Transcript Elektrický prúd - moderná škola tretieho tisícročia

Kód ITMS projektu: 26110130519
Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Elektrický prúd
Vzdelávacia oblasť:
Človek a príroda
Predmet
Fyzikálny seminár
Ročník, triedy:
4. ročník
Tematický celok:
Elektrický prúd
Vypracoval:
Mgr. Jolana Szanková
Dátum:
február 2014
Obsah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Rozdelenie látok
Elektrický prúd
Meranie elektrického
prúdu
Druhy ampérmetrov
Podmienky prechodu
prúdu
Vodič a izolant v
elektrickom poli
7.
Štruktúra
kovov
8. Elektrický prúd
v kovoch
9. Ohmov zákon
10. Elektrický
odpor vodiča
11. Použité zdroje
2
Rozdelenie látok
• podľa elektrickej vodivosti:
• vodiče - sú látky, ktoré vedú elektrický prúd,
obsahujú voľne pohyblivé elektricky nabité častice
napr. kovy (Cu, Al, Ag), elektrolyty, ionizované plyny
• izolanty - sú látky, ktoré neobsahujú voľný elektrický
náboj a nevedú elektrický prúd
napr. sklo, drevo, guma, bakelit
• polovodiče - sú látky, ktorých elektrické vlastnosti
závisia od vonkajších podmienok (teplota, žiarenie)
napr. Si, Ge, C, Se, MnO, PbS
Si
Ge
3
Elektrický prúd
• fyzikálny jav - usporiadaný pohyb voľných častíc
s elektrickým nábojom (elektróny, protóny, ióny)
• je základná fyzikálna veličina:
Elektrický prúd I - je definovaný ako podiel
celkového náboja častíc Q, ktoré prejdú
prierezom vodiča za dobu t.
• jednotkou prúdu je: ampér (A)
• jednotka je pomenovaná podľa
francúzskeho fyzika André-Marie Ampéra
(1775 - 1836)
4
Meranie elektrického prúdu
• Ampérmeter - je prístroj na meranie prúdu.
• Schematická značka:
• Ampérmeter sa zapája do elektrického obvodu
do série s meraným spotrebičom.
• Svorka označená na prístroji + sa spája s rovnako
označenou svorkou zdroja.
• Schéma zapojenia:
5
Druhy ampérmetrov
• Analógový
Ampérmetre
ručičkový
Kliešťový
Digitálny
Digitálny
multimeter
6
Podmienky prechodu prúdu
Podmienky vedenia prúdu v obvode:
• Vodič musí obsahovať voľné elektrické náboje
• Vo vodiči musí byť elektrické pole
• Elektrické pole vznikne vo vodiči po pripojení
na zdroj napätia
Zdroje napätia:
Elektrochemické - galvanický článok,
akumulátor
Fotoelektrické - fotočlánok
Termoelektrické - termočlánok
Elektrodynamické - dynamo, alternátor
7
Vodič a izolant v elektrickom poli
• Keď vložíme vodič do elektrického poľa nastane
elektrostatická indukcia.
• Keď do elektrického poľa vložíme izolant
(dielektrikum), nastane jeho polarizácia.
8
Štruktúra kovov
• Atómy v kovoch sú usporiadané
do kryštálovej mriežky.
• Kryštálová mriežka je utvorená z kladných iónov,
medzi ktorými sa neusporiadane pohybujú
valenčné elektróny - voľné elektróny. Valenčná vrstva je
posledná vrstva
elektrónového
obalu atómu.
9
Elektrický prúd v kovoch
• Kovy sú výbornými vodičmi elektrického prúdu.
• Elektrický prúd v kovoch tvoria iba voľné
elektróny - elektrónová vodivosť kovov.
• elektróny súčasne vykonávajú v kove dva pohyby:
Elektrický prúd je
- neusporiadaný - tepelný pohyb
usmernený pohyb
- usmernený pohyb pozdĺž vodiča
voľných elektrónov.
Voľné elektróny sa pohybujú
od zápornej svorky zdroja ku
kladnej svorke.
Smer elektrického prúdu vo vodiči
je určený dohodou od kladného ku
zápornému pólu zdroja.
10
Ohmov zákon
• Schéma zapojenia elektrického obvodu:
Keď meníme napätie na svorkách zdroja, mení
sa napätie U medzi koncami skúmaného vodiča
a prúd I prechádzajúci vodičom.
• Ohmov zákon pre časť obvodu:
elektrický prúd I v kovovom
vodiči je priamo úmerný elektrickému napätiu U
medzi koncami vodičov (ak je teplota vodiča
konštantná).
• Matematicky:
G - elektrická vodivosť
R - elektrický odpor
11
Elektrický odpor vodiča
• je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje schopnosť
vodiča zabraňovať prechodu elektrického prúdu
• Elektrický odpor R závisí od materiálu, dĺžky l a
prierezu vodiča S:
• jednotka odporu: ohm (Ω)
je pomenovaná podľa nemeckého fyzika
Georga Simona Ohma
• jednotkou rezistivity je: ohm.meter
Rezistor je súčiastka, ktorá kladie
elektrickému prúdu určitý odpor.
(1787 - 1854)
12
Použité zdroje
• Bednařík M., Svoboda E. a kol.: Fyzika pre 2.ročník
gymnázií, 1993, SPN, Bratislava
• Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis,
Bratislava, 2011
• Lank V., Vondra M.: Fyzika, 2008, Fragment s.r.o.
• http://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/KUCH4/images/kovova9.gif
• http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT_html/VsG/3-21_files/image003.gif
• http://images04.olx-st.com/ui/20/15/01/1334139573_351121401_1Obrazky--Digitalny-ampermeter-DC-0-999A.jpg
• http://www.elso.sk/2866-3652-large/fluke-302-kliestovy-merac.jpg
13