ELEKTROTECHNIKA WIADOMOŚCI OGÓLNE. Wykład 1
|
|
- Michał Głowacki
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 ELEKTROTECHNIKA WIADOMOŚCI OGÓLNE Wykład 1
2 Podstawowe wielkości elektryczne oraz zjawisko prądu elektrycznego
3 Elektrotechnika jest działem nauki, który przenika niemal wszystkie dziedziny życia człowieka. Trudno wyobrazić sobie, aby poznanie podstawowych praw i zastosowań elektrotechniki było obce współczesnemu inżynierowi, bez względu na jego specjalność zawodową. Nie może mu być obca znajomość właściwości ruchowych i sposobów sterowania maszyn elektrycznych stanowiących napęd pomp, wentylatorów, elektronarzędzi, czy sprzętu domowego. Automatyzacja procesów produkcyjnych wymaga stosowania napędów elektrycznych, elektromaszynowych elementów automatyki, elektrycznych przyrządów metrologicznych, przyrządów i układów elektronicznych.
4 Teoria obwodów to dyscyplina naukowa zajmująca się szczegółową teoretyczną analizą obwodów elektrycznych i zjawisk w nich zachodzących, w tym m.in. metodą analizy rozpływu napięć i prądów obwodów RLC w stanach ustalonych lub okresowo zmiennych, czy obwodami sprzężonymi magnetycznie oraz filtrami, bazując przede wszystkim na podstawowej wiedzy z dziedziny elektrotechniki, jak np.: prawa Ohma, Kirchhoffa, i matematycznej: algebry liniowej, analizy matematycznej oraz topologii.
5 Wielkości i jednostki stosowane w elektrotechnice Przez wielkość fizyczną N rozumie się cechę zjawiska fizycznego lub własność ciała, którą można zmierzyć. Każdą wielkość fizyczną wyraża się wartością liczbową N i jednostką miary[n]. N=N [N]
6 Obecnie obowiązującym układem jednostek jest Międzynarodowy Układ Jednostek, oznaczony SI. Zawiera on 6 jednostek podstawowych: Długość metr, m; Masa kilogram, kg; Czas sekunda, s; Natężenie prądu elektrycznego amper, A; Temperatura kelwin, K; Natężenie światła kandela, cd. Oraz dwie jednostki uzupełaniające: Kąt płaski radian, rad; Kąt bryłowy steradian, sr.
7 Jednostka elektryczna -amper Amper jest natężeniem prądu elektrycznego nie zmieniającego się w czasie, który płynąc w dwóch równoległych przewodach prostoliniowych, nieskończenie długich, o przekroju znikomo małym, umieszczonych w próżni w odległości 1 m jeden od drugiego, wywołuje między tymi przewodami siłę równą 2x10-7 niutona na każdy metr długości przewodu.
8 L.p. Wielkość fizyczna Oznaczenie Nazwa jednostki Symbol jednostki 1. NatęŜenie prądu i, I amper A elektrycznego 2. Ładunek elektryczny q, Q kulomb C 3. Napięcie elektryczne u, U wolt V 4. NatęŜenie pola K wolt na metr V/m elektrycznego 5. Indukcja elektryczna D kulomb na metr C/m 2 kwadratowy 6. Pojemność elektryczna C farad F 7. Przenikalność elektryczna ε farad na metr F/m 8. rezystancja R om Ω 9. rezystywność ρ omometr Ωm 10. konduktancja G simens S 11. konduktywność γ simens na metr S/m 12. Indukcja magnetyczna B tesla T 13. Strumień magnetyczny φ weber Wb 14. NatęŜenie pola H amper na metr A/m magnetycznego 15. Przenikalność µ henr na metr H/m magnetyczna 16. Indukcyjność własna L henr H 17. Indukcyjność wzajemna M henr H 18. Przepływ, SMM Θ amper A 19. reluktancja R jeden przez henr 1/H 20. permeancja Λ henr H 21. częstotliwość f herc Hz 22. pulsacja ω radian na sekundę rad/s 23. Moc czynna P wat W 24. Moc bierna Q woltoamper VAr reaktywny (war) 25. Moc pozorna S woltoamper VA 26. reaktancja X om Ω 27. impedancja Z om Ω
9 Elektrotechnika jest kontynuacją nauki o elektryczności, będącej jednym z działów fizyki. Zajmuje się podstawami teoretycznymi zjawisk elektrycznych oraz ich wykorzystaniem. Wyjaśnienie istoty elektryczności należy do mikrofizyki, która w analizie materii uwzględnia budowę wewnętrzną cząsteczek i atomów. Według teorii, której podstawy sformułował Bohr, atom pierwiastka jest zbudowany z dodatnio naładowanego jądra, w skład którego wchodzą protony i neutrony oraz z powłok ujemnie naładowanych elektronów.
10 Zjawisko prądu elektrycznego powstaje w wyniku przepływu ładunków elektrycznych, a więc niezmiernie małych cząstek materii elektronów lub jonów które mają elementarny ładunek elektryczności. Każda materia składa się z olbrzymiej ilości nadzwyczaj małych części składowych: atomów i cząsteczek, związanych ze sobą siłami atomowymi. Atomy są najmniejszymi częściami pierwiastków chemicznych (miedzi, węgla, tlenu, wapnia i ponad stu innych).
11 Prąd elektryczny a) Ramka miedziana w równowadze elektrostatycznej. Każdy punkt ramki ma taki sam potencjał. W każdym punkcie ramki natężenie pola jest równe zeru. E=0 b) Bateria (źródło) wprowadza różnicę potencjałów między biegunami. Powstaje pole elektryczne w ramce. Obserwujemy uporządkowany ruch ładunków prąd elektryczny. E 0
12 Cząsteczki powstają w wyniku chemicznego połączenia ze sobą atomów jednego lub wielu różnych pierwiastków. To one są najmniejszymi cząstkami złożonych substancji o różnych właściwościach (jak na przykład woda, ciała organiczne, stopy metalowe, tworzywa termoplastyczne).
13 Ładunek elektryczny Wszystkie ciała zbudowane są z ogromnej liczby atomów. Atomy zaś zbudowane są z jądra atomowego, oraz krąŝących wokół niego elektronów. Zarówno jądro, jak i elektrony obdarzone są ładunkiem elektrycznym. Jądro jest dodatnie, a elektrony są ujemne. Oznaczamy te ładunki znakami "+" i "-". Oznaczenie który ładunek jest dodatni, a który ujemny było i jest całkowicie umowne i nie miało by to znaczenia, gdyby naukowcy zrobili to na odwrót. Ładunek pojedynczego elektronu zwany jest ładunkiem elementarnym.
14 Zwykle liczba elektronów w powłoce odpowiada liczbie protonów w jądrze atomu. Liczba protonów w jądrze określa rodzaj pierwiastka, a liczba protonów i neutronów decyduje o masie atomowej. Elektrony tworzące powłokę wypełniają te miejsca na kolejnych orbitach, począwszy od najbliższej jądra. Ogromne znaczenie dla zjawisk elektrycznych(jak też chemicznych) mają elektrony na ostatniej, zewnętrznej orbicie, zwanej orbitą walencyjną.
15 Jeżeli w powłoce atomu występuje tyle samo elektronów, ile protonów zawiera jego jądro, atom taki jest obojętny elektrycznie. Jeśli natomiast równowaga ta zostanie zakłócona, to występuje nadmiar lub niedobór elektronów. Wówczas atom w pierwszym przypadku jest obdarzony ujemnym ładunkiem elektrycznym, w drugim zaś dodatnim. Atomy takie nazywa się jonami: anionami, gdy jest naładowany ujemnie i kationami, gdy jest naładowany dodatnio. Kationy powstają w wyniku oderwania części elektronów od atomów. Elektrony takie występują w substancji obok atomów; nazywa się je elektronami swobodnymi. Elektrony swobodne mogą być przechwytywane przez pobliskie atomy i w ten sposób powstają aniony.
