240 likes | 417 Views
ELEKTŘINA II. SLOŽITĚJŠÍ ELEKTRICKÉ SKUTEČNOSTI. ELEKTRICKÁ PRÁCE. STEJNĚ JAKO PRÁCE, KTEROU JSME POČÍTALI V 8.TŘÍDĚ, LZE ROVNĚŽ URČIT PRÁCI, KTEROU VYKONAJÍ ELEKTRICKÉ SÍLY MATEMATICKY: W E = U · I · t , KDE t JE DOBA, PO KTEROU TEČE ELEKTRICKÝ PROUD I OBVODEM PŘI NAPĚTÍ U. PŘÍKLADY.
E N D
ELEKTŘINA II SLOŽITĚJŠÍ ELEKTRICKÉ SKUTEČNOSTI
ELEKTRICKÁ PRÁCE • STEJNĚ JAKO PRÁCE, KTEROU JSME POČÍTALI V 8.TŘÍDĚ, LZE ROVNĚŽ URČIT PRÁCI, KTEROU VYKONAJÍ ELEKTRICKÉ SÍLY • MATEMATICKY: • WE = U·I·t, KDE t JE DOBA, PO KTEROU TEČE ELEKTRICKÝ PROUD I OBVODEM PŘI NAPĚTÍ U
PŘÍKLADY • URČETE NAPĚTÍ ZDROJE, KTERÝ PŘI PROUDU O VELIKOSTI 70 mA VYKONÁ ZA 3 MINUTY PRÁCI O VELIKOSTI 2,772 kJ. • Řešení: • 1) ZÁPIS t = 3 MIN = 180 s I = 70 mA = 0,07 A W = 2,772 kJ = 2772 J U = ?
2) MATEMATICKÉ ŘEŠENÍ JE NUTNÉ VYJÍT ZE VZTAHU PRO ELEKTRICKOU PRÁCI, TJ. W = U·I·t DO TOHOTO VZTAHU ALE NEMŮŽEME DOSADIT A JE TAK TEDY NUTNÉ ZE VZTAHU VYJÁDŘIT NAPĚTÍ U = W : (I·t) POTÉ JIŽ JEN DOSADÍME A TEDY: U = 2772 : (0,07·180)=220 V
ÚLOHY K PROCVIČENÍ • PŘ 1. URČETE PRÁCI, KTEROU VYKONÁ ELEKTROMOTOR ZAPNUTÝ NA NAPĚTÍ 0,65 kV, TEČE-LI JÍM PROUD O VELIKOSTI 12 mA PO DOBU 3 A PŮL MINUTY.
PŘ 2. ZA JAK DLOUHO VYKONÁ ELEKTROMOTOR O VNITŘNÍM ODPORU 80 Ω A PROTÉKAJÍCÍM PROUDU 5 mA PRÁCI 1 MJ?
ELEKTRICKÝ VÝKON • STEJNĚ JAKO PŘI NORMÁLNÍM VÝPOČTU VÝKONU, KTERÝ JIŽ ZNÁME I ZDE JE VZTAH NAPROSTO STEJNÝ A TO : • P = W : t • JEDINÝM ROZDÍLEM TAK JE, ŽE ZA PRÁCI DOSADÍME PRÁCI ELEKTRICKOU A TAK DOSTANEME VZTAH: • P = (U · I · t) : t
JELIKOŽ tSE VELMI SNADNO ZKRÁTÍ, DOSTANEME PRO ELEKTRICKÝ VÝKON SNADNO VZTAH : • P = U · I
PŘÍKLADY • JAKÉ NAPĚTÍ MÁ ZDROJ NAPĚTÍ, KTERÝ PŘI PROUDU 70 mA MÁ VÝKON O VELIKOSTI 14 kW? • ZÁPIS: • I = 70 mA = 0,07 A P = 14 kW = 14 000 W U = ? _____________________
OPĚT VYJDEME ZE ZÁKLADNÍHO VZORCE, A TO: • P = U · I • JE NUTNO OPĚT VYJÁDŘIT NEZNÁMOU VELIČINU, A TO JE ZDE NAPĚTÍ • U = P : I • POTÉ JIŽ DOSADÍME: • U = 14 000 : 0,07 = 200 000 V = 0,2 MV
PŘÍKLADY K PROCVIČENÍ • URČETE VÝKON ZAŘÍZENÍ, JE-LI PŘIPOJENO NA NAPĚTÍ 30 kV A TEČE JÍM PROUD 20 mA.
URČETE PRÁCI, KTEROU VYKONÁ ELEKTROMOTOR O VÝKONU 15kW, JE-LI NAPĚTÍ 60kV. VŠE PROBÍHÁ PO DOBU 5 MINUT.
MAGNETICKÉ POLE CÍVEK S PROUDEM • O MAGNETICKÉMPOLI JSME SE JIŽ UČILI • VÍME TEDY, ŽE SE OBJEVUJE V OKOLÍ ZMAGNETOVANÝCH TĚLES • EXPERIMENTY NÁM ALE UKÁZALY, ŽE V OKOLÍ CÍVEK PŘIPOJENÝCH NA ZDROJ NAPĚTÍ SE ROVNĚŽ VYSKYTUJE MAGNETICKÉ POLE
PROTO TEDY USUZUJEME, ŽE CÍVKA S PROUDEM SE CHOVÁ JAKO MAGNET • TAKTO VZNIKLÝ MAGNET NAZÝVÁME ELEKTROMAGNET • VYUŽITÍ: NEJČASTĚJI TAM, KDE POTŘEBUJEME ZVEDAT TĚŽKÁ KOVOVÁ BŘEMENA A PROTO TŘEBA NA STAVBÁCH A NEBO VRAKOVIŠTÍCH VE FORMĚ ELEKTROMAGNETICKÉHO JEŘÁBU.
