Elektrosztatika témakör fogalmak tisztázása 1. 3. óra (online - zoom) - 2020.11.23 Hétfő Patrona 10.b fizika 2020/2021. tanév Balaton Tamás
Elektrosztatika fogalmai 1. Elektrosztatikus vonzó- és taszító erő 2. Kétféle elektromos állapot és töltés 3. Földelés 4. Elektronhiány, elektrontöbblet 5. A töltés kétféle jelentése 6. A töltés egysége 7. Ponttöltés 8. Az elemi töltés 9. Polarizáció 10. Elektromos megosztás 11. Coulomb (törvény, bácsi) 12. Távolhatás- közelhatás 13. Elektromos mező 14. Elektromos térerő 15. Homogén mező 16. Ponttöltés mezője 17. A szuperpozíció elve 18. Elektromos erővonalak 19. Dipólus, ponttöltés és homogén mező erővonalai 20. Erővonal-sűrűség 21. Elektromos fluxus 22. Teljes fluxus 23. Konzervatív mező 24. Elektromos feszültség 25. Potenciál 26. Ekvipotenciális pontok, felületek 27. Elektromos megosztás 28. Térerősség és potenciál a vezető belsejében 29. Elektromos árnyékolás 30. Csúcshatás 31. Kondenzátor 32. Kapacitás 33. Forgókondenzátor
1. Elektrosztatikus vonzó- és taszító erő Elektromosság ókori görögök? Kísérlet 1. Rajz 1. (Lufis kóla) Alapesetben testek semleges állapotban vannak? Elektromos állapot hogyan? Elektromos kölcsönhatások? Kulcsszavak: elektromosság semleges elektromos (e.) állapot e. vonzó erő e. taszító erő e. kölcsönhatás elektrosztatikus
1. kísérlet Közelítsük egymáshoz Megfigyelés? Dörzsöljük a hajunkhoz a lufit, és most közelítsünk Megfigyelés?
Divat az ókori görögöknél
Milétoszi Thalész (Milétosz, Kr. e. 624 körül Kr. e. 546 körül). Gyapjúval megdörzsölt borostyánkő megfigyelése. A borostyán görög neve: elektron ebből ered az elektromosság szó
2. Kétféle elektromos állapot és töltés Kulcsszavak: vonzás taszítás pozitív negatív
Benjamin Franklin (1706 1790) pozitív, negatív, áramforrás, vezető elnevezések villámhárító
3. Földelés elektromos állapot megszüntetése: a töltésszétválasztást töltéskiegyenlítődés követi A Föld felszínét összekötjük elektromos eszközeinkkel Kulcsszavak: földelés nullpotenciál e.állapot megszüntetése szikra szikrakisűlés villám villámhárító Érdekesség: https://jakabfitness.hu/egeszseg-blog/testunk-lefoldelese-21-lenyugozo-hatasa-foldelni-jo/
4. Elektronhiány, elektrontöbblet elektromosan semleges test negatív elektromos állapot pozitív elektromos állapot
2020.11.23 eddig jutottunk, eddig tanuld meg! HF: pénteken max. 4-5 fős csapatokban oldjátok meg (de mindenkinek a füzetében szerepeljen!), viszont a csoport csak egyik tagja töltse fel a feladathoz, a többiek ne! Egyezzetek meg, mert mindenki ugyanazt a jegyet (ötöst) fogja kapni. 1. Végezzetek el 3 kísérletet (4. dia alapján) és készítsetek rajzot (egyszerű rajz, odaírva mi micsoda, milyen anyagból van) minden kísérletről, megfigyelés (mi történik), következtetés (csak egyszerűen mit gondolsz mi lehet az oka): Következőkre figyelj: eszközök, milyen anyagból kezdő lépés: változtatás nélkül mit figyelsz meg (pl. lufit közelítem a kólásdobozhoz megdörzsölés nélkül) dörzsöld egyiket se, egyiket, majd másikat is (ez már 3 kísérlet!) Lehetőségek (amit otthon találsz): lufi, szívószál, vonalzó, szőrme, gyapjú, papír, felhasználásával Ne gondold túl, ne add fel! Mindenki csinálja meg a kísérletet, ne csak a csoport egyik tagja! Érdekes élmény, figyeld meg! Készíts kettő! egyszerű horgászbotot: hurkapálca, vagy favonalzó, vagy fakanálra köss egy kb. 20 cm-es cérnát, a cérna végére egy kis bodzabél, vagy hungarocell, vagy szivacs darabkát (kb. 1 cm) becsomagolva egy réteg alufóliába (vékonyan). Ezekkel a horgászbotokkal végezzetek kísérleteket pénteken max. 4-5 fős csoportokban. Írjátok össze hány fogalmat tudtok igazolni ezzel a kis eszközzel. A csapatok egy beadandót töltsenek fel, a kiadott feladatokhoz: mindenki neve szerepeljen rajta, aki a csapathoz tartozik. Minden csapattagnak el kell tudnia magyarázni, mit csináltatok, mert nem tudhatod kit választok, hogy mondja el!
