Matematické Fórum

sulo · 11. 10. 2011 17:30

Ahojte. Keď sa vysvetluje elektrické napätie zvyčajne sú na to používané dve definície:jedna ťažšia, druhá ľahšia.

Tá ťažšia: Napätie je rozdiel potenciálov.

Tá ľahšia: Medzi rozdielne elektricky nabitými telesami (napr. medzi kladným a neutrálnym, medzi záporným a kladným...) vzniká elektrické napätie. (aj keď táto poučka nie je až tak fyzikálne presná lebo elektrické náboje sa môžu pohybovať z telesa záporne nabitého na rovnako záporne nabité teleso, ak majú náboje týchto telies rôzny potenciál)

A ja by som sa vás chcel opýtať: Sú tieto definície odlišné? Ako napríklad súvisý rozdiel potenciálov (ťažšia definícia) s nerovnomerným množštvom náboja (lahšia definícia) ?

Za prípadnú pomoc ďakujem.

pietro · 11. 10. 2011 19:42

↑ sulo:Ahoj, ľahšie cesty sú populárnejšie, ale ťažšie sú bližšie k pravde.

sulo · 12. 10. 2011 18:21

No, túto otázku som sa pýtal preto, pretože keď sa vysvetluje jednosmerný elektrický prúd tak sa povie že zdroj vytvára napätie ktorého príčinou je nedostatok elektrónov na jednom póle a ich nadbytok na druhom póle. Ale ten elektrický potenciál (práca ktorú musíme vykonať pri prenesení náboja q z miesta nulového potenciálu do určitého bodu...) sa tam už vôbec nespomína, pričom elektrické napätie je definované ako rozdiel potenciálov.
Teda ako to s tým súvisý?

ďakujem

medvidek · 12. 10. 2011 19:07

↑ sulo:
Súvisýýýý to jednoducho :-)

Tá batéria "pretláča" náboje elektrickým obvodom a koná pri tom prácu.
Platí to i opačne. Pokiaľ by sme my tlačili nejaký náboj obvodom proti snahe batérie, konali by sme prácu my. Vynaložená energia by šla čiastočne do batérie a čiastočne do tepelných strát v obvode. Ak by tam neboli žiadne straty (nulový odpor obvodu), vykonali by sme prácu
$W=U \cdot q$

sulo · 12. 10. 2011 19:21

↑ medvidek:
Aha, teda majme jednoduchý elektrický obvod s jedným zdrojom s dvoma vodičmi a jedným spotrebičom...
Zo zdroja výnde z mínusového pólu elektrón, "precestuje" obvodom a dostane sa do kladného pólu. Tam zas nejaká "neelektrická" sila pretlačí ten elektrón, pričom sa zvyšuje jeho potenciálna energia Ep pretože ho tlačíme na záporný pól, a to je vlastne ten vzorec fí = Ep / Q

Je to tak?

Ďakujem

medvidek

↑ sulo:
Presne tak.

pietro · 12. 10. 2011 19:29

Len tak na okraj,
V prvom odhade by som si zobral na jednej strane napr. 200 protonov pevne ukotvených na jedno miesto a niekde vedľa 12 elektrónov tiež pevne ukotvených na jedno miesto. Potom by som vyrátal vektorovo intenzitu el.poľa v priestore.( a keby som chcel, tak aj potenciály).
A jeden elektrón by som uvoľnil. Ten by sa dal do pohybu. Tuším len, že by bol vypudený od rovnakých záporných nábojov a bol by priťahovaný protonovou komunitou.
Tuná mi akosi pojem napätia nechýba. Intenzita výsledného poľa by určovala silu v danom bode priestoru a tá by ho (elektron) usmerňovala na nejakú dráhu. Asi pojem napätia=rozdiel potenciálov, má svoj informačný význam v inej praxi. ( ohmov zákon, nabité platne, kondenzátory, štandardné potenciály), ... myslím.

Jazykové podokienko: Sulo máš dobrú gramatiku, trochu ale usmerním... správne je ......súvisí (nie s ...ý)
a vyjde elektrón ( nie vynde) , neber to v zlom, niekedy sa sekneme ani nevieme ako...

sulo · 12. 10. 2011 19:59

Mňa trošku mýli že to napätie je raz definované ako rozdiel potenciálov a inokedy je definované ako "nerovnomerné množstvo nábojov na konci drôtu"...
Nevidím v tom žiadnú súvislosť...

