Elektryczne właściwości materiałów. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Podobne dokumenty
Elektryczne właściwości materii. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W10) Szkoły Policealnej Zawodowej.

Lekcja 40. Obraz graficzny pola elektrycznego.

Elektrostatyka. mgr inż. Grzegorz Strzeszewski. 20 kwietnia 2013 r. ZespółSzkółnr2wWyszkowie. mgr inż. Grzegorz Strzeszewski Elektrostatyka

POLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA

Dielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Dielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych

Podstawowe własności elektrostatyczne przewodników: Pole E na zewnątrz przewodnika jest prostopadłe do jego powierzchni

Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne

Indukcja magnetyczna pola wokół przewodnika z prądem. dr inż. Romuald Kędzierski

POLE MAGNETYCZNE Magnetyzm. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta. Prawo Ampère a. Prawo Gaussa dla pola

Elektrostatyka ŁADUNEK. Ładunek elektryczny. Dr PPotera wyklady fizyka dosw st podypl. n p. Cząstka α

Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.

Wykład 17 Izolatory i przewodniki

Podstawy fizyki wykład 8

POLE MAGNETYCZNE Własności pola magnetycznego. Źródła pola magnetycznego

Pojemność elektryczna. Pojemność elektryczna, Kondensatory Energia elektryczna

Pole elektromagnetyczne

Materiały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Własności magnetyczne materii

Podstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2

Wykład 8 ELEKTROMAGNETYZM

KONKURS FIZYCZNY CZĘŚĆ 3. Opracowanie Agnieszka Janusz-Szczytyńska

ŁADUNEK I MATERIA Ładunki elektryczne są ściśle związane z atomową budową materii. Materia składa się z trzech rodzajów cząstek elementarnych:

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski

Pole przepływowe prądu stałego

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Pole magnetyczne. Magnes wytwarza wektorowe pole magnetyczne we wszystkich punktach otaczającego go przestrzeni.

ELEKTRONIKA ELM001551W

Własność ciała lub cecha zjawiska fizycznego, którą można zmierzyć, np. napięcie elektryczne, siła, masa, czas, długość itp.

Obwody prądu stałego. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12)Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Wymagania edukacyjne: Elektrotechnika i elektronika. Klasa: 1Tc TECHNIK MECHATRONIK. Ilość godzin: 4. Wykonała: Beata Sedivy

Właściwości magnetyczne materii. dr inż. Romuald Kędzierski

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C

Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych. Materiał ilustracyjny do przedmiotu. (Cz. 1)

Magnetyzm. Magnetyzm zdolność do przyciągania małych kawałków metalu. Bar Magnet. Magnes. Kompas N N. Iron filings. Biegun południowy.

P R A C O W N I A

Ładunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych

znak minus wynika z faktu, że wektor F jest zwrócony

Ferromagnetyki, paramagnetyki, diamagnetyki.

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II

Księgarnia PWN: David J. Griffiths - Podstawy elektrodynamiki

Rozkład materiału i wymagania edukacyjne na poszczególne oceny z fizyki i astronomii dla klasy II TE, IITI, II TM w roku szkolnym 2012/2013

Prąd elektryczny 1/37

21 ELEKTROSTATYKA. KONDENSATORY

Podstawy fizyki sezon 2 2. Elektrostatyka 2

Pojemność elektryczna, Kondensatory Energia elektryczna

cz. 2. dr inż. Zbigniew Szklarski

Pole elektrostatyczne

Fizyka. Klasa II Gimnazjum. Pytania egzaminacyjne. 1. Ładunkiem ujemnym jest obdarzony: a) kation, b) proton, c) neutron, d) elektron.

Badanie wyników nauczania z fizyki w klasie 3 gimnazjum.

Strumień pola elektrycznego

ver magnetyzm

Podstawy elektrodynamiki / David J. Griffiths. - wyd. 2, dodr. 3. Warszawa, 2011 Spis treści. Przedmowa 11

Wykład FIZYKA II. 5. Magnetyzm

Podstawy elektrotechniki

Wykład FIZYKA II. 1. Elektrostatyka. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład marca Krzysztof Korona

Wykład 2. POLE ELEKTROMEGNETYCZNE:

ELEKTROSTATYKA. cos tg60 3

Badanie rozkładu pola elektrycznego

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI

Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:

UKŁADY KONDENSATOROWE

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

Magnetyzm. Magnesy trwałe.

Stosunek Koercji do Indukcji magnetycznej, oraz optymalny punkt pracy magnesu

Wykład FIZYKA II. 1. Elektrostatyka

Własności magnetyczne materii

cz.3 dr inż. Zbigniew Szklarski

Wykład FIZYKA II. 5. Magnetyzm. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład 4 i 5 Prawo Gaussa i pole elektryczne w materii. Pojemność.

