2. колоквијум године, од Децембар-08 Физика, 2008

2. колоквијум 16.1.2009. године, од 9.00 22-Децембар-08 Физика, 2008
Љубиша Нешић

ФИЗИКА Час број 14 Понедељак, 22. децембар, 2008 Електростатика
22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електростатика - посматрања
Област физике Проучава интеракције између наелектрисаних тела која мирују Талес (из Милета), 590. г.п.н.е. Ткачки радници приметили да ћилибар (врста смоле), протрљан вуненом крпом или крзном привлачи парчиће папира, длаке косе, ... 2000 година није НИШТА урађено 1600. енглески лекар Џилберт – и друга тела показују сличне особине-стакло протрљано свилом. електричне појаве – (електрон=ћилибар), тела =наелектрисана тела, сила=електрична сила Наелектрисана тела поседују наелектрисање и оно је узрок електричних појава. До 1820 одвојено од магнетних (Ерстед нашао везу) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Две врсте електрицитета
18. век, Бенџамин Френклин – постоје две врсте наелектрисања “–,+”. На стакленој шипци протрљаној свилом јавља се “+” (позитивно) наелектрисање, на пластичној шипци протрљаној вуном названо је “-” (негативно) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Већина тела у природи је електронеутрална
Степен наелектрисаности се одређује електроскопом 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електроскоп Проводник Изолатор Метални листићи 22-Децембар-08
Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електростатика – објашњење на атомском нивоу
Грчка рече за ћилибар је “електрон”. Наелектрисање електрона (e – покретна “мала” честица) је најмање могуће наелектрисање (Robert Millikan, 1909) наелектрисано тело може да поседује само цео број основних јединица наелектрисања (1е, 2е, ...) Наелектрисање протона (p) је супротно по знаку од наелектрисања електрона. (+ “робустна” честица) Електрон је негативно а протон позитивно наелектрисан. Количина наелектрисања (у изолованом систему) се не мења Неутрални објекти/тела имају једнак број позитивних и негативних наелектрисања Атом је у целини електронеутралан. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

v~106m/s r~10-9m 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Износи масе и нелектрисања електрона су били непознати све до краја 19 века. 1C (Coulomb=Кулон)= 6.25 x 1018 електрона. Неутрони нису наелектрисани 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Атом са вишком/мањком електрона је ЈОН. Усмерено кретање електрона (носиоца електрицитета) чини електричну струју према особини да проводе струју супстанце делимо на: проводнике, полупроводнике и изолаторе/диелектрике 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Проводници: метали – у просеку 1 електрон по атому је “слободан” да се креће кроз метал (језгра остају са (Z-1) електроном (Z-редни број атома, број електрона у омотачу, број протона у језгру)) Изолатори (стакло, порцелан, сумпор, ебонит, каучук, лискун, парафин, алкохол, уља, ...) – нема слободног електрона – сви су везани за језгра Полупроводници: између проводника и изолатора,. Мали број електрона је слободан, али може да се повећа загревањем, применом јаких поља, ... Суперпроводници: материјали кроз које електрони струје без икаквог отпора. Постоји на веома ниским температурама. Магнетна левитација је једна примена 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Метали су обично добри проводници
Проводник: материјал кроз који протиче (електрична) струја уз врло мали отпор Метали су обично добри проводници Изолатор – материјал који пружа јако велики отпор протоку наелектрисања кроз њега Изолатори су углавном неметали Не дозвољавају својим електронима да постану “слободни” и да се слободно крећу унутар материјала 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Изолатори - ковалентне везе

