Zápisy do sešitu: El. náboj a síla       Elektrické pole        Práce v el. poli          Rozložení náboje na vodiči         Vodič v el. poli          Izolant v el. poli        Kapacita, kondenzátor        El. proud             Vodiče, polovodiče, nevodiče       Prakt. práce: měření VA char. rezistoru           Ohmův zákon        Rezistor, reostat, potenciometr        Spojování rezistorů        Ohmův zákon pro celý obvod        Kirchhoffovy zákony      Vlastní polovodič        Termistor      Fotorezistor        Dioda - pokusy      Příměsový polovodič      Princip diody       Usměrňování diodou       Graetzovo zapojení      Praktické ovládání generátoru a osciloskopu     Náhr. schéma diody     Kondenzátor ve střídavém obvodu     Kapacita diody     VA char. diody a Zenerovy diody     Zdvojovač napětí     Televize a osciloskop     Urychlování elektronů     Vychylovací destičky     Stacionární magnetické pole     Magnetická síla (zač. a pokr.)     Magn. poli přímého vodiče      Mag. pole závitu a cívky     Nabitá částice v mag. poli     Shrnutí televize a osciloskopu     Síla působící mezi dvěma vodiči     Stejnosměrný elektromotor     Magnetické vlastnosti materiálů     Elektromagnet     El. zvonek     Elmag. relé     Druhy elektromotorů     Elmag. indukce - vznik ind. napětí     Faradayův zák. elmag. ind.    Magn. ind. tok     Ind. proud     Vířivé proudy     Vl. indukce     Zhášecí obvody cívek     Rekuperační dioda     Energie el. a mag. pole     El. proud v plynech     Jiskrový výboj     Obloukový výboj     Doutnavý výboj     Koróna, katodové a kanálové záření     LED     Žárovka      Bipolární tranzistor     Unipolární tranzistor     Operační zesilovač     Práce a výkon     Ef. hodnota proudu     Regulace výkonu     Tyristor     Přenos rádiového signálu     Amplitudová modulace     Frekvenční modulace     Sériový RLC obvod     Fázorový diagram     Elmag. oscilátor     Výkon v RLC obvodu     Amplitudová demodulace (krystalka)     Frekvenční demodulace     Rádiový přijímač     Stereofonní vysílání     Televize     El. proud v kapalinách

Zápisy do sešitu - 1. pokračování

Předchozí zápisy

8. hodina - čtvrtek 2.10. 2003

Elektrický proud

Uspořádaný pohyb částic s elektrickým nábojem.

Vzniká při spojení dvou míst, mezi nimiž je el. napětí (př. svorky zdroje napětí) přes nějaký spotřebič.

Stejnosměrný proud - částice s nábojem se pohybují stále stejným směrem. Proud ale nemusí mít pořád stejnou velikost!
Střídavý proud - částice se pohybují chvíli jedním a chvíli opačným směrem 

Graf závislosti proudu na čase:

stejnosměrný proud:

střídavý proud:

Písemná práce - zadání a řešení zde

9. hodina - pondělí 6.10. 2003

Praktické práce - měření napětí a proudu

Popis ampérmetru a voltmetru s vysvětlivkami - zde a zde.

Zásady měření:

• Měření začínáme na největším rozsahu přístroje, ten pak postupně snižujeme.

• Měříme s nejmenším možným rozsahem (aby ručička byla v pravé polovině stupnice (pokud to jde)).

• Zapojujeme "- svorku přístroje na - svorku zdroje a + svorku přístroje na + svorku zdroje".

Měření napětí 1-5 článků akumulátoru - zapojení

Měření proudu procházejícího rezistorem (žárovkou) - zapojení

Opakování těchto měření se zdrojem střídavého napětí.

10. hodina - čtvrtek 9.10. 2003

El. proud jako fyz. veličina:  ,
I je proud, Dt je malý časový interval a DQ je celkový elektrický náboj prošlý průřezem vodiče za tento časový interval.

Jednotka ampér, značka A.

Tedy teče-li vodičem el. proud 1 A, projde vybraným místem vodiče za 1 s celkový náboj 1 C.

Vodiče, polovodiče, nevodiče

Elektrický potenciál: V okolí bodového náboje ubývá se vzdáleností jako konst./r.

"Strmost" potenciálu určuje intenzitu elektrického pole (a sílu působící na náboj v daném místě).