Ładunki elektryczne. q = ne. Zasada zachowania ładunku. Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz materii. Ładunki jednoimienne odpychają się

Fizyka współczesna. Zmienne pole magnetyczne a prąd. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Powstawanie prądu w wyniku zmian pola magnetycznego

Kolokwium 2. Środa 14 czerwca. Zasady takie jak na pierwszym kolokwium

WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE CIAŁA STAŁEGO

Obwodem elektrycznym nazywamy zespół połączonych ze sobą elementów, umożliwiający zamknięty obieg prądu.

Zakres materiału: Elektryczność. Uczeń:

Magnetyzm. Magnesy trwałe.

Pojęcie ładunku elektrycznego

Pole magnetyczne. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wykład 14: Indukcja cz.2.

Podstawy elektrotechniki

Fizyka 2 Podstawy fizyki

Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy

26 MAGNETYZM. Włodzimierz Wolczyński. Indukcja magnetyczna a natężenie pola magnetycznego. Wirowe pole magnetyczne wokół przewodnika prostoliniowego

GENERATOR WIELKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI BADANIE ZJAWISK TOWARZYSZĄCYCH NAGRZEWANIU DIELEKTRYKÓW

Nazwa magnetyzm pochodzi od Magnezji w Azji Mniejszej, gdzie już w starożytności odkryto rudy żelaza przyciągające żelazne przedmioty.

Wykłady z Fizyki. Magnetyzm

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

Badanie rozkładu pola elektrycznego

Pracownia Dydaktyki Fizyki i Astronomii, Uniwersytet Szczeciński Elektroskop V Elektroskop V Rys. 1

1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Wykład 2. POLE ELEKTROMEGNETYCZNE:

Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 26 MAGNETYZM I ELEKTROMAGNETYZM. CZĘŚĆ 1

Rozkład materiału nauczania

Transkrypt:

Elektryczne właściwości materiałów Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Podział materii ze względu na jej właściwości Przewodniki elektryczne: Przewodniki I rodzaju Przewodniki II rodzaju Dielektryki Półprzewodniki Nadprzewodniki

Przewodniki ciała, które zdolne są do przewodzenia prądu elektrycznego Przewodniki I rodzaju ciała odznaczające się przewodnictwem elektronowym. Podczas przepływu prądu elektrycznego nie podlegają zmianom chemicznym. Zaliczamy do nich: miedź aluminium metale szlachetne (złoto, platyna, srebro) cyna ołów wolfram nikiel grafit

Przewodniki II rodzaju ciała, w których przepływ prądu elektrycznego polega na ruchu jonów (przewodnictwo jonowe). Zachodzi w nich ruch jonów dodatnich i ujemnych poruszających sie w przeciwnych kierunkach. Podczas przepływu prądu podlegają one zmianom chemicznym. Zaliczamy do nich wszelkiego rodzaju elektrolity, np. roztwory soli, kwasy, zasady.

Dielektryki materiały o właściwościach izolacyjnych. Nie przewodzą prądu elektrycznego. Zaliczamy do nich: porcelanę szkło bakielit mikę marmur gumę drewno tworzywa sztuczne powietrze olej mineralny wodę destylowaną próżnię papier

Półprzewodniki wykazują własności pośrednie między przewodnikami a dielektrykami. Zaliczamy do nich krzem i german. Wyróżniamy półprzewodniki typu p i typu n.

Pole elektryczne Zazwyczaj liczba ładunków elektrycznych dodatnich i ujemnych w danym ciele jest jednakowa. Ale niektóre ciała mają zdolność do elektryzowania się, czyli może na nich pojawić się nadmiar ładunków dodatnich lub ujemnych. Możliwe jest naelektryzowanie ciała wykonanego z metalu poprzez zbliżenie do niego innego ciała naelektryzowanego. Zjawisko to nosi nazwę indukcji elektrycznej. Ładunki elektryczne oznaczamy jako Q i wyrażamy w kulombach [C].

Natężenie prądu elektrycznego możemy zdefiniować jako przepływ przez przewodnik określonego ładunku w określonym czasie: Jeśli ładunek ten ma stałą wartość, to mówimy o prądzie stałym: Jednostką prądu jest amper [A].

Prawo Culomba Dwa naelektryzowane ciała, dostatecznie małe, aby ich ładunki równe Q i Q można było uważać za punktowe, oddziałują na siebie siłą, która jest proporcjonalna do iloczynu ich ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości r między nimi. gdzie ε bezwzględna przenikalność elektryczna określająca środowisko, w którym ładunki oddziałują ze sobą. ε = ε 0 ε r gdzie ε 0 = 8,85 0 - F/m (przenikalność elektryczna próżni). ε r względna przenikalność elektryczna próżni

Pole elektryczne charakteryzują: Natężenie pola elektrycznego: gdzie q ładunek próbny o znaku dodatnim Potencjał pola elektrycznego: V A = W A /q gdzie W A - praca wykonana podczas przesunięcia ładunku q z punktu A do nieskończoności.

