Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 2/2017 vyšlo
tiskem 17. 2. 2017. V elektronické verzi na webu od 10. 3. 2017. 

Téma: Elektrické přístroje – spínací, jisticí, ochranné a signalizační; Přístroje pro inteligentní sítě

Hlavní článek
Atypický návrh výkonového stejnosměrného zdroje se středofrekvenčním transformátorovým filtrem rušivého napětí

Aktuality

V distribuční soustavě (DS) ČEZ Distribuce, a. s. je vyhlášen kalamitní stav Od 9 h dne 24.2.2017 je vyhlášen kalamitní stav v Karlovarském kraji - okres Karlovy Vary…

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

Jak se bydlí v pasivních domech, řeknou jejich majitelé na veletrhu FOR PASIV Další ročník veletrhu FOR PASIV, který je zaměřený na projektování a výstavbu…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze představí zájemcům o studium moderní techniku i její historii Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá v pátek 20. ledna od 8.30 hodin první…

Loňská výroba Temelína by stačila k pokrytí téměř roční spotřeby českých domácností Přesně 12,1 terawatthodin elektřiny (TWh) loni vyrobila Jaderná elektrárna Temelín. Je to…

Více aktualit

Tematický plán

číslo 12/2006

Tematický plán

Po jednorázovém připomenutí základů první pomoci (Elektro č. 11) si nyní stanovíme „tematický plán„ okruhů, kterým se budeme v dalších číslech Elektra v rubrice Repetitorium věnovat. Vzhledem k rozsahu tematického plánu předpokládáme jeho naplnění v letech 2007 až 2008.

1. Fyzika, matematika, elektrotechnika
1.1. Skladba hmoty
1.2. Základní pojmy, veličiny a jednotky
1.3. Základní zapojení obvodů a součástek

2. Schémata, značky, dokumentace
2.1. Technické kreslení a dokumentace
2.2. Schémata, značky a označování

3. Měřicí technika
3.1. Elektrická měření
3.2. Měření neelektrických veličin

4. Elektrické instalace
4.1. Instalace nízkého napětí
4.2. Inteligentní instalace

5. Elektrická zařízení
5.1. Výroba a rozvod elektrické energie
5.2. Elektrické stroje
5.3. Elektrické spotřebiče

6. Elektronika
6.1. Polovodičové materiály a prvky
6.2. Výkonová elektronika

7. Elektrotechnické vybavení budov
7.1. Základy automatizační techniky
7.2. Informační, komunikační a automatické systémy

1. Skladba hmoty

Při uvádění látky na téma Skladba hmoty nemíníme řešit žádné hlubší otázky elementární fyziky. Budeme vycházet ze zjednodušené představy všeobecně podávané v současných učebních textech.

Obr. 1.

Obr. 1. Bohrův model atomu vodíku

Struktura a stavba hmoty byly vědecky zkoumány ve snaze vysvětlit podstatu elektrických (elektrostatických) jevů. Koncem 19. století a na počátku 20. století se na základě dosavadních vědeckých poznatků dospělo k názoru, že všechny látky (hmota) se skládají z atomů (atomos – řecky „nedělitelný„). Atom je částice o tak malé velikosti, že jej nelze pozorovat ani pod mikroskopem. Jeho průměr je přibližně 1/10000 µm = 10–10 m = 0,1 nm.

Energetické vlastnosti atomů však mají zásadní význam pro vlastnosti hmoty. Bylo zjištěno a dokázáno, že atom se skládá z dalších energetických částic; odtud také interpretace, že vlastně jde o „chomáče energie„, resp. částice na pomezí hmoty a energie.

Po původním planetárním Rutherfordově modelu atomu (Skot lord Ernest Rutherford, 30. 8. 1871 až 19. 10. 1937) byl v roce 1913 vytvořen známý Bohrův model atomu (obr. 1, dánský fyzik Niels Henrik David Bohr, 7. 10. 1885 až 18. 11. 1962). Ten byl v roce 1925 doplněn o Pauliho princip na vlnově mechanický model atomu (švýcarský fyzik rakouského původu Wolfgang Pauli, 25. 4. 1900 až 15. 12. 1958)

Atom se skládá z jádra a obalu. Průměr jádra je přibližně 100 000krát menší než průměr obalu. Atom je tvořen elementárními částicemi: jádro se skládá z nukleonů, tj. protonů a neutronů, obal tvoří elektrony (obr. 2, příklad stavby atomu lithia).

Neutrony jsou elektricky neutrální částice a neovlivňují elektrické vlastnosti látek. Protony (v jádru, s kladným nábojem) a elektrony (na obalu, se záporným nábojem) mají opačné elektrické náboje (stejné velikosti) a vzájemně se přitahují.

Obr. 2.

Obr. 2. Stavba atomu lithia

Protony a elektrony se nazývají nosiče nábojů. Nesou nejmenší možný elektrický náboj, tzv. elementární náboj e = 1,602 × 10–19 C (coulombů*)).

Hmotnost elektronů je 1 836krát menší než hmotnost nukleonů. Ty mají navzájem téměř stejnou hmotnost.

Pohyb elektronů není nahodilý, ale musí odpovídat přesně danému systému vycházejícímu z energetických poměrů látky. Elektrony se proto pohybují po zcela určitých drahách, na kterých mají zcela určitou energii – jsou na konkrétní energetické hladině.

Obal atomu se dělí na vrstvy (resp. slupky), kterých je maximálně sedm a tyto vrstvy se dále dělí na hladiny.

Pro příklad uvádíme atom prvku lithium (obr. 2). Je to kov s nejjednodušší stavbou atomu – ve vnitřní vrstvě má dva elektrony, ve vnější jeden. Jeho jádro se skládá ze tří protonů a čtyř neutronů. Atom se chová neutrálně – záporný náboj tří elektronů ve vrstvách je vyvážen kladným nábojem tří protonů v jádru.

Je-li atom ve stavu, kdy se počet elektronů liší od počtu protonů, není elektricky neutrální a nazývá se iont (řecky ion – pohybující se).

Ionty vznikají z neutrálních atomů odnětím nebo přijetím elektronu do vrstvy. Odebráním elektronů převáží kladný náboj (kladný iont). Při zvýšení počtu elektronů převáží záporný náboj (záporný iont).

(jk; pokračování)


*) Charles Augustin de Coulomb, francouzský fyzik, 17. 6. 1736 až 23. 8. 1806