osnovne elektriČne veliČine in elektriČnisspjplav/sola/predmeti/leto... · osnovne električne...

OSNOVNE ELEKTRIČNE VELIČINE IN ELEKTRIČNI

TOKOKROGI

JOŽE PLAVEC

Novo mesto, september 2011

KAZALO VSEBINE

1 OSNOVNE ELEKTRIČNE VELIČINE ............................................................................ 1

1.1 Elektrina Q [C] .......................................................................................................... 1

1.2 Električni potencial V [V] ......................................................................................... 2

1.3 Električna napetost U [V] ........................................................................................ 2

1.3.1 Viri električne napetosti ..................................................................................... 3

1.3.2 Vrste električne napetosti ................................................................................... 4

1.4 Električni tok I [A] ..................................................................................................... 5

1.4.1 Prevodniki .......................................................................................................... 6

1.4.2 Izolanti ................................................................................................................ 6

1.4.3 Polprevodniki ..................................................................................................... 6

1.5 Električna upornost R [Ω] ....................................................................................... 7

1.6 Električna prevodnost G [S] ................................................................................... 7

1.7 Ohmov zakon ........................................................................................................... 7

1.7.1 U-I karakteristika uporov in porabnikov ............................................................ 8

1.8 Upornost vodnikov ................................................................................................. 10

1.9 Učinki električnega toka ........................................................................................ 12

1.10 Delo in moč električnega toka ............................................................................. 12

1.11 Izkoristek pretvornika električne energije........................................................... 13

2 ELEKTRIČNI TOKOKROGI .......................................................................................... 14

2.1 Vzporedna vezava ................................................................................................. 14

2.1.1 Soupor .............................................................................................................. 16

2.2 Zaporedna vezava ................................................................................................. 17

2.2.1 Predupor ........................................................................................................... 18

2.3 Sestavljena vezava ............................................................................................... 19

2.3.1 Obremenjen delilnik napetosti ......................................................................... 19

2.3.2 Mostično vezje ................................................................................................. 21

2.3.3 Kratek stik in odprte sponke ............................................................................. 22

2.4 Realni električni krog ............................................................................................. 24

2.5 Moč vira ................................................................................................................... 26

2.6 Razpoložljiva moč vira .......................................................................................... 27

Osnovne električne veličine in električni tokokrogi

1

1 OSNOVNE ELEKTRIČNE VELIČINE

Med osnovnimi električnimi veličinami spadajo električni tok, električno napetost ter

električno upornost in prevodnost.

1.1 Elektrina Q [C]

Elektrina je naravna lastnost elementarnih delcev snovi. Elektrine najdemo v atomih in

sicer elektron kot negativno elektrino, v jedru pa proton kot pozitivno elektrino. Nevtralni

atom ima enako število elektronov in protonov, ionizirani atom pa ne. O naelektrenosti snovi navzven lahko govorimo le v primeru presežka ene elektrine nad drugo.

Naelektrenim telesom pravimo tudi električni poli. Elektrina, s katero je snov naelektrena, je določena z razliko med pozitivno in negativno elektrino

snovi.

Q = ± n · e

n – celo število

e – elementarna elektrina

Osnovno enoto za merjenje elektrine Q imenujemo kulon (coulomb) [C]. Elementarna

elektrina ima e=1,610-19C.

Električne sile nastajajo zaradi elektrin. Istoimenske elektrine se odbijajo, raznoimenske

elektrine se privlačijo. Razlikujemo vezane in gibljive nosilce elektrine.


2

1.2 Električni potencial V [V]

Naelektrenim telesom lahko pravimo tudi električni poli. Razlikujemo pozitivne (+) in negativne (−) električne pole in električne potenciale. Električni potencial je potencialna energija na enoto ločene elektrine.

Q

WV

pe

Wpe [J] – potencialna energija Q [C] – ločena elektrina

Z enim džulom dela ločevanja elektrine pridobi en kulon elektrine električni potencial enega volta. Vsak električni pol ima svoj električni potencial. Ozemljitev ima električni potencial 0V, ostali električni poli pa imajo električni potencial različno od 0V.

