ELEKTRICKÝ PROUD

ELEKTRICKÝ PROUD

ELEKTRICKÝ ODPOR KOVOVÉHO VODIČE

ODPOR

• značka: R

• jednotka: Ω (ohm)

NAPĚTÍ

• značka: U

• jednotka: V (volt)

PROUD:

• značka: I

• jednotka: A (ampér)

R = U/I → U = R*I → I = U/R

OHMŮV ZÁKON

• při stálé teplotě vodiče je proud procházející vodičem přímo úměrný napětí na konci vodiče

• graf závislosti proudu na napětí = volampétová charakteristika → pro kovy lineární

• el. vodivost

  • značka: G

  • výpočet: G = 1/R = I/U

  • jednota: S (siemens)

• měrný = rezistentní elektrický odpor

  • značka: ρ

  • pro každý vodič daný

  • vzorec: R = ρ * (l/S)

    • l = délka vodiče, S = obsah průřezu vodiče

  • jednotka: Ωm

OHMŮV ZÁKON PRO UZAVŘENÝ OBVOD

• odpor kladený zdrojem napětí = vnitřní odpor → Ri

• odpor zbývajících částí obvodu → R

• celkový odpor obvodu = R + Ri

• napětí nezatíženého zdroje = napětí naprázdno → U0 = Ue (elektromotorické napětí = schopnost zdroje rozdělovat náboje a tím vytvářet mezi jeho svorkami napětí)

• U = svorkové napětí

• U < Ue

ZATĚŽOVACÍ CHARAKTERISTIKA ZDROJE

• graf závislosti svorkového napětí na odebíraném proudu

• s rostoucím proudem I klesá svorkové napětí o rozdíl Ue - U, který je přímo úměrný proudu

• úbytek napětí na vnitřním odporu:

  • Ui = Ue + U + Ri * I

  • U = Ue - Ri * I

  • R*I = Ue - Ri * I

  • Ue = I* (R+Ri)

  • I = Ue / (R+Ri)

ZDROJE NAPĚTÍ

TVRDÉ ZDROJE NAPĚTÍ

• malý vnitřní odpor Ri

• akumulátory, elektrická síť

MĚKKÉ ZDROJE NAPĚTÍ

• velký vnitřní odpor

• baterie

• zmenšíme-li odpor R vnější částí obvodu na 0, nastane spojení nakrátko = ZKRAT a prudce vzroste proud → může se zničit obvod → ochrana pojistkami a jističi

  • zkratový proud: Ik = Ue / Ri

ZÁVISLOST ODPORU KOVOVÉHO VODIČE NA TEPLOTĚ

• s rostoucí teplotou roste odpor kovového vodiče

• zvýšíme-li proud, zvýší se i teplota vodiče

• R = R1 * (1 + α*Δt)

  • R1 = odpor při teplotě t1

  • R = odpor při teplotě t

  • Δt = rozdíl teplot t - t1

  • α = teplotní součinitel el. odporu = materiálová konstanta

    • jednotka: K-1

REZISTORY

• materiály s malým teplotním součinitelem el. odporu se používají k výrobě rezistorů

• rezistor = el. součástka s daným odporem značka:

• rezistory s proměnným odporem = reostat/potenciometr

SPOJOVÁNÍ REZISTORŮ

• za sebou

• I = konstantní

• U1 + U2 + U3 = U

• R*I = R1*I + R2*I + R3 *I

• R*I = (R1+R2+R3) * I

• R = R1 + R2 +R3

• U1 : U2 : U3 = R1 : R2 : R3

• vedle sebe

• U je konstatní

• I = I1 + I2 + I3

• $\frac{U}{R}\ = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}\ $

• $\frac{1}{R}\ = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}$

• odpor klesá

PRÁCE A VÝKON ELETRICKÉHO PROUDU

práce:

• el. náboj koná práci

• W = U*Q → Q = I*t

• W = U * I* t

• práce = napětí * proud * čas

výkon:

• značka: P

• jednotka W (watt)

• P = W/t = U* i

účinnost