu práce nutná k přemístění náboje z jednoho bodu do druhého v rámci elektrického pole.
Elektrický potenciál: Jedná se o práci prováděnou v elektrickém poli, aby se v systému dostaly elektrické náboje.
Potenciál v jednom bodě: Jedná se o práci dodávanou na jednotce nabíjení, jejímž cílem je přivést ji z bodu nulové potenciální energie do uvažovaného bodu. Jednotky elektrického potenciálu jsou: Volty (V).

W = J
V = V
q = C

V = W / q = q / r

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:

Vypočítejte vykonanou práci při elektrické zátěži 3x10^-8 C, který produkuje 2,4x10² PROTI.
W = Vq = (2,6 x 10² V) (3x10-¹⁰ C) = 7,8 x 10^-8J
Koncept potenciálního rozdílu mezi libovolnými dvěma body, produkovaný bodovým nábojem: Jedná se o dodávanou práci k přenesení jednotky bodového zatížení z nulového bodu (a) do druhého uvažovaného bodu (b).

V = V
W = J
q = C

PROTI_b-PROTI_na= W_ab/ q

V = W / q

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:

Vypočítejte potenciální rozdíl, který se generuje mezi bodovým nábojem 6,2x10^-9 C se pohybuje silou 67 N a vzdálenost je 2 cm.
U tohoto typu problému musíte vypočítat práci.

W = Fd = (67 N) (0,02 m) = 1,34 J
Rozdíl potenciálů se určuje s přihlédnutím k tomu, že náboj začíná od nulového bodu.

V = W / q = 1,34 J / 6,2x10^-9 C = 2,16 x 10⁸ PROTI

Práce v elektrickém poli: Je to množství elektrické potenciální energie nalezené v elektrickém poli.

W = J
V = V
q = C

W = q (V_b-PROTI_na)
W = qV

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:

Vypočítejte náboj, který se nachází v elektrickém poli, ve kterém je práce rovna 7,9 J a potenciální rozdíl počátečního bodu 2,4x1O⁸ V a koncový bod je 5,3x10⁸ PROTI.

W = q (V_b-PROTI_na)
q = W / (V_b-PROTI_na) = 7,9 J / 5,3 x 10⁸ V-2,4x10⁸ V = 2,72 x 10^-8 C

Elektrický proud: Je součinem rozdílu potenciálů mezi dvěma body vodiče způsobeného generátorem pohybu elektronů vodičem.
Dopředný proud (cd): Říká se tomu elektrický proud, ve kterém elektrony cirkulují v jednom směru (-) až (+), mají také konstantní intenzitu a nejčastější příklady jsou: baterie a akumulátory.
Střídavý proud (AC): Říká se tomu elektrický proud, kde elektrony mění svůj smysl několikrát, navíc intenzita není konstantní a nejběžnější příklady jsou generátory.
Intenzita elektrického proudu: Říká se tomu elektrický náboj, který prochází každou částí vodiče za jednu sekundu. Jeho jednotky jsou zesilovače (A).

l = A
q = C
t = s

l = q / t

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:
Vypočítejte intenzitu elektrického proudu, který generuje náboj 2,6x10^-8 C v čase 25 s.

l = q / t = 2,6x10^-8 C / 25 s = 1,04 x 10^-9 NA

Napětí: Je to potenciální rozdíl, který je výsledkem součinu odporu obvodu a intenzity proudu. Jeho jednotky jsou voltů (V).

V = V
l = A
R = W

V = Rl

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:

Vypočítejte napětí generované elektrickým obvodem, který má odpor 8 Ohmů a proud 12 A.

V = Rl = (8O) (12 A) = 96 V

Vytrvalost: Jedná se o opozici vůči průchodu elektrického proudu v systému.
Jednotky: Ohmy (O).
R = O
V = V
l = A

R = V / l

PŘÍKLAD PROBLÉMU S APLIKACÍ:
Vypočítejte odpor obvodu, který má napětí 48 V a zátěž 12x10^-8 C v 3x10^-4 s.

l = q / t = 12x10^-8 C / 3x10^-4 s = 4x10^-4 NA
R = V / l = 48 V / 4x10^-4 A = 12 ohmů