1.3 Električna napetost U [V]

Električna napetost je delo ločevanja elektrin na enoto ločene elektrine.

Za električni pol z izhodiščnim

Q

WU

W [J] – delo ločevanja elektrin Q [C] – ločena elektrina

Električna napetost je enaka razliki električnih potencialov.

2112 VVU U12 [V] – električna napetost med električnima poloma 1 in 2 V1 [V] – električni potencial električnega pola 1 V2 [V] – električni potencial električnega pola 2 Pozitivno električno napetost grafično označimo s puščico, ki kaže od višjega električnega

potenciala proti nižjemu. Ob puščici pišemo oznako napetosti U.


3

Naloga:

Podani so električni potenciali V0 , V1 , V2 in V3 . Dopolni sliko s napetostnim puščicam,

nato pa določi oziroma izračunaj električne napetosti U10 , U20 , U03 , U21 , U23 in U13 .

Električni potenciali

1.3.1 Viri električne napetosti

Naprave, ki omogočajo ločevanje elektrine in s tem ustvarjanje električne napetosti, imenujemo viri ali generatorji električne napetosti.


4

1.3.2 Vrste električne napetosti

Enosmerno napetost označujemo s simbolom »-« in tudi z oznako DC (DIRECT CURRENT). Izmenično napetost označujemo s simbolom »~« in tudi z oznako AC (ALTERNATING CURRENT).


5

1.4 Električni tok I [A]

Toku elektrine pravimo električni tok. Vzrok za električni tok je električna napetost ali

razlika električnih potencialov. S trajnim delom ločevanja elektrine lahko zagotovimo trajno

električno napetost in trajni električni tok. Trajni električni tok lahko teče le po sklenjeni poti. Sklenjeni poti električnega toka

pravimo električni krog. Enostavni električni krog sestavljajo vir napetosti, električni

porabnik in vodnika električnega toka.

Enota za merjenje električnega toka je amper, označujemo pa z A. Tok 1 A teče pri

pretoku elektrine 1 C/s.

t

QI

Q [C] – elektrina t[s] - čas

Pozitivna smer električnega toka

Toku stalne smeri in jakosti pravimo enosmerni tok. Tok, ki spreminja velikost in smer

tako, da sta zaporedni površini, ki ju oklepa časovni diagram toka s časovno osjo enaki, imenujemo izmenični tok.

Poleg električnega toka poznamo še vodni tok in toplotni tok.

Vodni tok Toplotni tok


6

1.4.1 Prevodniki Električni tok lahko teče le v snoveh, ki imajo veliko število prosto gibljivih nosilcev elektrin. Snovem, ki omogočajo električni tok, pravimo električni prevodniki, prirejenim oblikam za prevajanje pa

električni vodniki.

Prevodniki električnega toka so kovine, raztopine in ionizirani plini. V trdih snoveh,

predvsem v kovinah, lahko teče elektronski električni tok. V raztopinah lahko teče ionski

električni tok. V ioniziranih plinih in talinah lahko teče elektronski in ionski električni tok. V

vakuumu lahko teče elektronski električni tok.

1.4.2 Izolanti

Snovi z zelo majhnim številom gibljivih nosilcev elektrine imenujemo izolanti. Značilni

izolanti so guma, porcelan, steklo, neionizirani plini, destilirana voda, čista olja, minerali

(sljuda) in umetne mase ter suh papir, suh les, ... Namensko oblikovanim izolantom za

električno izolacijo vodnikov in drugih delov električnih naprav in omrežij pravimo električni izolatorji.

1.4.3 Polprevodniki

Snovem, katerim atome lahko ioniziramo z relativno majhnimi količinami energije (npr.

svetlobne, toplotne, električne) in s tem bistveno spreminjamo njihovo število gibljivih nosilcev elektrine in zmožnost prevajanja električnega toka, pravimo polprevodniki. Značilna polprevodnika sta silicij in germanij.


