Základy elektrotechniky

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Základy elektrotechniky"

Monika Krausová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Základy elektrotechniky

2 Základní veličiny a jejich jednotky Elektrický náboj Q Coulomb [C] Elektrický proud Amber [A] (the basic unit of S) Hustota proudu J [Am -2 ] Elektrické napětí Volt [V] Elektrický odpor Ohm [W] Frekvence f Hertz [Hz]

3 Atom a elektrický náboj Atom se skládá z jádra a elektronového obalu. Jádro se skládá z protonů, které nesou kladný el. náboj elementární náboj e Elektrony v obalu jsou nosiči záporného el. náboje o stejné velikosti -e.

4 Atom a elektrický náboj Jednotkou elektrického náboje je Coulomb, [C]; 1 nc = 10-9 C, 1 nanocoulomb ; 1C = 10-6 C, 1 mikrocoulomb Nejmenším, dále nedělitelným nábojem je elementární náboj e, což je náboj jednoho protonu nebo jednoho elektronu. Všechny elektrické náboje (kladné i záporné) jsou celistvými násobky elementárního elektrického náboje, e = 1, C Náboj může být kladný (+) nebo záporný ( ). Kladný elementární náboj e má proton, záporný elementární náboj e má elektron.

5 Atom a elektrický náboj Vodiče (kovy) mají krystalickou mřížku, která je složena z kladných iontů kovů. Valenční elektrony jsou k mřížce vázány kovovou vazbou, která je ale velmi slabá. Valenční elektrony lze proto velmi snadno odtrhnout silovým působením el. pole zolanty mají valenční elektrony v obalu vázány silným silovým působením (př. iontová vazba) Připojíme-li zdroj elektrického napětí k vodiči, síla elektrického pole působí na elektrony, odtrhne je od mřížky a způsobí jejich pohyb ve vodiči ve směru od - k + svorce zdroje.

Valenční elektrony lze proto velmi snadno odtrhnout silovým působením el.

6 Elektrický proud vodič + - Elektrony se pohybují vodičem vzniká el. proud Směr proudu je určen dohodou od + k -

7 Elektrický proud El. proud je množství náboje, které proteče průřezem vodiče za jednotku času. Elektrický proud [A] se měří v Ampérech; základní jednotka S soustavy pro měření el. veličin je amper [A] Q A; C, s t

8 Elektrické napětí Napětí AB mezi dvěma body A, B elektrického pole je práce vykonaná elektrickou silou při přenesení jednotkového náboje z bodu A do bodu B. Jednotkou elektrického napětí je volt. V (jouls per coulomb) AB W AB Q

při přenesení jednotkového náboje z bodu A do bodu B.

9 Stejnosměrný elektrický proud Ohmův zákon Protékající proud je přímo úměrný velikosti připojeného napětí a nepřímo úměrný odporu vodiče Odpor je vlastnost vodiče, jednotka je Ohm [W]

10 Elektrický odpor vodiče Odpor vodiče závisí na jeho rozměrech a materiálu. l S měrný odpor konkrétního materiálu S průřez vodiče l délka vodiče

11 Elektrická vodivost G Je převrácená hodnota odporu G 1 [G] = S (siemens) = W -1

12 ozvětvený el. obvod Například 1 1 A AB 3 A, B - uzly B

13 Kirchhoffovy zákony Platí pro rozvětvený obvod a ss proud 1. Kirchhoffův zákon n k 0 k 1 Vectorový součet všech proudů v uzlu je roven nule. Součet všech proudů do uzlu přitékajících je roven součtu všech proudů z uzlu odtékajících.

14 2. Kirchhoffův zákon platí pro napětí v uzavřené smyčce obvodu. 2 Kirchhoff s law k k n k 1 m j1 ej Součet všech elektromotorických napětí na zdrojích ve smyčce je roven součtu všech napětí daných protékajícím proudem na odporech v této smyčce.

15 Spojování odporů in series = tentýž ve všech odporech = = = ( ) = Výsledný odpor je roven součtu všech sériově spojených odporů ve smyčce

( 1 + 2 ) = 1 + 2 Výsledný odpor je roven

16 Paralelní spojení A AB 2 B = AB = 1 = 2 1 = / 1 2 = / 2 = = / 1 + / 2 = / 1/ = 1/ 1 + 1/ 2 / = / 1 + / 2 Převrácená hodnota výsledného odporu je rovna součtu převrácených hodnot jednotlivých paralelně spojených odporů

17 Příklad řešení ss el. obvodů 1 1 A ,2,3 2 AB 3 1,2,3 1 2,3 B 1 1 2,3 1 2,3 2 2 AB ,2,3

18 1 1 A AB 3 1,2, AB B 1 2 AB 2 3 AB 3

19 ezistory rezistory součástky s daným el. odporem. pro výrobu rezistorů se využívají materiály s malým teplotním součinitelem el. odporu rezistory s proměnným odporem mají tři vývody dva na každém konci, třetí připojený k jezdci. Podle zapojení se mohou využít jako potenciometry nebo reostaty.

20 POTENTOMET (dělič napětí) slouží ke změně napětí ke zdroji je zapojen oběma konci pevného vodiče. K jezdci je připojen další obvod, jehož druhý konec je spojen s jedním koncem rezistoru. Jezdcem se mění napětí v druhém obvodu 1 2 2

K jezdci je připojen další obvod, jehož druhý konec je

21 EOSTAT slouží k regulaci el. proudu v obvodu do obvodu je zapojen jedním koncem pevného vodiče a jezdcem. Poloha jezdce určuje délku vodiče a tím i odpor reostatu 1 2

22 Při přenesení náboje Q mezi svorkami zdroje o napětí se vykoná práce Q W t t t W 2 2 tedy Výkon je t W P 2 2 Práce a výkon ss proudu

23 Úkoly 1. Vypočtěte a vyplňte modrá pole správnými výsledky 1= 1=5W A =24V 2=50W AB= 3=5W B

24 2. Jaký je celkový proud odebíraný ze zdroje? total = =230V 1=500W 2=1500W 3=1000W

25 3. Jaká je minimální velikost odporu p který musíme předřadit zátěži z, jestliže maximální proud odebíraný ze zdroje nesmí překročit hodnotu 0,5 A? p = =24V z=20w

Podobné dokumenty

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V KOVECH

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V KOVECH I N V E S T I C E D O O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í VEDENÍ ELEKTICKÉHO POD V KOVECH. Elektrický proud (I). Zdroje proudu elektrický proud uspořádaný pohyb volných částic s elektrickým nábojem mezi dvěma