16 Z historycznych doświadczeń znamy następujące fakty: 1. Przyciąganie skrawków sukna przez bursztyn, czyli (Electrum) zauwaŝone zostało przez Greków ok. 700 roku p.n.e. 2. Około roku 1600 roku Gilbert zauwaŝa, Ŝe elektryzowanie jest powszechnie występującym zjawiskiem. 3. W roku 1730 C. Dufay stwierdza,ŝe istnieje dwa rodzaje elektryczności. Obecnie jest dla nas oczywistością istnienie dwóch typów - typu szklanego dodatnie, - typu ebonitowego ujemne. ładunków Istnienie ładunków dodatnich i ujemnych pokazał w roku 1750 Benjamin Franklin.
17 4. Materia w stanie równowagi jest neutralna, lecz wiemy, Ŝe składa się z ładunków, Ładunek naleŝy do podstawowych własności atomu. W atomach ładunek jest umieszczony w jądrze atomowym i na powłokach elektronowych, a pomiędzy jądrem, a elektronami działają siły.
18 Elektrostatyka
19 Elektrostatyka to dział zajmujący się badaniem oddziaływań ładunków elektrycznych będących w spoczynku. Pierwsze zjawiska elektrostatyczne zostały zaobserwowane w StaroŜytnej Grecji przez Talesa z Miletu w VI w.p.n.e. ZauwaŜył on, Ŝe bursztyn potarty suknem przyciągał kawałki nitek, suche trawy i inne drobne ciała. Wszystkie ciała mające takie same własności jak potarty bursztyn nazywa się ciałami naelektryzowanymi. Dziś wiemy, Ŝe naelektryzować moŝna wiele ciał w bardzo ławy sposób, jednakŝe dla StaroŜytnych było to odkrycie przypadkowe i przez wieki stanowiło tylko ciekawostkę. Dopiero w II połowie XVI wieku William Gilbert na podstawie licznych doświadczeń stwierdził, Ŝe przez tarcie moŝna naelektryzować róŝne ciała. Wynalazł teŝ prosty przyrząd - versorium, za pomocą którego badał przyciąganie ciał naładowanych.
20 Zasada zachowania ładunku Jednym z podstawowych praw dotyczących ładunków jest to, iŝ: Sumaryczny ładunek układu odizolowanego elektrycznie pozostaje stały. Jednostka ładunku - kulomb: 1 [q] =1 C =1 A s. Jeden kulomb jest to ładunek, jaki nie zmieniający się prąd o natęŝeniu jednego ampera przenosi w ciągu jednej sekundy. Istnieje najmniejszy ładunek elektryczny - ładunek jednego elektronu: q e =1, C
21 Jeszcze innym powodem, dla którego powstało określenie ładunku elementarnego jest sposób w jakim elektryzują się ciała. JeŜeli w jakimś ciele znajduje się tyle samo elektronów co protonów, to mówimy, Ŝe ciało to nie jest naelektryzowane. JeŜeli występuje w nim więcej elektronów niŝ protonów to mówimy, Ŝe ciało to jest naelektryzowane ujemnie. W przeciwnym przypadku - więcej protonów niŝ elektronów - ciało jest naelektryzowane dodatnio. Dlatego jeŝeli jakiekolwiek ciało jest naelektryzowane (czy to dodatnio czy ujemnie), to jego ładunek jest zawsze całkowitą wielokrotnością ładunku elementarnego.
22 Naelektryzowane ciała oddziałują na siebie wzajemnie. JeŜeli naładujemy dwie kulki ładunkami odpowiednio q 1 i q 2, to zaobserwujemy, Ŝe działają one na siebie pewną siłą. Siłę tę scharakteryzował francuski fizyk Karol August Coulomb w 1785 r. Dwa ładunki punktowe działają na siebie siłą, która jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Siłę tę nazywamy siłą Coulomba. ZaleŜy ona jeszcze od otoczenia, w jakim znajdują się te ładunki Współczynnik proporcjonalności "k" występujący w równaniu zaleŝy od otoczenia. Dla próŝni:
23 By uogólnić wzór stosuje się inne oznaczenie współczynnika proporcjonalności: gdzie to przenikalność dielektryczna próŝni JeŜeli ładunki oddziałujące na siebie umieszczone są w innym środowisku niŝ próŝnia to stosuje się nieco inny współczynnik proporcjonalności: gdzie to względna przenikalność dielektryczna danego środowiska. Dla próŝni wynosi ona 1. W zaleŝności od środowiska przyjmuje ona inne wartości, a jakie to moŝna dowiedzieć się z odpowiednich tabel. Warto teŝ wiedzieć, Ŝe w powietrzu przenikalność dielektryczna jest prawie taka sama jak w próŝni, więc prawie zawsze stosuje się wzór dla próŝni.
24 Dipol elektryczny Dipolem elektrycznym nazywamy układ dwóch ładunków o równych wartościach q, lecz o przeciwnych znakach (+ i ), umieszczonych w niewielkiej odległości l od siebie. Dipole jest elektrycznie obojętny, lecz ze względu na dwa ładunki umieszczone w różnych punktach przestrzeni może oddziaływać z innymi dipolami lub swobodnymi ładunkami elektrycznymi.
25 Pole elektryczne Pole elektryczne to otoczenie każdego ładunku elektrycznego, w którym na inne ładunki działają siły elektryczne. Każdy ładunek jest źródłem pola elektrycznego działającego na inne ładunki, ale sam też podlega działaniu pól wytworzonych przez inne ładunki. Na tym polega wzajemność oddziaływań. Za pośrednictwem pola elektrycznego możliwe jest oddziaływanie między oddalonymi od siebie naelektryzowanymi ciałami, czyli oddziaływanie na odległość. Jeśli pole elektryczne nie zmienia się w czasie, to mówimy, że jest elektrostatyczne.
26 Linie pola elektrycznego Linie pola są to abstrakcyjne linie, które w każdym punkciepolasąstycznedosiłydziałającejwtympolu na próbny ładunek q. Ładunek próbny to ładunek dodatni o bardzo małej wartości, który ma znikomy wpływ na badane pole.
27 Pole centralne Pole centralne to pole wytworzone przez dodatni lub ujemny ładunek punktowy. Linie pola centralnego rozchodzą się promieniście i przecinają się w miejscu, w którym znajduje się ładunek będący źródłem tego pola. Linie te są zwrócone tak jak siły, które działałyby na umieszczony w tym polu ładunek próbny. Pole centralne nazywamy polem kulombowskim.
28 Pole jednorodne Pole jednorodne to pole wytworzone przez dwie równoległe, płaskie płytki naelektryzowane ładunkami o takiej samej wartości i o przeciwnym znaku. Linie pola jednorodnego są do siebie równoległe i są zwrócone od płytki dodatniej do ujemnej tak jak siły, które działałyby na umieszczony w tym polu ładunek próbny.
29 Natężenie pola elektrycznego Natężenie pola elektrycznego jest to stosunek siły F, jaką pole działa na punktowy ładunek próbny q, umieszczony w danym punkcie pola, do wartości tego ładunku. Jednostką natężenia pola jest[n/c](niuton/kulomb) Natężenie pola w danym punkcie jest wprost proporcjonalne do wartości ładunku (źródła pola) i odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości od tego ładunku.
