Elektricitet: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Nadopunio Elektricitet |
Nadopunio Elektricitet |
||
Redak 8:
[[datoteka:Millikan’s oil-drop apparatus 1.jpg|mini|desno|250px|Aparatura za [[Robert Andrews Millikan|Millikanov pokus]].]]
[[datoteka:Simplified scheme of Millikan’s oil-drop experiment.svg|mini|desno|250px|[[Električni naboj|Električki nabijene]] kapljice između ploča [[električni kondenzator|električnog kondenzatora]].]]
[[datoteka:EfieldTwoOppositePointCharges.svg|mini|250px|desno|Prikaz [[električno polje|električnog polja]] između dva točkasta [[električni naboj|električna naboja]].]]
[[datoteka:Dielektrik 01.png|mini|desno|250px|Polarizirani [[dielektrik|dielektrični]] materijal.]]
[[datoteka:ChargeQ.svg|mini|desno|250px|Prijelaz [[električni naboj|električnog naboja]] +Q iz točke A u točku B.]]
'''Elektricitet''' ([[Njemački jezik|njem]]. ''Elektrizität'', prema [[Engleski jezik|engl]]. ''electricity'' i [[Francuski jezik|franc]]. ''électricité'' < [[Latinski jezik|znanstv. lat]]. ''electricitas'', izvedeno od ''electricus'': električan, prema lat. electrum < [[Grčki jezik|grč]]. ''ἤλεϰτρον'': [[jantar]]) je svojstvo [[tvari]] koje potječe od viška pozitivno ili negativno [[Električni naboj|električki nabijenih]] [[čestica]].
Line 48 ⟶ 56:
[[Robert Andrews Millikan|R. A. Millikan]] je pronašao točnu metodu po kojoj možemo ispitivati sile na sasvim sićušne čestice materije. [[Parafin]]sko ulje rasprši se u sitne, tek mikroskopski vidljive kapljice. Svaka kapljica ponese sa sobom određenu količinu elektriciteta. Te kapljice stavljaju se između ploča [[električni kondenzator|električnog kondenzatora]]. Ako same ploče nisu nabijene, kapljice padaju prema dolje. Na njih djeluje [[sila teža]]. Ako se ploče nabiju, kapljice ulja prestaju jednoliko padati. Neke se počinju dizati, druge padaju sporije ili brže. Očito je da je električno stanje koje potječe od nabijenih ploča kondenzatora jednako u čitavom prostoru kondenzatora. Budući da na kapljice djeluju različite sile, moraju se među sobom razlikovati svojim vlastitim električnim stanjem. Velimo, kapljice ulja imaju različiti električni naboj, pa zato na njih djeluju slabije ili jače električne sile. [[Sila]] na svaku kapljicu može se prikazati kao umnožak dvaju čimbenika: prvi je čimbenik električni naboj kapljice, drugi je čimbenik određen prirodom kondenzatora - to je [[električno polje]] kondenzatora. Dva su ova čimbenika zaista nezavisna, vidi se najbolje kad se pojačava ili oslabljuje električni naboj kondenzatora. Tada sila na sve kapljice ulja raste ili pada za isti čimbenik. Električni naboj označit ćemo sa ''e'', a električno polje sa ''E'', pa silu F možemo pisati u obliku:
:<math> \mathbf{F} = e \cdot \mathbf{E} </math>
Stavimo li naboj ''e'' jednak 1, tad je iznos sile jednak polju ''E''. Električno polje, prema tome, jednako je sili na jedinicu pozitivnog električnog naboja. U našem kondenzatoru, koji stoji vodoravno, električno polje ima smjer prema gore ili prema dolje, već prema tome da li gornja ploča kondenzatora ima negativan ili pozitivan naboj. Smjer električnog polja daje sila na pozitivan naboj. Kao pozitivan naboj uzet je naboj natrljanog staklenog štapa, kojim smo na primjer mogli nabiti gornju ploču kondenzatora.
