Slide 1

Vodič a izolant v elektrickém poli
(Učebnice strana 104 – 108)

Na nit zavěsíme váleček z hliníkové fólie.
Váleček je elektricky neutrální.
Hliník je elektrický vodič.
K válečku přiblížíme
kladně nabitou tyč.
Ve válečku se mezi kladnými ionty neuspořádaně pohybují volné
elektrony. Váleček je elektricky neutrální, má stejný počet volných
elektronů jako kladných iontů.
Působením elektrického pole se volné elektrony přesunou tak, že na
jednom konci převládá záporný náboj a na druhém kladný. Záporně
nabitá část se přitahuje k tyči. Po ukončení působení elektrického pole
se elektrony opět rovnoměrně rozptýlí.
Tento děj, který umožňuje přitahovat nezelektrovaná vodivá tělesa,
nazýváme elektrostatická indukce.


Slide 2

Elektroskopu se dotkneme kladně nabitou tyčí.
Část volných elektronů z elektroskopu přejde
na tyč, po oddálení tyče zůstane elektroskop
kladně nabitý.
K elektroskopu přiblížíme
kladně nabitou tyč.

+ +

Vlivem elektrostatické
indukce se volné
elektrony z elektroskopu
přesunou na desku
elektroskopu. na ručce
a nehybné tyčce vzniká
přebytek záporného
náboje, ručka se vychýlí.

-

+ +

Po oddálení tyče se elektrony rozptýlí zpět po elektroskopu,
elektroskop je elektricky neutrální, ručka se vrátí do nulové polohy.


Slide 3

Elektroskopu se dotkneme záporně nabitou tyčí.
Část volných elektronů z tyče přejde na
elektroskopu , po oddálení tyče
zůstane elektroskop záporně nabitý.
+
K elektroskopu přiblížíme
záporně nabitou tyč.
Vlivem elektrostatické indukce
se volné elektrony z desky
- elektroskopu přesunou na
ručku a nehybnou tyčku, kde
vzniká přebytek záporného
náboje, ručka se vychýlí.
Po oddálení tyče se elektrony rozptýlí zpět po elektroskopu,
elektroskop je elektricky neutrální, ručka se vrátí do nulové polohy.

-

Vložíme-li izolovaný kovový vodič do elektrického pole, přesunou se
volné elektrony ve vodiči tak, že na jednom jeho konci převládá
záporný náboj a na druhém konci kladný náboj. Tento jev se nazývá
elektrostatická indukce.


Slide 4

K elektroskopu přiblížíme kladně nabitou tyč.
Vlivem elektrostatické indukce se volné elektrony
přesunou na desku elektroskopu.
- znaelektroskopu
ručce a nehybné tyčce vzniká přebytek
záporného náboje, ručka se vychýlí.
Desky elektroskopu se dotkneme rukou.
Dotykem ruky elektroskop uzemníme, to je část
volných elektronů přejde z našeho těla (nebo
ze země) na desku, nehybnou tyčku a ručku
- elektroskopu. Elektroskop se stane elektricky
+
neutrálním, ručka se vrátí do nulové polohy.
Desky elektroskopu se přestaneme dotýkat.
Ručka a nehybná tyčka elektroskopu jsou elektricky neutrální. Na desce
elektroskopu, kde se původně přemístila část volných elektronů
elektroskopu vlivem elektrostatické indukce, je záporný elektrický náboj
stejně velký jako kladný náboj na tyči, elektrické síly jsou v rovnováze.
Odstraníme kladně nabitou tyč. Volné elektrony se rovnoměrně
rozmístí po elektroskopu, deska elektroskopu, ručka i nehybná tyčka
bude mít přebytek záporného náboje, ručka se opět vychýlí.

+


Slide 5

K elektroskopu přiblížíme záporně nabitou tyč.
Vlivem elektrostatické indukce se volné elektrony
z elektroskopu přesunou z desky elektroskopu.
+
na ručku a nehybnou tyčku, kde vzniká přebytek
záporného náboje, ručka se vychýlí.
Desky elektroskopu se dotkneme rukou.
Dotykem ruky elektroskop uzemníme, to je část
volných elektronů přejde z desky elektroskopu,
nehybné tyčku a ručky do našeho těla (nebo do
- země). Elektroskop se stane elektricky
neutrálním, ručka se vrátí do nulové polohy.
Desky elektroskopu se přestaneme dotýkat.
Ručka a nehybná tyčka elektroskopu jsou elektricky neutrální. Na desce
elektroskopu, odkud se původně přemístila část volných elektronů
elektroskopu vlivem elektrostatické indukce, je kladný elektrický náboj
stejně velký jako záporný náboj na tyči, elektrické síly jsou v rovnováze.
Odstraníme záporně nabitou tyč. Náboj na elektroskopu se rovnoměrně
rozmístí, deska elektroskopu, ručka i nehybná tyčka bude mít přebytek
kladného náboje, ručka se opět vychýlí.

+ +


Slide 6

Ke kousku polystyrenu přiblížíme kladně nabitou tyč.

Polystyren je elektrický izolant, nejsou v něm volné částice s elektrickým
nábojem. Elektrony obíhají neuspořádaně kolem kladných jader atomů.
Přiblížíme-li ke kousku elektricky neutrálního polystyrenu kladně nabitou
tyč, elektrony se přesunou na své oběžné dráze co nejblíže ke kladné
tyči. Tím se na jedné straně indukuje záporný náboj, na opačné straně
kladný náboj. Kousek polystyrenu se přiblíží ke kladně nabité tyči.
Přiblížíme-li ke kousku elektricky neutrálního polystyrenu záporně
nabitou tyč, elektrony se přesunou na své oběžné dráze co nejdále od
tyče. Tím se na jedné straně indukuje kladný náboj, na opačné straně
záporný náboj. Kousek polystyrenu se přiblíží k záporně nabité tyči.
Tento děj se nazývá polarizace izolantu v elektrickém poli.


Slide 7

Vložíme-li těleso z izolantu do elektrického
pole, přesunou se elektricky nabité částice
uvnitř atomů tak, že na jednom jeho konci
tělesa se projeví kladný náboj (pól) a na
protilehlém konci záporný náboj (pól).
Tento jev se nazývá polarizace izolantu.
Při elektrostatické indukci i při polarizaci
izolantu se na straně tělesa, která je bližší k elektricky nabitému tělesu,
projeví nesouhlasný náboj. V důsledku těchto jevů může elektricky
nabité těleso přitahovat i elektricky nenabitá tělesa.
Souhlasně nabitá tělesa (např. obě kladná) se vzájemně odpuzují,
nesouhlasně nabitá (jedno kladné a druhé záporné) se navzájem přitahují.
Pokud mají obě nabitá tělesa zanedbatelné rozměry (tzv. bodové náboje)
určíme velikost působící síly F pomocí Coulombova zákona:
F  k 

Q1  Q 2
r

2

kde k je konstanta charakterizující prostředí mezi oběma náboji (Nm2C-2),
Q1, Q2 – velikosti bodových nábojů (C), r – vzdálenost obou nábojů (m).

Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 113.