30 Potencjał elektryczny Potencjał elektryczny V w danym punkcie pola jest to stosunek energii potencjalnej ładunku próbnego E p umieszczonego w tym punkcie do wartości q tego ładunku. Jednostką potencjału jest 1 V(wolt) 1V=1J/1C Energia potencjalna dwóch ładunków wyrażona jest wzorem: gdzie: Q wartość ładunku źródła pola q wartość ładunku próbnego R odległość między ładunkami
31 Przekształcając odpowiednio oba powyższe wzory otrzymujemy wzór na potencjał elektryczny w postaci: Potencjał w danym punkcie pola zaleŝy od wartości ładunku źródła pola oraz od odległości tego punktu od źródła pola.
32 Praca w centralnym polu elektrycznym Praca wykonana przez siłę zewnętrzną podczas przesunięciu ładunku próbnego q, w polu elektrycznym wytworzonym przez punktowy ładunek Q wyraża się wzorem: w którym r1 i r2 oznaczają początkowe i końcowe położenie punktów pola, między którymi przesunięty został ładunek q.
33 Wartość pracy w polu elektrycznym nie zależy od kształtu i długości przebytej drogi między punktami pola, lecz od położenia tych punktów. Jest to cecha każdego pola zachowawczego, w którym praca wykonana przez siłę zewnętrzną jest magazynowana w postaci energii potencjalnej, która wzrasta o wartość wykonanej pracy. Gdy pracę wykonają siły pola, to W1,2 < 0 i energia potencjalna maleje.
34 Energia potencjalna w centralnym polu elektrycznym Energia potencjalna w polu centralnym wynika z oddziaływań między ładunkami punktowymi. Zakładamy, że gdy ładunki Q i q są w nieskończenie dużej odległości od siebie, to prawie w ogóle ze sobą nie oddziałują i dlatego w nieskończoności energia potencjalna ładunku q jest równa zeru.
35 Energia potencjalna w dowolnym punkcie pola jest równa pracy jaka musi być wykonana, aby sprowadzić ładunek q z nieskończoności do danego punktu pola. Dla pola centralnego energię potencjalną wyraża wzór:
36
37 Zjawisko indukcji elektrostatycznej Indukcja elektrostatyczna (zwana też influencją elektrostatyczną) - zjawisko fizyczne, sposób elektryzowania ciała w wyniku zbliżenia do niego naelektryzowanego ciała. Elektroskop i indukcja
38 Zjawisko indukcji elektrostatycznej wprzewodnikach Zbliżenie ciała naelektryzowanego odpowiada wprowadzeniu ciała do pola elektrycznego. W przewodniku wprowadzonym do pola elektrycznego ładunki swobodne przesuwają się tak, by wewnątrz przewodnika nie było pola elektrycznego. W wyniku czego przewodnik pozostaje elektrycznie obojętny (tak jak przed zbliżeniem) jako całość, ale jego części uzyskują ładunek elektryczny zwany ładunkiem indukowanym. Przesunięte ładunki zmieniają pole elektryczne nie tylko w przewodniku ale także w otaczającej przestrzeni. Po odsunięciu ładunku indukującego (bez rozdzielania) układ ładunków w przewodniku powraca do poprzedniego stanu. Jeżeli części przewodnika zostaną rozdzielone (rozłączone elektrycznie) na elementy o różnym stanie naelektryzowania, to powstaną ciała trwale naelektryzowane.
39 Zjawisko indukcji elektrostatycznej w dielektrykach W dielektrykach pole elektryczne powoduje tylko niewielkie przesunięcie ładunków wywołując polaryzację dielektryka. Zazwyczaj polaryzacja ustępuje po wysunięciu dielektryka z pola elektrycznego, ale w ferroelektrykach pozostaje niewielka jej część zwana polaryzacją resztkową. Istnieją substancje zachowujące trwale stan naelektryzowania nazywane są one piroelektrykami.
40 Występowanie i zastosowanie zjawiska indukcji elektrostatycznej Zjawisko indukcji elektrostatycznej jest odpowiedzialne za większość przypadków elektryzowania się ciał, np. taśmociągów, samochodu jadącego drogą, osoby chodzącej po izolującej podłodze. Zjawisko to jest podstawą działania maszyny elektrostatycznej i generatora Van de Graaffa, urządzeń do uzyskiwania ciał naelektryzowanych. Indukcja elektrostatyczna powoduje przyciąganie naelektryzowanego przez indukcję ciała, przez ciało które wywołało to naelektryzowanie. Siła ta jest wynikiem niejednorodności pola elektrycznego. Na ciało naelektryzowane działa siła w kierunku większego natężenia pola elektrycznego. Przykładem może być przyciąganie niewielkich skrawków papieru przez naelektryzowaną pałeczkę ebonitową.
41 Zjawisko prądu elektrycznego
42 W niektórych ciałach stałych występują duże ilości elektronów swobodnych, które pod działaniem odpowiednich sił przemieszczają się jak chmura w pustych przestrzeniach międzyatomowych. Zjawisko to wywołuje prąd elektryczny, nazywany elektronowym. Ciała takie nazywa się przewodzącymi lub przewodnikami prądu elektrycznego. W cieczach i gazach mogą występować jony (cząstki obdarzone ładunkiem), które przemieszczają się pod działaniem odpowiednich sił. Wywołuje to prąd elektryczny, nazywany jonowym. Ciała te są więc również przewodnikami prądu.
43 W ciałach stałych niezawierających elektronów swobodnych lub w cieczach i gazach niezjonizowanych prąd elektryczny nie może powstać. Materiały te nazywa się nieprzewodzącymi lub dielektrykami (izolatorami elektrycznymi). W nich również pod wpływem sił elektrycznych może nastąpić przesunięcie elektronów, ale tylko w obrębie atomów. Powoduje to odkształcenie orbit, po których krążą lekkie elektrony względem jąder atomowych masywnych i dlatego nieruchomych. W pewnych obszarach atomów występuje wtedy przewaga ujemnych ładunków elektrycznych elektronów, a w innych dodatnich ładunków protonów w jądrach. Nazywa się to polaryzacją atomów lub cząsteczek, a te po spolaryzowaniu nazywa się dipolami.
44 Takie bardzo małe, trwające tylko tysięczne części sekundy, przesunięcia powłoki elektronowej w atomach dielektryków, nazywa się prądem elektrycznym przesunięcia. Wywołuje on podobne zjawiska jak prąd elektronowy, tyle że bardzo krótkotrwałe.
45 Skutki wywoływane przepływem prądu elektrycznego zależą od intensywności przemieszczania się ładunków elektrycznych, czyli od natężenia prądu elektrycznego. Wielkość ta odpowiada ilości ładunków elektrycznych przepływających w danym miejscu przewodnika w jednostce czasu. Do określenia ilości ładunku elektrycznego elektronów trzeba by użyć bardzo dużych liczb. Z tego względu wprowadzono jednostkę zwaną kulombem (oznaczoną literą C), odpowiadającą ilości (6 miliardom miliardów) elektronów. Jednostką miary natężenia prądu elektrycznego w układzie SI jest amper (w skrócie A), odpowiadający przepływowi ładunku 1 kulomba w ciągu 1 sekundy. Na przykład żarówka do świecenia potrzebuje przepływu prądu o natężeniu dziesiątych części ampera, średniej wielkości silnik elektryczny do obracanie się wymaga prądu o natężeniu kilku amperów, a ogrzewacz elektryczny do ogrzewania pomieszczenia prądu o natężeniu kilkunastu amperów.
