Elektromosságtan.

Az előadások a következő témára: "Elektromosságtan."— Előadás másolata:

1 Elektromosságtan

2 Elektrosztatika Dörzselektromos jelenségek Kétféle elektromosság van
Műanyag vonalzó – haj, vagy paírreszelék (-) Műszálas pulóver – haj Üveg rúd – bőr (+) Műanyag rúd – szőrme (-) Kétféle elektromosság van (+) elektron hiány, (-) elektron többlet Azonos előjelű töltések taszítják egymást Különböző előjelű töltések vonzzák egymást

3 Töltött test és más testek kölcsönhatása
SZIGETELŐ ANYAG VONZÁS Dipolarizált molekulák VEZETŐ ANYAG VONZÁS Elektromos megosztás

4 Coulomb törvénye Q2 Q1* Q2 F=k* r2 Q1 ε0 - dielektromos állandó F r
k= 9*109 Nm2/C2 (légüres térben!) F Q1 r Két pontszerű töltés között fellépő erőhatás egyenesen arányos a töltések nagyságával és fordítottan arányos a távolságuk négyzetével. k felírható k=1/4πε ε0 =8,86*10-12 C2/Nm2 ε0 - dielektromos állandó

5 A töltésmennyiség A töltés jele: Q Mértékegysége: C (kulomb)
1 C annak a töltésnek a nagysága amely a vele azonos nagyságú, tőle 1 m távolságban lévő töltésre 9*109 N erővel hat. (légüres térben.) Az elektron töltése: -1,6*10-19 C A töltésmegmaradás törvénye: Zárt rendszerben az elektromos töltések előjelhelyes összege állandó. ∑Q=állandó

6 Az elektromos mező erőssége
F Q q r q próbatöltés mindig pozitív A térerősség: egy töltött test villamos terének egy pontjában a próbatöltésre ható erő és a próbatöltés hányadosa. Töltött test E=F/q Q Q* q Q E=k* =k* [N/C] E=k* r2 q*r2 r2

7 A térerősség összegzése
A térerősség vektormennyiség! Q2 Q1 A tér egy pontjában az eredő térerősség= a résztérerősségek vektoros összegével E2 E1 Eeredő= E1 + E2 Eeredő

8 Az elektromos mező szemléltetése
A villamosan töltött test maga körül erőteret hoz létre. Ezt az erőteret (mezőt) erővonalakkal szemléltetjük. Megállapodás szerint az erővonalak pozitív töltésen erednek, negatív töltés felé tartanak.

9 Egy bevezetendő fogalom A fluxus jele: Ψ mértékegysége: Nm2/C
Megjegyzés: az erővonalak iránya megegyezik a térerősség irányával; az erővonalak sűrűsége arányos a térerősség nagyságával. Egy bevezetendő fogalom A fluxus jele: Ψ mértékegysége: Nm2/C Fogalma: az erővonalakra merőleges „A” felületen áthaladó erővonalak száma. Kiszámítása: Ψ=E*A

10 A pontszerű töltés fluxusa
Gauss törvény Az összefüggés bármely felületre igaz! Tehát: Q töltést körülzáró felület fluxusa =

11 Az elektromos mező munkája
WAB független a megtett úttól!!! WAB B d A WAB WBA q = WBA Az AB pontok között feszültség mérhető. A feszültség jele: U, mértékegysége: V A feszültség csak a két pont távolságától függ!!! A feszültség fogalma: az AB pontok között végzett munka és a töltés hányadosa a két pont között mérhető feszültségre jellemző.

12 A potenciál Ha egy villamos erőtérben pontok feszültségét egy talpponthoz viszonyítjuk, akkor a pontok feszültségét a talpponthoz képest a pontok potenciáljának nevezzük. A talppontnak célszerű az erőteret létrehozó töltéstől végtelen távoli pontot választani. Ott a térerősség értéke nulla. Legyen UA=50 V UB=100 V UC= 200 V C UAB, UAC, UBC feszültség UAC UBC B UAB A UA, UB, UC, potenciál UA UB UC Talppont

13 A kondenzátor Töltések tárolására alkalmas eszköz Felépítése:
A – a lemezek felülete d – a lemezek távolsága E – a lemezek közti térerősség εr – a lemezek közti anyagra jellemző dielektromos állandó d A E Jellemző adata a kapacitás! Jele: C Mértékegysége: F (farád) Áramköri jele:

14 A kondenzátor kapacitása
A kapacitás: töltéstároló képesség. Kiszámítása: A kondenzátor kapacitása: egységnyi feszültség által felhalmozható töltésmennyiség. A kondenzátor kapacitásának meghatározása anyagi jellemzőkből: 1 F nagy egység, a gyakorlatban ennek törtrészeit használjuk. 1 μF= 10-6 F 1 nF= 10-9 F 1 pF= F

15 A kondenzátor elektromos mezejének munkája
Mivel Így

16 Kondenzátorok kapcsolása
Párhuzamos kapcsolás C1 C2 Q1 Q2 U Ce U =

17 Kondenzátorok kapcsolása
Soros kapcsolás Q Ce Ue C1 C2 U = U1 U2