U R U I. Ohmův zákon V A. ohm

Podobné dokumenty
15. Elektrický proud v kovech, obvody stejnosměrného elektrického proudu

ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

Elektrický proud v kovech Odpor vodiče, Ohmův zákon Kirchhoffovy zákony, Spojování rezistorů Práce a výkon elektrického proudu

Ohmův zákon Příklady k procvičení

Základy elektrotechniky

VÝKON ELEKTRICKÉHO PROUDU, PŘÍKON

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

Elektrostatika _Elektrický náboj _Elektroskop _Izolovaný vodič v elektrickém poli... 3 Izolant v elektrickém poli...

Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY pro OPT

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V KOVECH

Věra Keselicová. květen 2013

F - Ohmův zákon VARIACE

I dt. Elektrický proud je definován jako celkový náboj Q, který projde vodičem za čas t.

Elektronika ve fyzikálním experimentu

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

Úvod do elektrokinetiky

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Elektrický odpor TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

Ohmův zákon: Elektrický proud I v kovovém vodiči je přímo úměrný elektrickému napětí U mezi konci vodiče.

Základní vztahy v elektrických

Základní elektronické obvody

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

Název: Měření napětí a proudu

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Název: II.FYZIKÁLNÍ TESTY SOUHRNNÉ OPAKOVÁNÍ VY_52_INOVACE_F2.19. Vhodné zařazení: Časová náročnost: 45 minut Ověřeno:

Ekvivalence obvodových prvků. sériové řazení společný proud napětí na jednotlivých rezistorech se sčítá

Základní definice el. veličin

Mgr. Ladislav Blahuta

ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 06 ELEKTRICKÝ PROUD - část 01

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

1 Zdroj napětí náhradní obvod

Fyzika I. Obvody. Petr Sadovský. ÚFYZ FEKT VUT v Brně. Fyzika I. p. 1/36

Pracovní list žáka (SŠ)

Určeno pro posluchače všech bakalářských studijních programů FS

2. Elektrické proudové pole

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

Magnetické pole - stacionární

TEORIE ELEKTRICKÝCH OBVODŮ

5. Elektrický proud v látkách

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

R 4 U 3 R 6 R 20 R 3 I I 2

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti

VY_32_INOVACE_6/15_ČLOVĚK A PŘÍRODA. Předmět: Fyzika Ročník: 6. Poznámka: Vodiče a izolanty Vypracoval: Pták

ρ = měrný odpor, ρ [Ω m] l = délka vodiče

III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. MEII Měření na pasivních součástkách

Téma: Měření voltampérové charakteristiky

Obr. 9.1: Elektrické pole ve vodiči je nulové

Obvodové prvky a jejich

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Kirchhoffovy zákony TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

4.2.8 Odpor kovového vodiče, Ohmův zákon

Závislost odporu kovového vodiče na teplotě

ZADÁNÍ LABORATORNÍHO CVIČENÍ

6. Vnitřní odpor zdroje, volt-ampérová charakteristika žárovky

Kirchhoffovy zákony. Kirchhoffovy zákony

Elektrický signál - základní elektrické veličiny

Voltův článek, ampérmetr, voltmetr, ohmmetr

Stavba hmoty. Název školy. Střední škola informatiky, elektrotechniky a řemesel Rožnov pod Radhoštěm

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Účinky elektrického proudu. vzorová úloha (SŠ)

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Podívejme se na ně z pohledu řešení elektrických obvodů a vysvětleme si je na jednoduchých praktických příkladech.

Ohmův zákon, elektrický odpor, rezistory

20ZEKT: přednáška č. 3

Efektivní hodnoty harmonických průběhů

Klíčová slova: elektrický zdroj, řazení zdrojů, sériové, paralelní, smíšené

u = = B. l = B. l. v [V; T, m, m. s -1 ]

Kirchhoffovy zákony

Princip funkce stejnosměrného stroje

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

d p o r o v t e p l o m ě r, t e r m o č l á n k

Příklady: 28. Obvody. 16. prosince 2008 FI FSI VUT v Brn 1

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

4. Stanovení teplotního součinitele odporu kovů

Rezistor je součástka kmitočtově nezávislá, to znamená, že se chová stejně v obvodu AC i DC proudu (platí pro ideální rezistor).