46 Prąd elektryczny, przepływając, wykonuje pracę, co oznacza zużywanie energii elektrycznej. Energię tę wyraża się w watosekundach (W s) lub najczęściej w jednostkach razy większych kilowatogodzinach(kwh). Energia zużywana w jednostce czasu wyznacza moc; w tym przypadku moc elektryczną. Wyraża się ją w watach (W) lub w tysiąc razy większych jednostkach kilowatach(kw). Moc określa zdolność urządzeń do wykonania zadań. Znając moc urządzenia elektrycznego i czas jego użytkowania, po przemnożeniu obu wielkości wyznacza się zużycie energii elektrycznej. Naprzykładgrzejnikomocy2kWwłączonyprzez3godziny(3h) zużywaenergięelektryczną2kw 3h=6kWh.
47 Kolejną podstawową wielkością elektryczną jest napięcie. Odpowiada ono energii zużywanej na przeniesienie jednostkowego ładunku elektrycznego (np. elektronu) z jednego miejsca do drugiego. Należy więc zawsze podać między jakimi punktami jest ono określone. By tego uniknąć, wprowadzono pojęcie potencjału elektrycznego. Jest to napięcie w danym miejscu względem ziemi, przy czym zakłada się, że ziemia ma zawsze potencjał równy zeru. Napięcie między określonymi punktami odpowiada więc różnicy potencjałów w tych punktach. Napięcie i potencjał wyraża się w woltach (w skrócie V) lub w tysiąc razy większych jednostkach kilowoltach (kv). Warto wiedzieć, że większość domowych urządzeń elektrycznych pracuje przy napięciu 230 V, choć silniki elektryczne o większej mocy są zasilane napięciem 400 V. Natomiast przenośne aparaty elektrycznepracująnaogółprzynapięciuod1,5vdo9v.
48 Między omówionymi wielkościami występują następujące zależności: W = P t P =U I w których: W energia elektryczna (W s), P moc (W), U napięcie(v), I natężenie prądu (A), t czas(s). MnoŜąc napięcie (w woltach) przez natęŝenie prądu (w amperach), uzyskuje się moc (w watach). Dzieląc natomiast moc (w watach) przez napięcie (w woltach), uzyskuje się w wyniku wartość natęŝenia prądu (w amperach). Na przykład Ŝarówka o mocy 75 W na napięcie 230 V pobiera prąd o natęŝeniu 75 W : 230 V = 0,33 A.
49 Rodzaje prądu elektrycznego
50 Prądy elektryczne rozróżnia się w zależności od tego, jak zmienia się w czasie ich natężenie. Można to przedstawić wykreślnie, odkładając na osi pionowej wartości natężenia prądu, a na osi poziomej czas. Prąd może płynąć przez dany przekrój przewodnika w dwóch kierunkach; na wykresie zaznacza się to, odkładając wartość natężenia w górę lub w dół od poziomej osi, czyli jako wartość dodatnią lub ujemną. Przyjęto uważać za dodatni kierunek prądu ten, który jest przeciwny do kierunku przepływu elektronów, ponieważ mają one ładunek elektryczny ujemny.
51 Na rysunku pokazano cztery przykładowe wykresy zmian natężenia prądu w funkcji czasu. W pierwszym przypadku natężenie prądu nie zmienia się z upływem czasu; mówi się wtedy, że jest to prąd stały. W drugim przypadku natężenie prądu zmienia się w czasie, ale prąd nie zmienia kierunku jest to prąd jednokierunkowy (na rys. tętniący). Jeśli występuje zmiana kierunku przepływu prądu, prąd nazywa się zmiennym w pewnych przedziałach czasu prąd płynie w jednym kierunku, a w innych prąd płynie w przeciwnym kierunku. W ostatnim przypadku przedstawiono szczególny przebieg prądu zmiennego, czyli prąd sinusoidalnie zmienny. Jest on powszechnie stosowany i nazywa się zwykle prądem przemiennym.
52 Prąd przemienny zaczyna płynąć w jednym kierunku i jego natężenie stopniowo wzrasta do wartości maksymalnej, następnie natężenie prądu maleje, aż prąd przestaje płynąć, po czym zaczyna znów płynąć, lecz w przeciwnym kierunku, a jego natężenie wzrasta do takiej samej wartości jak poprzednio (choć o przeciwnym znaku) i z kolei maleje, aż do wartości zerowej, po czym cykl się powtarza. Opisane zmiany powtarzają się w taki sam sposób w przedziałach czasu, nazywanych okresem, oznaczanych symbolem T.
53 Wykorzystywane w elektrotechnice prądy sinusoidalnie zmienne mają najczęściej okres zmian równy 1/50 s. Zmieniają one zatem kierunek przepływu 100 razy w ciągu sekundy. Często zamiast okresu zmian stosuje się wielkość odwrotną, zwaną częstotliwością f = 1/T. Jej jednostką jest herc (Hz). Na przykład prąd o okresie T = 1/50 s ma częstotliwośćf=50hz.
54 W przypadku prądów sinusoidalnie zmiennych ich wartości ulegają ciągłym i szybkim zmianom. W praktyce stosuje się tak zwane wartości skuteczne natężenia prądu oznaczane jako I oraz napięcia U (w elektrotechnice wartości te oznacza się wielką literą bez żadnego indeksu dolnego). Wartość skuteczną natężenia każdego okresowego prądu sinusoidalnie zmiennego określa się w taki sposób, aby odpowiadała ona wartości natężenia prądu stałego, powodującego takie same efekty cieplne.
55 Na przykład, jeśli grzejnik zasilany prądem stałym o natężeniu 5 A nagrzewa się tak samo jak przy zasilaniu prądem sinusoidalnie zmiennym w tym samymczasie,tomówisię,żetenprądmanatężenie o wartości skutecznej równej również 5 A. Jest to wartość stała, uśredniona dla całego okresu skwadratowanego przebiegu zmian natężenia prądu. Okazuje się, że wartość ta jest 2 (czyli 1,42) razy mniejsza od wartości maksymalnej I m, zwanej amplitudą. A zatem wartość skuteczną prądu wyraża się wzorem: I = I m 2, a napięcia: U = U m 2
56 Wraz ze zmianami natężenia prądu i wartości napięcia zmienia się także moc. Moc jest bowiem iloczynem natężenia prądu i napięcia w przypadku ich wartości chwilowych. A zatem wartość chwilowa mocy p = u i. Nie zawsze dotyczy to wartości skutecznych prądu I oraz napięcia U, gdyż tylko w szczególnymprzypadkumocp=u I.
Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.
Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek www.marwie.net.pl 1.. Własność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp. 2. Układ wielkości.
Bardziej szczegółowoWłasność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp.
Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek www.marwie.net.pl 1.. Własność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp. 2. Układ wielkości.
