~~NOCACHE~~
====== Téma č. 3 OBVOD JEDNOSMERNÉHO A STRIEDAVÉHO PRÚDU ======
__Úloha 3.1__
* Nakresliť jednoduchý elektrický obvod jednosmerného prúdu, pomenovať elektrické veličiny.
* Vysvetliť ako vzniká jednosmerný prúd.
* Opísať druhy rezistorov.
* Definovať jednosmerný elektrický zdroj.
__Úloha 3.2__
* Definovať Ohmov zákon.
* Napísať Ohmového zákon, vysvetliť priamu a nepriamu úmernosť veličín.
* Vysvetliť prvý a druhý Kirchhoffov zákon.
__Úloha 3.3__
* Nakresliť jednoduchý obvod striedavého prúdu, pomenovať elektrické veličiny.
* Definovať striedavý prúd.
* Opísať obvod striedavého prúdu s odporom.
* Opísať obvod striedavého prúdu s indukčnosťou.
* Opísať obvod striedavého prúdu s kapacitou.
----
===== Úloha 3.1 =====
==== Nakresliť jednoduchý elektrický obvod jednosmerného prúdu, pomenovať elektrické veličiny. ====
{{ :maturita:mnk:screenshot_1026.png?direct&200|}}
|I --- prúd |[A --- ampér]|
|U --- napätie |[V --- volt]|
|R --- odpor | [Ω --- omega]|
|C --- kapacita |[F --- Farad]|
|L --- indukčnosť |[H --- Henry]|
==== Vysvetliť ako vzniká jednosmerný prúd. ====
Usporiadaný pohyb voľných častíc s elektrickým nábojom sa nazýva elektrický prúd. Podmienkou vzniku elektrického prúdu v látke je prítomnosť voľných častíc s elektrickým nábojom a utvorenie elektrického poľa v tejto látke. Podľa dohody sa za smer prúdu pokladá smer usporiadaného pohybu voľných častíc s kladným nábojom (od + k –). Keď je prúd utvorený usporiadaným pohybom voľných častíc so záporným nábojom, jeho smer je podľa tejto dohody opačný ako smer usporiadaného pohybu častíc.
==== Opísať druhy rezistorov ====
Rezistory:
* s dvoma vývodmi
* pevné
* nastaviteľné - zväčša potenciometre alebo trimre, ktoré jeden vývod odporovej dráhy buď vôbec nemajú (dvojvývodové), alebo tretí vývod je prepojený s bežcom.
Rezistory s viac ako dvoma vývodmi
* s pevnými odbočkami
* potenciometre a trimre
* otočné
* lineárne
Z technologického hľadiska sa rozdeľujú na:
* Vrstvové - odporový materiál v tvare vrstvy
* Drôtové - navinuté odporovým drôtom
==== Definovať jednosmerný elektrický zdroj. ====
Elektrický zdroj (zdroj napätia) je každé zariadenie medzi ktorého dvoma rozličnými časťami, pólmi (svorkami zdroja), je aj po pripojení vodiča udržovaný rozdiel elektrických potenciálov alebo napätia 2 - medzi svorkami zdroja vznikne napätia, ak jedna svorka bude obsahovať menej voľných elektrónov (kladná svorka) ako druhá (záporná svorka), preto vnútri zdroja musia pôsobiť sily, ktoré odovzdávajú napr. z kladnej svorky voľné elektróny. Tieto sily prekonávajú elektrostatické sily utvoreného elektrického poľa.
druhy zdrojov:
* elektrochemický zdroj (akumulátor) – neelektrostatické sily vznikajú chemickou reakciou elektród s elektrolytom
* fotoelektrický zdroj (fotočlánok) – napätie vzniká vzájomným pôsobením svetla s elektrónmi v kovoch alebo polovodičoch
* termoelektrický zdroj (termočlánok) – využíva sa tu poznatok, že napätie, ktoré vzniká na spoji dvoch rozličných kovov, závisí od teploty spoja (napätie je tým väčšie, čí väčší je rozdiel teplôt)
* elektrodynamický zdroj (alternátor, dynamo) – neelektrostatické sily vznikajú pohybom vodiča v magnetickom poli
* van Grafov generátor (mechanický zdroj) – náboje sa oddeľujú trením pásu a prenášajú sa jeho pohybom
===== Úloha 3.2 =====
==== Definovať Ohmov zákon. ====
Keď meníme napätie na svorkách zdroja, mení sa napätie U medzi koncami skúmaného vodiča a prúd I prechádzajúci vodičom.
