Post on 06-Jan-2020
liceele teoreticetehnologice (profil tehnic)vocationale (profil militar)
i* ' ,n*.1iiiX{liirio
it,,.,,*+:l,lr,"
manualpentru
clasa
Fizicd. clasa a X-a Cuprins
Cuprins
CAPITOLUL'I
, Electrizarea corpurilor. ForJe electrice................... .......................... 5I Intensitatea cArnpului electric. Teorema lui Gauss. ....................... l5.Potenfial electric. Energia potenfiald electricd a sarcinilor punctiforme........... 25
Dielectrici in cAmp electric ................. 32
, Condensatoare electrice ...................... 37
' Gruparea condensatoarelor .............. .........................42
,Energia c6mpului electric dintr-un condensator plan ............. ......4g
' Migcarea particulelor incircate electric in cAmp electric uniform ..................,.. 53
Osciloscopul catodic* ......................... 59
Experimentul Millikan ........................ 62
CAPITOI,UI, il
,'Curentul electric ......r.........!..,.............. 67
"Caracteristici de curent. Legea lui Ohm ............ .......74Lrgile lui Kirchhoff pentru relele electrice ..............88
Gruparea rezistoarelor gi a generatoarelor electrice ...........................................96
$untul, rezistenfa aditrronal[* ............ 109
Mlsurdri electrice ......... l 13
Metode de rezolvare a relelelor de curent continuu .................... 121
Energia gi puterea electricd.Transferul optim de putere .............. 129Conducfia electrici in solide, lichide gi gaze* ...... 139
kgile electrolizei 9i aplica{ii* .......... 149
CAPITOLUL III
CAmpul magnetic. Magnetizarea corpurilor.... ....... 16lInducfia cAmpului magnetic ..:.................. .............. 167
Forfa electromagnetich ...................... 172
Forla electrodinamicl (interactiunea magneticl a curen]ilorelectrici stationari) ........179Forfa Lorentz ................. 184
Migcarea particulelor lnchrcate electric in cAmp magnetic uniforrn ................ 189
Efectul Hall*.......... .,.?r'r,..,.....i..!. .....192
CapitoHI 4 Fizicd. clasa aX-a
Fluxul magnetic..... .......196
Induclia electromagneticd. Legea lui Faraday .......198
, Autoinductia ................. ....................; ..................... 20?
. Energia cAmpului magnetic* .............21(
Producerea tensiunii electrice alternative .........'....214
r: Transfonnatorul qi aplicafiile lui * ............. ............21t
Dioda semiconductoare ..................'..221
', Redresarea curentului alternativ* .....221
, Montaje electronice sirnple* .............22''
CAPITOLUL IV
Lucrare de laborator numirul, Lucrare de laborator num[ruI
r Lucrare de laborator numirul
, Lucrare de laborator num6rul
Lucrare de laborator numdrul
' Lucrare de laborator numhrul
':: Lucrare de laborator numdrul
. Lucrare de laborator numhrul
Lucrare de laborator numdrul
', Lu"r"r" de laborator numirul
d
IbE
* Noti: rotitd.ti rle conftnil pentru specializdrile ar trei ore pe, sdptdmind
Fizicd. clasa a X-a I Capitolul f
aItJJ
I:It{1IItJ
CAPITOLULjffiffi$yerilffim
1. ELECTRIZAREA CORPURILORFORTE ELECTRTCE
Fenomenele elementare de electrizare suntcunoscute incd din antichitate. Thales din Milet (640-548i. H.) a constatat c[ prin frecarea unei baghete de
chihlimbar cu o bucatd de stofh, bagheta caplti propri-etatea de aatrage corpuri u$oare. Deoarece chihlimbarulin greceqte se numepte electron, cuvAntul electrizaredenumegte proprietatea observatl.
Electrizarea corpu rilorExperiment
a) Frecati o vergea de sticli suspendatd ca infig. 1 cu o bucatd de mdtase gi apropiafi de partea
frecatd:
. bucdJele mici de hdrtier o altd vergea de sticld frecatd cu mdtase.
b) Repetafi experienta de la punctul a) folosindo bagheti din ebonitd, frecAnd-o cu o bucatddin stofr de l6nd.
c) Apropiafi vergeaua de sticl5 electrizati debagheta de ebonitd electrizatdsuspendati .
Notafi pe caiete observaJiile frcute in timpulexperimentului gi analizafi-le!
Thales ditt Llilet(640-s48 i.H.)
f,\y6")"f -F
Fig.I
Capitotul I Fizicd. clasa a X-a
o Prin frecare corpurilese electrizeazd.
a Sticla 9i ebonitase electrizeazd cusarcini electrice diferite.Prin convenfia stabilit6de Benjamin Franklin(1706-1779), sticlase incarc6 cu electrici-tate pozitivd, iar ebonitacu electricitate negativd,
o lnhe corpurileelectrizate se exercitdfbrfe de atractie sau
de respingere in funcliede senrnul sarcinilorelectrice cu care suntinchrcate corpurile.Corpurile incdrcatecu sarcini de acelagifel se resping.Corpurile inchrcatecu sarcini electricediferite (de sernnecontrare) se atrag.
Fis. 2
in timpul electrizirii prin frecare apar intotdea-una ambele feluri de sarcini electrice in cantitdli egale.