7

1.5 Električna upornost R [Ω]

Pretok elektrine skozi snov je oviran. Oviranju pretoka elektrine skozi snov pravimo

električna upornost. Elektronskim elementom, katerih osnovna lastnost je točno določena električna upornost, pravimo upori.

Simbol upora

Z električnimi upori vplivamo na električne toke in potenciale elektronskih naprav.

Električna upornost snovi omogoča spreminjanje električne energije v toplotno energijo.

Na ugotovljeni lastnosti električne upornosti temelji način delovanja električnih grelnikov,

žal pa tudi izguba električne energije na vodnikih. Enota za merjenje električne upornosti

je om (ohm) [Ω].

1.6 Električna prevodnost G [S]

Električni vodniki z majhno električno upornostjo dobro prevajajo električni tok, zato

pravimo, da imajo veliko prevodnost. Električna prevodnost je enaka obratni vrednosti

električne upornosti. Osnovna enota za prevodnost je simens (siemens) [S].

RG

1

G [S] – prevodnost

R[] - upornost

1.7 Ohmov zakon

Električni tok je premo sorazmeren z napetostjo

Ohmov zakon govori o medsebojni odvisnosti napetosti, toka in upornosti. Ohmov zakon

lahko ponazorimo s trikotnikom, iz katerega zapišemo enačbe toka, napetosti in upornosti.


8

1.7.1 U-I karakteristika uporov in porabnikov

Grafičnemu prikazu odvisnosti toka od napetosti pravimo U-I karakteristika porabnika.

Vezje upora


9

Tabela U – I upora U – I karakteristika upora

Porabnikom, katerim se upornost ne spreminja, imenujemo linearni porabniki. Linearni

porabniki so upori in imajo linearno U – I karakteristiko.

Vezje žarnice Tabela U – I žarnice U – I karakteristika žarnice

Porabnikom, katerim se upornost spreminja imenujemo nelinearni porabniki. Nelinearni

porabniki so žarnice, diode, … in imajo nelinearno U – I karakteristiko.


10

1.8 Upornost vodnikov

Vodniki imajo majhno upornost in so namenjeni za povezovanje porabnikov.

Upornost vodnika s prerezom 1 m2 in dolžino 1 m pri temperaturi 20 °C, imenujemo

specifična upornost snovi (ρ).

Specifična prevodnost snovi je obratno sorazmerna specifični upornosti snovi.

1 [S/m]

Tabela specifične upornosti snovi

[m]

Specifična upornost je snovna lastnost.

Električna upornost vodnika je premo sorazmerna s specifično upornostjo snovi ρ in dolžino

vodnika l ter obratno sorazmerna s prerezom vodnika A.

Električna prevodnost vodnika je premo sorazmerna s specifično prevodnostjo snovi in

prerezom vodnika ter obratno sorazmerna s dolžino vodnika.


11


12

1.9 Učinki električnega toka

Električni tok ima toplotne, svetlobne, magnetne in kemijske učinke.

Učinke električnega toka koristno uporabljamo za delovanje električnih porabnikov (grelniki,

svetila, elektromotorji, ... ).

Učinki električnega toka so lahko tudi škodljivi (segrevanje vodnikov in svetil, požari, ... ).

Nevarnost za človeka je odvisna od vrste, velikosti in trajanja toka ter poti toka skozi njegovo

telo.

Izmenični tok je nevarnejši od enosmernega.

Smrtno nevaren je lahko že tok, ki je manjši od 50 mA.

Za smrtno nevarni tok zadostuje izmenična napetost dotika 50 V ali enosmerna

napetost dotika 120 V.

1.10 Delo in moč električnega toka

Delu v enoti časa, pravimo moč (P).

t

WP [ W

s

J ]

Osnovna enota za merjenje moči je vat (watt, W).

