Struktura

Intenzita elektrostatického pole

Intenzita elektrostatického pole

Silové působení elektrického pole

Umístíme-li nabitou polystyrenovou nebo hliníkovou kuličku zavěšenou na tenkém vlákně mezi desky kondenzátoru a přípojíme zdroj vysokého stejnosměrného napětí, kulička se bude vychylovat silou F. Síla vychylující v elektrickém poli náboj narůstá stejnou silou jako velikost náboje. Poměr síly ku elektrickému náboji je tedy konstantní a závisí pouze na síle elektrického pole. Veličinu poměru F/Q označujeme jako intenzitu elektrického pole E.

obrazek

Obr. 1: Silové působení elektrického pole

 

Intenzita elektrického pole

Intenzita elektrického pole vyjadřuje silové působení elektrostatického pole na elektrický nábor v určitém místě pole.

Tam, kde jsou siločáry blíže u sebe, je intenzita větší.

E=\frac{F}{Q_{0}}

kde:   E – intenzita elektrického pole,

         F – síla, která působí v určitém místě pole na tzv. bodový náboj Q0.

 

Intenzita elektrického pole je vektorová veličina a má tedy velikost a směr.

Jednotkou je volt na metr (Vm-1).

 

Využití elektrického pole k funkci zařízení a součástek

  • Osciloskop s elektrostatickým vychylováním paprsku. V osciloskopu vychylují dvě elektrická pole elektronový paprsek. 

  • Tranzistory řízené elektrickým polem. V unipolárním tranzistoru FET je proud řízen elektrickým polem.

  • Elektrostatický odlučovač popílku. Zrnka prachu jsou záporně nabíjena a pak přitahována kladnou elektrodou. Odlučovač odděluje prach (popílek) od plynu (kouře).

  • Elektrostatické nanášení barev. Kapky rozprášené barvy nebo laku jsou elektricky nabíjeny a pak elektrostatickými silami přitahovány k povrchu lakovaného tělesa.

  • Kondenzátory. Kondenzátor je součástka, která může shromažďovat a uchovávat elektrický náboj.

 

Nežádoucí účinky elektrického pole.

  • V okolí elektrických spotřebičů.

  • V okolí vedení a kabelů vysokého napětí.

  • V bouřkových mracích.

  • U benzinových pump při čerpání.

  • Mezi nevodivými předměty a tkaninami při tření.

 

Bezpečnost

Mimořádných intenzit dosahují elektrická pole v zařízeních vysokého napětí a v bouřkových mracích, nebo mezi nevodivými předměty a tkaninami při vzájemném tření, např. při chůzi po koberci nebo při česání suchých vlasů. 

Při překročení průrazné pevnosti vzduchu dojde k elektrickému výboji.

Bezpečná hranice intenzity elektrického pole pro člověka je stanovena na 5 000V/m.

Prostor odstíněný od vlivu elektrických polí se nazývá Faradayova klec. Stínění je uzemněné.

Michael Faraday, anglický fyzik (1791 - 1867).

 

Zdroje

  • BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
  • TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Obrázky

  • Obr. 1: Autor neznámý. www.wikipedia.org [online]. [cit.16.11.2014]. Dostupné na www: http://cs.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Volta.
  • Obr. 2: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.

Procvič si

1. Co vyjadřuje intenzita elektrického pole?

2. Jak se vypočítá intenzita elektrického pole?

3. Kde se využívají účinky elektrického pole?

4. Kde se vyskytují nežádoucí účinky elektrického pole?

5. Co se stane, když dojde k překročení elektrické pevnosti vzduchu?

Zajímavost

Obr. 2: Michael Faraday

Michael Faraday

byl významný anglický chemik a fyzik.

Narodil se 22.září 1791 na venkově ve vesničce Newington v Anglii ve velmi chudé a nábožensky založené rodině. Jeho otec byl kovář, který se přestěhoval ze severu Anglie již před rokem 1791,protože hledal práci. Jeho matka byla žena velmi klidná a moudrá, která citově podporovala svého syna  po dobu  těžkého dětství. Faraday byl třetí ze čtyř dětí, všichni měli co dělat, aby se dosyta najedli, neboť jejich otec byl často nemocný a neschopný soustavné práce. Rodina po celá léta žila v bídě. Malý Michael se málokdy dosyta najedl, a když mu bylo dvanáct let, musel začít vydělávat. Protože byl šikovný, dostal se do učení ke knihvazači. Jeho rukama procházely nejrůznější spisy, a když je potají četl, před jeho užaslýma očima se otevřel podivuhodný a záhadný svět vědy.

V roce 1812 začal navštěvovat veřejné přednášky známého chemika sira Humphry Davyho. Věhlasný profesor si všiml mladíkova zájmu a nadání a rozhodl se udělat z něj svého žáka. V roce 1815 Davy zaměstnal Faradaye jako asistenta v chemické laboratoři londýnského Královského institutu. Každý týden vymýšlel nějaký nový pokus pro pobavení členů a příznivců institutu z vysoké společnosti. Při těchto experimentech Faraday objevil nové chemické sloučeniny, zabýval se zkapalňováním plynů a brzy si získal pověst zručného chemika. Jeho popularitě určitě pomohlo, že neměl žádné matematické vzdělání a ve svých přednáškách i odborných pracích nikdy nepoužil jediný vzorec. Za to z něj ale neustálá potřeba nových nápadů udělala jednoho z nejlepších experimentátorů všech dob a své posluchače okouzloval schopností vyložit i ten nejsložitější problém dokonale názorným způsobem. To platilo i o tak nehmotných jevech jako elektřina a magnetismus. V roce 1824 byl zvolen členem britské Akademie věd a o rok později jmenován ředitelem jejich laboratoří. V té době byl už dobře finančně zajištěn, měl útulný byt přímo v budově Královského institutu a mohl se oženit.

Logolink