↑ pietro:
Ďakujem ti za to usmernenie ohľadom mojej gramatiky, sľubujem že sa polepším :-)

pietro · 12. 10. 2011 20:44

↑ sulo: Pre dokreslenie dávam do platzu (placu) nie dve rôzne definície napätia, ale dva rôzne princípy merania. elektrostatický a elektrokinetický.

http://www.1911encyclopedia.org/Voltmeter

medvidek · 12. 10. 2011 20:47

↑ sulo:
Je to niečo trochu iné. Rozdiel potenciálov je dobre definovaná veličina, na druhej strane "nerovnomerné množstvo nábojov na konci drôtu" len dáva tušiť, že niekde je rozdiel potenciálov. To predsa nie je definícia.

Ale súvislosť v tom je. Z nerovnováhy nábojov vyplýva silové pôsobenie na akékoľvek nabité častice, a kde pôsobí sila, tam môže byť konaná i práca. Rozdiel potenciálov hovorí, aká práca BY bola vykonaná, KEBY sme presunuli nejaký náboj z miesta na miesto. Ako vidíš, rozdiel potenciálov vyjadruje to, že môže byť konaná práca.

pietro · 12. 10. 2011 21:41

Mne to takto zapasovalo - súvis medzi potenciálom elektrostat. poľa a doskovým konenzátorom
Napätie v el. poli
$U=V_{1}-V_{2}=\int_{1}^{2}\vec{E}.d\vec{r}$
Jednotka je 1 Volt = 1 Joule/ 1 Coulomb
=====================================
Napätie na doskovom kondenzátore
je naozaj úmerné veľkosti náboja
$U=V_{1}-V_{2}=\int_{1}^{2}\vec{E}.d\vec{r}= \int_{0}^{d}E.ds= \int_{0}^{d}\frac{Q}{\varepsilon .S}.ds=\frac{Q}{\varepsilon .S}.d$

sulo · 24. 10. 2011 16:34

Ok, ďakujem vám za pomoc...
Ja som ešte nad tým trochu rozmýšlal a prišiel som na toto: ten súvis "nerovnomerného množstva náboja" s rozdielom potenciálov by sa dal ukázať aj na tomto vzorci - $U= \frac{Q}{C}$

Príklad:(viem že uvedené hodnoty v tomto príklade nie sú "reálne" slúžia len na zjednodušenie výpočtu)
Majme dve vodiče, ktoré majú rovnakú kapacitu C, napríklad 0,2F. Začneme ich nabíjať na určitý potenciál. Prvý vodič nabijeme nábojom 0, 34C. Druhý vodič nabijeme 2 krát väčším nábojom, teda 0, 68C. Potenciál prvého vodiča bude:
$U = \frac{0, 34}{0,2}$
$U = 1,7V$
Potenciál druhého vodiča bude:
$U = \frac{0, 68}{0,2}$
$U = 3,4V$

Teda potenciál druhého vodiča bol 3,4V, pretože aj ten náboj na tom druhom vodiči bol väčší... A medzi týmito vodičmi je elektrické napätie je 1,7V.

Keby sme však vodiče nabily rovnakým nábojom (v našom prípade to bol náboj 0,34C), medzi vodičmi by nebolo žiadne elektrické napätie. Teda druhý náboj musí byť buď menší alebo väčší, v prípade zdroja to je o tom že na jednej strane musí byť nedostatok elektrónov (kladný náboj, kladný pól) a na druhej musí byť nadbytok elektrónov (záporný náboj, záporný pól).

Je to tak?

ďakujem

medvidek · 24. 10. 2011 18:21

↑ sulo:
Ano, z existujúceho napäťového rozdielu medzi vodičmi (o rovnakej kapacite) vyplýva, že je medzi nimi nerovnováha nábojov.

Matematické Fórum

#1 11. 10. 2011 17:30

rôzne definície napätia

#2 11. 10. 2011 19:42

Re: rôzne definície napätia

#3 12. 10. 2011 18:21

Re: rôzne definície napätia

#4 12. 10. 2011 19:07

Re: rôzne definície napätia

#5 12. 10. 2011 19:21

Re: rôzne definície napätia

#6 12. 10. 2011 19:27 — Editoval medvidek (12. 10. 2011 19:29)

Re: rôzne definície napätia

#7 12. 10. 2011 19:29

Re: rôzne definície napätia

#8 12. 10. 2011 19:59

Re: rôzne definície napätia

#9 12. 10. 2011 20:44

Re: rôzne definície napätia

#10 12. 10. 2011 20:47

Re: rôzne definície napätia

#11 12. 10. 2011 21:41

Re: rôzne definície napätia

#12 24. 10. 2011 16:34

Re: rôzne definície napätia

#13 24. 10. 2011 18:21

Re: rôzne definície napätia

Zápatí