Električno delo W je delo prenosa elektrine Q pod vplivom električne

napetosti U. UQW [Ws]

Če upoštevamo tIQ in Ohmov zakon, lahko napišemo še tri enačbe za električno delo.

tIUW [Ws]

tRIW 2 [Ws]

tR

UW

2

[Ws]

Če upoštevamo t

WP , dobimo še tri enačbe za električno moč.

IUP [W]

RIP 2 [W]


13

R

UP

2

[W]

1.11 Izkoristek pretvornika električne energije

Električni porabnik pretvori električno energijo W v koristno energijo Wk in izgubno

energijo Wi.

iK WWW

Razmerju koristnega dela Wk in električnega dela W pravimo izkoristek (η)

električnega pretvornika ali porabnika.

W

WK

Izkoristek električnega porabnika je določen tudi z razmerjem med koristno in

električno močjo porabnika.

P

PK

Izkoristek je število brez dimenzij, njegova vrednost pa je vedno manjša od 1 ali 100

%.


14

2 ELEKTRIČNI TOKOKROGI

Vezave v električnih tokokrogih so lahko vzporedne, zaporedne, sestavljene.

Pri vzporedni vezavi je električna napetost enaka, pri zaporedni vezavi pa je električni tok

enak. Sestavljena vezava je kombinacija vzporedne in zaporedne vezave.

Kako moramo vezati elemente, da dobimo vzporedno vezavo?

Kako moramo vezati elemente, da dobimo zaporedno vezavo?

Naši elementi bodo enosmerni viri napetosti, stikala, upori, tuljave in kondenzatorji.

Vse upore bomo želeli nadomestiti z enim uporom, ki ga imenujemo

nadomestni upor. Za to nalogo bo treba dobro poznati lastnosti in zakonitosti vzporedne in zaporedne vezave.

2.1 Vzporedna vezava

Električni tok vzporedno vezanega porabnika je neodvisen od drugih vzporedno

vezanih porabnikov. Z naraščajočim številom vzporedno vezanih porabnikov tok vira

narašča in obratno!

V vzporedni vezavi so porabniki priključeni na isto napetost, zato so toki skozi

posamezne porabnike:

Tok, ki teče iz vira, je enak vsoti tokov skozi vzporedne vezane porabnike.


15

Točkam v katerih pritekajo in odtekajo električni tokovi pravimo tokovna vozlišča.

Prvi Kirchhoffov zakon ali zakon tokovnega vozlišča pravi:

Vsota v tokovno vozlišče pritekajočih tokov je enaka vsoti iz

vozlišča odtekajočih tokov.

Vzporedni vezavi pravimo tudi delilnik toka, ker deli tok v obratnem sorazmerju z

upornostmi porabnikov.

Skozi porabnik z najmanjšo upornostjo teče največji tok.

21 UU

2211 IRIR

1

2

2

1

R

R

I

I

Obratno vrednost nadomestne upornosti vzporedne vezave

dobimo iz prvega Kirchhoffovega zakona

321

321

R

U

R

U

R

U

R

U

IIII

N

Ker ima leva stran enačbe napetost U in vsak člen desne strani enačbe napetost U, lahko

napetost U izpustimo in dobimo:

321

1111

RRRRN

Obratna vrednost nadomestne upornosti vzporedne vezave je enaka vsoti

obratnih vrednosti upornosti porabnikov.

321 GGGGN

Nadomestna prevodnost vzporedne vezave je enaka vsoti prevodnosti

porabnikov.

Naloga:

Zapiši enačbo nadomestne upornosti za vzporedno vezavo dveh porabnikov R1 in R2 .


16

2.1.1 Soupor

Soupor vežemo vzporedno porabniku, če je nazivni tok porabnika manjša od

toka v električnem tokokrogu.

Primer:

Porabnik s podatki 2V/10mA želimo vključiti v tokokrog s tokom 90mA. Kolikšna je

upornost soupora, ki ga vežemo vzporedno k porabniku?