5. A töltés kétféle jelentése elektromos állapotban lévő test van töltés? elektromosan semleges test van töltés? Töltéshordozók (anyagszerkezet? mozgás?) (elmozdul, helyhez kötött?) 1. Elektromos állapotot jelent, illetve 2. annak nagyságát jellemző fizikai mennyiséget is (Q)! (mennyiségi jellemző is)
6. A töltés egysége coulomb jele: C 6,25 trillió elektron (trillió?)
Szabadság híd legrövidebb pillérek 170 m hossza 333 m Turul madár Attila Géza fejedelemig a koronás turul a magyarság hadijelvénye
Prefixumok (szorzó-osztó előtagok)
Görög abc
7. Ponttöltés Az olyan töltéssel bíró testet, amelynek minden mérete elhanyagolhatóan kicsiny a testek közötti távolságokhoz képest, pontszerű elektromos töltésnek, másként ponttöltésnek nevezzük.
8. Az elemi töltés Az elemi töltés egy fizikai állandó, melynek értéke: e=1,602176634 10 19 C. Az elemi töltés nagysága megegyezik a proton és az elektron elektromos töltésének nagyságával, a proton pozitív, az elektron negatív töltésű. Minden szabad részecske töltése az elemi töltés egész számú többszöröse.
9. Polarizáció szigetelőkben! az atomban szimmetrikus a töltéseloszlás, a kétféle töltés centruma egybeesik az elektrosztatikus erők ellentétes iránya miatt a kétféle töltés centruma elválik egymástól az elektrosztatikus erő nagysága távolságfüggő a külső töltés aszimmetrikus töltéseloszlást okoz az atomban
10. Elektromos megosztás anyagon belül a töltések egyenletes eloszlása megváltozik külső elektromos mező hatására
11. Coulomb (törvény, bácsi) Két pontszerű elektromos töltés között (gömb alakú) ható erő nagysága egyenesen arányos a töltések szorzatával, és fordítottan arányos a távolságuk négyzetével. Az erő (vektora) a két töltés összekötő egyenesében fekszik. Matematikai formula: Érdekesség: https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_hu.html
Charles Augustin de Coulomb 1736 1806 Coulomb-törvény (1784-89) torziós inga
Henry Cavendish 10 évvel Coulomb előtt gravitációs törvény állandója nem publikált!
12. Távolhatás- közelhatás távolba ható erő? távolhatás? nincs közvetítő! közelhatás: a töltések nem közvetlenül hatnak egymásra (érintkezéssel), hanem a köztük lévő térben van valami, ami az erőhatást közvetíti: elektromos mező (elektromos erőtér)
13. Elektromos mező Az elektromos mező a töltéssel rendelkező testnek olyan környezete, amelyben az elektromos kölcsönhatás érvényesül.
14. Elektromos térerő A térerősség (E) az elektromos mezőbe helyezett pontszerű, pozitívan töltött testre ható erőnek (F) és a test töltésének (q) hányadosa. E vektormennyiség iránya megegyezik az adott pontba helyezett pozitív töltésre ható erő irányával.
15. Homogén elektromos mező Ha egy elektromos mező pontjaiban a térerősségvektorok azonos irányúak és nagyságúak, akkor a mezőt homogén térnek nevezzük.
16. Ponttöltés mezője A pontszerű Q töltés által létrehozott elektromos mező a ponttöltés tere. A térerősségvektorok sugárirányúak. Pozitív töltés esetén kifelé mutatnak. Inhomogén tér E = F/q = (k*q*q/r 2 )/q = k*q/r 2
17. A szuperpozíció elve Ha több töltés kelt elektromos mezőt, akkor mindegyik töltés a másiktól függetlenül hozza létre a maga elektromos mezejét. Az eredő térerősség pedig az egyes töltésektől származó térerősségek vektori eredője. A két vagy több tér egymásra szuperponálódik egymásra rakódik, összegeződik.
Horgász? Készítsük el a horgászbotunkat