elektrický náboj

nositeľmi elementárnych nábojov sú kladne nabité protńy a záporne nabité elektróny.
platí o nich:

• súrtovnako veľké so vzájomne odlišnými vlastnosťami
• sú neoddeliteľné od  častíc, ktorých sú nositeľmi
• sú najmenšie náboje aké môžu existovať

elementárny náboj je 1,602*^10-19 C

Elektrické pole, potenciál, napätie

Elektrické pole je fyzikálne pole, v ktorom je veličinou poľa (čiže veličinou priradenou každému bodu poľa) jeho intenzita E. V nejakom bode existuje elektrické pole, ak v tomto bode pôsobí na elektricky nabité teleso sila F.

Existuje ako:

• elektrostatické pole (vytvorené nepohybujúcimi sa nábojmi), alebo ako

• pole vytvorené pohybujúcimi sa nábojmi

• elektromagnetické pole (vzniká len pri rýchlo sa meniacom magnetickom poli),

Graficky sa znázorňuje elektrickými siločiarami (indukčnými čiarami).

z pozorovaní elektrických polí vyplýva:

• siločiary vychádzajú z kladne nabitého telesa k záporne nabitému telesu. v osamotenom náboje smerujú do nekonečna
• vystupujú kolmo z telesa a nikde sa nepretínajú
• medzi platňami sú rovnobežné  a teda aj elektrické pole je homogénne.

Podobne ako magnetické pole, aj elektrické pole sa dá definovať pomocou sily, ktorú vytvára.

F=(1/4Πε)∙(((Q1Q2)/rⁿ)∙r), kde n=2

kde

• je permitivita vákua;

• Q1,Q2 sú náboje

• je veľkosť vektora vzdialenosti oboch objektov;

• r je jednotkový vektor vyjadrujúci smer od jedného náboja k druhému.

V sústave SI sa sila udáva v newtonoch, náboj v coulomboch a vzdialenosť v metroch. Preto má ako jednotku C²/(N·m²).

Toto bolo empiricky známe. Teraz predpokladajme, že jeden náboj je pevný a druhý premiestnime na ine miesto. Podľa tejto rovnice je sila na premiestneny náboj úmerná jeho náboju. Elektrické pole je definované ako konštanta úmernosti medzi nábojom a silou:

Táro rovnica však platí len v elektrostatike, čiže ak sa nič nehýbe. Ak by sme si pozreli všeobecnejší prípad pohybujúcich sa nábojov, rovnica by sa zmenila na Lorentzovu rovnicu

Lorentzova sila je sila pôsobiaca na náboj alebo vodič v elektromagnetickom poli.

Bežne sa sa však ako Lorentzova sila označuje len príspevok magnetickej sily:

• sila

• elektrický náboj

• rýchlosť náboja

• intenzita elektrického poľa

• magnetická indukcia

• vektorový súčin

Rozdelenie magnetických a elektrických príspevkov závisí od vzťažnej sústavy. Pri správne zvolenej vzťažnej sústave možno silu elektrického poľa zanedbať.

Intenzita elektrického poľa

vektorová veličina vyjadrujúca vzťah medzi silou F a vzbudeným nábojom Q.

E=F/Q

dosadením do Coulumbovho zákona 
E= [((Q₁*Q₂)/r²)*k)/Q₁=k(Q₂/*r² 

ak vložíme jednotkový náboj +Q do elektrického poľa vo vzdialenosti r od náboja, ktorým bolo pole vytvorené a uvoľníme ho. náboj sa bide pohybovať p=o siločiare z pôvodného miesta r až po nekonečno.
Môžeme určiť jehho prácu W=F*s.

z toho vyplývaže jednokový náboj mal pred jeho uvoľnením energiu, ktorá s apremeniola na uvedenú prácu. túto energiu nazývame elektrický potenciál.

Elektrický potenciál je skalárna veličina, ktorá popisuje potenciálnu energiu jednotkového elektrického náboja v nemennom elektrickom poli. Ide teda o potenciál elektrického poľa, tzn. množstvo práce potrebné na prenesenie jednotkového elektrického náboja zo vzťažného bodu, ktorému je prisúdený nulový potenciál, do daného miesta. Za miesto s nulovým potenciálom (vztažný bod) sa obvykle berie buď nekonečne vzdialený bod (bežné u iných potenciálov, u elektriny obvykle iba v teoretických úlohách), alebo povrch Zeme.

Značenie

• Značka: φ

• Základná jednotka- volt, skratka: V

Výpočet

Keďže elektrický potenciál vyjadruje elektrostatickú potenciálne energiu na jednotku náboja, je možné ho vyjadriť ako

φ=W/Q kde U_E je elektrostatická potenciálna energia nabitého telesa a Q je jeho náboj.

Δφσ 

rozdiel potenciálov je Δφ=φ₁-φ₂. Ide vlastne o definíciu elektrického napätia ktoré je rozdielom dvoch potenciálov.

elektrické napätie je definované vykonanou prácou elektrického poľa pri prenášaní náboja. U=W/Q.

Napätie 1 volt je  ak je na prenesenie náboja 1coulumb z miesta nižšieho potenciálu na miesto vyššieho potenciálu je potrebné vykonať prácu 1 joule.

ak odizolovaný drôtový valec nabijeme a  na kovovej guličke, ktorou sa ho dotýkame meriame náboj zistíme, že jeho veľkosť závisí od miesta dotyku. Najvyššie hodnoty dosiahneme z hrany, ale z vnútra valca sa nedá preniesť žiaden náboj⇒ nábo je rozložený len na jeho povrchu.

rozloženie náboja Q na ploche S definuje plošná hustota náboja σ=Q/S=ε*E.

plošná hustota náboja je teda priamo úmerná intenzite elektrického poľa na danom mieste.

elektrický prúd

Usmernený tok elektrónov (iónov)

má tieto podmienky vzniku:

• napätie medzi koncami vodiča
• uzatvorený elektrický obvod

-faázorová veličina, značka I, jednotka Ampér [A]

definícia: Ampér je stály elektrický prúd tečúci 2 rovnobežnými nekonečne dlhými vodičmi kruhového prierezu umiestnených vo vákuu vo vzájomnej vzdialenosti 1m ak medzi nimi vyvolá silu 2*10⁷ N na 1m dĺžky vodiča.