ELEKTROMOTOR • DALŠÍ MOŽNOSTÍ PRO VYUŽITÍ JE STEJNOSMĚRNÝ ELEKTROMOTOR • SKLÁDÁ SE ZE DVOU ČÁSTÍ A TO: • A) STATOR • PEVNÁ NEPOHYBLIVÁ ČÁST • NEJČASTĚJI PERMANENTNÍ MAGNET • B) ROTOR • POHYBLIVÁ, OTÁČIVÁ ČÁST • NEJČASTĚJI CÍVKA S JÁDREM
VNĚJŠÍ MAGNETICKÉ POLE VŽDY PŮSOBÍ NA CÍVKU, JE-LI ZROVNA MAGNETEM A PŘITÁHNESI KE SVÉMU SEVERNÍMU PÓLU JIŽNÍ PÓL CÍVKY A NAOPAK • PROTO JE PRO NÁS NUTNÉ UMĚT SPRÁVNĚ URČIT KDE MÁ CÍVKA SEVERNÍ A JIŽNÍ PÓL, ABYCHOM MOHLI URČIT SPRÁVNÉ OTÁČENÍ
1)EXPERIMENTÁLNÍ METODA • VYUŽIJEME-LI NĚJAKÉHO MALÉHOMAGNETU S OZNAČENÝMI PÓLY, TAK NÁM POTÉ, CO SI HO CÍVKA PŘITÁHNE SNADNO URČÍ SEVERNÍ A JIŽNÍ PÓL CÍVKY, NEBOŤ SEVERNÍ PÓL CÍVKY PŘITÁHNE JIŽNÍ PÓL MALÉ MAGNETKY
2) AMPÉROVO PRAVIDLO PRAVÉ RUKY • UCHOPÍME-LI CÍVKU PRAVOU RUKOU TAK, ŽE PRSTY KOPÍRUJÍ SMĚR VINUTÍ A PROUD TEČE Z DLANĚ DO PRSTŮ, VZTYČENÝ PALEC NÁM PAK UKAZUJE KONEC CÍVKY, KDE JE SEVERNÍ PÓL • POZOR, PROUD VŽDY TEČE V OBVODU OD KLADNÉ K ZÁPORNÉ SVORCE ZDROJE
JAK TEDY FUNGUJE ELEKTROMOTOR? • NEJDŮLEŽITĚJŠÍ SOUŠÁSTÍ ELEKTROMOTORU JE KOMUTÁTOR. TEN ZAJIŠŤUJE STÁLÉOTÁČENÍ ROTORU. CÍVKA S PROUDEM SE CHOVÁ JAKO MAGNET. TEN BY SE ALE JEN NATOČIL K VNĚJŠÍMU MAGNETU A PAK BY SE NEOTÁČEL DÁL. JE TEDY NUTNÉ PROHODITMAGNETICKÉPÓLY NA CÍVCE
TOTO PRÁVĚ UMÍ KOMUTÁTOR. V PRAVOU CHVÍLI ODPOJÍCÍVKU OD ZDROJE NAPĚTÍ A POTÉ JI PŘIPOJÍOPAČNĚ. TÍM SE PROHODÍ JEJÍ MAGNETICKÉ PÓLY. STŘÍDAJÍ SE TAK PRAVIDELNĚ OKAMŽIKY, KDY SE CÍVKA OTÁČÍVLIVEMMAGNETICKÉSÍLY(JE POD PROUDEM A JE MAGNETEM), A KDY SE OTÁČÍVLIVEMSETRVAČNOSTI (NENÍ POD PROUDEM)
ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE • Z EXPERIMENTŮ BYLO ZJIŠTĚNO, ŽE JE-LI V OKOLÍ CÍVKYPROMĚNLIVÉ MAGNETICKÉ POLE, OBJEVÍSE V NÍ ELEKTRICKÝ PROUD • TENTO DĚJ NAZÝVÁME ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE • JAK TOHO VYUŽÍT? • SAMOSEBOU K VÝROBĚ ELEKTRICKÉHO PROUDU!
SMĚR INDUKOVANÉHO PROUDU • LENTZŮV ZÁKON ŘÍKÁ, ŽE V CÍVCE SE TVOŘÍ PROUD TAKOVÝM SMĚREM, ABY TAKTO VZNIKLÝ ELEKTROMAGNET BRÁNILZMĚNĚ MAGNETICKÉHO POLE, KTERÁ HO ZPŮSOBILA
JAK SI TO VYSVĚTLIT? • Z CÍVKY SE STÁVÁ VŽDY MAGNET, TEČE-LI JÍ PROUD. SMĚR PROUDU VŽDY URČUJE PÓLY CÍVKY A TEDY VNIKÁ-LI MAGNET DO CÍVKY, TVOŘÍ SE PROTI NĚMU VŽDY STEJNÝ PÓL, ABY JEJ ODPUZOVAL, VYSTUPUJE-LI MAGNET Z CÍVKY, CÍVKA JDE ZA NÍM, TUDÍŽ VYTVOŘÍ PÓL OPAČNÝ…
JAK TOHO VYUŽÍVÁME? • SAMOZŘEJMĚ K VÝROBĚ ELEKTRICKÉHO PROUDU!!! • PŘÍSTROJE, KTERÉ TOTO UMOŽŇUJÍ NAZÝVÁME ALTERNÁTORY A DYNAMA • FUNGUJÍ PŘESNĚ OPAČNĚ NEŽLI ELEKTROMOTOR • OPĚT JE ZDE STATOR A ROTOR, ALE ROTOREM JE PERMANENTNÍ MAGNET A STATOREM JE CÍVKA