III gimnazjum

Ciekawa fizyka 3

Ciało można elektryzować poprzez:
<ul>
<li>pocieranie jednego ciała o drugie</li> 
<li>dotyk</li>
<li>indukcję</li>
</ul>

Rozwiązanie 1

Jednoimiennie naelektryzowane ciała odpychają się wzajemnie. Natomiast ciała naelektryzowane rożnoimiennie wzajemnie się przyciągają.

Zasada zachowania ładunku: 
"W izolowanym elektrycznie układzie ciał całkowity ładunek elektryczny pozostaje stały".

Przepływ prądu w przewodnikach polega na uporządkowanym przepływie swobodnych elektronów. Atomy w metalach związane są w sieć krystaliczną - mają regularną budowę. Elektrony z zewnętrznych powłok mogą się jednak swobodnie przemieszczać pomiędzy atomami. Jeżeli zostanie przyłożone do przewodnika napięcie to elektrony te zaczynają poruszać się w jednym, ustalonym kierunku.

Jednostką ładunku jest kulomb (C). 
1 C to 6,24 ∙ 1018 elementarnych ładunków elektrycznych (e=1,602 ∙ 10-19 C).

Jednostką napięcia elektrycznego jest wolt (W): U=qW​=[C][J]​=[W]

Prawo Ohma brzmi: 
"Natężenie prądu elektrycznego płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia elektrycznego między jego końcami".

Opór elektryczny przewodu zależy od
<ul>
<li>długości (im dłuższy przewód tym większy opór)</li> 
<li>przekroju poprzecznego, grubości (im cieńszy przewdód tym większy opór)</li>
<li>rodzaju metalu z jakiego został wykonany (mały opór: glin, miedź, duży opór: konstatntan, nikielina)</li>
</ul>

Zmiana energii elektrycznej w:
<ul>
<li>ciepło (np. w żelazku, żarówkach czy grzałkach elektrycznych)</li> 
<li>energię mechaniczną (np. w silniku elektrycznym czy elektromagnesach)</li>
<li>energię chemiczną (np. w akumulatorach podczas ładowania lub w czasie elektrolizy)</li>
<li>promieniowanie elektromagnetyczne (np. w radiach, kuchenkach mikrofalowych czy telefonach komórkowych)</li>
</ul>

Pracę obliczamy za pomocą wzoru: W=U⋅I⋅t   Moc obliczamy za pomocą wzoru: P=U⋅I

Magnes ma dwa bieguny magnetyczne: północny N i południowy S, których nie można rozdzielić. Rożnoimienne bieguny magnetyczne N i S przyciągają się, a jednoimienne bieguny S i S lub N i N odpychają się. Magnes najlepiej przyciąga na końcach biegunów metalowe przedmioty, natomiast na środku (w miejscu styku biegunów) nie przyciąga wcale. Magnesy wytwarzają pole magnetyczne.

Różnoimienne magnesy N i S przyciągają się. A jednoimienne N i N lub S i S odpychają się.

Ferromagnetyki pod wpływem silnego pola magnetycznego magnesują się i zaczynają być przyciągane przez magnes.  
W nienamagnesowanych ferromagnetykach pola magnetyczne wzajemnie się znoszą, ponieważ ich domeny ułożone są choatycznie. Pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego domenu układają się zgodnie z jego kierunkiem, tak że między metalem, a magnesem zachodzi przyciągania.

Możemy na przykład umieścić wewnątrz obwodu elektrycznego igłę magnetyczną. Jeżeli przez obwód nie płynie prąd to igła magnetyczna stoi w miejscu. Jeżeli natomiast zamkniemy obwód i popłynie prąd to igła magnetyczna odchyli się.

Elektromagnesy stosuje się na przykład w:
<ul>
<li>dźwigach elektromagnetycznych</li>
<li>przekaźnikach elektromagnetycznych</li> 
<li>silnikach i prądnicach elektrycznych</li>
<li>miernikach prądu</li>
<li>urządzeniach sygnalizacyjnych</li>
<li>automatycznych włącznikach</li>
<li>głośnikach</li>
<li>induktorach </li>
<li>dzwonkach elektrycznych</li>
</ul>

Siła elektrodynamiczna występuje, gdy umieścimy przewód, przez który płynie prąd w polu magnetycznym.

Silnik elektryczny składa się z ramki z przewodnika (tzw. wirnik), która jest umieszczona na osi, dzięki czemu może się obracać pod wpływem siły elektrydynamicznej. Wirnik jest otoczony nieruchomymi magnesami. W silniku elektrycznym znajdują się również szczotki (styki elektryczne), które mają za zadanie doprowadzać prąd do wirnika.

W silniku elektrycznym zachodzi przemiana energii elektrycznej w mechaniczną.

<ul>
<li>nie należy używać urządzeń elektrycznych w pobliżu wody i innych ciekłych substancji</li> 
<li>nie należy dotykać urządzeń elektrycznych mokrymi rękami</li>
<li>podczas burzy należy odłączyć urządzenia elektryczne</li>
<li>nie należy używać uszkodzonych urządzeń elektrycznych</li>
<li>przed użyciem urządzenia elektrycznego należy przeczytać instrukcję obsługi </li>
</ul>

Najwygodniejszy sposób nauki z edukacyjnym Odrabiamy AI

14

Ciekawa fizyka 3