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str

4.2.7 Odpor kovového vodiče, Ohmův zákon

6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU

2 Přímé a nepřímé měření odporu

Pracovní návod 1/5

F - Sériové a paralelní zapojení spotřebičů

2.4. Výpočty vedení obecně

Rozšíření rozsahu miliampérmetru a voltmetru, cejchování kompenzátorem

SOUPRAVA ZÁKLADNÍ ELEKTRICKÉ OBVODY. Návod k použití a popis pokusů

19. Elektromagnetická indukce

Stabiliz atory napˇet ı v nap ajec ıch zdroj ıch - mˇeˇren ı z akladn ıch parametr u Ondˇrej ˇ Sika

Elektřina a magnetizmus Ohmův zákon

Pracovní list žáka (ZŠ)

Transkript:

Ohmův zákon

Ohmův zákon Spojíme li vodivě svorky zdroje o napětí U, začne vodičem procházet proud I. Napětí tedy vyvolalo elektrický proud Proud je pak přímo úměrný napětí (Ohmův zákon): I U R R V A U I R ohm

VA Charakteristika Závislost proudu na napětí Pro vodič je pak graf I = f(u) je přímka: 300 I/mA Závislost proudu vodičem na napětí (G = 0,05 S) 200 100 0 0 1 2 3 4 U/V 5

Elektrický odpor Odpor kovového vodiče závisí na jeho: délce (l) obsahu kolmého průřezu (S) materiálu (ρ) l R l S S

Měrný el. odpor ρ měrný odpor (materiálová konstanta) Charakterizuje materiál (jak dobře vede el. proud) R S 2 m m l Měrný odpor některých látek č. látka ρ/mwm 1 měď 0,017 2 hliník 0,027 3 wolfram 0,053 4 ocel 0,1 0,2 5 konstantan (54 % Cu, 45 % Ni, 1 % Mn) 0,5 6 chromnikl (20 % Cr, 80 % Ni) 1,1 m

Souvislost odporu s teplotou Elektrický odpor také vzrůstá se zvyšující se teplotou. udává, jak se změní odpor vodiče o hodnotě 1 při změně teploty o 1 K. původní hodnota elektrického odporu R R (1 T 0 ) teplotní součinitel odporu (materiálová konstanta) změna elektrického odporu změna teploty

Teplotní součinitele odporu některých látek č. látka /10-3 K -1 1 měď 4,0 2 hliník 4,0 3 wolfram 4,4 4 ocel 5,0 5 konstantan (54 % Cu, 45 % Ni, 1 % Mn) 0,30 6 Chromnikl (20 % Cr, 80 % Ni) 0,18 tzn. měděný vodič o odporu 100 reaguje na změnu teploty o 100 o C tak, že zvýší svůj odpor o 40.

Využití odporové snímače teploty vyžívané v regulační a měřící technice

Supravodivost Ochladíme li některé látky pod jistou kritickou teplotu, tak jejich elektrický odpor klesá na neměřitelnou hodnotu. Tento jev se nazývá supravodivost. Použití supravodičů: v supravodivých elektromagnetech k získávání extrémně silných magnetických polí, elektromotorech pro bezeztrátový přenos elektrické energie (supravodivý elektrický kabel)

Kritická teplota supravodičů látka T k /K Hg 4,15 Pb 7,2 kritická teplota tyto supravodiče je nutno chladit kapalným heliem La 2 x Ba x CuO 4 nad 30 K MgB 2 39 YBa 2 Cu 3 O 7 77 tzv. vysokoteplotní supravodič můžeme chladit kapalným dusíkem.

Rezistory, spojování rezistorů Rezistor je keramické těleso, na němž je nanesena vodivá vrstva či navinut odporový drát o známé hodnotě elektrického odporu. schématická značka R

Rezistory, spojování rezistorů Rezistory omezujeme proudy a napětí v elektrickém obvodu. V praxi je velmi často spojujeme, a to: Sériově Paralelně

Sériové zapojení rezistorů Pro obvod platí: I I I I U U U 1 2 1 2 RI R I R I 1 1 2 2 + - U R 1 I 1 U 1 RI R I R I 1 2 R R R 1 2 R 2 U 2 I 2

Sériové zapojení rezistorů Oběma rezistory protékají stejné proudy a jejich odpory se sčítají. Sečteme li jejich napětí, dostaneme napětí zdroje. Na větším rezistoru je pak i větší napětí.

Paralelní spojení U U U 1 2 I I I 1 2 1 R 1 R 1 1 R 2

Paralelní spojení Napětí na obou rezistorech je stejné a rovná se napětí zdroje. Proud ze zdroje se dělí do obou rezistorů, přičemž větším rezistorem protéká menší proud. Převrácenou hodnotu výsledného odporu pak dostaneme jakou součet převrácených hodnot odporů obou rezistorů.