==== Napísať Ohmového zákon, vysvetliť priamu a nepriamu úmernosť veličín. ====
|I = U / R [A: V, Ω]|
Elektrický prúd pretekajúci vodičom je priamo úmerný rozdielu elektrických potenciálov na koncoch vodiča a nepriamo úmerný elektrickému odporu medzi koncami vodiča.
==== Vysvetliť prvý a druhý Kirchhoffov zákon. ====
{{:maturita:mnk:screenshot_1105.png?direct&200|I.KZ}}
//__elektrický uzol__//
Prvý: 1. Kirchhoffov zákon (pre uzol jednosmerného obvodu): algebrický súčet prúdov v uzle sa rovná nule. Pre obvod na obr. platí: I − I1 − I2 − I3 = 0
{{:maturita:mnk:screenshot_1106.png?direct&200|II.KZ}}
//__elektrická slučka__//
Druhý: 2. Kirchhoffov zákon (pre jednoduché uzavreté obvody): v jednoduchom uzavretom obvode sa súčet elektromotorických napätí Uei zaradených zdrojov rovná súčtu úbytkov napätí Rk Ik.
===== Úloha 3.3 =====
**Nakresliť jednoduchý obvod striedavého prúdu, pomenovať elektrické veličiny.**
{{:maturita:mnk:screenshot_1107.png?direct&200|Elektrický obvod striedavého prúdu}}
R --- Odpor, XL --- indukčná reaktancia, XC --- kapacitná reaktancia
==== Definovať striedavý prúd. ====
Nútené elektromagnetické kmitanie má veľký význam najmä pri prenose elektrickej energie a v rozličných elektronických zariadeniach. V týchto prípadoch elektromagnetické kmitanie nazývame striedavý prúd.
==== Opísať obvod striedavého prúdu s odporom. ====
{{:maturita:mnk:screenshot_1108.png?direct&600|}}
Pre jednoduchý obvod striedavého prúdu s odporom platí Ohmov zákon, tak ako pre obvod s jednosmerným prúdom. Amplitúda napätia na rezistore a amplitúda prúdu v obvode nezávisí od frekvencie striedavého prúdu. Zo vzťahu pre napätie a prúd vyplýva, že obidve veličiny sú v obvode v rovnakej fáze a nevzniká medzi nimi fázový rozdiel. - vlastnosti obvodov sa znázorňujú aj fázorovým diagramom.
i = u/R = Im . sin(ωt)
Pričom Im = Um/R, je amplitúda prúdu.
==== Opísať obvod striedavého prúdu s indukčnosťou. ====
{{:maturita:mnk:screenshot_1109.png?direct&600|}}
Keď cievku pripojíme k zdroju striedavého napätia, prechádza obvodom striedavý prúd a okolo cievky vzniká meniace sa magnetické pole. To spôsobuje, že sa v cievke indukuje napätie, ktoré podľa Lenzovho zákona má opačnú polaritu ako zdroj napätia. Následkom toho dosahuje prúd v odvode najväčšiu hodnotu neskôr ako napätie. Prúd sa za napätím oneskoruje a vzniká záporný fázový posun o uhol π/2.
i = Im . sin (ωt – π/2)
XL = Um/Im sa nazýva indukčná reaktancia, jednotkou je ohm. Z pokusov vyplýva, že: XL = ω . L
==== Opísať obvod striedavého prúdu s kapacitou. ====
{{:maturita:mnk:screenshot_1110.png?direct&600|}}
Keď pripojíme kondenzátor k zdroju striedavého napätia, periodicky sa nabíja a vybíja. Nabíjací prúd kondenzátora je najväčší v okamihu, keď je kondenzátor nenabitý, t.j. keď napätie medzi platňami kondenzátora je nulové. Naopak v okamihu, keď je kondenzátor nabitý na napätie Um, je v obvode nulový prúd. Dielektrikom medzi platňami kondenzátora prúd neprechádza. Mení sa iba intenzita elektrického poľa a dielektrikum sa striedavo polarizuje. Prúd v obvode predbieha napätie o uhol π/2.
XC = Um/Im sa nazýva kapacitancia a jej jednotkou je ohm. Veľkosť kapacitancie obvodu striedavého prúdu určuje vzťah: XC = 1/ω.C.
====Táto stránka bola navštívená:====
Dnes: {{counter|today}} / Včera: {{counter|yesterday}}, Doteraz: {{counter|total}}
¯\_(ツ)_/¯
{{tag> spojena_skola_juraja_henischa:sos_polytechnicka maturita:mechatronika}}
<- :maturita:asynchronne_motory_a_motorceky|MNK Téma 2 ^ maturita:mechatronika|Témy ^ :maturita:zobrazovacie_zariadenia|MNK Téma 4 ->