Osnove Elektrodinamike

Električni naboj - Q

$$\mathrm{Q = I \cdot t}$$

Enota je As (amper sekunda).

Osnovni naboj:

$$\mathrm{e_0 = 1,6 \cdot 10^{-19} As}$$

Naboj telesa je odvisen od razlike med številom elektronov $e^-$ in števila protonov $p^+$ na telesu in je vedno večkratnik osnovnega naboja.

Primer: Koliko $e^-$ potrebujemo, da dobimo naboj 1As?

$$1e^+ \quad \dots\quad 1,6 \cdot 10^{-19} As \\ \quad x \quad\dots\quad 1As$$ $$x = \frac{ 1e^- \cdot As }{ 1,6 \cdot 10^{-19} As }$$ $$x = \frac{ 1e^- \cdot 10^{-19}} { 1,6 }$$ $$1As = 62,5 \cdot 10^{17}e^-$$

Električni potencial - V

Potencial zemlje je enak 0. Potencial nekega telesa je enak napetosti med zemljo in telesom. Napetost med dvema telesoma je enaka razliki potenciala teh dveh teles.

$$U_{12} = V_2 - V_1$$

Gostota toka - J

$$J = \frac{I}{A}$$

slika

Gostota električnega toka nam pove kako na gosto grejo e^- skozi vodnik. Dopustna gostota je največja gostota toka, ki lahko teče skozi material brez da bi se ta stalil.

Električna napetost - U

Enota je \( V \) (volt). Električno napetost dobimo tako, da ločimo e^- in p⁺. Električna napetost je “želja” p⁺ in e^-, da bi vzpostavili ravnovesje nabojev. Nastane med različno nabitimi telesi. Je pritisk, ki poganja el. tok. Elektroni gredo od presežka do primanjkljaja.

Izvori napetosti

Izvori napetosti so naprave, ki proizvajajo stalno napetost. Delujejo kot črpalke za elektrone. Črpajo jih na primanjkljaju in jih pošiljajo na presežek.

Tok v plinih

Prevajajo samo ionizirani plini. Ioniziramo jih tako, da jih priključimo na zelo visoko napetost. Med prevajanjem visoka napetost ni potrebna, takrat začne tok zelo hitro naraščat, zato ga je treba omejevat. Primer je neonska žarnica.

slika

Jakost električnega toka - I

$I = \frac{Q}{t}$

Enota je \( A \) (amper)

slika

Jakost el. toka je enaka količini naboja, ki gre skozi prerez vodnika v določenem času.

Električna upornost - R

$R = \frac{\rho \times{l} }{A}$

Enota je \( \Omega \) (ohm).

\( l \) in \( A \) so geometrijske lastnosti, \( \rho \) pa je snovna lastnost.

Elektroni ne grejo skozi material naravnost, ampak se na svoji poti zaletavajo v atome. Tako se zmanjšuje njihova količin in hitrost. Rečemo, da se material upira el. toku. To je električna upornost. Odvisna je od dimenzij prevodnika in materiala.

Električna prevodnost - G

$G = \frac{1}{R}$

Enota je \( S \) (simens).

Prevodnost je lastnost materiala, da prevaja električni tok. Je nasprotje upornosti. Material, ki dobro prevaja ima majhno upornost, tisti, ki slabo prevaja, pa veliko upornost.

Vpliv temperature na upornost

$R = R_0( 1 + \propto \triangle T)$

Znak	Pomen
\( R \)	Upornost pri temperaturi
\( R_0 \)	Upornost pri 20°C
\( \propto \)	Temperaturni koeficient materiala (+ ali -)
\( \triangle T \)	Sprememba temperature

\( \triangle T = T - 20°C \)

Pove nam za koliko se spremeni upornost, če se T spremeni za 1°C. Če je \( \propto^+ \) se s povečanjem temp. poveča tudi upornost, če je pa \( \propto^- \) pa se zmanjša.