NÁBOJE V POHYBU - elektrický proud


<<< Úvodní stránka    *    *    *   1. KAPITOLA  *    *    *     Obsah >>>

První fyzikové, kteří se zabývali elektrickými jevy, neměli ani tušení o jejich podstatě. Přesto se jim podařilo objevit mnoho zákonitostí, kterými se tyto jevy řídí. Dnes víme, že elektrické vlastnosti látek jsou ukryty v samém nitru atomu, který se skládá ze záporně nabitých elektronů a kladně nabitého jádra, složeného z kladných protonů a neutronů bez elektrického náboje. V atomu je počet elektronů a protonů stejný, proto je atom navenek elektricky neutrální.

Atom
  • Elektron objevil roku 1869 W. Hittorf při studiu elektrických výbojů ve zředěných plynech. Samotný název „elektron“ pochází od Stoneye a všeobecně se ujal, když roku 1895 H. A. Lorentz vypracoval tzv. elektronovou teorii
  • Proton je jádro „obyčejného“ vodíku H, jeho hmotnost je téměř 2000 x větší než hmotnost elektronu
  • Neutron objevil při studiu radioaktivního záření roku 1932 americký fyzik J. Chadwick. Neutron má prakticky stejnou hmotnost jako proton


ELEKTRICKÝ PROUD
je uspořádaný pohyb volných elektrických nábojů (elektronů, iontů) působením vnějšího elektrického pole. Aby vodičem procházel elektrický proud, musí být tento vodič připojen ke zdroji NAPĚTÍ.


Různé látky mají různou schopnost přenášet elektrický náboj - říkáme, že mají různou vodivost. Vodivost látek závisí především na počtu volných nábojů v jejich struktuře - mohou jimi být buď volné elektrony (v kovech), nebo kladné a záporné ionty (v kapalinách a plynech). Podle vodivosti rozdělujeme látky do tří skupin:

  • VODIČE - obsahují velké množství volných nábojů, které se mohou působením elektrického pole ve vodiči přemísťovat. Nejlepšími vodiči jsou kovy, zejména stříbro, měď a hliník. Dobrými vodiči jsou vodné roztoky solí a kyselin. Elektrický proud vede také lidské tělo. Za určitých okolností může proud procházet i v plynech.
  • NEVODIČE - neobsahují téměř žádné volné náboje a proto mají nepatrnou vodivost. Nevodiče se také nazývají izolanty neboli dielektrika. Výbornými izolanty jsou sklo, porcelán, guma, některé plasty, suchý vzduch apod. Dokonalý vodič ani dokonalý izolant však neexistuje.
  • POLOVODIČE - jejich vodivost leží mezi vodiči a nevodiči, počet volných nábojů v jejich struktuře se může měnit např. změnou teploty nebo osvětlením. Nejznámějším polovodičem je křemík, ze kterého se vyrábějí polovodičové součástky od nejjednodušších diod až po nejsložitější mikroprocesory.

Z historie: různou vodivost látek objevil v 18. století anglický fyzik Stephen Gray (1696 - 1736) a položil tak základ rozdělení látek na vodiče a nevodiče.
 
SMĚR ELEKTRICKÉHO PROUDU
byl určen dohodou - od kladného k zápornému pólu zdroje napětí.

Fyzikální veličina proud má značku I a jednotku A (ampér).
Fyzikální veličina napětí má značku U a jednotku V (volt).

Fyzikální základy


Připojíme-li ke kovovému vodiči zdroj napětí, vznikne mezi konci vodiče elektrické pole. Původně neuspořádaný pohyb volných elektronů v kovu se změní - elektrony se začnou pohybovat uspořádaně od záporného ke kladnému pólu (ukaž myší na PROUD). Uspořádaný pohyb volných elektronů se nazývá elektrický proud.


- PROUD -
animace (ukaž myší)

V kapalinách se musí nejprve molekuly rozštěpit na kladné a záporné ionty (tento jev se nazývá disociace) a teprve pak může dojít působením vnějšího elektrického pole k jejich usměrněnému pohybu a průchodu elektrického proudu. Kladné ionty přitom směřují k zápornému pólu a záporné ionty k pólu kladnému.
Elektrolyt

Plyny jsou za normálních podmínek téměř dokonalými nevodiči. Elektrický proud v nich může procházet teprve po rozštěpení jejich molekul na ionty (tento jev se nazývá ionizace plynu). Ionizaci může způsobit například zahřátí plynu nebo silné elektrické pole.
 
BleskZářivka


<<< Úvodní stránka    *    *    *   1. KAPITOLA  *    *    *     Obsah >>>