Wybrane zagadnienia z elektryczności

Transkrypt

1 Wybane zaganienia z elektyczności

2 Pomia łaunku elektycznego oświaczenie Millikana atomize płaszczyzna (+) bateia kople oleju mikoskop F el F g płaszczyzna (-) F g F el mg mg e C

3 Łaunek elektyczny własność cząstek elementanych skwantowany zachowany [C] kulomb to ilość łaunku pzepływającego pzez pzekój popzeczny pzewonika w ciągu sekuny, jeśli pzez pzewonik płynie pą o natęŝeniu ampea.

4 Zasaa zachowania łaunku W ukłazie izolowanym elektycznie algebaiczna suma łaunków elektycznych jest stała U 90Th He

5 Własności substancji R 0 obojętne 0 napzewonik 0 > 0 nałaowane oatnio pzewonik półpzewonik < 0 ujemnie R/Ω izolato

6 Łaunki oatnie i ujemne łaunki jenoimienne opychają się łaunki óŝnoimienne pzyciągają się

7 Pawo Coulomba F el k F F F F n F a F ai i a k 8,99 0 k 4πε 0 9 Nm C ε C 0 8,85 0 Nm σ 4π F 0

8 Pawo Coulomba a pawo Newtona F el k > 0 < 0 pzyciągająca F g G m m > 0 m m pzyciągająca opychająca k 8, Nm C G 6,67 0 Nm kg

9 Pole elektostatyczne F el 0 0 F el 0Fel k 0 0 k U

10 Wypakowe pole elektostatyczne NatęŜenie pola elektycznego ukłau łaunków punktowych ówna się sumie wektoowej natęŝeń wytwozonych pzez kaŝy z łaunków k i i i ˆ i

11 Dipol elektyczny +/ +/ µ - Iloczyn łaunku oatniego ipola i amienia ipola to ipolowy moment elektyczny

12 la ipola elektycznego µ µ ) ( ) ( k k + F 0 F elektyczny moment ipolowy + k 3 k 3 0 πε µ k + k << ( ) K ± + ± ±! ) (! x n n nx x n << x + + ) ( ) (

13 Dipol w polu elektycznym F -x x F τ F sin(θ ) F µ τ xsin( θ ) + ( τ sin(θ ) τ µ sin(θ ) τ µ x) F sin( θ )

14 Stumień pola S α 0 Φ Φ max > Φ > 0 Φ 0 max Φ Φ 0 0 < α < 90 o o S S 0 α 90

15 Pawo Gaussa Φ o S ε 0 Φ o S ε 0 Φ > 0 Φ < 0 Φ 0

16 negia potencjalna W W a b F p a b 0 p 0 x

17 Potencjał elektyczny V p V p p W 0 k n i i i n i i k V V V W V a V b V a >V b x V

18 Lampa oscyloskopowa ekan v v

19 V V V + + k k V k V ) cos( k V θ 0 4 ) cos( V πε θ µ + cos(θ ) cos(θ ) Potencjał ipola

20 Pą elektyczny upoząkowany uch łaunków elektycznych pą konwekcyjny występuje pzy uchu ciała naelektyzowanego elektony jony ziuy pą pzewozony powstaje w obiektach, gzie są swobone nośniki łaunku, po wpływem pzyłoŝonego pola elektycznego

21 NatęŜenie pąu elektycznego I Q t C A s - + I Q t + + Q t

22 Wekto gęstości pąu kieunek wyznacza kieunek uchu łaunków oatnich watość j I S n I S n I j o S S

23 Makoskopowe pawo Ohma V V I I V V U I I I U RI [ V Ω A]

24 Mikoskopowe pawo Ohma U V U RI I js σ SR RjS ρ σ σ pzewoność elektyczna właściwa j σ ρ opó właściwy ρ j

25 Chaakteystyki pąowo-napięciowe U URI U Uf(I) I I element liniowy element nieliniowy

26 Makoskopowe pawo Joule a-lenza W UQ Q It W UIt W I Rt P W t I R

27 Mikoskopowe pawo Joule a-lenza j σ I S SR P I R I SR w S S S j σ j σ gęstość mocy (ciepło wyzielane w jenostce objętości na jenostkę czasu) w σ w ρ

28 pzewoność właściwa σ [(Ω m) - ] 0 6 pzewonik (mieź, sebo) półpzewonik (geman, kzem) izolato (iament, kwac) σ zaleŝy o: tempeatuy ciśnienia obecności omieszek etc.

29 Klasyczna teoia pzewonictwa Istnieją w metalach swobone elektony, zachowujące się jak gaz klasyczny. I0 I 0 j nv v 0 ( v + v ) v pzewiuje w ~ χ ~ T σ σ ~ T jest w ~ χ ~ T σ σ ~ T

30 Kwantowa teoia pzewonictwa lektony twozą gaz kwantowy (gzie spełniona jest eguła zakazu Pauliego jak i zasaa nieoznaczoności Heisenbega) F F F() T0 T>0 F() F F

31 Teoia pasmowa metale półpzewoniki izolatoy pasmo pzewonictwa pasmo walencyjne ev

32 Paca wyjścia paca wyjścia W 0 minimalna enegia swobonego elektonu F enegia Femiego metal W [ev] Cs,8 K, Fe 4,3 Ni 4,50 W 4,54 W+Cs,36

33 Temoemisja I I S I U U

34 Kontaktowa óŝnica potencjałów 0 W W b W a a F b Wb F a F + a b a - ++ b -

35 Zjawiska temoelektyczne T T I 0 T T Zjawisk Seebecka I ( T ) ~ T T T I 0 T < T zaleŝność kontaktowej óŝnicy potencjałów o tempeatuy Zjawisko Peltiea Q ~ I T T złącze jest miejscem zamiany enegii elektycznej na cieplną T < T i na owót Zjawisko Thomsona T Q ~ I t x T T I jeśli w pzewoniku jest gaient tempeatuy, to ciepło jest pochłaniane lub wyzielane w kaŝym jego elemencie

36 Pąy w cieczach pzewoniki ugiego ozaju (pzy pzepływie pąu występują zmiany chemiczne) elektolity - + j j j + + elektoliza pocesy elektochemiczne występujące pzy pzepływie pąu elektycznego pzez elektolity

37 Pzewonictwo elektolitów σ[(mω) - ] σ[(mω) - ] 30 0 T 0 40 C NaOH %

38 Pąy w gazach pzewonictwo niesamoistne gaz zjonizowany pzez czynniki zewnętzne pzewonictwo samoistne gaz zjonizowany w wyniku zezania się cząsteczek pomieniowanie kosmiczne, pomieniowanie substancji pomieniotwóczych, pomieniowanie Roentgena, pomieniowanie nafioletowe, ysocjacja cząsteczek w płomieniu.