170 likes | 511 Views
Základy elektrotechniky. 2. Proudové pole. Elektrický obvod. Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků. Proud orientujeme ve vnějším obvodu od kladného pólu k zápornému. spínací prvek ( zde vypínač). spotřebič. spojovací vodiče.
E N D
Základy elektrotechniky 2. Proudové pole
Elektrický obvod Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků. Proud orientujeme ve vnějším obvodu od kladného pólu k zápornému spínací prvek ( zde vypínač) spotřebič spojovací vodiče Zdroj : napětí orientujeme od kladné svorky k záporné Terminologie : Při vypnutém vypínači – otevřený obvod Zapnutý vypínač – uzavřený obvod
Elektrický obvod uzel větev
Ohmův zákon I = 1,4 A I = 2,8 A I = 4,2 A U = 2 V U = 6 V U = 4 V Poměr napětí / proud je konstantní : Nazýváme jej odpor R, měříme v Ohmech [Ω]
Ohmův zákon Platí tedy Odvozené vztahy : Odpor je vlastnost uspořádání vodičů. Součástky, jejichž hlavní vlastnost je odpor deklarované velikosti, nazýváme rezistory. Ukázky rezistorů
Ohmův zákon V některých případech používáme ve vztazích místo odporu vodivost G. Vodivost G je převrácená hodnota odporu a její hodnotu udáváme v jednotkách Siemens [S]. Platí
Měrný odpor a měrná vodivost Otázka : Na čem závisí odpor vodiče ? S l • nepřímo na velikosti průřezu vodiče S • přímo na délce l • na materiálu vodiče Materiálovou konstantu ρnazýváme měrný odpor.
Měrný odpor a měrná vodivost Jednotka měrného odporu : Číselně : odpor mezi protilehlými stranami krychle s hranou 1m V elektrotechnické praxi běžně měříme průřez v mm2. Proto častěji Číselně : odpor vodiče délky 1m a průřezu 1 mm2.
Měrný odpor a měrná vodivost V rozvodech el. energie se používá výhradně měď a hliník.
Měrný odpor a měrná vodivost Převrácenou hodnotu měrného odporu nazýváme měrná vodivost γ. Platí Jednotky γ : nebo
Měrný odpor a měrná vodivost Cu : Al : Řada jmenovitých průřezů [mm2] :
Závislost odporu na teplotě Odpor materiálů není konstantní, více či méně se mění v závislosti na okolním prostředí. Poměrně významný je vliv teploty. Platí • kde • Rυ - odpor po změně teploty • R0 – odpor při základní teplotě (obvykle 20oC) • υ - konečná teplota • υ0 - základní teplota (obvykle 20oC)
Měrný odpor a měrná vodivost Koeficient α udává poměrnou změnu odporu při ohřátí o 1teplotnístupeň. Kovy mají α > 0, odpor se s teplotou zvyšuje, u nekovových materiálů bývá α > 0, odpor s teplotou klesá. Supravodivost : pří nízké tzv. kritické teplotě (blízké absolutní nule) klesá odpor skokem k nule. Supravodivost na Wikipedii
Práce elektrického proudu I Q R U Přeneseme náboj Q přes odpor, tedy mezi bodu s napětím U... Přenos náboje souvisí s proudem : Q = I . t Přenesením náboje byla vykonána práce A = U . Q = U . I . t
Výkon el.proudu Výkon definujeme jako práci vykonanou za jednotku času. [W; J,sec.]
Výkon a práceel.proudu Platí A = P . t , tedy 1 J = 1 Ws- 1 wattsekunda Větší používané jednotky : kWh - kilowatthodina Odvozené vztahy pro výkon s pomocí Ohmova zákona :
Joule - Lencův zákon Protéká –li vodičem s odporem R proud I, potom tento proud předává vodiči výkon P = R.I2, který se projeví ohřátím vodiče. V případě přívodů ke spotřebiči je tento výkon ztrátový a obvykle ho nazýváme Jouleovy ztráty.