Elektrický náboj a gravitace
Co je to elektrický proud?
V základech elektrotechniky jsme se přes energii dostali k výkonu, od výkonu k proudu a napětí. Nyní se podíváme hlouběji do podstaty elektřiny. Začneme elektrickým proudem, který jsme si přirovnali k proudu vody. Ucelený tok se skládá z obrovského množství nepatrných molekul vody. I elektrický proud je dán tokem ještě drobnějších částic, které nazýváme elektrony. Elektrony jsou specifické tím, že jsou to nosiče takzvaného elektrického náboje. Obdobně jako je velikost vodního proudu dána průtokem, což je množství vody za sekundu, tak i elektrický proud je definován jako množství elektrického náboje za sekundu.
$$ I = \frac{Q}{t} \quad (A; \frac{C}{s}) $$
Co je to elektrický náboj?
Elektrický náboj obecně můžeme popsat jako vlastnost hmoty. Zní to obecně, ale o základním nastavení našeho vesmíru nemůžeme říct o mnoho víc, než že tomu prostě tak je. Přínosnější než bádat o podstatě hmoty je znát vlastnosti náboje. Už Benjamin Franklin v polovině 18. století při svých experimentech s elektřinou vyjádřil, že existuje elektřina dvojího druhu, dnes používáme pojmy kladný a záporný náboj. Polarita je přiřazena uměle; je to pouze název, který označuje, že náboje jsou opačné povahy. Pro nás je důležitější znát jejich chování. Pokud jsou náboje stejné polarity, odpuzují se. Pokud jsou náboje rozdílné polarity, přitahují se. Elektrický náboj je v uzavřeném systému konstantní, což znamená, že elektrický náboj nemůže být vytvořen ani zničen.
Co je to elektrické pole?
Každý elektrický náboj vytváří kolem sebe elektrické pole. Pole mohou být pro mnohé nejasným konceptem. Pro lepší pochopení si můžeme pole přirovnat k gravitačnímu poli, které dobře známe. Představte si, že vezmete jablko a pustíte ho ve vzduchu. Přitažlivou sílu mezi jablkem a zemí zprostředkovává gravitační pole. To určuje směr, kterým jablko padá, a jak rychle zrychluje. Pokud bychom měli plošný náboj, představující podlahu, a na něj pustili malinkatý náboj s opačnou polaritou, tento náboj by se začal pohybovat podobně jako jablko. Směr i rychlost jeho pohybu by byly dány elektrickým polem generovaným plošným nábojem. Elektrické pole si můžeme zakreslit pomocí siločár, jak to dělal Michael Faraday v první polovině 19. století. Siločáry ukazují směr a intenzitu elektrického pole. Pokud bychom vložili drobný náboj do pole tak, aby pole nedeformoval, drobný náboj by cestoval přesně po siločarách. Pokud máme opačné náboje, siločára z jednoho náboje vstupuje do druhého. Pokud jsou náboje stejné polarity, siločáry se od sebe odpuzují.
Kontakt
nazornaelektrotechnika@gmail.com