Elektrostatika

Zelektrování těles
Elektrický náboj
Zápis atomu
Jednotka elektrického náboje     
Zjištění elektrického náboje
Chování tělesa blízko náboje
Elektrické pole
Elektrický výboj
   

Zelektrování těles

Znát: složení atomu.
Zelektrované těleso (např. třením) získalo elektrický náboj, působí na ostatní tělesa elektrickou silou.
Zelektrování tělesa:

+ náboj získá: skleněná tyč, papír, TV klasická obrazovka, vlasy, svetr, toner
náboj získá: plast, PE sáček (mikroten), polystyren, igelit, nafukovací balónek, mrak, popílek v dýmu (-> odlučovač popílku)

 

náboje těles vzájemné působení
opačné (+ a -) ––>   <––
souhlasné (+ a +, - a -) <––   ––>
nabité a nenabité ––>   <––

Triboelektrická řada tribein = třít


Vypiš tělesa nabitá + a –: balónek, proton, hřeben, papír, neutron, elektron, svetr, vlasy.

Elektrický náboj obrázky

Zopakuj si atomy, ionty

Velikost náboje  e-  = velikost náboje  p+  (jen opačné znaménko).
Elektricky neutrální těleso (nenabité těleso):

+ náboj má těleso, kterému chybí e-
náboj má těleso s nadbytkem e-
Nabití tělesa = odebrání či dodání e-.
 

Nejmenší možný náboj = náboj e- = elementární náboj.
Náboj p+ je stejně velký (ale opačný).

Zápis atomu

Zápis normálního atomu:

hmotnostní číslo (n0+p+)–>   19 F     obsahuje: 9 p+, 10 n0, 9 e-    56 Fe  obsahuje: 26 p+, 30 n0, 26 e-
počet p+ (= počet e-) ->  9 26

Atomu mohu pouze dodat či ubrat e-.
Tím vytvoříme iont (= atom s jiným počtem e-, než normálním).

Zápis iontu:

hmotnostní číslo (n0+p+)–>   19 F  +  <–chybí e-         56 Fe 2-  <–navíc 2 e-
počet p+ (= počet e-) ->  9   26
  obsahuje: 9 p+, 10 n0, 8 e- obsahuje: 26 p+, 30 n0, 28 e-

Jaký náboj bude mít těleso, kterému a) vezmu e-,  b) přidám 2e-, c) vezmu 5e-

Podle tabulky urči např. počty částic v atomu 6430Zn+199F2-

Jednotka elektrického náboje

Elektrický náboj je fyzikální veličina.
Značka: Q (quantity of charge)
Jednotka: 1 C (Coulomb)

1 Coulomb ≈ "hejno" 6.1018 e- = 6 000 000 000 000 000 000 e-
Charles-Augustin de Coulomb

POZN: např. dobíjecí tužkový monočlánek pojme až 9 000 C, autobaterie 150 000 C

Zjištění elektrického náboje

Elektroskop - bez stupnice.
Elektrometr - má stupnici.
Van de Graaffův generátor - shromažďuje el. náboj.
Uzemnění = vodivé spojení se zemí (odvede každý náboj).


Kde pracujeme s nabitými tělesy:

Chování tělesa blízko náboje (bez dotyku)

Blízkost elektrického náboje způsobí, že se těleso dočasně chová jako nabité.
Možnosti:

Po oddálení náboje se těleso stane zpět neutrálním.
Takto se přitahuje nabité a nenabité těleso (nabitý sáček - okno, nabitý balónek - proud vody…).

Ukázka: nabitý balónek u zdi, oddělení pepře a soli nabitou plastovou lžičkou, nabité těleso přitahuje proud vody (1:56, 7:34).

Načrtni (náboje), co se stane s nenabitou plastovou lžičkou při a) dotyku b) přiblížení (+) náboje.
Načrtni (náboje), jak nabitý balónek přitahuje proud vody, malé papírky.


Elektrické pole

Kolem elektrického náboje je elektrické pole.

Elektrické pole popisují siločáry. Jejich směr byl dán směrem silového působení na testovací  +  náboj.

POZN: známe 3 silová pole:

silové pole popisují jej čáry pole je kolem pole působí na
gravitační siločáry každého tělesa všechna tělesa
magnetické magnetické indukční čáry zmagnetovaného tělesa feromagnetická tělesa
elektrické siločáry elektricky nabitého tělesa nabitá i nenabitá tělesa

načrtni síly na elektronElektrickým polem je přitahován: hřeben, svetr, toner…
Video: krupice, drátěná síť (čas 1:20), zajím

Načrtni síly působící na elektron v místech a-d:

Elektrická síla

Nabité těleso působí na ostatní tělesa elektrickou silou (prostřednictvím elektrického pole).
Elektrická síla závisí na:

Elektrické pole je pouze kolem …nabitých těles. Prostřednictvím tohoto pole působí těleso na ostatní tělesa …elektrickou silou. Touto silou se tělesa navzájem …přitahují nebo …odpuzují.


Elektrický výboj

Silné elektrické pole způsobí ve vzduchu odtržení elektronu z atomu –> iont –> vedení proudu –> jiskra (výboj).
Blesk v přírodě ~ 1/4 s, 100 milionů V, tisíce °C.
Hrom, zahřmění = zvuk, vyvolaný bleskem (rychlost 330 m/s).
Vzdálenost bouřky = zpoždění hromu [s] × 330

Např. zpoždění 3 s: 3×330=990 ~bouřka je asi 1 km daleko

Hromosvod (správně bleskosvod) - bezpečně odvede náboj blesku do země.
Výboje: svíčka v motoru, "jiskry" při svlékání svetru, "jiskření" kontaktů elektromotoru, zvonku, "jiskra" při vypnutí vypínače, elektrický zapalovač plynu (ruční, na sporáku, v kotli)…

 

Ukázka: zpomalený blesk 1, 2nabíjení panáčka + výboj, klouzavý

Jádro atomu

Protony se navzájem odpuzují elektrickými silami. Přesto se jádro nerozpadne (drží jej nesmírně silné jaderné síly).


Video: Tomáš Tyc, Krása fyziky - fyzika krásy (7. - 15. min) - přitahování, odpuzování nábojů, indukce

Úkoly Fraus 1