V okolí atomového jádra vypadá potenciál poněkud odlišně.  

obr. 2: Elektrický potenciál j v okolí jádra atomu

Skládá se tu elektrický potenciál (který na elektron působí přitažlivě) a potenciál jaderných sil (který vně jádra působí odpudivě). Ve vzdálenosti r₀ od jádra je jaderná a elektrická sílů stejně velká a jejich výslednice je tedy nulová; potenciál má v tomto bodě minimum (a potenciální energie elektronu také). Elektron se tedy stabilně zdržuje přibližně v této vzdálenosti od jádra (v jakési "energetické jámě"). Oddálí-li se elektron( r>r₀), působí na něj elektrická přitažlivá síla kladného jádra. Ve vzdálenostech r<r₀  převáží odpudivá jaderná síla.

Více atomů na úsečce - celkový potenciál je složením potenciálů od jednotlivých jader

Když se elektron pohybuje podél řady jader, musí překonávat potenciálovou bariéru - tunelový jev.

11. hodina - čtvrtek 16.10. 2003

Pauliho princip

Elektrony v jistých stavech - kvantová čísla n, l, m, s

Pro elektrony platí Pauliho princip: Žádné dva elektrony v atomu se nemohou nacházet ve stejném stavu (tj. nemohou mít stejná všechna čtyři kvantová čísla).

Energetické hladiny v atomu - hlavní kv. číslo určuje energetické slupky K, L, M, ... (elektrony v jednotlivých slupkách se značně liší svojí energií)
n=1 ........ slupka K
n=2 ........ slupka L
n=3 ........ slupka M  atd.

Každá slupka obsahuje podslupky (s, p, d, f, ...). Ty určuje vedlejší kv. číslo (elektrony, které jsou ve stejné slupce, ale různých podslupkách, se energií liší jen málo)
l=0 ......... podslupka s
l=1 ......... podslupka p
l=2 ......... podslupka d atd.

Slupka může obsahovat tolik podslupek, kolik l může být k příslušnému n. Například slupka K (n=1) obsahuje pouze podslupku s (l=0), slupka L (n=2) může obsahovat podslupku s (l=0) a p (l=1) atd. 

Př: uhlík má elektronovou konfiguraci 1s²2s²2p² (obr), znamená to, že má ve slupce K 2 elektrony (v podslupce s) a ve slupce L 4 elektrony (2 v podslupce s a 2 v podslupce p). Elektrony obsazují v základním stavu energetické hladiny od nejnižších kvantových čísel k vyšším.

Máme-li atomy daleko od sebe, jsou elektrony na svých určitých diskrétních energetických hladinách (obr. 4). Přibližujeme-li atomy k sobě, hladiny se "rozmazávají" (aby byl splněn Pauliho princip), tak aby každý elektron měl energii trochu odlišnou od ostatních. Energetické hladiny už tak nejsou diskrétní, ale pásové (přesněji řečeno - stále jsou diskrétní, ale v jistých intervalech jsou velmi blízko u sebe a v jiných nejsou žádné). Vznikají tak energetické pásy 

Nejzajímavější z hlediska vedení proudu jsou nejvyšší tři pásy (vodivostní, zakázaný a valenční).
Valenční pás je poslední (nejvyšší) pás, ve kterém se v základním stavu (při teplotě 0 K) vyskytují nějaké elektrony.
Zakázaný pás je interval energií, které nemohou elektrony nabývat (nejsou v něm žádné energetické hladiny).
Vodivostní pás je interval energií, které umožňují elektronům pohybovat se prakticky volně mezi atomy (elektrony mají tak vysokou energii, že už nejsou vázány ke konkrétním jádrům). Elektrony ve vodivostním pásu se nazývají volné a jsou to ty elektrony, které jsou nutné pro vedení proudu.

Máme-li elektron ve valenčním pásu a dodáme-li mu energii větší, než je šířka zakázaného pásu, může přejít do vodivostního pásu a přispívat k vedení proudu.
Hodně volně řečeno: "Nabízíme-li elektronu ve valenčním pásu energii, která by ho "dovedla" do zakázaného pásu, tak ji nepřijme".

Vodivost různých látek

vodiče, nevodiče a polovodiče

Vodiče
Nemají zakázaný pás. Valenční a vodivostní pás tudíž splývají dohromady a elektrony v nich obsažené jsou prakticky volné. Je jich proto velké množství a vodiče tedy dobře vedou elektrický proud.

Polovodiče
Obvykle mají při nulové teplotě zcela zaplněný valenční pás. Šířka zakázaného pásu je kolem 1 eV (=1,6.10^-19 J). Je tedy možno elektronům ve valenčním pásu dodat energii (teplem, světlem, elektrickým polem) a elektron se může dostat do vodivostního pásu a vést proud.

Izolanty
Mají široký zakázaný pás (přes 3 eV). Pravděpodobnost, že se do něj dostane elektron z valenčního pásu je tedy malá. Nevedou proto elektrický proud.

Další pokračování zápisů do sešitu

Verze pro tisk