Rešitev:

Ker sme preko porabnika RP teči tok le 10mA, moramo ostalih 80mA speljati preko soupora

RS .

mA80mA10mA90III PS

Napetosti na obeh uporih sta enaki

25mA80

V2

I

UR

V2UU

S

S

S

PS

Odgovor: Vzporedno moramo vezati soupor z upornostjo 25.


17

2.2 Zaporedna vezava

Električni tok je enak skozi vse zaporedne vezane porabnike in je odvisen od vseh

zaporedno vezanih porabnikov. Napetosti na zaporedno vezanih porabnikov pravimo

padce napetosti, zaključenemu električnemu krogu pravimo napetostna zanka.

Drugi Kirchhoffov zakon ali zakon napetostne zanke pravi:

Vsota napetosti virov v napetostni zanki je enaka vsoti padcev

napetosti v napetostni zanki.

Zaporedni vezavi pravimo tudi delilnik napetosti, ker deli napetost v premem

sorazmerju z upornostmi porabnikov.

Porabnik z največjo upornostjo ima največjo napetost.

21 II

2

2

1

1

R

U

R

U

2

1

2

1

R

R

U

U

Nadomestno upornost zaporedne vezave

dobimo iz drugega Kirchhoffovega zakona

21

21

RIRIRI

UUU

N


18

Ker ima leva stran enačbe tok I in vsak člen desne strani enačbe tok I, lahko tok I izpustimo in

dobimo:

21 RRRN

Nadomestna upornost zaporedne vezave je enaka vsoti upornosti

porabnikov.

Naloga:

Zaporedno vezavo dveh uporov R1=2 k , R2=4 k priključimo na napetost U=12V.

Izračunaj nadomestno upornost RN , tok I , padec napetosti U1 , padec napetosti U2 .

2.2.1 Predupor

Predupor vežemo zaporedno porabniku, če je nazivna napetost porabnika manjša

od napetosti vira.

Primer:

Rešitev:

Odgovor: Zaporedno moramo vezati predupor z upornostjo 266 .


19

2.3 Sestavljena vezava

Sestavljena vezava združuje lastnosti in zakonitosti vzporedne in zaporedne vezave!

Največkrat moramo izračunati nadomestno upornost, potem pa tok vira, itd. Poglejmo si

obremenjen delilnik napetosti, mostično vezje ter še nekatere druge vezave.

2.3.1 Obremenjen delilnik napetosti

Obremenjen delilnik napetosti je delilnik napetosti z vzporedno dodanim

uporom, ki ima funkcijo bremena.

Obremenjen delilnik napetosti

Naloga:

Izračunaj tokove skozi elemente in napetosti na elementih zgornjega obremenjenega delilnika

napetosti.

Rešitev:

V začetku izračunamo skupno ali nadomestno upornost.

k

kk

kk

RR

RRR

B

BB 2

63

63

2

22

Upornost med točkama A in B je upornost

vzporedne vezave upora R2 in RB


20

Delna nadomestna vezava

Nadomestna vezava

V nadomestni vezavi je skupni tok

mAk

V

R

UI

N

43

12

Napetost med točkama A in B v delni nadomestni vezavi je

VmAkIRUU BB 84222

kjer je (glej delno nadomestno vezavo):

U2=UB ; napetost med točkama A in B

R2B ; upornost med točkama A in B

I ; tok, ki vstopa v točka A in izstopa iz točke B.

Ostali tokovi in napetosti so:

mAk

V

R

UI

mAk

V

R

UI

VmAkIRU

mAII

B

BB 33.1

6

8

67.23

8

441

4

2

22

111

1

kkkRRR BN 32121

Nadomestna upornost je zaporedna

vezava upora R1 in R2B


21

2.3.2 Mostično vezje

Mostično vezje je sestavljeno iz dveh vzporedno vezanih delilnikov

napetosti.

Napetost med točkama A in B je mostična napetost UM .

Mostično vezje je je v ravnotežju, ko je mostična napetost UM enaka 0V.