Da kapljicama ulja moramo pripisati pozitivan ili negativan naboj, vidi se odatle što neke bivaju u kondenzatoru ubrzane prema gore, neke prema dolje. Ako je gornja ploča kondenzatora nabijena pozitivno, a donja negativno, tada električno polje ima smjer prema dolje. Ono, dakle, pozitivno nabijene kapljice ulja ubrzava prema dolje, a negativno nabijene kapljice diže prema gore.
Milikanov pokus služi za točno određivanje naboja. Promatrajmo neku nabijenu kapljicu između ploča kondenzatora. Pod utjecajem sile teže ona pada dolje. No sad se može električni naboj tako mijenjati da električna sila drži ravnotežu sili teži. Polje kondenzatora vuče kapljicu silom ''e∙E'' prema gore, a sila ''m∙g'' prema dolje. U slučaju da kapljica lebdi slobodno, imamo jednadžbu ravnoteže:
:<math> m \cdot g = e \cdot E </math>
[[Masa]] kapljica ulja je poznata jer znamo [[gustoća|gustoću]] [[ulja]] i [[promjer]] kapljica, a električno polje možemo lako mjeriti. Iz gornje jednadžbe može se dakle izračunati električni naboj kapljica ulja. Milikan je našao da je električni naboj kapljice uvijek jednak cijelom broju Stoneyeva elementarnog naboja. Obasjavajući zrakama, može se sasvim malo mijenjati naboj. Tada se opaža da takva promjena iznosi uvijek najmanje jednu elementarnu količinu naboja, ili dvije, tri, i tako dalje. Time su Milikanovi pokusi nedvojbeno utvrdili atomističku strukturu elektriciteta.
Analiza električnih sila vodi nas zaključku da u električnim pojavama imamo dva različita čimbenika: električni naboj i električno polje. Električni naboj javlja se kao svojstvo čestica, a električno polje zamjećujemo u prostoru oko električnih tijela, dakle, oko električnih naboja. Dođe li neki električni naboj u prostor, gdje vlada neko električno polje, on biva ubrzan ili usporen. [[Sila]] se može prikazati kao umnožak električnog naboja i vanjsko električnog polja. Veza između naboja i polja je najjednostavnija što se može zamisliti.
Pored električnih polja potrebno je uvesti i [[električni napon]] ''U''. Kad pomičemo neki električni naboj u električnom polju, vršimo [[mehanički rad]]. Uzmimo na primjer da pozitivni naboj pomaknemo od negativne do pozitivne ploče kondenzatora. Na naboj djeluje sila ''e∙E'', pa pri pomaku ''d'' vršimo rad ''e∙E∙d''. Električni napon kondenzatora U jednak je radu jediničnog naboja na putu od jedne ploče do druge:
:<math> U = E \cdot d </math>
U praksi obično znamo električni napon između ploča kondenzatora. Električno polje možemo tada proračunati:
:<math> E = \frac{U}{d}\ </math>
Pri danom naponu, na primjer napona [[električni vod|električnih vodova]] mreže, električno polje je to jače što su ploče kondenzatora bliže.
Zgodno je uvesti i električni napon između bilo koje dvije točke u prostoru gdje vlada električno polje. Električni napon između dvije točke jednak je općenito radu što ga vršimo kad jedinični pozitivni naboj pomaknemo od jedne točke do druge.
Uzmemo li specijalno jednu točku ili neku plohu kao stalnu (na primjer tlo ili neku metalnu ploču ili beskrajno daleku točku), to je električni napon funkcija od druge točke prostora. Tako shvaćen električni napon zvat ćemo [[električni potencijal|električnim potencijalom]] i tom potencijalu dat ćemo vrijednost nula u čvrstoj točki ili čvrstoj plohi. Potencijal ćemo označit slovom ''V''. U svakoj točki prostora ima električni naboj ''e'' potencijalnu energiju ''e∙V''.
Kao [[mjerna jedinica]] električnog napona je 1 [[volt]] (V). <ref> [[Ivan Supek]]: "Nova fizika", Školska knjiga Zagreb, 1966.</ref>
== Izvori ==
| |||