1. Elektrické napätie Kód ITMS projektu: 26110130519
Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Elektrické napätie
Vzdelávacia oblasť:
 Človek a príroda
Predmet
 Fyzikálny seminár
Ročník, triedy:
 4. ročník
Tematický celok:
 Elektrické pole
Vypracoval:
 Mgr. Jolana Szanková
Dátum:
 február 2014

2. Obsah Práca v homogénnom elektrickom poli Elektrický potenciál
Ekvipotenciálne plochy
Elektrické napätie
R. A. Millikan
Millikanov pokus
Meranie elektrického napätia
Druhy voltmetrov
Použité zdroje

3. Práca v homogénnom elektrickom poli
v elektrickom poli pôsobí na náboj Q elektrická sila, ktorá pri premiestnení náboja vykoná prácu W
elektrická sila:
pre prácu síl v homogénnom elektrickom poli platí:
Fe = Q . E
E – intenzita elektrického poľa
W = Fe . d = Q . E . d
Bodový náboj v elektrickom poli má istú elektrickú potenciálnu energiu Ep.
Ep = W
Elektrická potenciálna energia Ep náboja Q je určená prácou, ktorú vykoná elektrická sila pri premiestnení daného náboja z daného miesta na povrch Zeme (nezávisle od trajektórie).                                  

4. E - je veľkosť intenzity poľa
d - je vzdialenosť platní
V homogénnom poli medzi dvoma rovnobežnými vodivými platňami má kladne nabitá platňa vzhľadom na uzemnenú platňu potenciál:                                      

5. Ekvipotenciálne plochy
množiny bodov elektrického poľa s rovnakým potenciálom
Homogénne elektrické pole
Radiálne elektrické pole
ekvipotenciálnymi hladinami sú plochy rovnobežné s platňami
ekvipotenciálnymi hladinami sú sústredné guľové plochy

6. Elektrické napätie
Medzi dvoma bodmi danej hladiny potenciálu je nulové napätie.
Elektrické napätie meriame voltmetrom.

7. Elektrické napätie
Elektrické napätie U medzi dvoma rovnobežnými platňami je:
Potenciál kladne nabitej platne je:
Intenzita elektrického poľa:
Práca:
W = Fe . d = Q . E . d
W = Q . U
W - veľkosť práce vykonanej pri prenesení náboja Q medzi dvoma bodmi, medzi ktorými je napätie U.
d - je vzdialenosť platní

8. Robert Andrews Millikan
v roku 1913 odmeral veľkosť elementárneho náboja e
pozoroval mikroskopom pohyb malých olejových kvapôčok jemne rozprášených v homogénnom elektrickom poli medzi dvoma rovnobežnými platňami
dokázal nespojitosť elektrického náboja a
existenciu e
potvrdil predstavy o zložení látok z častíc
dostal Nobelovu cenu za fyziku za prácu o elementárnom elektrickom náboji (1923)
americký fyzik

9. Millikanov pokus
dokazuje kvantovanie
elektrického náboja
Millikan vstrekoval kladne nabité olejové kvapôčky do rovnorodého poľa medzi dvoma vodorovnými platnička, pričom spodná mala kladný náboj
niektoré kvapôčky sa chvíľu udržali v poli - nešli hore ani nespadli dole
- menil napätie a keď bol náboj celočíselným násobkom 1, C, kvapôčky sa zase dostali do rovnovážneho stavu
e = 1, C
e je veľkosť elementárneho náboja

10. Millikanov pokus na každú kvapôčku pôsobí tiažová sila:
a elektrická sila:
pri vhodnom napätí U medzi platňami možno dosiahnuť, že : FG = Fe
pre veľkosť síl platí:
pre náboj kvapôčky:
E – intenzita elektrického poľa
U – napätie medzi platňami
m – hmotnosť kvapôčky
Q – kladný elektrický náboj

11. Meranie elektrického napätia
Voltmeter je prístroj na meranie elektrického napätia.
Schematická značka:
Voltmeter sa zapája do elektrického obvodu paralelne k meranému spotrebiču alebo k zdroju:

12. Druhy voltmetrov
analógové - ručičkové - má stupnicu s pohyblivou ručičkou
digitálne - na displeji sa ukáže číselný údaj nameranej hodnoty napätia
Pravidlá pri meraní napätia:
- nastaviť prístroj na meranie napätia
- nastaviť rozsah merania
- svorka označená na prístroji + sa spája
s rovnako označenou svorkou zdroja
- voltmeter sa zapája paralelne

13. 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.