ELEKTRICKÉ POLE A ELEKTRICKÝ PRÚD

ELEKTRICKÉ POLE

KAPACITA

ELEKTRICKÝ PRÚD

v polovodičoch

v kvapalinách

v kovoch

v plynoch a vákuu

KONŠTANTNÝ

STRIEDAVÝ

ELEKTROMAGNETICKÉ POLE

ELEKTRICKÝ PRÚD

Siločiary

VZNIK POĽA

3

2

POHYB VODIČA

MAGNETICKÉ POLE

ELEKTROMAGNET

TRVALÝ

permanentný magnet

image

image

tzv. ON/OFF funkcia

image

image

KONDENZÁTOR

schopnosť udržať na sebe elektrický náboj

Teplotná závislosť R(f)

Ohmov zákon

Radenie rezistorov

Teplotná závislosť R(f)

Výkon a účinnosť obvodu

Vodivosť

pre uzavretý obvod

Disociácia

ionizácia plynu

výboj

pre časť obvodu

vnútorný odpor zdroja

tvrdý

mäkký

Základné označenie

jednotka el.prúdu

značka

Ampér = A

I

príčinou je elektrické pole vo vodiči

Elektrická energia

mení sa na

svetlo

mechanický pohyb

tepelná energia

chemická energia

žehlička

žiarovka

domáce el.sportebiče

pracovné stroje

autonabíjačky

brúsky

píly

príklepové vŕtačky

kladivá

vŕtačky

práčka

kuchynský robot

sušička

mixér

teplovzdušná pištoľ

je fyzikálny zákon, ktorý definuje vzájomný vzťah medzi elektrickým prúdom, elektrickým napätím a elektrickým odporom.

pomenovaný je podľa svojho objaviteľa, nemeckého fyzika Georga Ohma.

image

image

image

OBVOD

Paralelný image

Sériový

je zapojenie elektrotechnických súčiastok v elektrickom obvode pod sebou, tzn. paralelný obvod obsahuje uzly, v ktorých sa vodiče vetvia a súčiastky môžu byť umiestnené v rôznych vetvách.

VZOREC

image

zváračka

click to edit

I= prúd U=el. napätie
R= el.odpor

Typickým použitím paralelného obvodu je súčasné zapojenie viac spotrebičov v domácnosti, pretože prerušením obvodu v niektorej vetve (vypnutie spotrebiča) sa nepreruší obvod v inej vetve (iný spotrebič beží ďalej).

image

je zapojenie elektrotechnických súčiastok v elektrickom obvode za sebou, tzn. od jednej súčiastky k druhej vedie jediný vodič

Elektrický prúd je vo všetkých miestach sériového obvodu rovnaký, pretože v sériovom obvode nie sú uzly a vetvy ako v paralelnom obvode, elektrický prúd sa nerozdeľuje.

image

image

SMER PRÚDU

Podĺa náboja

image

image

Potenciálny rozdiel

je množstvo práce energie potrebnej pre pohyb elektrického náboja z jedného bodu do druhého.

jednotka

volt

ELEKTRICKÉ NAPÄTIE image

je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje rozdiel elektrického potenciálu dvoch bodov a predstavuje energiu potrebnú na premiestnenie elektrického náboja medzi týmito dvoma bodmi v určitom elektrickom poli.

Značka: U

Meracie prístroje: voltmeter, osciloskop

image

voltmeter

image

osciloskop

KIRCHHOFFOVÉ ZÁKONY

Využívajú sa pri riešení elektrických obvodov.

sú dve pravidlá stanovujúce princípy zachovania náboja a energie v elektrických obvodoch. Sú jedným zo základných nástrojov pri teoretickej analýze obvodov.

Gustav Roberta
Kirchhoff

1845

rok v kt. opísal zákony

1.zákon

2.zákon

opisuje zákon zachovania elektrického náboja; hovorí, že v každom bode (uzle) elektrického obvodu platí, že

formuluje pre elektrické obvody zákon zachovania energie

Súčet prúdov vstupujúcich do uzla sa rovná súčtu prúdov z uzla vystupujúcich.

Súčet úbytkov napätia na spotrebičoch sa v uzavretej časti obvodu (slučke) rovná súčtu elektromotorických napätí zdrojov v tejto časti obvodu.

použitie

najmä pre rozvetvené elektrické obvody, pretože spolu s Ohmovým zákonom umožňujú určiť veľkosť a smer elektrického prúdu v jednotlivých vetvách a veľkosť elektrického napätia na svorkách jednotlivých prvkov.

Pri analýze obvodu pomocou Kirchhoffových zákonov je možné použiť jednu z dvoch metód: analýzy uzlov (založené na použití 1. Kirchoffovho zákona) alebo analýzu slučiek (založenú na použití 2. Kirchhoffovho zákona).