Napięcie między dwoma punktami pola: Napięcie i potencjał wyrażamy w woltach [V]. Obraz pola elektrycznego:

Kondensatory U +Q -Q Ładunek Q wprowadzony do kondensatora jest proporcjonalny do napi cia ładowania U

Kondensatory Q = CU gdzie C pojemno elektryczna kondensatora Jednostk pojemno ci jest farad (F).

Kondensatory Pojemno kondensatora jest równa F, je eli pod wpływem napi cia V wyst puj cego mi dzy elektrodami, ładunek zgromadzony na ka dej elektrodzie jest równy C. pikofarad pf = 0 - F nanofarad nf = 0-9 F mikrofarad - µf = 0-6 F

Kondensatory Kondensator płaski dwie płyty przedzielone dielektrykiem C = ε d A gdzie: A pole powierzchni elektrody kondensatora płaskiego [m ] d odległo elektrod [m]

Kondensatory Kondensator kulisty (sferyczny) dwie współ rodkowe sfery. 4 Π ε C = r r gdzie: r promie wewn trznej kuli [m] r promie zewn trznej kuli [m]

Kondensatory Kondensator walcowy dwa współosiowe walce przedzielone dielektrykiem. C = Π ε l ln r r gdzie: l długo kondensatora walcowego [m] r promie wewn trznego walca [m] r promie zewn trznego walca [m]

Ł czenie kondensatorów Kondensatory mog by poł czone: - szeregowo - równolegle - szeregowo-równolegle

Poł czenie szeregowe kondensatorów Q Q a b c U U U

Poł czenie szeregowe kondensatorów C = Q Q C = U U lub U = Q C U = Q C

Poł czenie szeregowe kondensatorów U = U + U = Q C + Q C Q = Q = Q U = Q C + C

Poł czenie szeregowe kondensatorów Pojemno zast pcza układu dwóch kondensatorów: C = Q U C = C + C

Poł czenie szeregowe kondensatorów Pojemno zast pcza n kondensatorów poł czonych szeregowo: n = C k = C k

Poł czenie równoległe kondensatorów U U U C C Q Q

Poł czenie równoległe kondensatorów C U CU Q Q Q U U U + = + = = = + = + = Pojemno zast pcza dwóch kondensatorów poł czonych równolegle: C C U C U CU U Q C + = + = =

Poł czenie równoległe kondensatorów Pojemno zast pcza układu n kondensatorów poł czonych równolegle: C = n C k k =

Pole magnetyczne Pole magnetyczne jest to przestrzeń otaczająca magnes trwały lub przewodnik, w którym płynie prąd. Podobnie jak pole elektryczne, pole magnetyczne można przedstawić graficznie za pomocą linii sił pola. Są to linie, wzdłuż których ustawiają się igły magnetyczne umieszczone w polu magnetycznym.

Pole magnetyczne charakteryzują: Indukcja magnetyczna (wyrażana w teslach [T]): gdzie: F siła elektrodynamiczna działająca na przewód o długości l w którym płynie prąd I, a który znajduje się w polu magnetycznym.

Strumień magnetyczny (wyrażony w weberach [W]): gdzie S powierzchnia, przez którą przenika strumień o indukcji B Strumień skojarzony: gzie N ilość zwojów z których każdy jest skojarzony ze strumieniem Φ

Siła elektromotoryczna indukująca się w przewodzie przemieszczającym się w polu magnetycznym: gdzie: v prędkość przemieszczania się przewodu.

Natężenie pola magnetycznego H: gdzie: µ - przenikalność magnetyczna bezwzględna wyrażona w henrach na metr [H/m]. µ = µ 0 µ r µ 0 = 4π 0-7 H/m - przenikalność magnetyczna próżni. µ r przenikalność magnetyczna względna środowiska.

Podział materiałów magnetycznych: diamagnetyki ich własne pole magnetyczne osłabia zewnętrzne pole magnetyczne (µ r < ), np.: neon, argon, ksenon, krypton, niektóre metale i związki organiczne. paramagnetyki ich pole magnetyczne jest zgodne ze zwrotem pola zewnętrznego (µ r > ), np.: powietrze, aluminium, platyna. ferromagnetyki pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego następuje w nich znaczny wzrost indukcji (µ r >> ). µ r jest w nich nieliniowe. Pojawia się zjawisko magnetyzmu szczątkowego. Zaliczamy do nich np. żelazo, stal, nikiel, kobalt, chrom. Rozróżniamy ferromagnetyki twarde i miękkie.

Literatura: J.Nowicki Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla ZSN WSiP 999 S.Okoniewski Technologia dla elektroników WSiP