4

3

2

1

R

R

R

R pogoj za ravnotežje mostičnega vezja

Mostično vezje

Naloga:

Izračunaj mostično napetost UM zgornjega mostičnega vezja. Pri kateri upornosti R1 je

mostično vezje v ravnotežju?

Rešitev:

ABM UU

Če narišemo zanko I , ki vsebuje napetosti UM , U4 in U2

lahko po II Kirchhoffovem zakonu zapišemo

I


22

4224 0 UUUUUU MM

Napetost U2 in U4 izrazimo z upornostmi in napetostjo izvora (delilnik napetosti).

Vkkk

VR

RR

URIU

Vkkk

VR

RR

URIU

G

G

8442

12

9331

12

4

43

444

2

21

222

VVVUUUM 18942

Mostična napetost je nič voltov pri kR

RRR 5,1

4

23

4

3

21

Prvi del odgovora:

Mostična napetost je 1V pri R1=1 k .

Drugi del odgovora:

Mostično vezje je v ravnotežju pri R1=1,5 k .

2.3.3 Kratek stik in odprte sponke

Kratek stik v električnem tokokrogu pomeni nič ohmsko (kratkostično) povezavo dveh

polov. Med tema dvema poloma teče kratkostični tok, kar ima za posledico povečanje

toka v vezju, lahko pa tudi uničenje vezja, zaradi prevelikega toka.

Odprte sponke v električnem tokokrogu pomeni visoko ohmsko (prekinjeno) povezave

med dvema poloma, kar ima za posledico prekinitev toka med tema dvema poloma.

Primer:

Sestavljena vezava z upori R1=1k , R2=3k , R3=6k in R4=4k je priključena na napetost

vira UG=12V. Koliko nam kažeta ampermeter in voltmeter:

a) če se prekine vez v točki A

b) če nastane kratek stik med točkama A in B


23

Rešitev:

a) Prekinjena vez v točki A

Ker imamo prekinjeno vez v točki A, toka skozi upor R3 in R4 ne steče. Zato nam voltmeter

kaže 0V. Steče samo tok skozi upora R1 in R2 .

mAIIII

mAkk

V

RR

UI

A

G

3

331

12

21

21

Odgovor: Če prekinemo vez v točki A nam voltmeter kaže 0V, ampermeter pa 3mA .

b) Kratek stik med točkama A in B

Ker imamo kratek stik med točkama A in B, na uporu R4 ni napetosti in ga lahko izpustimo.

Tok skozi upor R3 je enak toku skozi kratko vez med točkama A in B. Napetost na uporu R2

je enaka napetosti na uporu R3 .

Skupni tok I, ki ga kaže ampermeter je


24

mAkk

V

RR

RRR

U

R

UII G

N

G

A 421

12

32

32

1

Velikost napetosti, ki ga kaže voltmeter, izračunamo, če upora R2 in R3 združimo v namišljeni

upor R23 (vzporedna vezava R2 in R3).

VkmARIUUUV 8242332

Odgovor: Voltmeter kaže 8V in ampermeter 4mA .

2.4 Realni električni krog

Pri realnem električnem krogu upoštevamo notranjo upornost vira Rn in upornost

vodnikov RV .

V vezavi je:

Rn … notranja upornost vira

RV … upornost vodnika

RB … upornost bremena

U0 … napetost neobremenjenega vira

US … napetost obremenjenega vira

Un … napetost na notranji upornosti vira

UV … napetost vodnika

UB … napetost bremena

Ko breme ni priključeno na vir, lahko na sponkah vira z V-metrom izmerimo napetost

neobremenjenega vira U0 .

Ko je breme priključeno na vir, lahko na sponkah vira z V-metrom izmerimo napetost

obremenjenega vira US , ki je odvisna od upornosti bremena.