Bardziej szczegółowoElektrostatyka ŁADUNEK. Ładunek elektryczny. Dr PPotera wyklady fizyka dosw st podypl. n p. Cząstka α
Elektrostatyka ŁADUNEK elektron: -e = -1.610-19 C proton: e = 1.610-19 C neutron: 0 C n p p n Cząstka α Ładunek elektryczny Ładunek jest skwantowany: Jednostką ładunku elektrycznego w układzie SI jest
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 8
Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska Ładunek elektryczny Grecy ok. 600 r p.n.e. odkryli, że bursztyn potarty o wełnę przyciąga inne (drobne) przedmioty. słowo
Bardziej szczegółowoMateriały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej
Materiały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej 1. Siła Coulomba. F q q = k r 1 = 1 4πεε 0 q q r 1. Pole elektrostatyczne. To przestrzeń, w której na ładunek
Bardziej szczegółowoŁadunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych
Ładunek elektryczny Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych http://pl.wikipedia.org/wiki/%c5%81a dunek_elektryczny ładunki elektryczne o takich samych znakach się odpychają a o przeciwnych
Bardziej szczegółowoPodstawy elektrotechniki
Wydział Mechaniczno-Energetyczny Podstawy elektrotechniki Prof. dr hab. inż. Juliusz B. Gajewski, prof. zw. PWr Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław Bud. A4 Stara kotłownia, pokój 359 Tel.: 71
Bardziej szczegółowoELEKTRONIKA ELM001551W
ELEKTRONIKA ELM001551W Podstawy elektrotechniki i elektroniki Definicje prądu elektrycznego i wielkości go opisujących: natężenia, gęstości, napięcia. Zakres: Oznaczenia wielkości fizycznych i ich jednostek,
Bardziej szczegółowoWykład 2. 4. Ładunki elektryczne
Wykład 2 4. Ładunki elektryczne Czym są ładunki elektryczne? Odpowiedź na to pytanie jest tak trudne, jak odpowiedź na pytanie, czym jest masa. Istnienie ładunków w przyrodzie jest faktem, który musimy
Bardziej szczegółowoPodstawy elektrotechniki
Politechnika Wrocławska Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Zakład Elektrostatyki i Elektrotermii Podstawy elektrotechniki Prof. dr hab. inż. Juliusz B. Gajewski, prof. PWr Wybrzeże S. Wyspiańskiego
Bardziej szczegółowoLekcja 40. Obraz graficzny pola elektrycznego.
Lekcja 40. Obraz graficzny pola elektrycznego. Polem elektrycznym nazywamy obszar, w którym na wprowadzony doń ładunek próbny q działa siła. Pole elektryczne występuje wokół ładunków elektrycznych i ciał
Bardziej szczegółowoElektryczne właściwości materii. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.
Elektryczne właściwości materii Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej. Podział materii ze względu na jej właściwości Przewodniki elektryczne: Przewodniki I
Bardziej szczegółowoDielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych
Dielektryki Dielektryk- ciało gazowe, ciekłe lub stałe niebędące przewodnikiem prądu elektrycznego (ładunki elektryczne wchodzące w skład każdego ciała są w dielektryku związane ze sobą) Jeżeli do dielektryka
Bardziej szczegółowoPOLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA
POLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA gdzie: Q, q ładunki elektryczne wyrażone w kulombach [C] r - odległość między ładunkami Q i q wyrażona w [m] ε - przenikalność elektryczna bezwzględna środowiska, w jakim
Bardziej szczegółowoPrąd elektryczny 1/37
Prąd elektryczny 1/37 Prąd elektryczny Prądem elektrycznym w przewodniku metalowym nazywamy uporządkowany ruch elektronów swobodnych pod wpływem sił pola elektrycznego. Prąd elektryczny może również płynąć
Bardziej szczegółowoELEKTRYZOWANIE CIAŁ ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU
ELEKTRYZOWANIE CIAŁ ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU Autorzy: Gabriela Jaromin Martyna Andreew Justyna Kramarczyk Daria Chmiel Arkadiusz Koziarz KL. II BCH KILKA SŁÓW O HISTORII Elektrostatyka jest to dział fizyki
Bardziej szczegółowoPowtórzenie wiadomości z klasy II. Ładunek elektryczny. Zasada zachowania ładunku elektrycznego.
Powtórzenie wiadomości z klasy II Ładunek elektryczny. Zasada zachowania ładunku elektrycznego. Przewodniki prądu elektrycznego Materiały metaliczne (dobrze przewodzące prąd elektryczny), z których zbudowane
Bardziej szczegółowoWykład 8 ELEKTROMAGNETYZM
Wykład 8 ELEKTROMAGNETYZM Równania Maxwella dive = ρ εε 0 prawo Gaussa dla pola elektrycznego divb = 0 rote = db dt prawo Gaussa dla pola magnetycznego prawo indukcji Faradaya rotb = μμ 0 j + εε 0 μμ 0
Bardziej szczegółowoMAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY
Włodzimierz Wolczyński 47 POWTÓRKA 9 MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY Zadanie 1 W dwóch przewodnikach prostoliniowych nieskończenie długich umieszczonych w próżni, oddalonych od siebie o r = cm, płynie prąd.
Bardziej szczegółowoWymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C
Wymiana ciepła Ładunek jest skwantowany ładunek elementarny ładunek pojedynczego elektronu (e). Każdy ładunek q (dodatni lub ujemny) jest całkowitą wielokrotnością jego bezwzględnej wartości. q=n. e gdzie
Bardziej szczegółowoWymiana ciepła ELEKTROSTATYKA. Tales z Miletu. 600 p.n.e. czas
Wymiana ciepła -500 0 500 1000 1500 2000 Wymiana ciepła ELEKTROSTATYKA Tales z Miletu Grecki filozof zna zjawisko przyciągania przez potarty przez sukno bursztyn (grecka nazwa: elektron) słomek, piór,
Bardziej szczegółowoRedefinicja jednostek układu SI
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH / WYDZIAŁ CHEMII UNIWERSYTETU WARSZAWSKIEGO Redefinicja jednostek układu SI Ewa Bulska MIERZALNE WYZWANIA ŚWIATA MIERZALNE WYZWANIA ŚWIATA MIERZALNE WYZWANIA ŚWIATA
Bardziej szczegółowoRozdział 22 Pole elektryczne
Rozdział 22 Pole elektryczne 1. NatęŜenie pola elektrycznego jest wprost proporcjonalne do A. momentu pędu ładunku próbnego B. energii kinetycznej ładunku próbnego C. energii potencjalnej ładunku próbnego
Bardziej szczegółowoFizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)
Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics) Koniec XIX / początek XX wieku Lata 90-te XIX w.: odkrycie elektronu (J. J. Thomson, promienie katodowe), promieniowania Roentgena
Bardziej szczegółowoPrzykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI.
Przykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI. 1. Ładunki q 1 =3,2 10 17 i q 2 =1,6 10 18 znajdują się w próżni
Bardziej szczegółowoPrąd przemienny - wprowadzenie
Prąd przemienny - wprowadzenie Prądem zmiennym nazywa się wszelkie prądy elektryczne, dla których zależność natężenia prądu od czasu nie jest funkcją stałą. Zmienność ta może związana również ze zmianą
Bardziej szczegółowoZbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.
06 6 Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek www.marwie.net.pl Wielkość fizyczna. Własność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp.
Bardziej szczegółowoOdp.: F e /F g = 1 2,
Segment B.IX Pole elektrostatyczne Przygotował: mgr Adam Urbanowicz Zad. 1 W atomie wodoru odległość między elektronem i protonem wynosi około r = 5,3 10 11 m. Obliczyć siłę przyciągania elektrostatycznego
Bardziej szczegółowo1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J
1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A P O D S T A W E L E K T R O T E C H N I K I I E L E K T R O N I K I Ćw. 1. Łączenie i pomiar oporu Wprowadzenie Prąd elektryczny Jeżeli w przewodniku
Bardziej szczegółowoElektrostatyka, część pierwsza
Elektrostatyka, część pierwsza ZADANIA DO PRZEROBIENIA NA LEKJI 1. Dwie kulki naładowano ładunkiem q 1 = 1 i q 2 = 3 i umieszczono w odległości r = 1m od siebie. Oblicz siłę ich wzajemnego oddziaływania.
