Založ si blog

Od Coulomba až po dnešok I.

Napíšem článok ktorý nie je z oblasti politiky ale fyziky, pretože články sú prepolitizované. To síce nie je populárne ale pre niekoho zaujímavé. Koncom osemnásteho storočia začala sa veda zaujímať intenzívnejšie o elektrické javy. Francúzky fyzik Coulomb meral sily ktoré pôsobia medzi elektrickými nábojmi. Zistil, že sila medzi nábojmi je priamoúmerná súčtu nábojov a nepriamoúmerná polomeru vzdialenosti medzi nimi. Toto celé sa násobilo určitou konštantou. Konštanta bola zistená pomerným meraním a bola závislá na prostredí v ktorom boli elektrické náboje. Celá konštanta je rozpísaná ako 1/4π*ε. ε je tzv permitivita materiálu, je to elektrostatická vodivosť prostredia. Skladá sa s konštanty vákua tá sa násobí relatívnou permitivitou materiálu. Vzorec ε=ε0* εr. ε0 je permitivita vákua, εr je relatívna permeabilita materiálu. Meraná hodnota dnes je ε0= je 8,854187. 10^-12F/m je to číslo s 11 nulami za desatinnou čiarkou. εr je pre každý materiál iná. F je jednotka kapacity farad. Preto konštanta je veľmi vysoká. Elektrické sily sú vysoké Vzorec pre silu je F=((1/(4π*ε0* εr))*(O1*Q2)/r2. F je sila 1N (newton. Rozmerovo N=1/(4π*F/m)*C1*C2/m2, r je polomer vzdialenosti. O1*Q2 sú hodnoty nábojov udávaných v coulumboch značka C.Náboje ktoré pôsobia na seba majú určitú elektrickú intenzitu označovanú E rozmer je V/m, V=volt. Je to hodnota odvodená zo sily a veľkosti náboja ktorý pôsobí na druhý náboj. Vzorec je E=F/Q. Po rozpísaní je E=(((1/(4π*ε0* εr))*(O1*Q2)/r2)/ Q2. Po vykrátení ostane E=1/(4π*ε))*(O1)/r2. Je to intenzita náboja ktorá pôsobí na druhý náboj. Intenzity nábojov nám určujú siločiary, tvar elektrostatického poľa. Siločiara ktorá je rovná medzi nábojmi určuje potenciál V=E*d. V je potenciál, d je vzdialenosť medzi nábojmi. Keďže máme dva náboje budeme mať aj dva potenciály V1 a V2. Rozdiel tých elektrických potenciálov potenciálov je napätie U. Jednotka napätia je volt 1V. Pri zelektrizovaní telesa náboj ostáva. Schopnosť uchovať elektrický náboj spôsobuje určitá kapacita medzi elektródami. Kapacita ktorá uchová elektrický náboj je značená C jej rozmer farad F. Vzorec je C=ε*S/d. S je plocha platní v m^2, d je vzdialenosť medzi nimi. Uchovaná náboj má veľkosť priamoúmernú ploche elektród a elektrostatickej vodivosti materiálu, nepriamoúmerný vzdialenosti elektród od seba. Zariadenie na uchovanie elektrického náboja sa nazýva kondenzátor. Spojením elektród sa elektrický náboj začne na elektródach vyrovnávať. Pretečie cez vodič za určitý čas elektrický prúdn nebude mať ale rovnakú hodnotu bude postupne klesať. Znamená že prúd je priamoúmerný veľkosti náboja ktorý tečie cez určitý prierez vodiča za jednotku času. Kondenzátor sa vybije v krátkom čase. Ale keby sme začali dodávať neustále elektrický náboj tak by sme dostali zdroj napätia, (napr. baterka, tiekol by obvodom elektrický prúd. Účinkami elektrického prúdu sa zaoberal Francúzsky fyzik Amper. Určil vzorec pre prúd I=Q*t. I je prúd jednotka 1A amper, t je čas v sekundách. Zistil že prúd má tepelné a elektromagnetické účinky. Keď si pripojíme na cievku baterku tak sa magnetka okolo cievky vychýli buď na jednu alebo druhú stranu podľa zapojenia pólov na koncoch cievky. To znamená že elektromagnetické vlastnosti elektrického prúdu majú aj silové účinky. Elektromagnetická sila závisí priamoúmerne od magnetickej vodivosti (permeability prostredia a dĺžky na ktorej pôsobí a prúdu, nepriamo úmerne vzdialenosti medzi vodičmi. Vzorec je F=μ*I*l/d. Celková magnetická vodivosť prostredia je značená μ. Potom μ=μ0*μr. μ0 je permeabilita vákua a μr je relatívna permeabilita, (závisí od materiálu. Elektrický prúd a elektrický náboj bol určený od definície elektrického prúdu. 1A je prúd ktorý preteká dvoma rovnobežnými vodičmi vo vákuu zanedbateľného prierezu na dĺžke 1m, vzdialenosť medzi nimi je 1m, vytvoria silu 2*0,0000001 N, 2*10^-7N. Preto konštanta (permeabilita vákua sa zvolila 4π*2*10-7N. Elektrický náboj ktorý prechádza vodičmi bude mať hodnotu 1C. Súčet μ*I/d sa nazýva magnetická indukcia značka B, jej rozmer je 1T tesla. Potom máme F=B*l. B Najdôležitejšie vlastnosti elektrických nábojov keď stoja sú, elektrické napätie U a elektrostatická intenzita E. Pri pohybujúcich nábojoch je to elektrický prúd I a magnetická indukcia B. elektrický prúd pretláča elektrický náboj cez určité prostredie, resp. materiál. Aby prúd nedosiahol nekonečnú hodnotu zabezpečuje odpor materiálu. Elektrický prúd v obvode si môžeme predstaviť tak že máme dve nádoby nad sebou a potrubím tečie kvapalina s hornej nádrže do dolnej. Spád kvapaliny je elektrické napätie, potrubie je vodič elektrického prúdu tok kvapaliny predstavuje elektrický prúd. Prietok kvapaliny bude tým väčší čím bude spád väčší a čím bude potrubie hrubšie. Keď bude potrubie dlhšie tým bude prietok menší. Pre vodu prietok je iný ako pre olej, tým si môžeme predstaviť merný odpor materiálu vizkozita. Materiálové vlastnosti elektrického prúdu skúmali nemecký fyzici Ohm a Siemens. Zistily že prúd je priamoúmerný napätiu a nepriamoúmerný odporu vodiča. Potom pre odpor vodiča je vzorec R=U*I. R je odpor materiálu. Značka 1Ω ohm. Ďalšia dôležitá vlastnosť je merný odpor prostredia závisí od materiálu. Jeho definícia je: odpor 1m dlhého a prierezu 1mm^2 Značka ρ. Vzorec je ρ=R*S/l. R je odpor materiálu S je prierez materiálu a l je dĺžka materiálu. Prevrátená hodnota je konduktivita prostredia σ=1/ρ siemens na meter. Dôležité konštanty v elektrotechnie sú: permitivita vákua ε 08,854187. 10^-12 F/m, permeabilita vákua μ0 H/m. H (henri je magnetiká intenzita H=I/r, r je vzdialenosť od vodiča. Relatívne hodnoty sú merané pre každý materiál. Merné odpory sú merané a najmenší ma striebro ρ=1,6*10^-8 Ω.m. Toto sú dôležité údaje pre elektrostatiku a elektromagnetizmus. Zjednotiť ich sa podarilo Maxwellovy na základe merania Faradayových pokusoch. O tom napíšem nabudúce. Dúfam si niekto prečíta tento článok.

