Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
2.BTL Kudri, Ideálny plyn a termodynamika - Coggle Diagram
2.BTL Kudri
Elektrika
-
Elektrický prúd
Látky sa skladajú z častíc. Častice majú náboj.
Podľa vodivosti elektrického prúdu delíme látky na:
Izolanty
Vodiče
Izolant v elektrickom poli:
Izolanty (dielektriká) obsahujú rovnako ako vodiče veľký počet častíc s nábojom, z ktorých sú zložené ich atómy alebo molekuly.
V izolantoch sú takmer všetky tieto nabité častice viazané a nemôžu sa v látke voľne pohybovať.
Pôsobením síl vonkajšieho elektrického poľa na izolant
sa posunie ťažisko elektrónov a protónov.
Atómy alebo molekuly v izolante sa stávajú elektrickými dipólmi.
Náboje vo vnútri izolantu sa navzájom kompenzujú.
Na povrchu je vrstva s viazanými elektrickými nábojmi.
Vrstva s viazanými elektrickými nábojmi je zdrojom nového elektrostatického poľa, ktoré pôvodné pole zoslabí.
Opísaný jav sa nazýva polarizácia dielektrika.
Polarizácia dielektrika je dôsledkom silového pôsobenia elekt. poľa na (+) a (-) častice, ktoré sú viazané v atómoch, prípadne v molekulách dielektrika.
Vodič v elektrickom poli:
Pri elektrostatickej indukcii nastane na krátky čas usporiadanie pohybu elektricky nabitých častíc
Smer elektrického prúdu:
Podľa dohody sa za smer prúdu považuje smer usporiadaného pohybu voľných častíc s kladným nábojom.
Smer elektrického prúdu v kovoch (od + ku - ) je opačný
ako smer pohybu elektrónov.
Smer elektrického prúdu v elektrolite:
Podľa dohody sa za smer prúdu pokladá smer usporia-
daného pohybu voľných častíc s kladným nábojom.
Fyzikálna veličina elektrický prúd:
Značka veličiny: I
Elektrický prúd je definovaný podielom celkového náboja častíc ΔQ, ktoré prejdú prierezom vodiča S za čas Δt, a času ΔtUsporiadaný pohyb voľných častíc s elektrickým
nábojom sa nazýva elektrický prúd.Podmienkou vzniku elektrického prúdu v látke je:
- Prítomnosť voľných častíc s elektrickým nábojom.
- Utvorenie elekt. poľa v tejto látke
Udržiavané elektrické pole vo vodiči nastane, ak je
vodič pripojený na elektrický zdroj (zdroj elektrického poľa)
Účinky elektrického prúdu:
- v pevných vodičoch spôsobuje zvýšenie teploty,
- v kvapalných vodičoch mení ich zloženie,
- v plynoch vyvoláva svetelné a zvukové efekty.
Kapacita vodiča, Kondenzátor
Elektrickú energiu môžeme uchovávať - v KONDENZÁTORE, ktorý nabijeme.
Kondenzátor má schopnosť akumulovať elektrický náboj (vzhľadom na jednotku svojho potenciálu) a tým aj energiu v elektrickom poli medzi doskami kondenzátora – má KAPACITU.
Elektrická kapacita kondenzátora:
• Pri nabíjaní vodivých telies možno meraním náboja a potenciálu zistiť, že:
- rôzne telesá nabité rovnakým nábojom majú rôzny potenciál
- veľkosť náboja a veľkosť el. potenciálu navzájom súvisia
Kapacita vodiča je definovaná podielom náboja Q izolovaného vodiča a jeho potenciálu Fí.
Kapacitu označujeme C.
Jednotka kapacity: 1C.V^-1, 1F (Farad)Kapacita vodiča - závisí od tvaru vodiča a prostredia, v ktorom je vodič
Kapacita vodiča nezávisí od veľkosti elektrického náboja, len od tvaru (veľkosti) vodivej plochy.
Platňový kondenzátor
Tvoria ho dve rovnobežné navzájom izolované platne.
Kapacita platňového kondenzátora je priamo úmerná obsahu účinnej plochy platní S a nepriamo úmerná vzdialenosti platní d.
