Stejnosměrný proud, řešení obvodů ss proudu
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
PRÁCE A VÝKON EL. PROUDU
Práce – A (J) – přenesení Q v elstat. poli El. práce je dána součinem el. proudu, který prochází vodičem na jehož svorkách je napětí U a dobou t pokud prochází proud
Výkon – P (W) – je práce vykonaná za čas
Z důvodu velmi malé jednotky Joul se používá kWh. Porovnáním rovnic pro výpočet výkonu s ohmovým zákonem dostáváme nové vztahy pro výpočet výkonu:
přes proud: přes napětí:
Tyto vztahy platí pro výpočet stejnosměrného proudu.
TEPELNÉ ÚČINKY ELEKTRICKÉHO PROUDU
Vodič se průchodem proudu ohřívá, el. práce vynaložená na protlačení el. proudu odporem vodiče, se všechna mění v teplo. Fyzikální podstatu tohoto jevu vyjadřuje Joulův – Lencův zákon. Teplo které vznikne se rovná práci vykonané el. polem.
Teplo vznikající ve vodiči →
Proud procházející vodičem v něm vyvine teplo které je přímo úměrné odporu druhé mocnině proudu a doby po kterou proud vodičem prochází
Důsledky JLZ – v každém vodiči, který má odporem se část el. energie ztrácí. Proto tuto energii nazýváme ztrátovou. Z JLZ vidíme že ztráty jsou přímo úměrné druhé mocnině proudu → snaha přenášet velké výkony vysokým napětím o malém proudu
ELEKTRICKÉ TEPLO
Jsou i oblasti kde využíváme tuto přeměnu úmyslně. Vytápění, vaření, ohřívání. Důležitým přístrojem jsou tavné pojistky. El. teplo se dále využívá ke svařování nebo v el. pecích. Může nastat obrácený postup z tepelné na elektrickou energii. Perspektiva je ve využití sluneční energie.
ÚČINNOST EL. ZAŘÍZENÍ
V el. strojích, ve kterých měníme el. energii na jinou energii se část energie projeví v jiné formě ztrát. Součet všech těchto ztrát je = delta P. El. energie přiváděná do el. stroje = el. příkon P1, z el. stroje odvádíme výkon P2
Výsledná účinnost více strojů je jejich součinem
ÚBYTEK NAPĚTÍ NA VEDENÍ
Rozvod el. energie vedením způsobuje energetické ztráty tyto ztráty jsou tím větší čím větší výkon přenášíme a čím delší je vedení. Přenášený výkon a ztráty určíme:
Protože při přenosu el. energie prochází vodičem proud dochází na odporu vedení k úbytku napětí
Jestliže známe úbytek napětí na vedení můžeme určit i ztrátový výkon
ŘEŠENÍ OBVODU STEJNOSMĚRNÉHO PROUDU
Obvod bude napájen stejnosměrným proudem a jeho stav bude ustálený
Rz – představuje spotřebič, který je připojen na svorky zdroje. Spotřebič nazýváme zatížením zdroje a jeho odpor nazýváme zatěžovacím odporem.
Ri – vnitřní odpor zdroje
Zdroje stejnosměrného proudu a jejich vlastnosti
Při výpočtu skutečného zdroje nahrazujeme ideálním zdrojem a jeho vnitřním odporem.
náhradní zdroj – jedná se o způsob nahrazení zdroje jako jednobranný při dodržení všech hodnot. Skutečné zdroje nahrazujeme napěťovým a proudovým zdrojem
napěťový zdroj – skutečný zdroj energie nahradíme dvěma rovnocennými jednobrany a to sériovým zapojením el. zdroje. Vnitřní napětí a vnitřní odpor zdroje jsou konst. a nezávisí na zatížení zdroje. Pokud ze zdroje neodebíráme proud je ve stavu naprázdno a značíme ho U0. Pokud na svorky zdroje připojíme rezistor, obvodem začne procházet proud.
Ideální proudový zdroj dodává do obvodu konst. proud nezávislý na zátěži. Proudovým zdrojem prochází vnitřní proud Iv. Skutečný zdroj proudu nahradíme paralerním zapojením zdroje a jeho vnitřního odporu. Spojením svorek zdroje nastane spojení nakrátko a zdroj bude dodávat zkratový proud, který se rovná jeho vnitřnímu odporu