Како наелектрисати тело?
Трењем - провођењем поларизацијом? (и даље је неутрално али су раздвојeна наелектрисања) индукцијом H2O су поларни молекули 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Налектрисање индукцијом
провођењем Налектрисање индукцијом Charging by Conduction Charging by Induction Charged object touches the electroscope.Charged object does not touch the electroscope.Electroscope ends up similarly charged to the object used to charge it.Electroscope ends up oppositely charged to the object used to charge it.The first charge is strong but gets weaker each time the electroscope is recharged. (This is due to the original object giving up some charge every time it is touched.) The first charge is strong and stays strong each time the electroscope is recharged. (This is due to the original object not losing any charge in the process.) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Поларизација Иако је папир и даље електронеутралан, он је поларисан, (-) наелектрисања су ближа а (+) су даља. То значи да је привлачна сила већа од одбојне 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Поларизација 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Негативно наелектрисање на доњим слојевима облака изазива гомилање позитивног налектрисања на површини земље Електрично пражњење, гром : наелектрисања струје кроз јонизован ваздух. (У случају да је разлика у количини наелектрисања довољно велика.) ++++++ 1752 у експерименту са змајем Бенџамин Френклин је објаснио појаву грома. Показао је да су електрична варница и муња у суштини исте појаве: направио је змаја са шиљком, везао га канапом, подигао у ваздух пре непогоде са грмљавином, када је пала киша навлажио се канап (и постао проводник) и из кључева на крају канапа искакале су велике варнице lightning rod, a rod made of materials, especially metals, that are good conductors of electricity, which is mounted on top of a building or other structure and attached to the ground by a cable. By virtue of its position, shape, and conductivity the rod attracts lightning discharges much more readily than the building on which it is mounted. When struck, the connecting cable carries the discharge safely into the ground, preventing any damage to the building. Benjamin Franklin, in his kite experiment (1752), proved that lightning and electricity are identical and subsequently invented the lightning rod. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

“Је ли то био електрицитет?”

Расподела наелектрисања у проводнику
Пошто се истоимена наелектрисања одбијају, слободна наелектрисања се расподељују по површини проводника, што је могуће даље једна од других… Унутар наелектрисаног проводника нема , слободних наелектрисања, он служи као “штит” – Фарадејев кавез A similar example is an attraction of the water stream from the faucet to the charged rod. You can try it at home or in the lab! 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Фарадејев кавез – радио у “кавезу” не ради јер он не пропушта електромагнетне таласе

Расподела наелектрисања
Метална лопта Тело са шиљком (громобрани) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Громобран Метална шипка повезана са земљом помоћу дебље проводне жице
На врху шипке је шиљак који се наелектрише (индукцијом) под дејством наелектрисања облака Изузетно јако поље јонизује ваздух између облака и шиљка За врло кратко време наелектрисање се са облака пренесе кроз јонизовани ваздух на шиљак, па кроз шипку и жицу оде у земљу (процес преношења наелектрисања кроз ваздух се зове пражњење, праћен је снажним бљеском – то је муња, грмљавина је звучни ефекат који настаје због загревања и ширења ваздуха око џиновске варнице која је настала). Громобран дакле преузима наелектрисање облака и спроводи га у земљу – тако нема опасности да облаци прекомерно наелектришу објекте у близини громобрана. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Кулонов закон Француски физичар, вршио експерименте са торзионом вагом. Показао да за два наелектрисана тела Вектор силе лежи на правој која пролази кроз та тела (сила је централна) обрнуто је пропорционална квадрату растојања честица, F ~ 1/r 2 директно пропорционална углу упредања нити, тј. наелектрисању, F ~ a, a~q: Charles Augustin de Coulomb ( ) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Кулонов закон F 21~ q1 F 12~ q2 Из 3. Њутновог закона F21= F12 , F~q1q2 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Кулонов закон 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Принцип суперпозиције

Електростатичка и гравитациона сила
Електростатика Гравитациона сила Два типа нелектрисања (q): позитивно и негативно Један тип масе (m): позитивна маса!!! Привлачна (код разноимених наелектрисања) или одбојна (истоимена наелектрисања) Привлачна (за сва масивна тела у свемиру) F: 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Много је јача од гравитационе!!!
Електрична сила 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрично поље ДА. Око тела се ствара електрично поље.
Ако постоје силе између 2 наелектрисања, да ли долази до промене особина простора ако постоји само једно наелектрисање? ДА. Око тела се ствара електрично поље. A similar example is an attraction of the water stream from the faucet to the charged rod. You can try it at home or in the lab! 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрично поље Електрично поље E у одређеној тачки је једнако електростатичкој сили која у њој делује по јединици “пробног” наелектрисање q0. Електрично поље је векторска величина. Јединица је N/C 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Линије електричног поља
Линије електричног поља : Смер је у смеру E у свакој тачки. E је тангента на линију. Почињу од (+) или бесконачности и имају крај у (-) или бесконачности Број линија је пропорционалан јачини електричног поља За хомогено поље, линије су паралелне и на једнаким растојањима 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

