Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

Transkript

1 Elektrický proud

2 Elektrický proud Opakování 6. ročníku Obvodem prochází elektrický proud tehdy: 1. Je-li v něm zapojen zdroj elektrického napětí 2. Jestliže je elektrický obvod uzavřen (vodivě) V obvodu musí být vždy zařazen spotřebič. +

3 Vodiče elektrického proudu: kovy, vodné roztoky některých látek (např. NaCl), za určitých podmínek i plyny Schematické značky uč. 118 obr Spotřebiče řadíme v obvodu: 1. sériově (za sebou) +

4 2. paralelně (vedle sebe) větve (A) (B) - + ozvětvený obvod Uzly

5 Zdroje elektrického napětí Historicky první zdroj el. napětí Voltův článek Mezi elektrodami a elektrolytem dochází k chemické reakci Zn Cu Vznik el. napětí H 2 SO 4 V Elektrolyt Vodný roztok solí, kyselin a zásad

6 Suchý článek dnes nejpoužívanější článek - jeden článek 1,5V Kovová čepička Zalévací látka z izolantu Uhlíková tyčinka Oxid manganičitý s práškovým uhlíkem salmiak zinková nádoba Akumulátor zdroj, který se dá obnovovat

7 Měření elektrického napětí Co je to napětí? Napětí je práce, kterou koná zdroj napětí. Čím vyšší je napětí, tím vyšší je vykonaná práce, která se projevuje jako změna účinku elektrického proudu. Elektrické napětí - označujeme U a základní jednotkou je volt [V] - měříme voltmetrem V

8 Baterie vzniká zapojením dvou a více monočlánků za sebou

9 Elektrické napětí měříme: 1. mezi póly zdroje 2. mezi svorkami spotřebiče Voltmetr zařazujeme ke spotřebiči vždy paralelně (vedle sebe) V + - Před měřením napětí zvolíme vždy vhodný rozsah stupnice měřícího přístroje!!!!

10 Co je to elektrický proud Elektrický proud je usměrněný pohyb volných částic s elektrickým nábojem!! U kovů je to pohyb volných elektronů Volné částice se začnou všechny ihned pohybovat v elektrickém poli, protože na ně působí elektrická síla. Směr elektrického proudu je stanoven od kladného pólu k zápornému pólu zdroje napětí. Ve vodných roztocích solí nebo kyselin to jsou volné kationty a anionty. Obr. 123/2.31

11 Elektrický proud je základní fyzikální veličina označuje se I a základní jednotkou je ampér [A] Vypočteme ho jako elektrický náboj Q, který projde vodičem za čas t I Q t A

12 Elektrickýproud měříme ampérmetrem Ampérmetr zařazujeme ke spotřebiči vždy sériově (za sebou) A + - Před měřením napětí zvolíme vždy vhodný rozsah stupnice měřícího přístroje!!!!

13 Ohmův zákon Elektrický proud I v kovovém vodiči je přímo úměrný elektrickému napětí U mezi konci vodiče. I U Elektrický odpor jednotka ohm U I

14 Závislost elektrického odporu na vlastnostech vodiče Elektrický odpor měříme ohmmetrem. Odpor elektrického vodiče je přímo úměrný jeho délce l a materiálu vodiče ρ a nepřímo úměrný obsahu příčného řezu vodiče S. l S Odkaz délka, průřez Odkaz materiál vodiče S rostoucí teplotou se odpor kovů zvyšuje!! Odkaz

15 Součásti elektrického obvodu s odporem říkáme EZISTO EZISTO- destička, váleček z izolantu, na které je navinutý drát s velkým odporem.

16 Výsledný odpor rezistorů řazených za sebou (sériově) V V V Výsledný odpor dvou spotřebičů spojených za sebou (sériově) se rovná součtu odporů 1, 2 obou rezistorů I A I=I 1 =I 2 = Napětí U mezi vnějšími svorkami dvou rezistorů spojených za sebou se rovná součtu napětí U 1,U 2 mezi svorkami jednotlivých rezistorů U=U 1 +U 2

17 I

18 Poměr napětí mezi svorkami dvou rezistorů spojených za sebou se rovná poměru jejich odporu: U 1 :U 2 = 1 : 2

19 Výsledný odpor rezistorů řazených vedle sebe (paralelně) V U 1 U U 1 U 2 U (A) A 2 (B) V A 1 V A U A

20 A I (A) I 2 I 1 A A V V U 2 1 U (B) + - Elektrický proud procházející nerozvětvenou částí obvodu se rovná součtu proudů v obou větvích. U 1 I I=I 1 +I 2 U 1 U 1 U : U Převrácená hodnota výsledného odporu dvou rezistorů spojených vedle sebe se rovná součtu převrácených hodnot odporů obou rezistorů.

21

22 Proudy ve větvích se rozdělí v obráceném poměru než odpory rezistorů I : : I 1

23 A =100 Ω 2=100 Ω 3=50 Ω 4=60 Ω 5=20 Ω 6=400 Ω 7=50 Ω 8=50Ω U=400V =?[Ω] 2. I=? [A] 3. Dílčí napětí na rezistorech 4. Dílčí proudy v paralelních větvích

24 eostat Potenciometr- dělič napětí eostat-je rezistor, jehož odpor je možno měnit. -na válci z izolantu je navinutý odporový drát, který je spojen mezi dvěma svorkami (A),(B) - Třetí svorka (C) je spojena s vodivým kontaktem - jezdcem Obr. 154/2.63 Schematická značka

25 1. K regulaci proudu + Užití reostatu (A) (B) A 2. Jako dělič napětí - potenciometr + (A) (B) V

26 Elektrická práce Elektrická energie Při průchodu elektrického proudu vodičem konají síly elektrického pole práci - elektrickou práci. Prochází-li vodičem mezi jehož konci je napětí U, proud I po dobu t, vykoná elektrické pole práci : W U I t

27 + A Čím větší je napětí mezi konci vodiče, tím větší je i elektrická práce (výkon) (1) (2) V U1 V U2 I2 A + (2) I Čím větší je elektrický proud procházející vodičem, tím větší je i elektrická práce (výkon) I1 A (1) V

28 Výkon elektrického proudu Výkon P je užitečná práce vykonaná za 1 sekundu Příkon Po je elektrická práce, která se skutečně za1 sekundu vykonala Příklad: Příkon=100% Výkon= 8% Ztráty = 92%

29 W I U t t I U t W P Vzorec pro výkon Vzorec pro příkon W I U P o Známe-li elektrický výkon P (příkon Po)a dobu t, po kterou vodičem procházel proud, určíme elektrickou práci ze vztahu: t P W Jako jednotku elektrické práce užíváme wattsekundu ( ) s w

30 Účinnost η vypočítáme jako podíl výkonu a příkonu Účinnost nemá jednotky, píše se pouze jako desetinné číslo, zlomek nebo v procentech. P 100% P 0