25

BVnVBVn UUUUUUUU 20

A

lRRRRIU VBVn

,)2(0

Naloga:

Bateriji z napetostjo U0=9V in notranjo upornostjo Rn=0.5 priključimo breme z upornostjo

RB=6. Izračunaj padec napetosti na bremenu UB in padec napetosti na notranji upornosti

baterije Un , če upornost povezave med baterijo in bremenom zanemarimo.

Rešitev:

Imamo delilnik napetosti, kjer je skupni tok

AV

R

UI

N

G 3846.165.0

9

VAIRU

jeRbremenunanapetostiPadec

VAIRU

jeRupornostinotranjinanapetostiPadec

BB

B

nn

n

31.83846.16

69.03846.15.0

Odgovor: Napetost na notranji upornosti baterije je približno 0.69V, napetost bremena pa

približno 8.31V.


26

2.5 Moč vira

Moč, ki ga daje vir, je enaka vsoti moči na porabnikih

električnega vezja.

...321 PPPP

Naloga:

Sestavljena vezava z upornostjo R1=1k , R2=9k in R3=4.5k je priključena na napetost

vira UG=12V. Izračunaj vse moči !

Rešitev:

1

N

231N

32

3223

ImA3k4

V12

R

UI

k4k3k1RRR

k3k5.4k9

k5.4k9

RR

RRR

mWk

V

R

UP

VmAkIRUUVmAkIRU

N

G

G 364

)12(

933;331

22

2332111

mWk

V

R

UP

mWk

V

R

UP

mWk

V

R

UP

185.4

)9(

99

)9(

91

)3(

2

3

2

3

3

2

2

2

22

2

1

2

11

mWmWmWmW

PPPIUIUIUP

IIUIUIUIUIUUIUP

G

GGG

189936

)()(

321332211

322111211121

Odgovor: Moč na uporu R1 je 9mW, na uporu R2 tudi 9mW, na uporu R3 pa 18mW. Moč vira

je enaka vsoti moči na uporu R1 , R2 in R3 , to je 36mW.


27

2.6 Razpoložljiva moč vira

Vir daje največjo moč bremenu, ko je upornost bremena enaka notranji upornosti vira

in takrat pravimo, da sta breme in vir prilagojena.

nB RR

kjer je:

RB [] … upornost bremena

Rn [] … notranja upornost vira

Če je RB=Rn , je moč na bremenu enaka moči na notranji upornosti vira, zato je moč bremena

polovica moči, ki jo daje vir.

2;

2max

NnB

GnB

RRRječe

PPP

kjer je:

PBmax [W] … največja moč bremena

Pn [W] … moč na notranji upornosti vira

PG [W] … moč vira

RN [] … nadomestna ali skupna upornost

Bn

G

N

G

GRR

U

R

UP

22

moč vira

n

Gn

G

G

BR

UR

U

PP

42

2

2

2

2

max

n

GB

R

UP

4

2

max največja moč bremena

Izkoristek vira pa je definiran kot razmerje moči bremena in moči vira.

%100% G

B

P

P


28

Izkoristek vira s prilagojenim bremenom je 50%.

Naloga:

Pri kateri upornosti bremena je breme prilagojeno viru in kolikšna je takrat moč bremena?

Rešitev:

Breme je prilagojeno viru, ko sta si upornosti enaki , in takrat je tudi največja moč na

bremenu.

WV

R

UP

RR

n

GB

nB

1254

)10(

4

25

22

max

Odgovor: Breme je prilagojeno viru pri upornosti 25. Takrat je moč na bremenu 1W.

Naloga:

Z voltmetrom izmerimo napetost neobremenjenega vira UG=5V, z ampermetrom pa tok

kratkega stika IK=2.5A. Izračunaj notranjo upornost vira.

Rešitev:

Notranja upornost vira je razmerje napetosti neobremenjenega vira in toka kratkega stika.

25.2

5

A

V

I

UR

K

Gn

Odgovor: Notranja upornost vira je 2 .

osnovne elektriČne veliČine in elektriČnisspjplav/sola/predmeti/leto... · osnovne električne...

Documents