Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

FIZAKA ALAPISMERETEK FIZIKA Ma igazán feltöltőthet! (Elektrosztatika és elektromos áram) Dr. Seres István.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "FIZAKA ALAPISMERETEK FIZIKA Ma igazán feltöltőthet! (Elektrosztatika és elektromos áram) Dr. Seres István."— Előadás másolata:

1 FIZAKA ALAPISMERETEK FIZIKA Ma igazán feltöltőthet! (Elektrosztatika és elektromos áram) Dr. Seres István

2 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 2 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Elektrosztatika Kondenzátorok Egyenáramú, feszültségforrások

3 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 3 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Elektrosztatika Dörzselektromosság Ruha, szék feltöltődik Van de Graf generátor

4 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 4 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Elektrosztatika Coulomb törvény r Q1Q1 Q2Q2 Erő nagysága: Erő iránya: - vonzó, ha ellentétes előjelűek - taszító, ha azonos előjelűek

5 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 5 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Kondenzátorok Kapacitás Kapacitás meghatározása síkkondenzátorra: A d  0 = 8,85· Vs/Am,  r a szigetelőanyag relatív dielektromos állandója

6 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 6 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Kondenzátorok soros kapcsolása Bekapcsolás előtti töltés: Q 1 -Q 1 +Q 2 -Q 2 Bekapcsolás utáni töltés Töltésmegmaradás törvénye: 0 = -Q 1 + Q 2  Q 1 = Q 2 = Q

7 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 7 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Kondenzátorok soros kapcsolása C 1 U 1 Q 1 C 2 U 2 Q 2 U (1) U 1 + U 2 = U (2) Q 1 = Q 2 = Q C 1 ·U 1 = C 2 ·U 2 (1)  (3)

8 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 8 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Kondenzátorok párhuzamos kapcsolása (1) U 1 = U 2 = U (2) Q 1 + Q 2 = Q e U C 1 U 1 Q 1 C 2 U 2 Q 2 (1) C 1 ·U + C 2 ·U= C e ·U /:U (3) C e = C 1 + C 2

9 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 9 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Dielektrikum (szigetelő) Levegő  r ~ E0E E0E0 - + E’ - + F F A dipólmolekulákat az elektromos tér beforgatja. szigetelő

10 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 10 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Dielektrikum (szigetelő) E0E0 - + E’ - + szigetelő E = E 0 – E’ A dielektrikum csökkenti a térerősséget, és emiatt a feszültséget.

11 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 11 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Dielektrikum (szigetelő) E0E0 - + E’ - + szigetelő Azaz a kapacitás megnő: A feszültség  r -ed részére csökken:

12 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 12 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Áramerősség, Ohm törvény Áramerősség: Ohm törvény: Egyenfeszültség  állandó áram ?!

13 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 13 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Áramerősség, Ohm törvény Egyenfeszültség  U állandó Elektromos térerősség = állandó Elektronra ható erő = állandó Állandó erő hatására gyorsulva mozog?

14 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 14 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Áramerősség, Ohm törvény Elektronra állandó erő hat  egyenletesen gyorsul. Egyenáram?! v t elektron gyorsul de ütközik, a sebessége ~ így változik. átlagsebesség

15 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 15 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Áramerősség, Ohm törvény 1 elektron töltése = -1,6· C. 1 A áramerősség = 6,25·10 18 darab e - 1 s alatt!  átlagot érzékelek! v t

16 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 16 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Vezető szakasz ellenállása Ellenállás meghatározása vezető szakaszra: A  - a vezető anyagának fajlagos ellenállása

17 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 17 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Ellenállás hőmérsékletfüggése Fajlagos ellenállás hőmérsékletfüggése: Pt ºC hőmérsékleten 100  -os platina ellenállás-hőmérő t ( ºC) R (Ohm) , , , , , , , , , , ,84

18 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 18 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Ellenállások kapcsolása Soros kapcsolás: U 1 + U 2 = U I 1 = I 2 = I Az árammérőt mindig sorosan kötjük be a mérendő ellenállással. R 1 U 1 I 1 R 2 U 2 I 2 U

19 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 19 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Ellenállások kapcsolása Párhuzamos kapcsolás: U 1 = U 2 = U I 1 + I 2 = I e R 1 + R 2 = R e A feszültségmérőt mindig párhuzamosan kötjük be a mérendő ellenállással. U R 1 U 1 I 1 R 2 U 2 I 2 IeIe

20 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 20 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Ellenállások kapcsolása Wheatstone híd kapcsolás R1R1 V R2R2 R3R3 RtRt U0U0 Az R 1 -re jutó feszültség: Az R 2 -re jutó feszültség: A feszültségmérő által mutatott feszültség:

21 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 21 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Ideális feszültségforrás R A V Mekkora teljesítmény vehető ki egy ideális telepből? P R Bármekkora? R csökken  P nő (hiperbola) Ellenállás ideális teleppel U

22 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 22 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Valódi feszültségforrás RkRk A V RbRb E Névleges telepfeszültség: elektromotoros erő, belső fesz. Ohm törvény az áramkörre: E = I·(R b + R k ) E - I·R b = I· R k = U k kapocsfeszültség

23 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 23 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Valódi feszültségforrás Mérés: belső ellenállás mérése RkRk A RbRb E

24 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 24 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség

25 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 25 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Valódi feszültségforrás Mérés: belső ellenállás mérése R k1 = 137,5 ,  I 1 = 56,3 mA. R k2 = 367 ,  I 2 = 22,6 mA. E = 0,0563·(R b + 137,5) = 0,0226 ·(Rb + 367) (0,0563-0,0226)·Rb = 8,498 – 7,741 R b = 22,46 ,  E = 9,006 V RkRk A RbRb E E = I·(R b + R k )

26 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 26 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Kísérlet Különböző értékű ellenállások segítségével (aránylag olcsón kaphatók az elektronikai boltban) próbáld megmérni egy elemből kivehető legnagyobb teljesítményt! Ehhez különböző terhelések mellett kell mérned az áramot és a feszültséget, és számold ki a szorzatukat! A P-R grafikon felrajzolása segít az eredmény megtalálásában!

27 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 27 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Számolási feladat Az ábrán látható áramkörben mekkora a kondenzátor töltése? R1R1 R2R2 R3R3 R4R4 C U Adatok: R 1 = 30 , R 2 = 20 , R 3 = 10 , R 4 = 5 , U = 12 V, C = 100  F.

28 FIZIKA ALAPISMERETEK fft.gau.hu.hu 28 Elektrosztatika és elektromos áram Elektromágnesesség Gondolkodtató feladat Előtét ellenállás Egy napelemes rendszer feszültsége kb. 600 V=, de a mérőműszerem csak 200 V= méréshatárig használható. Hogyan tudnánk a mérőműszerrel megmérni a napelemes rendszer aktuális feszültségét?


Letölteni ppt "FIZAKA ALAPISMERETEK FIZIKA Ma igazán feltöltőthet! (Elektrosztatika és elektromos áram) Dr. Seres István."

Hasonló előadás


Google Hirdetések