Bardziej szczegółowoRÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?
RÓWNANIA MAXWELLA Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego? Wykład 3 lato 2012 1 Doświadczenia Wykład 3 lato 2012 2 1
Bardziej szczegółowoPOLE MAGNETYCZNE Własności pola magnetycznego. Źródła pola magnetycznego
POLE MAGNETYCZNE Własności pola magnetycznego. Źródła pola magnetycznego Pole magnetyczne magnesu trwałego Pole magnetyczne Ziemi Jeśli przez przewód płynie prąd to wokół przewodu jest pole magnetyczne.
Bardziej szczegółowoELEKTROSTATYKA. Ze względu na właściwości elektryczne ciała dzielimy na przewodniki, izolatory i półprzewodniki.
ELEKTROSTATYKA Ładunkiem elektrycznym nazywamy porcję elektryczności. Ładunkiem elementarnym e nazywamy najmniejszą wartość ładunku zaobserwowaną w przyrodzie. Jego wartość jest równa wartości ładunku
Bardziej szczegółowok e = 2, Nm 2 JEDNOŚĆ TRZECH RODZAJÓW PÓL. STRESZCZENIE.
JEDNOŚĆ TRZECH RODZAJÓW PÓL. STRESZCZENIE. Pokazano na czym polega jedność pola elektrycznego, pola magnetycznego i pola grawitacyjnego. Po raz pierwszy w historii fizyki obiektywnie porównano ze sobą
Bardziej szczegółowoDr inż. Michał Marzantowicz,Wydział Fizyki P.W. p. 329, Mechatronika.
Sprawy organizacyjne Dr inż. Michał Marzantowicz,Wydział Fizyki P.W. marzan@mech.pw.edu.pl p. 329, Mechatronika http://adam.mech.pw.edu.pl/~marzan/ http://www.if.pw.edu.pl/~wrobel Suma punktów: 38 2 sprawdziany
Bardziej szczegółowoFizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku
Fizyka w poprzednim odcinku Obliczanie natężenia pola Fizyka Wyróżniamy ładunek punktowy d Wektor natężenia pola d w punkcie P pochodzący od ładunku d Suma składowych x-owych wektorów d x IĄGŁY ROZKŁAD
Bardziej szczegółowoFizyka i wielkości fizyczne
Fizyka i wielkości fizyczne Fizyka: - Stosuje opis matematyczny zjawisk - Formułuje prawa fizyczne na podstawie doświadczeń - Opiera się na prawach podstawowych (aksjomatach) Wielkością fizyczną jest każda
Bardziej szczegółowoPodstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude
Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki Opracował: Mgr inż. Marek Staude Część 1 Podstawowe prawa obwodów elektrycznych Prąd elektryczny definicja fizyczna Prąd elektryczny powstaje jako uporządkowany ruch
Bardziej szczegółowoMATERIAŁY Z KURSU KWALIFIKACYJNEGO
Wszystkie materiały tworzone i przekazywane przez Wykładowców NPDN PROTOTO są chronione prawem autorskim i przeznaczone wyłącznie do użytku prywatnego. MATERIAŁY Z KURSU KWALIFIKACYJNEGO www.prototo.pl
Bardziej szczegółowoŁadunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl
Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania Pole elektryczne Copyright by pleciuga@ o2.pl Ładunek punktowy Ładunek punktowy (q) jest to wyidealizowany model, który zastępuje rzeczywiste naelektryzowane
Bardziej szczegółowoPrądem elektrycznym nazywamy uporządkowany ruch cząsteczek naładowanych.
Prąd elektryczny stały W poprzednim dziale (elektrostatyka) mówiliśmy o ładunkach umieszczonych na przewodnikach, ale na takich, które są odizolowane od otoczenia. W temacie o prądzie elektrycznym zajmiemy
Bardziej szczegółowoHelena Stech: Scenariusz lekcji Elektrostatyka powtórzenie. Scenariusz lekcji fizyki w gimnazjum
1 Helena Stech: Scenariusz lekcji Elektrostatyka powtórzenie. Temat: Elektrostatyka powtórzenie. Scenariusz lekcji fizyki w gimnazjum Cele lekcji: powtórzenie wiadomości o rodzajach elektryzowania ciał
Bardziej szczegółowoWitam na teście z działu ELEKTROSTATYKA
Witam na teście z działu ELEKTROSTATYKA Masz do rozwiązania 22 zadania oto jaką ocenę możesz uzyskać: dopuszczająca jeśli rozwiążesz 6 zadań z zakresu pytań od 1 7 dostateczna jeśli rozwiążesz zadania
Bardziej szczegółowoDielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Dielektryki właściwości makroskopowe Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Przewodniki i izolatory Przewodniki i izolatory Pojemność i kondensatory Podatność dielektryczna
Bardziej szczegółowoElektrostatyka. Już starożytni Grecy wiedzieli, że potarty o tkaninę bursztyn przyciąga drobne lekkie przedmioty.
Elektrostatyka Już starożytni Grecy wiedzieli, że potarty o tkaninę bursztyn przyciąga drobne lekkie przedmioty. Pozostawało to odosobnioną ciekawostką aż do XVIw., kiedy Wlliam Gilbert wykazał, że podobną
Bardziej szczegółowoIndukcja magnetyczna pola wokół przewodnika z prądem. dr inż. Romuald Kędzierski
Indukcja magnetyczna pola wokół przewodnika z prądem dr inż. Romuald Kędzierski Pole magnetyczne wokół pojedynczego przewodnika prostoliniowego Założenia wyjściowe: przez nieskończenie długi prostoliniowy
Bardziej szczegółowoIndukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Indukcja elektromagnetyczna Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Strumień indukcji magnetycznej Analogicznie do strumienia pola elektrycznego można
Bardziej szczegółowoRozkład materiału nauczania
1 Rozkład materiału nauczania Temat lekcji i główne treści nauczania Liczba godzin na realizację Osiągnięcia ucznia R treści nadprogramowe Praca eksperymentalno-badawcza Przykłady rozwiązanych zadań (procedury
Bardziej szczegółowoSzczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II
Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II Semestr I Elektrostatyka Ocenę dopuszczającą otrzymuje uczeń, który: Wie że materia zbudowana jest z cząsteczek Wie że cząsteczki składają się
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II. 3. Magnetostatyka. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA II 3. Magnetostatyka Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ POLE MAGNETYCZNE Elektryczność zaobserwowana została
Bardziej szczegółowoFIZYKA 2. Janusz Andrzejewski
FIZYKA 2 wykład 3 Janusz Andrzejewski Prąd elektryczny Prąd elektryczny to uporządkowany ruch swobodnych ładunków. Ruchowi chaotycznemu nie towarzyszy przepływ prądu. Strzałki szare - to nieuporządkowany(chaotyczny)
Bardziej szczegółowoElektrostatyka. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Elektrostatyka Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego unduszu Społecznego Ładunek elektryczny Materia zbudowana jest z atomów. Atom składa się z dodatnie naładowanego jądra
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 8 Temat: Pomiar i regulacja natężenia prądu stałego jednym i dwoma rezystorem nastawnym Cel ćwiczenia
Ćwiczenie 8 Temat: Pomiar i regulacja natężenia prądu stałego jednym i dwoma rezystorem nastawnym Cel ćwiczenia Właściwy dobór rezystorów nastawnych do regulacji natężenia w obwodach prądu stałego. Zapoznanie
Bardziej szczegółowoŁadunki elektryczne. q = ne. Zasada zachowania ładunku. Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz materii. Ładunki jednoimienne odpychają się
Ładunki elektryczne Ładunki jednoimienne odpychają się Ładunki różnoimienne przyciągają się q = ne n - liczba naturalna e = 1,60 10-19 C ładunek elementarny Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz
Bardziej szczegółowoKondensator. Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych
Kondensatory Kondensator Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych dielektrykiem, na których zgromadzone są ładunki elektryczne jednakowej wartości ale o przeciwnych znakach. Budowa Najprostsze
Bardziej szczegółowoŁadunek elektryczny. Zastosowanie równania Laplace a w elektro- i magnetostatyce. Joanna Wojtal. Wprowadzenie. Podstawowe cechy pól siłowych
6 czerwca 2013 Ładunek elektryczny Ciała fizyczne mogą być obdarzone (i w znacznej większości faktycznie są) ładunkiem elektrycznym. Ładunek ten może być dodatni lub ujemny. Kiedy na jednym ciele zgromadzonych
Bardziej szczegółowoElektryczne właściwości materiałów. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.