Fenomenul de electrizare a putut fi explicat gi
interpretat dupd descop enrea el e ctr onului.Aga cum ali invdfat in clasele anterioare, electronul
este o particald elementardcarc intri in alcdtuirea atomilordin care sunt constituite corpurile. Electronul este oparticuli incdrcat6 cu sarcind electricl negativd. Deoarece
sarcina electrici a electronului este cea mai mic[ sarcindelectrici negativi cunoscutd, ea a fost numiti ssrcindelementard de electricitute negativd gi are valoarea:
e:- 1,602r lQ-u6.).... ...,.,... -..--,,. .,.-.. .....,....,,,,..,. , .:
Numdrul electronilor dintr-un atom este egal cu
numirul protonilor din nucleu. Fiecare proton estepurtdtorul unei sarcini electrice pozitive, egald Si de
semn contrar cu surcinu unui electron.Cdnd frecdm bagheta de sticld cu mitase, o parte
din atomii de pe suprafafa baghetei de sticld pierd dinelectro-nii lor periferici, care trec pe bucata de mitase.Astfel, sticlu se tncarcd cu electricitate pozitivd, deoarece
un numdr de atomi din moleculele sticlei au sarcinileelec-trice pozitive din nucleu necompensate, iarmdtaseu se tncarcd cu electricitate negativd, primindprin fre-care un surplus de electroni.
Numdrul de electroni pe care-i pierde sticla este
egal cu numdrul de electroni pe care-i primegte mitaseagi de aceea cele doui corpuri se incarc[ cu cantitdJi deelectricitate egale (ca m[rime).
Illectrizarea pozitiv[ corespunde pierderiide clcctroni, iar electrizaret negativl co-
rcspunde unui adaos de elcctroni
Un alt procedeu prin care un corp poate fi eli:ctrizateste electrizarea prin contactul unui corp neutru dinpunct de vedere electric (aga cum sunt toate corpurileaflate in stare normald!) cu un corp electrizat (fig.2).
Astfel in urma contactului dintre cele doui corpuri,conductoare, sferice, identice, ele se incarcd cu acelagifel de electricitate. Dacd inifial corpul electrizat aveasarcind electricd *q, dupd contactul cu corpul neutru,
ele doud corpuri vor fi incdrcate fiecare cu sarcina
oclectricd + j (fie :). in clasa a VIII-a, ali studiat
rxperimental electrizarea, folosind pendulul electric.in cazul corpurilor conductoare se poate realiza
cl rt'trizarea prin infl uenfi.Dacd un corp incircat electric este adus in apro-
Ferea corpului conductor, se ob{ine separarea sarcinilorpzitive gi negative ale conductorului (prin aglomerarea
electronilor intr-o anumitd regiune a corpului).
Temil experimentulii
Folosind o bagheti de ebonit6, o bucatd depostav gi un electroscop, realizali unexperiment prin care sd punefi in evidenJlelectrizarca prin influ-enfl pi explicafi ceea
ce ati observat in timpul experimentului.
Atenlie!
Studiul electrizirii corpurilor a permis enuntarea
legii conservdrii sarcinii electrice: intr-un sistem inchis,suma algebricl a sarcinilor electrice rimdne constantd.
Forte electrice
in experimentul prezentat (fig.l) afi constatat cdintre corpurile electrizate se manifestl forle deinteracfiune, adicd fo4e de atracfie pi forle de respingere,in functie de semnul sarcinilor electrice cu care suntincircate corpurile. Charles Augustin de Coulomb(1736-1806) a mdsurat cantitativ forfele electrostatice,folosind o balanJd de torsiune.
Rezultatele experimentale i-au permis lui Coulombsd enanle legea interaclianilor electrice.dintre doudcorpuri punctiforme incdrcate cu sarcini electrice (fig.a).
Dou[ corpuri punctifirrme incircate cusarcinile clcctrice ql ,ri q2 gi situatg la
Fizicd. clasa u X-a Capitolul I
q,=q qtoooq'lq;+
ooFis.3
Charles Argristin de Cotilontb(17t6-1806)
Capitotdl
9lt0 ? q<o5> .t . .j,.lr't F'tz
Q.to
9lx
Q1.0 i Qr.o<5........i .PtFzr |-'rz
->r %>0B
?.rz
Fis.4
I
I
tg
Fizicd. clasa a X-a
distanfa ,1166 unul fali de celilalt, se atragsau se resping cu forle care sunt orientatepe direcfia ce trece prin punctelc undesunt situate corpurile. Mirimea acestorforlc este direct proporfionali cu sarcinileelectrice qi invers proporfionall cu
pitratul distanlei dintre ele.
Relafia poate fiTcrisi ca o egalitate daci se
introduce o constant[ de proporfionalitate.
in clasa a
constantei este:
F = 1 .9r'92
4ne t2
IX-a, afi inv[fat cd in vid, valoarea
I = 9.loe Nm2 /c2
4neo
Penhu cd s-a observat o dependenf[ a valorii forfeiin frrncfie de mediul in care se petrec interacfiunile intre
sarcinile qr $i q2 , s-aintrodusmdrimea fizicd e,,numitd
permitivitatea relativd a mediuluf. Forfa coulombiand este
mai micd intr-un mediu oarecare decdt in vid, de t, ori,
adici:
e. 9r'92L.,
t'
tr=F;.
, sau:t=to.trF-*, to
Scris[ vectorial relafia devine:
Fr-z= I .at'lt.l4nt,o.t, t2 r