- Elektrický náboj je odvozená fyzikální veličina. Určuje stav elektrovaných těles, který se projevuje silovým působením na jiná tělesa.
|
|
-
Elektrický náboj se označuje Q a jeho jednotkou je coulomb (C). Elektrický náboj může být kladný i záporný. Nejmenší možné velikosti elektrického náboje se říká elementární náboj (e). Náboj e má proton, náboj – e má elektron.
|
|
- Elektrický proud je uspořádaný pohyb nabitých částic. V kovových vodičích jsou těmito částicemi elektrony. V kapalinách a plynech to mohou být i ionty.
|
|
- Elektrický proud je základní fyzikální veličinou. Označuje jej I a jeho jednotkou je ampér (A). Můžeme jej vyjádřit pomocí náboje Q, který projde vodičem za čas t: I=Q/t.
|
|
- Za směr elektrického proudu považujeme směr od kladného pólu k zápornému pólu zdroje. Nejčastější příčinou elektrického proudu je elektrické napětí. Elektrické napětí označujeme U, jeho jednotkou je volt (V).
|
|
- Elektrický proud se měří přístroji, kterým říkáme ampérmetry. Jsou založeny na účincích elektrického proudu. Nejčastěji se využívá síly, kterou působí magnet na vodič. Univerzální měřicí přístroje měří i napětí a další elektrické veličiny. Ampérmetr se v jednoduchém obvodu zapojuje se spotřebičem a zdrojem za sebou (sériově).
|
|
- Ohmův zákon: Elektrický proud protékající vodičem je přímo úměrný napětí na vodiči.
|
|
- Elektrický odpor je fyzikální veličina, která je rovna podílu napětí a proudu: R=U/I. Jednotkou elektrického odporu je ohm (značka Ω ).
|
|
- S pomocí odporu můžeme Ohmův zákon napsat vzorcem: I=U/R. Napětí na vodiči můžeme vypočítat pomocí vzorce U=R.I .
|
|
- Odpor vodiče je tím větší, čím je větší délka vodiče. Odpor vodiče je tím menší, čím je větší plocha příčného průřezu vodiče. Odpor vodiče závisí na látce, ze které je vodič zhotoven. Odlišnosti látek popisujeme rezistivitou.
|
|
- Pro vodič se stálým průřezem platí: R = p . I/S, kde I je délka vodiče, S je plocha příčného průřezu a p je rezistivita.
|
|
- Jako základní součástka s elektrickým odporem se v obvodech využívá rezistor.
|
|
- Odpor kovových vodičů se s rostoucí teplotou zvětšuje. Ohmův zákon proto platí je při stálé teplotě vodiče. Zvýšení odporu kovových vodičů při vyšší teplotě je způsobeno častějšími srážkami elektronů s kmitajícími ionty kovu.
|
|
- Polovodiče jsou látky, u kterých s teplotou roste velmi rychle počet volných nabitých částic. Proto odpor polovodičů s rostoucí teplotou rychle klesá. Při velké teplotě se stávají vodivými i některé izolanty (sklo).
|
|
- Odpor rezistorů zapojených sériově je roven součtu jednotlivých odporů. Například pro tři rezistory platí R = R1 + R2 + R3. Všemi rezistory protéká stejný proud. Součet napětí na jednotlivých rezistorech je roven napětí zdroje. Napětí na každém rezistoru je tím větší, čím větší je odpor rezistoru.
|
|
- Pro výsledný odpor tří rezistorů zapojených paralelně platí 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Napětí na všech rezistorech je stejné. Součet proudů jednotlivými rezistory je roven celkovému proudu v obvodu. Proud každým rezistorem je tím větší, čím větší je odpor rezistoru.
|
|
- Plynulou změnu proudu spotřebičem umožňují součástky s proměnným odporem. Obecně jim říkáme potenciometry. Jsou to rezistory upravené tak, aby se po odporové vrstvě mohl pohybovat pružný kontakt. Podle pohybu při ovládání rozeznáváme tahové a otočné potenciometry.
|
|
-
Potenciometr může být zapojen dvěma vývody jako proměnný odpor nebo třemi vývody jako dělič napětí. Dělič napětí umožňuje snížit proud spotřebičem až na nulu. Reostat je potenciometr pro řízení větších proudů.
|
|
- Proud v obvodu prochází i zdrojem. Odporu, kterým prochází proud uvnitř zdroje, se říká vnitřní odpor zdroje. Na svorkách nezapojeného zdroje je napětí, kterému se říká elektromotorické napětí. Napětí na svorkách zdroje v obvodu je vlivem vnitřního odporu menší než elektromotorické napětí. Tomuto napětí říkáme svorkové napětí.
|
|
- Zdroje se mohou zapojovat do série. Sériovým zapojením získáme zdroj s vyšším napětím. Celkové napětí je rovno součtu napětí jednotlivých zdrojů. Příkladem sériově zapojených zdrojů je plochá baterie.
|
|
- Paralelně se zdroje zapojují jen výjimečně. Všechny zdroje musí mít stejné napětí. Paralelním zapojením zdrojů získáme zdroj, který může do obvodu dodávat vyšší proud. Paralelně jsou zapojeny desky u článku olověného akumulátoru.
|
|
- Výkon elektrického proudu vypočítáme jako součin napětí na spotřebiči a proudu, který spotřebičem protéká. Počítáme jej proto podle vzorce P = U . I, ve kterém U je napětí a I proud.
|
|
- Množství elektřiny vyrobené v elektrárnách a spotřebované ve spotřebičích je dáno elektrickou energií. Elektrickou energii vypočítáme jako součin elektrického napětí, proudu a doby: E = U . I . t. Jednotkou elektrické energie je kilowatthodina (kWh) a megawatthodina (MWh). Elektrická energie odebraná z elektrické sítě se měří elektroměry.
|
|
- Tepelné spotřebiče obsahují vodič z odporové slitiny, ve kterém se elektrická energie mění na teplo.
- V mikrovlnné troubě se nesmírně rychle mění elektrické pole. Molekuly vody v potravinách se dají do rychlého pohybu a potraviny se proto zahřívají.
- V žárovce svítí vlákno, které je elektrickým proudem zahřáto na vysokou teplotu.
- Ve spotřebičích, ve kterých se mění elektrická energie v energii pohybovou, jsou elektromagnety nebo elektromotory.
|
|
- Elektrická energie se získává v tepelných, jaderných vodních , větrných, geotermálních a slunečních elektrárnách.
- Tepelné elektrárny využívají k získání tepla spalování fosilních paliv (uhlí, ropa, zemní plyn), nebo paliv obnovitelných (dřevo, bioplyn). Jaderné elektrárny využívají tepla, které se uvolňuje při štěpení jader atomů uranu. Geotermální elektrárny využívají vysokých teplot v hloubce pod zemí. Větrné a sluneční elektrárny jsou ekologicky příznivé, mají však velkou nevýhodu: nejsou schopny pracovat nepřetržitě.
|
|
| zpět |