Ohmův zákon pro uzavřený obvod Snižujeme li elektrický odpor rezistoru připojenému ke zdroji napětí, měl by elektrický proud neomezeně růst a napětí zdroje zůstávat konstantní. V praxi však napětí klesá, přičemž neexistuje žádný zdroj, z něhož bychom mohli odebírat jakkoli velké proudy. Samotný zdroj napětí totiž vykazuje určitý elektrický odpor, který nazýváme odporem vnitřním (R i ).

Vnitřní odpor zdroje I R vnější (externí ) odpor ideální zdroj o napětí U e + R i I odpor citronu (vnitřní odpor) zdrojem napětí je galvanický článek z pozinkovaného hřebíku, měděné mince a citronu

Vnitřní odpor zdroje Protože elektrický odpor vnějšího rezistoru R a vnitřní odpor zdroje R i se sčítají, musíme Ohmův zákon pro uzavřený obvod psát ve tvaru: U e R R i I Elektromotorické napětí (napětí na svorkách zdroje, z něhož není odebírán žádný proud)

Svorkové napětí U e RI R I i U S U s svorkové napětí (napětí na svorkách zdroje, z něhož je odebírán elektrický proud) Svorkové napětí je vždy menší než napětí elektromotorické o úbytek napětí na vnitřním odporu (R i.i). U U S e R I i

Zatěžovací charakterisitka Závislost napětí na odebíraném proudu Popisuje kvalitu zdroje Svorkové napětí lineárně klesá v závislosti na 8 odebíraném U s /V proudu. 7 Zatěžovací charakteristika zdroje o vnitřním odporu 3 ohmy 6 5 4 Zkrat 3 2 1 0 Neodebíráme-li ze zdroje žádný proud, je napětí svorkové rovno napětí elektromotorickému. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 I/A

Zkrat Spojíme li svorky zdroje vodičem o zanedbatelném odporu, vyvoláme tzv. zkrat. Při zkratu klesá svorkové napětí na nulu a obvodem teče zkratový proud (I z ), jenž je omezen pouze vnitřním odporem: R U e 0 0 R i I Z I z U R e i

Rozdělení zdrojů elektrického napětí Tvrdé zdroje mají malý vnitřní odpor a při zkratu jimi procházejí velké proudy, které je mohou vážně poškodit. Proto je nutno je chránit tavnými pojistkami anebo jističi. Měkké zdroje mají velký odpor, a proto nejsou schopny dodávat do obvodu velké proudy.

Měkké zdroje I zdroje vysokého napětí nemusí být nebezpečné, pokud mají vysoký vnitřní odpor.

Regulace proudu a napětí V praxi je často nutné měnit proudy a napětí v obvodu, k čemuž můžeme využít: Reostat Potenciometr

Reostat Rezistor o proměnném odporu. Jedná se o keramickou dutinu s navinutým odporovým vodičem, po němž se pohybuje pohyblivý kontakt, tzv. jezdec. Odpor reostatu závisí na poloze jezdce. Proud žárovkou závisí na poloze jezdce.

Potenciometr Dělič napětí. Na rozdíl od reostatu má vyvedeny oba konce odporového vodiče. + Napětí na žárovce závisí na poloze jezdce.

Elektrická práce a výkon Projde li mezi svorkami zdroje o napětí U elektrický proud I, vykonají elektrické síly práci za čas t: W UIt Výkon elektrického proudu pak bude: P UI RI 2 U R 2

Kirchhoffovy zákony Složité elektrické obvody nazýváme sítě. Budeme se zabývat pouze takovými, které se skládají ze zdrojů a rezistorů. Řešit síť znamená určit proudy tekoucí všemi rezistory a napětí na nich.

Pojmy Místo, kde se stýkají tři či více vodičů, nazýváme uzel. Uzavřenou část ovodu nazýváme smyčka

Příklad A, B uzly ABCDA - smyčka I 1 A I 2 B I 3

Kirchhoffův zákon pro uzel elektrické sítě Vyjadřuje fakt, že se v uzlu neztrácejí žádné elektrony, tzn. jedná se o zákon zachování náboje. Celkový proud tekoucí do uzlu je roven celkovému proudu z uzlu vytékajícímu. Proudy do uzlu: + Proudy z uzlu: - I I I... I 1 2 3 n 0 n k 1 I k 0

R 1 2. Kirchhoffův zákon pro uzavřenou smyčku Vyjadřuje zákon zachování energie. Kolik energie získají elektrony ve zdrojích, tolik ji ztratí v rezistorech. Součet úbytků napětí na rezistorech je stejný jako součet napětí zdrojů. Podle polarity vzhledem ke smyčce je napětí buď + nebo - n m I 1 R 2 I 2... RnI n U1 U 2 R I... U m k k k1 j1 U j