Elektryczne właściwości materiałów Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Podział materii ze względu na jej właściwości Przewodniki elektryczne: Przewodniki
Bardziej szczegółowoŁADUNEK I MATERIA Ładunki elektryczne są ściśle związane z atomową budową materii. Materia składa się z trzech rodzajów cząstek elementarnych:
POLE ELEKTRYCZNE Ładunek i materia Ładunek elementarny. Zasada zachowania ładunku Prawo Coulomba Elektryzowanie ciał Pole elektryczne i pole zachowawcze Natężenie i strumień pola elektrycznego Prawo Gaussa
Bardziej szczegółowoFALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N
OPTYKA FALOWA I KWANTOWA 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N 8 D Y F R A K C Y J N A 9 K W A N T O W A 10 M I R A Ż 11 P
Bardziej szczegółowoElektrostatyka Elektryczność nas otacza i tworzy...
Elektrostatyka Elektryczność nas otacza i tworzy... Ryszard J. Barczyński, 2010 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Elektryczność
Bardziej szczegółowoLekcja 43. Pojemność elektryczna
Lekcja 43. Pojemność elektryczna Pojemność elektryczna przewodnika zależy od: Rozmiarów przewodnika, Obecności innych przewodników, Ośrodka w którym się dany przewodnik znajduje. Lekcja 44. Kondensator
Bardziej szczegółowoGENERATOR WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI BADANIE ZJAWISK TOWARZYSZĄCYCH NAGRZEWANIU DIELEKTRYKÓW
GENERATOR WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI BADANIE ZJAWISK TOWARZYSZĄCYCH NAGRZEWANIU DIELEKTRYKÓW Nagrzewanie pojemnościowe jest nagrzewaniem elektrycznym związanym z efektami polaryzacji i przewodnictwa w ośrodkach
Bardziej szczegółowoPole elektryczne w ośrodku materialnym
Pole elektryczne w ośrodku materialnym Ryszard J. Barczyński, 2017 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Stała dielektryczna Stała
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki sezon 2 1. Elektrostatyka 1
Biblioteka AGH Podstawy fizyki sezon 2 1. Elektrostatyka 1 Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha
Bardziej szczegółowo1. Dwa ładunki punktowe q znajdujące się w odległości 1 m od siebie odpychają się siłą o wartości F r
1. Dwa ładunki punktowe q znajdujące się w odległości 1 m od siebie odpychają się siłą o wartości F r. Sporządź wykres zależności F(r) dla tych ładunków. 2. Naelektryzowany płatek waty zbliża się do przeciwnie
Bardziej szczegółowoPodstawowe własności elektrostatyczne przewodników: Pole E na zewnątrz przewodnika jest prostopadłe do jego powierzchni
KONDENSATORY Podstawowe własności elektrostatyczne przewodników: Natężenie pola wewnątrz przewodnika E = 0 Pole E na zewnątrz przewodnika jest prostopadłe do jego powierzchni Potencjał elektryczny wewnątrz
Bardziej szczegółowoELEKTROSTATYKA. cos tg60 3
Włodzimierz Wolczyński 45 POWTÓRKA 7 ELEKTROSTATYKA Zadanie 1 Na nitkach nieprzewodzących o długościach 1 m wiszą dwie jednakowe metalowe kuleczki. Po naładowaniu obu ładunkiem jednoimiennym 1μC nitki
Bardziej szczegółowoElektryczność i Magnetyzm
Elektryczność i Magnetyzm Reinhard Kulessa II semestr r. akademickiego 2006/2007 Literatura E.M. Purcell, Berkeley Physics Course, Elektryczność i Magnetyzm David J. Griffiths:, "Podstawy Eelektrodynamiki",
Bardziej szczegółowoKRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY II GIMNAZJUM. ENERGIA I. NIEDOSTATECZNY - Uczeń nie opanował wiedzy i umiejętności niezbędnych w dalszej nauce.
KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY II GIMNAZJUM ENERGIA - Uczeń nie opanował wiedzy i umiejętności niezbędnych w dalszej nauce. - Wie, kiedy jest wykonywana praca mechaniczna. - Wie, że każde urządzenie
Bardziej szczegółowoWykładowca: dr inż. Mirosław Mizan - Wydz. Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki
ELEKTROTECHNIKA Wykładowca: dr inż. Mirosław Mizan - Wydz. Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki Dane kontaktowe: budynek główny Wydz. E i A, pok. E-117 (I piętro),
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI KLASA II Energia Wymagania na stopień dopuszczający obejmują treści niezbędne dla dalszego kształcenia oraz użyteczne w pozaszkolnej działalności ucznia zna pojęcia pracy
Bardziej szczegółowoCzym jest prąd elektryczny
Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,
Bardziej szczegółowocz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski
Wykład 14: Pole magnetyczne cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski szkla@agh.edu.pl http://layer.uci.agh.edu.pl/z.szklarski/ Wektor indukcji pola magnetycznego, siła Lorentza v F L Jeżeli na dodatni ładunek
Bardziej szczegółowoPodstawy Elektroniki i Elektrotechniki
Podstawy Elektroniki i Elektrotechniki Sławomir Mamica mamica@amu.edu.pl Obwody prądu elektrycznego http://main5.amu.edu.pl/~zfp/sm/home.html Plan. Krótko o elektryczności Ładunek elektryczny Pole elektryczne
Bardziej szczegółowo2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J
2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A P O D S T A W E L E K T R O T E C H N I K I I E L E K T R O N I K I Ćw. 2. Łączenie i pomiar pojemności i indukcyjności Wprowadzenie Pojemność
Bardziej szczegółowoMomentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:
1 W stanie równowagi elektrostatycznej (nośniki ładunku są w spoczynku) wewnątrz przewodnika natężenie pola wynosi zero. Cały ładunek jest zgromadzony na powierzchni przewodnika. Tuż przy powierzchni przewodnika
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2
Podstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2 Agnieszka Obłąkowska-Mucha AGH, WFIiS, Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek, D11, pok. 111 amucha@agh.edu.pl http://home.agh.edu.pl/~amucha Strumień wektora
Bardziej szczegółowoPodstawy elektrotechniki V1. Na potrzeby wykładu z Projektowania systemów pomiarowych
Podstawy elektrotechniki V1 Na potrzeby wykładu z Projektowania systemów pomiarowych 1 Elektrotechnika jest działem nauki zajmującym się podstawami teoretycznymi i zastosowaniami zjawisk fizycznych z dziedziny
Bardziej szczegółowoPole elektromagnetyczne
Pole elektromagnetyczne Pole magnetyczne Strumień pola magnetycznego Jednostką strumienia magnetycznego w układzie SI jest 1 weber (1 Wb) = 1 N m A -1. Zatem, pole magnetyczne B jest czasem nazywane gęstością
Bardziej szczegółowo1. POJĘCIA PODSTAWOWE ELEKTROTECHNIKI. SYGNAŁY ELEKTRYCZNE I ICH KLASYFIKACJA
1. POJĘCIA PODSAWOWE ELEKROECHNIKI. SYGNAŁY ELEKRYCZNE I ICH KLASYIKACJA 1.1. WPROWADZENIE WIELKOŚĆ (MIERZALNA) - cecha zjawiska, ciała lub substancji, którą można wyrazić jakościowo i wyznaczyć ilościowo.