“-” тачкасто наелектрисање
“+” тачкасто наелектрисање + - Линије поља су Усмерене радијално од наелектрисање Централно симетричне у односу на наелектрисање Растојање суседних линија расте са повећањем растојања од наелектрисања (поље постаје слабије) Линије поља су …… 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Eлектрично поље два позитивна тачкаста наелектрисања
+ 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Eлектрично поље једног позитивног и једног негативног тачкастог наелектрисања
+ - 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрично поље за велику “+” равномерно наелектрисану плочу
+ + Линије поља су праве Под правим углом усмерене према споља Простор између суседних је константат (поље је констатно тј. униформно) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрично поље велике “-” равномерно наелектрисане плоче
- - 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрично поље пара паралелних супротно наелектрисаних плоча
+ + + + + + - - - - - - 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

+ + + - - - 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

привлачење привлачење одбијање 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Рад сила електричног поља
При померању наелектрисања врши се рад (на рачун промене потенцијалне енергије мења се кинетичка, ...) Електрично поље врши рад уколико се наелектрисање помера дуж линија сила (за + наелектрисање), уколико се помера у супротном смеру онда мора да се уложи рад. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Рад сила електричног поља
Рад не зависи од облика путање Зависи само од почетног и крајњег положаја За затворене путање рад је једнак нули Електростатичка сила је конзервативна 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електростатичка потенцијална енергија
Изолован систем, рад је једнак разлици енергија Позитивна за истоимена наелектрисања Негативна за разноимена Када растојање тежи бесконачности, потенцијална енергија тежи нули 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрични потенцијал и напон
Потенцијална енергија наелектрисања qo у пољу које ствара наелектрисање q. За различита пробна наелектрисања је енергија различита али је исти однос Електрични потенцијал, јединица 1V(olt) Разлика потенцијала између две тачке је напон 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрични потенцијал тачкастог наелектрисања
Испрекидане линије - еквипотенцијалне 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Нервне ћелије Преношење нервног сигнала је уствари промена разлике потенцијала кроз ћелијску мембрану 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрично поље проводника
Има слободних електрона Сваки атом даје по један e и постаје јон у чвору кристалне решетке. Ти електрони се крећу “слободно” као “електронски гас”. Када се такав систем нађе у електричном пољу онда настане усмерено протицање наелектрисања под дејством силе електричног поља - струја јачина електричног поља у проводнику је нула!! Вектор јачине поља на површини проводника има правац нормале на ту површину!!! 0 – уколико не би била, електрони би се кретали све док се не прерасподеле тако да буде Е=0. Наелектрисани проводник има (слободна) наелектрисања само по површини 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Проводник у електричном пољу
E’ – индуковано електрично поље Ово поље расте све док потпуно не компензује спољње ел. поље, тако да је унутар проводника Е=0 (фарадејев кавез) Charging by Conduction Charging by Induction Charged object touches the electroscope.Charged object does not touch the electroscope.Electroscope ends up similarly charged to the object used to charge it.Electroscope ends up oppositely charged to the object used to charge it.The first charge is strong but gets weaker each time the electroscope is recharged. (This is due to the original object giving up some charge every time it is touched.) The first charge is strong and stays strong each time the electroscope is recharged. (This is due to the original object not losing any charge in the process.) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрична струје. Јачина струје
Шта је потребно да би настала струја? 1) Да постоје слободни носиоци наелектрисања: метали – електрони носиоци – проводници прве врсте електролити – позитивни и негативни јони јонизовани гасови – електрони и позитивни и негативни јони проводници друге врсте 2) Да постоји електрично поље које ће усмерити слободне носиоце наелектрисања (Они се и иначе крећу али хаотично) STT30.4 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Јачина струје За електролите, због постојања јона, јачина струје је
Карактерише електричну струју (количина наелектрисања која прође кроз попречни пресек проводне средине у јединици времена) За електролите, због постојања јона, јачина струје је 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Технички смер струје – смер супротан кретању електрона у проводнику.
Ако поље не мења смер, носиоци се крећу у једном смеру – једносмерна струја Ако поље периодично мења смер и јачину, добија се наизменична струја 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Средња брзина молекула идеалног гаса на истој температури
Када нема поља електрони у проводнику се крећу само хаотично. – слично гасу (електронски гас) За Т=300К Средња брзина молекула идеалног гаса на истој температури Брзина уређеног кретања 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

