Gymn zium hav ov m sto komensk ho 2 p o
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 29

Gymnázium, Havířov -Město, Komenského 2, p.o PowerPoint PPT Presentation


  • 61 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Gymnázium, Havířov -Město, Komenského 2, p.o. soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. F15 - ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH II. Mgr. Alexandra Bouchalová.

Download Presentation

Gymnázium, Havířov -Město, Komenského 2, p.o

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Gymn zium hav ov m sto komensk ho 2 p o

Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o

soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

F15 - ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH II

Mgr. Alexandra Bouchalová

  • Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“


Elektrick proud v kovech ii

ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH II

  • Zatěžovací charakteristika zdroje

  • Ohmův zákon pro uzavřený obvod

  • Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

  • Kirchhoffovy zákony

  • Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosměrného proudu

Elektrický proud v kovech II 2


Zat ovac charakteristika zdroje

Zatěžovací charakteristika zdroje

A

V

  • Nezatížený zdroj – obvodem neprotéká žádný proud - voltmetrem měříme napětí naprázdno U0

RL

U0

– +

Elektrický proud v kovech II 3


Zat ovac charakteristika zdroje1

Zatěžovací charakteristika zdroje

A

V

  • Zatěžujeme sepnutím spínače proměnlivou zátěží RL – obvodem protéká proud I - voltmetrem měříme svorkovénapětí U

RL

U

– +

I

Elektrický proud v kovech II 4


Zat ovac charakteristika zdroje2

Zatěžovací charakteristika zdroje

  • Rovnoměrně měníme odpor RL, přitom měříme proud I a svorkové napětí U:

U0

U [V]

= zkratový proud

Ik

0,31

I [A]

3,42

Elektrický proud v kovech II 5


Zat ovac charakteristika zdroje3

Zatěžovací charakteristika zdroje

  • Zatěžovací charakteristika zdroje má lineární průběh.

  • S rostoucím proudem se svorkové napětí zmenšuje a rozdíl U0 – U jepřímoúměrný proudu.

  • Zdroj napětí se chová, jako by byl sériově složen z ideálního zdroje s konstantním napětím U0 = Uea z rezistoru o odporu Ri.

Elektrický proud v kovech II 6


Zat ovac charakteristika zdroje4

Zatěžovací charakteristika zdroje

  • Schematicky znázorníme reálný zdroj jako ideální zdroj zapojený v sérii s rezistorem o odporu Ri.

A

V

RL

U

Ri

– +

I

U0 - U

Ideální zdroj

Vnitřní odpor zdroje

U0 = Ue

Náhradní zdroj napětí

Elektrický proud v kovech II 7


Ohm v z kon pro uzav en obvod

Ohmův zákon pro uzavřený obvod

  • Úbytek napětí na vnitřním odporu je:

U0 – U = Ri I

U = U0 – Ri I

U = RI

  • Z Ohmova zákona pro část obvodu

  • Odvoď do pracovního listu vztah pro elektromotorické napětí Ue .

  • Z odvozeného vztahu vyjádři proud I.

Elektrický proud v kovech II 8


Ohm v z kon pro uzav en obvod1

Ohmův zákon pro uzavřený obvod

  • Proud v uzavřeném obvodu je roven podílu elektromotorického napětí zdroje a celkového odporu R + Ri.

  • Na základě OZUO urči vnitřní odpor zdroje, který jsme použili při předchozím pokusu.

  • Jaký proud poteče obvodem při spojení nakrátko ?

Elektrický proud v kovech II 9


Opakov n

Opakování

  • Kdy má smysl při výpočtech používat náhradní zdroj napětí?

  • Baterie 9V běžného typu dává naprázdno 9,3 V. Při zkratu dá proud 2,9 A. Určete

    • vnitřní odpor baterie,

    • jak je nutno omezit zatěžovací proud I, nemá-li napětí poklesnout více než o 0,8 V.

Elektrický proud v kovech II 10


P klady s riov a paraleln spojen ch obvod

Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

Regulace proudu a napětí reostatem

  • Reostat spojujeme se spotřebičem sériově.

