2. Proudové pole

Elektrický obvod Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků.

Zdroj : napětí orientujeme od kladné svorky k záporné

Proud orientujeme ve vnějším obvodu od kladného pólu k zápornému

spotřebič

spínací prvek ( zde vypínač)

spojovací vodiče

Terminologie :Při vypnutém vypínači – otevřený obvodZapnutý vypínač – uzavřený obvod

uzel

větev

I = 1,4 AI = 1,4 A

U = 2 VU = 2 VU = 4 VU = 4 V

I = 2,8 AI = 2,8 A

U = 6 VU = 6 V

I = 4,2 AI = 4,2 A

Poměr napětí / proud je konstantní :

Nazýváme jej odpor Rodpor R, měříme v Ohmech Ohmech [[ΩΩ]]

Platí tedy

Odpor je vlastnost uspořádání vodičů.

Součástky, jejichž hlavní vlastnost je odpor

deklarované velikosti, nazýváme rezistoryrezistory.

Ukázky rezistorů

Odvozené vztahy :

V některých případech používáme ve vztazích místo odporu vodivost Gvodivost G.

Vodivost G je převrácená hodnota odporu převrácená hodnota odporu a její hodnotu udáváme v jednotkách Siemens [S].

Platí

Otázka : Na čem závisí odpor vodiče ?

• nepřímo na velikosti průřezu vodiče S

SS

ll

• přímo na délce l

• na materiálu vodiče

Materiálovou konstantu ρρ nazýváme měrný odporměrný odpor.

Jednotka měrného odporu :

Číselně : odpor mezi protilehlými stranami krychle s hranou 1m

V elektrotechnické praxi běžně měříme průřez v mm2. Proto častěji

Číselně : odpor vodiče délky 1m a průřezu 1 mm2.

V rozvodech el. energie se používá výhradně měď a hliník.měď a hliník.V rozvodech el. energie se používá výhradně měď a hliník.měď a hliník.

Převrácenou hodnotu měrného odporu nazýváme měrná vodivost měrná vodivost γγ.

Platí

Jednotky γ :

nebo

Cu :

Al :

1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50

Řada jmenovitých průřezů [mm2] :

Odpor materiálů není konstantní, více či méně se mění v závislosti na okolním prostředí.

Poměrně významný je vliv teploty.

Platí

kde • Rυ - odpor po změně teploty

• R0 – odpor při základní teplotě (obvykle 20oC)• υ - konečná teplota• υ0 - základní teplota (obvykle 20oC)

Koeficient Koeficient αα udává poměrnou změnu odporupoměrnou změnu odporu při ohřátí o 1 teplotní stupeň.

Kovy mají α > 0, odpor se s teplotou zvyšuje, u nekovových materiálů bývá α > 0, odpor s teplotou klesá.

Supravodivost :Supravodivost :pří nízké tzv. kritické teplotě (blízké absolutní nule) klesá odpor skokem k nule.

Supravodivost na Wikipedii

I

U

RQQ

Přeneseme náboj QQ přes odpor, tedy mezi bodu s napětím UU...

Přenesením náboje byla vykonána práce A = U . Q = U . I . tA = U . Q = U . I . tPřenos náboje souvisí s proudem : Q = I . tQ = I . t

Výkon definujeme jako práci vykonanou za jednotku časupráci vykonanou za jednotku času.

[W; J,sec.][W; J,sec.]

Platí A = P . t A = P . t , tedy 1 J = 1 Ws 1 J = 1 Ws - 1 wattsekunda1 wattsekunda

Větší používané jednotky : kWh - kilowatthodinakWh - kilowatthodina

Odvozené vztahy pro výkon s pomocí Ohmova zákona :

Protéká –li vodičem s odporem RR proud II, potom tento proud předává vodiči

výkon P = R.IP = R.I22, který se projeví ohřátím vodičeohřátím vodiče.

V případě přívodů ke spotřebiči je tento výkon ztrátový a obvykle ho

nazýváme Jouleovy ztrátyJouleovy ztráty.