Kapacitu platňového kondenzátora (s určitou plochou S a vzdialenosťou d) môžeme ovplyvniť prostredím medzi platňami (prostredie charakterizuje permitivita prostredia).
Permitivitu prostredia meníme vkladaním Dielektrika.
Kapacitu zmeníme okrem zmeny permitivity aj zmenou plochy a vzdialenosti platní.
Plochu a vzdialenosť platní zmeníme zapojením kondenzátorov: • vedľa seba - paralelne alebo za sebou - sériovo
-
Ohmov zákon
Rezistor
klasický rezistor má stály elekt. odporu
reostat, potenciometer je rezistor s posuvným kontaktom, používa sa na nastavenie vhodného napätia alebo prúdu v obvode
príčinou elekt. odporu sú zrážky voľných elektrónov s iónmi mriežky v dôsledku ich tepelného pohybu, menší počet zrážok = menší odpor
Závislosť elekt. odporu od parametrov vodiča:
R = p . ( l / S )
p = merný elekt. odpor látky (ohm . m)
l = dĺžka kovového vodiča
S = obsah kolmého prierezu vodiča
čím mensí je merný elekt. odpor tým lepší je vodič
Závislosť elekt. odporu od teploty vodiča:
R = R0 . (1 + α△T)
elektrický odpor sa s rastúcou teplotou zvyšuje
Elekt. prúd I v kovovom vodiči je priamo úmerný elekt. napätiu U medzi koncami vodičov
I = G . U
G - elekt, vodivosť, značka = 1S(siemens)
Podiel napätia a prúdu je pre daný vodič konštantný, nezávisí od napätia ani prúdu vo vodiči
Elekt. odpor R je rovný prevrátenej hodnote G
R = 1 / G = U / I
Grafická závislosť prúdu prechádzajúceho kovovým vodičom od napätia na jeho koncoch sa nazýva:
Volt-Ampérová charakteristika vodiča
Kirchhoffove zákony
-
Rozvetvený elekt. ovod:
Uzol - miesto, kde sa stýkajú najmenej tri vodiče
Vetva - časť obvodu medzi dvoma uzlami
Postup pri zostavovaní rovníc:
ľubovoľne vyznačíme smery prúdov v jednotlivých vetvách siete
označíme smery napätí na zdrojoch (smer rastúceho potenciálu, od - do +)
v jednoduchom uzavretom obvode ľubovoľne vyznačíme smer obiehania
zostavíme rovnice:
napätia so súhlasným smerom ako smer obiehania majú kladné znamienko (nesúhlasné záporné),
úbytky napätí majú kladné znamienko ak smer prúdu súhlasí so smerom obiehania ( ak nie nesúhlasné)
-
Elektrická práca a výkon
Elektrická práca W:
zmena vnútornej energie nastane konaním práce, pri ktorej napätie U presunie náboj Q .
W = UIt, W = P.t [W.s]
ak nedochádza v elektrickom obvode k iným premenám energie, je Joulovo teplo QJ rovné elektrickej práci W.
Joulovo teplo závisí od času t, ako dlho pri danom napätí prechádzal vodičom elektrický prúd.
Elektrický výkon:
výkon vyjadruje prácu (resp. energiu, resp. teplo), ktorú zdroj dodá do obvodu za 1 sekundu.
Výkon konštantného prúdu v spotrebiči je elektrický príkon spotrebiča. Udáva sa vo WATTOCH [W]
výkon zdroja je energia, ktorú zdroj dodá do obvodu za 1 sekundu.
-
Joulovo teplo QJ:
je energia prenesená do vodiča prechodom prúdu
vodivostné elektróny pri svojom pohybe narážajú do častíc a tým sa časť ich kinetickej energie mení na vnútornú energiu vodiča
mierou zmeny vnútornej energie je teplo. QJ - Joulovo teplo.
-
Kirchov zákon
-
-
-
-
- Kirchhoffov zákon (pre uzoł jednosmerného obvodu)
-
-
- Kirchhoffov zákon (pre jednoduché uzavreté obvody)
V jednoduchom uzavretom obvode sa súčet elektromotorických napätí Ue zaradených zdrojov rovná súčtu úbytkov napätí Rk Ik.
-
-
-