R

-

+

+

-

Elektrický proud v kovech II 11


P klady s riov a paraleln spojen ch obvod1

Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

Regulace proudu a napětí reostatem

  • …jiný způsob značení reostatu…

R

Elektrický proud v kovech II 12


P klady s riov a paraleln spojen ch obvod2

Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

  • Na jakou hodnotu nastavíme odpor reostatu, aby byly dodrženy jmenovité hodnoty proudu a napětí žárovky za předpokladu zanedbatelného vnitřního odporu baterie?

R = ?

Ue - Uj

Ij = 0,30 A

Uj= 6,3 V

Ue = 12,0 V

Elektrický proud v kovech II 13


P klady s riov a paraleln spojen ch obvod3

Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

Regulace proudu a napětí potenciometrem

  • Při zapojení potenciometru kombinujeme sériové a paralelní spojení rezistorů.

-

+

+

-

Elektrický proud v kovech II 14


P klady s riov a paraleln spojen ch obvod4

Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

Regulace proudu a napětí potenciometrem

I1

Ue

R1

Uj

R2

Ij

I2

Elektrický proud v kovech II 15


P klady s riov a paraleln spojen ch obvod5

Příklady sériově a paralelně spojených obvodů

  • Na úseky jakých odporů R1 aR2 musíme rozdělit potenciometr, abychom dosáhli na žárovce jmenovitých hodnot proudu a napětí? Celkový odpor potenciometru je 100 Ω.

I1

Ue = 12,0 V

Ij = 0,30 A

Uj= 6,3 V

Ue

R1

Uj

R2

Ij

I2

  • Pomůcka: do pracovního listu si překresli zjednodušený obvod a aplikuj OZUO.

Elektrický proud v kovech II 16


Kirchhoffovy z kony

Kirchhoffovy zákony

1. Kirchhoffův zákon

  • Algebraický součet proudů v uzlu je nulový.

Elektrický proud v kovech II 17


Kirchhoffovy z kony1

Kirchhoffovy zákony

2. Kirchhoffův zákon

  • Součet úbytků napětí na rezistorech je v uzavřené smyčce stejný jako součet elektromotorických napětí zdrojů.

Elektrický proud v kovech II 18


Kirchhoffovy z kony2

Kirchhoffovy zákony

  • Urči proudy procházející jednotlivými rezistorya) bez použití KZ - , b) s použitím KZ.

R = 6 Ω

R1 = 4 Ω

R2 = 3 Ω

Ue = 12 V

Ue

R1

Ue

R

R2

Elektrický proud v kovech II 19


Kirchhoffovy z kony3

Kirchhoffovy zákony

  • Zvolíme směry obíhání jednotlivých uzavřených obvodů.

  • Zvolímeuzel a sestavíme pro něj rovnici dle 1. KZ

  • Zvolíme kladnou orientaci proudu

I

I1 + I2 - I = 0

Ue

R1

I1

Ue

A

B

I2

R

R2

Elektrický proud v kovech II 20


Kirchhoffovy z kony4

Kirchhoffovy zákony

  • Dle 2. KZ sestavíme rovnice pro jednotlivé smyčky.

I

R = 6 Ω

R1 = 4 Ω

R2 = 3 Ω

Ue = 12 V

I1 + I2 - I = 0

Ue

R1I1 - R2I2 = -Ue

R1

-RI - R1I1 = 0

I1

I1 + I2 - I = 0

Ue

A

B

4 I1 - 3 I2 = -12

I2

R

-6 I - 4 I1= 0

R2

-4

20

8

I=

I2 =

I1 =

A

A

A

3

9

9

Elektrický proud v kovech II 21


Kirchhoffovy z kony5

Kirchhoffovy zákony

  • Určete napětí na jednotlivých rezistorech a mezi uzly.

  • Jaký by musel být odpor rezistoru R,aby jím procházel proud 1A?

