Elektrotechnika 1 - UTEE

Elektrotechnika 1 13
S
C = ε 0
ε
r
. ( 1.8 )
d
Při umisťování nábojů na elektrodách (nabíjení kondenzátoru) byla vynaložena práce,
která je nyní v kondenzátoru akumulována ve formě energie elektrického pole
1 1
W e
=
2 2
Tato energie může být později z kondenzátoru opět odebrána.
2
= Qu Cu . ( 1.9 )
Až dosud jsme předpokládali, že náboje v poli jsou konstantní a nepohyblivé. Jestliže se
však náboje s časem mění nebo pohybují, představují elektrický proud. Proud pak
definujeme jako rychlost změny náboje
dq
i = ( 1.10 )
dt
a měříme jej v ampérech [A]. I když se s veličinou dq pracuje z matematického hlediska jako
s nekonečně malou, z hlediska fyzikálního musí obsahovat dostatečně velký počet nabitých
částic, aby mohla být považována za spojitou funkci času (definice vychází z tzv.
makroskopické teorie elektromagnetického pole).
Proud je skalární veličinou, jejíž kladný smysl ztotožňujeme se smyslem pohybu
kladných nábojů. Tento tzv. konvenční směr elektrického proudu má původ v počátcích
nauky o elektřině, kdy nebyla dostatečně známa struktura hmoty, a byl zvolen právě naopak
než je smysl pohybu elektronů tvořících proud ve vodičích. Kladný smysl proudu
vyznačujeme pomocí čítací šipky proudu, viz Obr. 1.6
i(t)
Obr. 1.6: Čítací šipka proudu
Pokud je proud funkcí času, která nabývá kladných i záporných hodnot, je skutečný smysl
totožný s vyznačeným v tom časovém úseku, kdy funkce i(t) nabývá kladných hodnot.
Část prostoru, ve které dochází k pohybu volných nábojů, vytváří vodivý kanál. Příklad
takového kanálu je nakreslen na Obr. 1.7.
Obr. 1.7: Vodivý kanál
Kladné hypotetické částice se pohybují po nejkratších drahách, tzv. proudnicích. Hovoříme
proto o proudovém poli, které je v každém bodě charakterizováno proudovou hustotou
(hustotou elektrického proudu) J r , s jednotkou [Am -2 ]. Jedná se o vektorovou veličinu se
směrem daným tečnou proudnice v daném bodě a velikostí