КОЛО ЈЕДНОСМЕРНЕ СТРУЈЕ
Ems – електромоторна сила 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Омов закон Каква је веза између електричног напона примењеног у колу (U), струје која протиче кроз њега (I) и отпора (R)? Georg Simon Ohm ( ) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Смисао Омовог закона Електрична струја и напон су пропорционални једно другом. Да ли Омов закон може да се примени на све отпорнике? НЕ. Нису сви отпорници омски! 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Специфична отпорност - Специфична отпорност s - Специфична проводност
Специфична отпорност (r) је карактеристика материјала. Специфична отпорност неког материјала (у SI) је отпор жице дужине 1 m попречног пресека 1 m2 направљеној од њега. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Температурна зависност отпорности
r r0 t a– температурски коефицијент отпорности. Tемпературска зависност отпорности се користи у отпорним термометрима, у термисторима и у другим уређајима где је потребно да се измери мала промена температуре. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Суперпроводност Испод критичне температуре TC отпорност неких метала постаје нула. Tај феномен се зове СУПЕРПРОВОДНОСТ. Нулта отпорност значи да бесконачно велика струја може да протиче кроз такав проводник чак иако је примењени напон релативно мали. Ве BSSCO – Бизмут – Стронцијум – Калцијум – Бакар – Оксид Температура кључања TC течног азота је 77 K, неки суперпроводници имају Tc изнад 90 K! 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електрична струја у течностима.
Течности - чисте (вода, алкохол, уља, ...), не проводе струју Ако се раствори нека киселина, база или со, релативно добро проводи – електролит (проводник II врсте) Проводе јер имају “+” и “-” јоне – настају електролитичком дисоцијацијом Разлагање молекула растворене супстанце на позитивне и негативне јоне зове се електролитичка дисоцијација 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

У раствору молекули воде (имају релативно велики диполни моменат) окружују молекул соли и делују привлачним силама на конституенте и раскидају њихову везу Сваки од јона остаје уствари окружен молекулима воде – такав систем се зове солватни јон (солват) – он се креће кроз раствор као једна целина 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Под утицајем електричног поља, ЈОНИ у раствору се крећу
Електролиза A анода катода Na + Количинa наталожене супстанце зависи од јона у раствору, њихове концентрације и врсте електрода (односно, од количине наелектрисања које је прошло кроз раствор) Под утицајем електричног поља, ЈОНИ у раствору се крећу Cl- H+ OH- 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електролиза соли Алкални раствор (натријум хидроксид…NaCl)
На НЕГАТИВНОЈ електроди…. 2H e = H2 Na + На ПОЗИТИВНОЈ електроди….. 2Cl- = Cl e Cl- H+ Мехурићи хлора на +електроди Мехурићи водоника на - електроди OH- 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електролиза бакар (II) сулфата
На НЕГАТИВНОЈ бакарној електроди у овом случају…. Cu++ + 2e = Cu значи НЕГАТИВНОЈ електроди расте маса На ПОЗИТИВНОЈ бакарној електроди…… Cu = Cu e се смањује маса Cu++ SO4-- Раствор остаје ИСТИ! 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Фарадејеви закони q = I t
q = наелектрисање у Кулонима (C) t=време (s) I =струја у Амперима (A) Што веће наелектрисање протекне кроз раствор, више супстанце се наталожи на електродама …. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Фарадејеви закони Ако се у јединици времена на једној електроди неутралише n јона и сваки од њих носи Z елементарних наелектрисања, јачина струје ће бити – маса једног атома/јона nm – маса наталожена у t = 1s k – електрохемијски еквивалент I фарадејев закон електролизе: Маса супстанције која се издвоји на свакој од електрода при електролизи сразмерна је струји (количини наелектрисања) и времену њеног протицања кроз електролит. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

