Font size
WorksheetsFS-4.1. El. pole mezi rovnoběžnými deskami
Total questions: 11
Worksheet time: 13mins
Mezi izolované opačně nabité desky, mezi nimiž je intenzita el. pole 1 kV/m, dáme plastovou destičku. Intenzita el. pole mezi deskami
vzroste
nezmění se
klesne
Na náboj o velikosti 0,2 μC působí elektrostatická síla o velikosti 600 nN. Určete intenzitu elektrického pole v daném místě v jednotce N/C.
(a)
Mezi opačně nabitými rovnoběžnými deskami, které jsou blízko u sebe, najdeme
radiální pole
homogenní pole
pole dipólu
Dvě paralelní kovové desky ve vzdálenosti 2 mm jsou připojeny na plochou 4,5 V baterii. Jak velkou práci vykonají elektrické síly při přenesení náboje o velikosti 400 mC? Uveďte v jednotce Joule.
(a)
Dvě paralelní kovové desky ve vzdálenosti 2 mm jsou připojeny na plochou 4,5 V baterii.
a) Jaká je velikost intensity el. pole mezi deskami?
b) Jakou práci vykonají elektrické síly při přenesení jednoho elektronu ze záporné desky na kladnou?
c) *Jak velkou rychlost elektron takto získá, pokud je mezi deskami vakuum?
Mějme dvě rovnoběžné opačně nabité desky ve vzdálenosti d, mezi nimiž je napětí U a intenzita el. pole E. Ke kladné desce umístíme kladný testovací náboj q, na nějž působí elektrická síla F. Při přenesení náboje na zápornou desku vykoná elektrický síla práci W. Určete, které z následujících vztahů dávají smysl.
F = qE
W = Ud
E = U/d
W = qU
U = Fd
Většina buněk má uvnitř přebytek záporného náboje oproti vnějšku a v důsledku toho je rozdíl potenciálů uvnitř a vně -90 mV. Membrána má tloušťku asi 10 nm.
a) Jaká je velikost intenzity el. pole uvnitř membrány? Uveďte v jednotce MV/m, pište jako kladné číslo.
Rozšiřující: *Jakou energii je potřeba dodat pro přenesení iontu Na+ přes membránu ven z buňky? Vyjádřete v kJ/mol a srovnejte s energií uvolněnou při hydrolýze ATP (~ 30 kJ/mol)
(a)
Dilektrická pevnost polyethylenu je 200 kV/cm. Jak velké napětí zvládne za ideálních podmínek odizolovat vrstva tlustá půl milimetru? Vyjádřete v jednotce kV. Je výsledek překvapivý, nebo ne?
(a)
Mějme dvě rovnoběžné kovové desky, které připojíme k 9 V baterii. Do jaké vzdálenosti bychom je museli přiblížit, aby mezi nimi přeskočila jiskra? Počítáme, že k přeskočení jiskry dojde, když je překročena dielektrická pevnost vzduchu, která činí 30 kV/cm.
3 mikrometry
3 mm
270 mikrometrů
6 mm
Bouřkový mrak je 1,5 km nad zemí. Vzduch je vlhký a přestane být izolantem při intenzitě el. pole o velikosti 600 kV/m. Jaké je napětí mezi mrakem a zemí ve chvíli, kdy dojde k úderu blesku? Považujte systém mrak-země za rovnoběžné opačně nabité desky.
400 kV
900 MV
400 MV
6 GV
**Při stoupavém atmosferickém proudění dochází k procesům vedoucím k tomu, že se země a mraky nabíjí opačným elektrickým nábojem a v atmosféře vzniká silné elektrické pole. Když intenzita pole překročí takzvanou dielektrickou pevnost vzduchu (vlhký vzduch řekněme 6 kV/cm), dochází k výboji – blesku. Nechť je bouřkový mrak 2 km nad zemí. Měřením parametrů blesku bylo zjištěno, že nesl proud 30 kA a trval 1 ms. Mrak a zemi budeme považovat za rovnoběžné nabité desky.
a) Jaké bylo napětí mezi mrakem a zemí před vznikem blesku?
b) Jaký náboj přenesl blesk?
c) Jakou energii blesk nesl?
d) Na co se tato elektrická energie přeměnila?
e) Kdyby tato veškerá energie byla soustředěna do půl-litru piva, došlo by k jeho odpaření?
f) Jaký byl okamžitý výkon blesku? Srovnej s okamžitým výkonem rychlovarné konvice nebo elektrárny.
