Stejnosměrný proud – maturitní otázka

Proč je zakázané kopírování? 💾 Stáhnout materiálVIP členstvíNahlásit chybu

 

   Otázka: Hvězdná astronomie – Hvězdy a galaxie

   Předmět: Elektronika

   Přidal(a): honastik

 

 

Uzavřený elektrický obvod

  • Obsahuje zdroj, spotřebič a vypínač.

 

-Pokud je obvod rozpojený jako na obrázku nejedná se o uzavřený obvod!

 

Elektrický proud

  • Značí se I -> Jednotkou je A (Ampér)
  • Jedná o tok volných elektronů vodičem.
  • Proud je uspořádaný pohyb volných elektronů.
  • I = RU (Ohmův zákon)

 

Elektrické napětí

  • Značí se U -> Jednotkou je V (Volt)
  • Jedná se o rozdíl potenciálů (rozdíl hodnot elektrického napětí)
  • Kolem elektrického náboje je nehmotné elektrostatické pole, které působí silově na jiné elektrické náboje tak, že působí silou na jejich nosiče.
  • U = RI

 

Elektrický odpor

  • Kovový vodič je tvořen obrovským počtem mikroskopických atomů.
  • Volné elektrony při svém pohybu narážejí do jednotlivých atomů a mění tak svůj směr, dokud vodičem prochází proud je pohyb elektronů neuspořádaný.
  • Připojí-li se konec vodiče ke zdroji napětí, uvedou se volné elektrony do uspořádaného pohybu a projevuje se odpor.
  • R = U/I.
  • Značí se R -> Jednotkou je Ω (Ohm)

 

Zdroje stejnosměrného proudu (DC)

Ideální zdroj

  • Zdroj proudu, jehož vnitřní odpor je nekonečně velký.
  • Baterie, akumulátory, dynamo
  • Tento zdroj dodává stále stejně velký proud bez ohledu na velikost připojení zátěže.

 

Reálný zdroj

  • Má omezení.
  • Jehož vnitřní odpor není nekonečný, ale velmi vysoký.
  • Jeho proud je závislý na napětí zátěže.
  • Se zvyšujícím se svorkovým napětím klesá proud a tím se může měnit jeho časový průběh.
  • Dále lze říci, že zdroj vlivem rostoucí teploty způsobené přenosem energie ztrácí svůj výkon díky zahřívání

 

Ohmův zákon

  • Vyjadřuje vztah mezi proudem a napětím.
  • Zákon říká, že proud v elektricky vodivém předmětu je přímo úměrný napětí, přiloženém na tento předmět.

 

Kirchhoffův zákony

  • 1. V libovolném uzlu je součet vstupujících proudů roven součtu vystupujících proudů. (Kolik proudu do uzlu vteče tolik z něj musí vyjít ven)
  • 2. Součet napětí na jednotlivých prvcích je v libovolné uzavřené smyčce nulový.
    (Součet napětí na všech svorkách musí být roven nule)

 

Rezistory

  • Řazení rezistorů
    • Sériově
      • Proud je ve všech místech stejný, protože v zapojení nejsou uzly.
      • Napětí mezi svorkami el. součástek je různé, protože závisí na odporu každé ze součástek.
      • Rc = R1 + R2….
    • Paralelně
      • Proud mezi jednotlivými větvemi může být různý, protože souvisí na odporu součástek ve větvích.
      • Napětí mezi uzly je stejné, protože je stejné pro všechny větve.
      • 1/Rc = 1/R1 + 1/R2 +….
      • Pokud jsou odpory R1,R2,R3Stejné můžeme R zjistit vydělením počtu odporů např.: 1/R=1/150 + 1/150 + 1/150
        Výsledek vyjde 50 i pokud vydělíme R1 (který musí mít hodnotu stejnou jako ostatní rezistory, počtem rezistorů v uzlu)

 

Děliče napětí

  • V obvodech někdy potřebujeme nižší napětí, než je na svorkách zdroje.
  • Je to rezistor s odbočkou, která jej rozděluje na dva díly s odporem R1 a R2, spojené do série.
    • Nezatížený
      • Neodebíráme proud.
    •  Zatížený
      • Odebíraný proud, musí být mnohem menší než proud procházející děličem, aby napětí na výstupních svorkách příliš nekleslo.
    • Hvězda; Trojúhelník
      • Transfigurací trojúhelníku na hvězdu.
      • Rezistory jsou zapojeny do trojúhelníku.
      • Tyto rezistory nahradíme rezistory spojené do hvězdy tak, aby odpory mezi jednotlivými uzly zůstaly nezměněny.

 

Elektrická práce

  • Jednotka J (Joule).
  • Přeměna elektrické energie na jinou – přesuneme-li náboj Q mezi dvěma místy, mezi nimiž je napětí.
  • W = U * I * t             W = P * t

 

Elektrický výkon (pro stejnosměrný proud)

  • Jednotka W (Watt).
  • Jeden Watt je výkon, při němž se rovnoměrně vykonává práce 1 J za 1 s.
  • P= U * I

 

Elektrický příkon

  • Energie dodána do zařízení z elektrické sítě. Činný příkon je celým zařízením spotřebován.

 

Elektrická účinnost

  • Poměr mezi výkonem a příkonem.
  • Příklad
    • Ze sítě odebírá stroj 100W a do spotřebiče dodává 82W.
    • Stroj má tedy účinnost 82 %.

 

Reálný zdroj napětí (vlevo) Ideální (vpravo)

  • Ideální zdroj napětí nemá vnitřní odpor
  • Náhradní schéma zdroje napětí obsahuje: Zdroj napětí (třeba baterka), rezistor zapojený do série (vnitřní odpor Ri), zátěž/svorky
  • Náhradní schéma zdroje proudu obsahuje: Zdroj napětí (třeba kondenzátor), rezistor zapojený do série (vnitřní odpor Ri), zátěž/svorky