F=eNA=6,022x10 23 mol-1 1,6x10-19C=96484C/mol
Други закон даје везу између електрохемијског еквивалента и неких особина метала I I Фарадејев закон електролизе: Електрохемијски еквивалент јона (k) сразмеран је његовом хемијском еквиваленту (M/Z). Z – валенца атома. M – моларна маса Z - валенца атома. F=eNA=6,022x10 23 mol-1 1,6x10-19C=96484C/mol F – Фарадејева константа 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Мaгнетизам 600 BC – руде гвожђа – “магнетна” стена
Магнетне карактеристике природног ферита (Fe3O4) описане од стране грчких филозофа. У Магнезији (Мала Азија-западна Турска) 1040 – Један од првих компаса Спомињање металног листића, облика рибе, који је пливао у посуди са водом (Wu Ching Tsung Yao, 1040) и оријентисао се према странама света. 1175 – Јасан опис рада компаса Александар Некем, енглески монах. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Maгнетизам 1600 – “De Magnete” Џилберт (William Gilbert, 1544-1603) је
студирао магнетизам и 1600 написао "De magnete" - прво рационално објашњење мистериозног оријентисања стрелице компаса у правцу север/југ: : Земља је природан магнет. "De Magnete" отвара еру модерне физике и астрономије и започиње век који су обележила велика открића Галилеја, Кеплера, Њутна и других. Џилберт је описао и начине да се тело намагнетише: контакт са магнетитом (рудом), деловањем у току другог временског интервала Земљиног магнетног поља на комад гвожђа који је постављен у правцу север-југ… 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Ерстедови огледи 1820 - Eлектромагнетизам
Дански физичар Ханс Кристијан Ерстед је открио да проводник са струјом утиче на магнетну иглу компаса. (Закључак: електрична струја (наелектрисања у кретању) ствара магнетно поље у простору око проводника). 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Магнетизам 1820 – Eлектромагнетизам
Ампер (Andre Marie Ampere) је показао да два паралелна проводника кроз које протиче струја у истом смеру привлаче један другог, док у случају супротно усмерених струја одбијају. Он је то формулисао у облику закона који описује како проводници интерагују један са другим путем магнетног поља које стварају око себе. (јединица за јачину струје - Ампер). 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Магнетно поље Магнетни полови
- Сви магнетни материјали имају два пола: северни и јужни. Као у електростатици, истоимени полови се одбијају а разноимени привлаче. - N(orth) одбија N, S(outh) одбија S, N привлачи S Линије магнетног поља - Сличне су линијама електричног поља. - Што су линије ближе поље је интензивније. - Линије магнетног поља излазе из северног магетног пола - и завршавају се у јужном магнетном полу. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Земљино магнетно поље Геомагнетизам
- Земља има сопствено магнетно поље, које је нагнуто под углом 11,5 степени у односу на осу ротације. - Географски северни пол Земље је истовремено близу њеног јужног магнетног пола (јер је нагнут) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Магнетна индукција, правило десне руке
Линије магнетног поља: Увек су затворене и никад се не секу, Смер се одређује правилом десног завртња/руке. Обухвати се проводник десном шаком тако да палац показује смер струје. У том случају прсти показују правац и смер линија магнетног поља 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Јединица за индукцију магнетног поља
SI је тесла T. То је велика јединица. На западу се чешће користи G (Gauss). Веза је 1T=104G Земљино магнетно поље је око 0.5G=0.5x10-4T 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Узајамно дејство проводника са струјом. Амперов закон
q,m v Ствара око себе још и магнетно поље q,m v = 0 Ствара око себе електрично и гравитационо поље Наелектрисања у кретању стварају магнетно поље 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Maгнетна сила Два проводника са струјама које теку у ИСТОМ смеру I2 I1