Rýchlosť svetla a hodnoty vákua

04.04.2018

V minulom blogu som spomenul, že hodnota 1A ampera bola 1desatina pôvodnej jednotky abamper 1abA. Bola znížená z praktických dôvodov. 1A je taká hodnota pri ktorej prierezom vodiča prejde elektrický viac »

Prečo je rýchlosť svetla vo vákuu presná keď ju nevieme odmerať

19.03.2018

Do týchto spolitizovaných blogov skúsim napísať blog z fyziky. Možno si to niekto aj prečíta. Rýchlosť svetla vo vákuu má presnú hodnotu c=299792458 m/s táto hodnota je dohodnutá. Túto viac »

Opravená mechanika II.

12.02.2018

V predchadzajúcom blogu som písal, že do vzorca pre odvodenie kinetickej energie musíme vypočítať tento integrál Tento integrál sa musí riešiť tzv. substitúciou. Tzn. že musíme v člene viac »

NTU robot, Singapur

Robot zložil stoličku z Ikea za dvadsať minút. Za koľko to zvládnete vy?

21.04.2018 06:49

Jedenásť minút premýšľať, deväť minút skladal. Singapurským vedcom sa podarilo vyvinúť robota, ktorý zložil stoličku Ikea.

KĽDR, raketa, Kim Čong-un

Kim zastavil jadrové i raketové testy a uzavrie strelnicu

21.04.2018 06:20

Severokórejský vodca Kim Čong-un oznámil, že KĽDR s okamžitou platnosťou zastavuje jadrové a raketové testy a uzavrie jadrovú strelnicu na severe krajiny.

žena tulipány medická záhrada Bratislava deti

V sobotu teplomer zaútočí na tridsiatku

21.04.2018 06:00

Počasie z posledných dní spôsobí, že tohtoročný apríl bude patriť k najteplejším v histórii meteorologických meraní.

Sergej Lavrov

Sergej Lavrov nevylučuje dodanie striel S-300 sýrskemu režimu

20.04.2018 23:11

Ruský minister zahraničných vecí ďalej uviedol, že Rusko sa v minulosti vyhýbalo dodávaniu týchto systémov Asadovej vláde z dôvodu nátlaku Západu.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 111
Celková čítanosť: 196567x
Priemerná čítanosť článkov: 1771x

Autor blogu

Kategórie