Bardziej szczegółowoFIZYKA KLASA II GIMNAZJUM
2016-09-01 FIZYKA KLASA II GIMNAZJUM SZKOŁY BENEDYKTA Treści nauczania Tom II podręcznika Tom drugi obejmuje następujące punkty podstawy programowej: 1. Ruch prostoliniowy i siły 2. Energia 4. Elektryczność.
Bardziej szczegółowoElektrostatyczna energia potencjalna. Potencjał elektryczny
Elektrostatyczna energia potencjalna Potencjał elektryczny Elektrostatyczna energia potencjalna U Żeby zbliżyć do siebie dwa ładunki jednoimienne trzeba wykonać pracę przeciwko siłą pola nadając ładunkowi
Bardziej szczegółowoPojęcie ładunku elektrycznego
Elektrostatyka Trochę historii Zjawisko elektryzowania się niektórych ciał było znane już w starożytności. O zjawisku przyciągania drobnych, lekkich ciał przez potarty suknem bursztyn wspomina Tales z
Bardziej szczegółowoKlucz odpowiedzi. Konkurs Fizyczny Etap Rejonowy
Klucz odpowiedzi Konkurs Fizyczny Etap Rejonowy Zadania za 1 p. TEST JEDNOKROTNEGO WYBORU (łącznie 20 p.) Nr zadania 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Odpowiedź B C C B B D C A D B Zadania za 2 p. Nr zadania 11 12
Bardziej szczegółowoCharakterystyki częstotliwościowe elementów pasywnych
Charakterystyki częstotliwościowe elementów pasywnych Parametry elementów pasywnych; reaktancji indukcyjnej (XLωL) oraz pojemnościowej (XC1/ωC) zależą od częstotliwości. Ma to istotne znaczenie w wielu
Bardziej szczegółowoPracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład lutego Krzysztof Korona
Pracownia fizyczna i elektroniczna Wykład. Obwody prądu stałego i zmiennego 4 lutego 4 Krzysztof Korona Plan wykładu Wstęp. Prąd stały. Podstawowe pojęcia. Prawa Kirchhoffa. Prawo Ohma ().4 Przykłady prostych
Bardziej szczegółowoWykład 8: Elektrostatyka Katarzyna Weron
Wykład 8: Elektrostatyka Katarzyna Weron Matematyka Stosowana Przewodniki i izolatory Przewodniki - niektóre ładunki ujemne mogą się dość swobodnie poruszać: metalach, wodzie, ciele ludzkim, Izolatory
Bardziej szczegółowoKONKURS FIZYCZNY CZĘŚĆ 3. Opracowanie Agnieszka Janusz-Szczytyńska
KONKURS FIZYCZNY CZĘŚĆ 3 Opracowanie Agnieszka Janusz-Szczytyńska ZAGADNIENIA DO KONKURSU ETAP II Kolorem czerwonym zaznaczone są zagadnienia wykraczające poza program nauczania, na zielono zagadnienia,
Bardziej szczegółowoFizyka. w. 02. Paweł Misiak. IŚ+IB+IiGW UPWr 2014/2015
Fizyka w. 02 Paweł Misiak IŚ+IB+IiGW UPWr 2014/2015 Wektory ujęcie analityczne Definicja Wektor = uporządkowana trójka liczb (współrzędnych kartezjańskich) a = a x a y a z długość wektora: a = a 2 x +
Bardziej szczegółowoWyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym
Ćwiczenie 11A Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym 11A.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu mierzy się przy pomocy wagi siłę elektrodynamiczną, działającą na odcinek przewodnika
Bardziej szczegółowoBadanie rozkładu pola elektrycznego
Ćwiczenie 8 Badanie rozkładu pola elektrycznego 8.1. Zasada ćwiczenia W wannie elektrolitycznej umieszcza się dwie metalowe elektrody, połączone ze źródłem zmiennego napięcia. Kształt przekrojów powierzchni
Bardziej szczegółowoFIZYKA I ASTRONOMIA RUCH JEDNOSTAJNIE PROSTOLINIOWY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY
FIZYKA I ASTRONOMIA RUCH JEDNOSTAJNIE PROSTOLINIOWY Każdy ruch jest zmienną położenia w czasie danego ciała lub układu ciał względem pewnego wybranego układu odniesienia. v= s/t RUCH
Bardziej szczegółowoElektrostatyka. Prawo Coulomba Natężenie pola elektrycznego Energia potencjalna pola elektrycznego
Elektrostatyka Prawo Coulomba Natężenie pola elektrycznego Energia potencjalna pola elektrycznego 1 Prawo Coulomba odpychanie naelektryzowane szkło nie-naelektryzowana miedź F 1 4 0 q 1 q 2 r 2 0 8.85
Bardziej szczegółowoPotencjalne pole elektrostatyczne. Przypomnienie
Potencjalne pole elektrostatyczne Wszystkie rysunki i animacje zaczerpnięto ze strony http://webmitedu/802t/www/802teal3d/visualizations/electrostatics/indexhtm Tekst jest wolnym tłumaczeniem pliku guide03pdf
Bardziej szczegółowoPole przepływowe prądu stałego
Podstawy elektromagnetyzmu Wykład 5 Pole przepływowe prądu stałego Czym jest prąd elektryczny? Prąd elektryczny: uporządkowany ruch ładunku. Prąd elektryczny w metalach Lity metalowy przewodnik zawiera
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA II 4. Indukcja elektromagnetyczna Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ PRAWO INDUKCJI FARADAYA SYMETRIA W FIZYCE
Bardziej szczegółowoWykład FIZYKA II. 1. Elektrostatyka. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak
Wykład FIZYKA II. Elektrostatyka Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej http://www.if.pwr.wroc.pl/~wozniak/ ELEKTROMAGNETYZM Już starożytni Grecy Potarty kawałek
Bardziej szczegółowoWielkości opisujące sygnały okresowe. Sygnał sinusoidalny. Metoda symboliczna (dla obwodów AC) - wprowadzenie. prąd elektryczny
prąd stały (DC) prąd elektryczny zmienny okresowo prąd zmienny (AC) zmienny bezokresowo Wielkości opisujące sygnały okresowe Wartość chwilowa wartość, jaką sygnał przyjmuje w danej chwili: x x(t) Wartość
Bardziej szczegółowoPOLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI
POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI Oprócz omówionych już oddziaływań grawitacyjnych (prawo powszechnego ciążenia) i elektrostatycznych (prawo Couloma) dostrzega się inny rodzaj oddziaływań, które nazywa się magnetycznymi.
Bardziej szczegółowoCzłowiek najlepsza inwestycja
Człowiek najlepsza inwestycja Fizyka ćwiczenia F6 - Prąd stały, pole magnetyczne magnesów i prądów stałych Prowadzący: dr Edmund Paweł Golis Instytut Fizyki Konsultacje stałe dla projektu; od Pn. do Pt.
Bardziej szczegółowo