Metóda uzlov

Metóda slučiek

click to edit

V obvode sa nájdu a označia všetky uzly.

Ľubovoľne zvolenému uzlu sa priradí nulový elektrický potenciál.

Všetkým zostávajúcim sa priradí neznáme napätie oproti referenčnému uzlu.

Pre každý z uzlov okrem referenčného sa zostaví rovnica podľa 1. Kirchhoffovho zákona.

Táto sústava rovníc sa potom vyrieši.

click to edit

Na diagrame sa nájdu elementárne slučky, tzn. slučky, ktoré neobsahujú menšie vnorené slučky.

Každej takejto slučke sa priradí prúd, ktorý v nej obieha.

Pre každú slučku sa zapíše rovnica podľa 2. Kirchhoffovho zákona, v ktorej sa ako neznáma použije prúd pretekajúci slučkou.

Táto sústava rovníc sa potom vyrieši.

Obe metódy poskytujú rovnaké výsledky, pre daný obvod však môže byť jedna alebo druhá metóda jednoduchšia.

image

image

ELEKTRICKÝ ODPOR

Elektrický odpor vodičov je závislý na teplote. Uhlík a väčšina polovodičov vedú v horúcom stave prúd lepšie než v studenom.

Tieto látky majú záporný teplotný súčiniteľ odporu a bývajú označované ako NTC – vodiče /z anglického Negative Temperature Coefficient = záporný teplotný súčiniteľ/.

Existujú aj niektoré polovodiče napr. báriumtitanát, to sú také polovodiče ktorý vedú lepšie el. prúd v studenom /chladnom/ stave a bývajú označované ako PTC vodiče / z anglického Pozitive Temperature Coefficient – kladný teplotný súčiniteľ/. Odpor takýchto materiálov s rastúcou teplotou narastá. Odpor kovov s rastúcou teplotou tiež narastá.

Teplotný súčiniteľ odporu α /čítaj alpha / udáva pomernú zmenu rezistivity / ρ merného odporu/ pri jednotkovej zmene teploty /tabuľka 1/ o 1 K / kelvín/ .


Teplotný súčiniteľ odporu / α / udáva , o koľko sa zmení odpor 1 Ω pri zmene teploty o 1 K /kelvín/


Napr. 0 K= - 273°C, napr. 7 K= -266°C, napr. 18 K= -255°C

1.skutočný

2.dohodnutý

je daný od '−' póla zdroja k '+' póla zdroja

je opačný

meria sa pomocou ampérmetra

image

ELEKTRICKÝ NÁBOJ-základná vlastnosť častíc

image

image

Q = náboj
t = čas

1

sú myslené čiary (krivky), ktoré určujú smer silového pôsobenia v jednotlivých bodoch priestoru. Inak povedané siločiary sú krivky vo vektorovom poli nakreslené tak, že ich teoretické dotyčnice v každom bode sú zhodné s smerom vektora veličiny poľa v danom bode.

image

sa používajú na grafické znázornenie priebehu silového poľa. Nejčastejšie sa používajú pre zobrazenie elektrického, magnetického resp. gravitačného poľa

PRÍKON

VÝKON

je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje množstvo energie spotrebovanej za jednotku času pri vykonávaní práce

image

P = príkon stroja, E = spotrebovaná energia , t = čas, za ktorý bola energia spotrebovaná

Mechanický príkon

je množstvo spotrebovanej mechanickej energie za jednotku času pri vykonávaní mechanickej práce. Stroj, ktorý má väčší príkon, spotrebuje za rovnaký čas viac energie.

image

P' =výkon stroja, W =práca vykonaná premenou elektrickej energie ,t = čas, za ktorú bola práca vykonaná.

je fyzikálna veličina, ktorá udáva množstvo vykonanej práce za určitý čas. Používa sa hlavne pri porovnávaní viacerých strojov alebo spôsobov

Označujeme ho P

image

W = práca v jouloch , t = čas v sekundách

ÚČINNOSŤ

image

je bezrozmerné číslo, ktoré vyjadruje, ako blízko k ideálnemu procesu prebieha proces v hodnotenom stroji alebo zariadení

η (eta)

Účinnosť sa najčastejšie používa pre porovnanie energií (napr. mechanická práca) alebo výkonu, ale pre rôzne technické aplikácie môžu byť sledované veličiny aj iné (napríklad objem). Dôležité je, aby boli porovnávané veličiny ekvivalentné, t. j. mali rovnaké fyzikálne jednotky.

image

click to edit

η - účinnosť

Ao - sledovaná veličina na výstupe (odvedená)

Ap - sledovaná veličina na vstupe (privedená)

As - nevyužitá časť veličiny (strata)