R = 6 Ω

R1 = 4 Ω

R2 = 3 Ω

Ue = 12 V

Ue

R1

Ue

A

B

R

R2

Elektrický proud v kovech II 22


Elektrick pr ce a v kon v obvodu stejnosm proudu

Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosm. proudu

  • Přenesením elektrického náboje Q v obvodu mezi svorkami zdroje o svorkovém napětí U vykonají elektrické síly uvnitř vodiče práci

W = Q·U

Fe

U

– +

+

Elektrický proud v kovech II 23


Elektrick pr ce a v kon v obvodu stejnosm proudu1

Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosm. proudu

  • Prochází-li obvodem konstantní proud po dobu t , pak celkový přenesený náboj určíme jako Q = I · t

Fe

U

– +

+

Elektrický proud v kovech II 24


Elektrick pr ce a v kon v obvodu stejnosm proudu2

Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosm. proudu

  • Práce vykonaná elektrickými silami v elektrickém obvodu stejnosměrného proudu za jistou dobu t :

U2

W = U·I·t = R·I2·t = ·t

R

  • V jednoduchém obvodu s kovovým vodičem (rezistorem) se veškerá práce přemění na změnu vnitřní energie vodiče a tepelnou výměnu mezi vodičem a okolím (vodič se zahřívá). Nazývá se „Jouleovo teplo“

  • Nazývá se jouleovo teplo.

Elektrický proud v kovech II 25


Elektrick pr ce a v kon v obvodu stejnosm proudu3

Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosm. proudu

  • Vykoná-li konstantní elektrický proud za dobu t práci W , je jeho výkon

W

P =

t

U2

W = U·I·t = R·I2·t = ·t

R

Elektrický proud v kovech II 26


Elektrick pr ce a v kon v obvodu stejnosm proudu4

Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosm. proudu

  • Výkon stejnosměrného elektrického proudu v obvodu s rezistorem o odporu R

Vztah lze použít pro přenos elektrické energie obecně…

…tyto pouze v případě přenosu energie rezistorem.

U2

P = U · I = R · I2 =

R

  • Jednotkou výkonu je 1 W (watt).

  • Elektrickou práci (energii) v praxi vyjadřujeme nejčastěji 1 kWh – kilowatthodina.

  • Spotřebič odebere ze zdroje energii 1 kWh, jestliže pracoval po dobu jedné hodiny s příkonem 1 kW.

Elektrický proud v kovech II 27


Elektrick pr ce a v kon v obvodu stejnosm proudu5

Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosm. proudu

K rezistoru o odporu R je přiloženo napětí U a protéká jím

proud I. Seřaďte sestupně ztrátové výkony rezistoru při

těchto změnách v obvodu:

a) napětí se zdvojnásobí,

b) proud se zdvojnásobí,

c) odpor se zdvojnásobí a napětí se nemění,

d) odpor se zdvojnásobí a proud se nemění.

Elektrický proud v kovech II 28


Pou it literatura

Použitá literatura

Literatura

LEPIL, O. Elektřina a magnetismus, fyzika pro gymnázia. Praha: Prometheus, 2002. ISBN 80-7196-202-3

TKOTZ,K. Příručka pro elektrotechnika. Praha: Europa-Sobotáles, 2002. ISBN 80-86706-00-1

HALLIDAY,D. Fyzika. Elektřina a magnetismus. Brno: VUTIUM, 2000.ISBN 80-214-1868-0

Obrázky

  • [1] -Wikipedia: the free encyclopedia [online]. Autor: Sebastien D'ARCO, licence: CreativeCommons, last modified on 12. 8. 2006 [cit. 2012-03-26]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Lightnings_sequence_2_animation.gif

  • [2] - Wikipedia: the free encyclopedia [online]. Autor: Swe, licence: CreativeCommons,last modified on 13. 8. 2005 [cit. 2012-03-26]Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Electroscope.jpg

  • [3] - Wikipedia: the free encyclopedia [online]. Autor: JMerz, licence: CreativeCommons,last modified on 3. 11. 2007 [cit. 2012-03-26] Dostupné z: http://cs.wikibooks.org/wiki/Soubor:EfieldTwoOppositePointCharges.png

  • [4] - Wikipedia: the free encyclopedia [online]. Autor: Swe, licence: CreativeCommons,last modified on 8. 2. 2005 [cit. 2012-03-26]Dostupné z: http://cs.wikibooks.org/wiki/Soubor:OswEb.png

Elektrický proud v kovech II


  • Login