Maгнетна сила Два проводника са струјама које теку у ИСТОМ смеру I2 I1
Делује ПРИВЛАЧНА сила. супротни смерови  одбојна сила) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Амперов закон - експеримент
d- растојање између проводника, l – дужина проводника mo- универзална магнетна константа-магнетна пермеабилност (пропустљивост) вакуума Један ампер је стална електрична струја која пролази кроз два паралелна проводника, бесконачне дужине и занемарљивог попречног пресека, који су један од другога на растојању од једног метра, која изазива између њих силу од 2x10-7N по метру дужине проводника. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Лоренцова сила Сила магнетног поља која делује на струју у проводнику је једнака збиру сила које делују на сваки слободни електрон Лоренцова сила Сила је нормална и на брзину и на магнетно поље Сила је једнака нули: (1) када је брзина нула (2) када је брзина паралелна пољу Служи за раздвајање наелектрисања по знаку 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Рад Лоренцове силе F = q v B Каква је путања честица у магнетном пољу?
Рад је једнак нули, значи не мења се кинетичка енергија! Каква је путања честица у магнетном пољу? хомогено магнетно поље Када је брзина паралелна пољу путања је права линија јер је сила онда једнака нули Када су брзина и поље под правим углом сила је константна и износи Не мења брзину по интензитету већ само по правцу F = q v B 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Кружно кретање у магнетном пољу
Ако наелектрисана честица наиђе под правим углом у односу на магнетно поље, под његовим дејством почеће да се креће брзином константног интензитета по кружници Интензитет магнетне силе F = q v B Централна сила: Изједначавањем Период 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Смер Лоренцове силе Правац је нормалан на раван коју формирају вектори B и v. За одређивање смера, примењује се правило десне руке. 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Катодна цев 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електромагнетни мерач брзине струјања крви
Електромагнетни мерач брзине струјања крви Јоне који се крећу кроз крв скреће магнетно поље. Позитивне јоне скреће надоле, негативне нагоре. Одвајање наелектрисања ствара електрично поље E усмерено навише. Појављује се потенцијаlна разлика U = Ed између две електроде. Брзина струјања крви је однос v = E/B. (qE=qvB, Холов ефекат) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

q,m q,m v Ствара око себе још и магнетно поље v = 0
Ствара око себе електрично и гравитационо поље Непокретни струјни проводници стварају магнетно поље око себе Шта ако се струје и магнетна поља мењају са временом 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Електромагнетна индукција, а струја индукована
1820. Ерстед – струја изазива магнетно поље. Очекивало се да постоји супротан ефекат – да магнетно поље ствара струју. Први покушаји неуспешни- коришћени стално магнетно поље и тражена је стална струја. 1831. Фарадеј (независно од Хенрија) открио да се у затвореној проводној контури појављује променљива струја када се кроз њену површину мења флукс магнетне индукције. F = BS. Електромагнетна индукција, а струја индукована 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Индукована електромоторна сила
Фарадејев експеримент Два кола нису повезана – нема струје у другом колу? Међутим, када се коло затвори може да се примети да се игла компаса помери Ништа се не дешава ако је струја у примарном колу стална Иста ствар се деси и приликом “отварања кола”, са том разликом што се игла помера у супротном правцу… Шта се уствари дешава? 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

v FL Електрони иду доле, раздвајају се + наелектрисања 22-Децембар-08
Физика, 2008 Љубиша Нешић

Ствара се електрично поље, тј. Разлика потенцијала, тј. ЕМ сила
Ствара се електрично поље, тј. Разлика потенцијала, тј. ЕМ сила. Електрони се крећу све док се не изједначе електрична и лоренцова сила. Ако спојимо крајеве проводника потећи ће струја Fe v FL 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Амперметар повезан у коло
Када се стални магнет помера час ближе, час даље од кола, индукује се ЕМ сила у колу Амперметар показује да кроз коло тече струја чији смер зависи од релативног кретања магнета и кола/контуре Када магнет престане да се креће, струја постаје једнака нули 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Магнетни флукс Униформно магнетно поље по интензитету и правцу и смеру. Поставимо струјну контуру у такво поље. Флукс, F, се дефинише као производ интензитета нормалне компоненте поља и површине кроз коју пролазе линије поља. Јединица: T·m2 или Weber (Wb) 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

Три начина да се промени флукс
Кретање магнета Промена димензије контуре Ротирање магнета или контуре/намотаја 22-Децембар-08 Физика, 2008 Љубиша Нешић

2. колоквијум године, од Децембар-08 Физика, 2008

Similar presentations

Presentation on theme: "2. колоквијум године, од Децембар-08 Физика, 2008"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

Feedback

Log in

Auth with social network:

2. колоквијум године, од Децембар-08 Физика, 2008

Similar presentations

Presentation on theme: "2. колоквијум године, од Децембар-08 Физика, 2008"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

Feedback