Elektrický proud v kovech

el. proud je je uspořádaný pohyb volných částic s nábojem
- směr el. proudu - stejný jako směr pohybu kladných částic
- účinky:
tepelné
chemické
elektromagnetické

el. proud I =Q—t
- měříme ampérmetrem (sériové zapojení)

el. zdroj - působí v něm neelektrostatické síly, které konají práci W_z,
W_z=QU_e
U_e - elektromotorické napětí zdroje
svorkové napětí U=W/Q
W - práce elektrostatických sil
W<W_z
U<U_e

Ohmův zákon pro část el. obvodu
I=GU
G - vodivost
R=U/I
R - el. odpor

el. odpor závisí na:
teplotě
materiálu
délce l a obsahu S příč. řezu vodiče

R=ρl/S
ρ - měrný el. odpor

R=R₀(1+αΔt)
R₀ - původní odpor (při teplotě t0)
R - nový odpor při teplotě t
t₀ - původní teplota
t - nová teplota
Δt=t-t₀ - změna teploty
α - teplotní součinitel el. odporu

Spojování rezistorů

a) sériové

I=konst.
U₁+U₂=U
IR₁+IR₂=IR
R=R₁+R₂

platí i pro více sériově zapojených rezistorů:
R=R₁+R₂+...+R_n

b) paralelní

U=konst.
I=I₁+I₂
U/R=U/R₁+U/R₂
1/R=1/R₁+1/R₂

platí i pro více paralelně zapojených rezistorů:
1/R=1/R₁+1/R₂+...+1/R_n

kapacita vodiče
C=Q/U
kondenzátor - soustava navzájem izolovaných vodičů
d - vzálenost desek, S - obsah účinné plochy
el. intenzita E mezi deskami:
E=Q/(Sε₀ε_r)
E=U/d
Q/(Sε₀ε_r)=U/d
=>
C=Sε₀ε_r/d
při nabíjení deskového kondenzátoru se koná práce W=½QU=½CU²

Spojování kondenzátorů

a)sériové

Q=konst.
U=U₁+U₂
Q/C=Q/C₁+Q/C₂
1/C=1/C₁+1/C₂

platí i pro více sériově zapojených kondenzátorů:
1/C=1/C₁+1/C₂+...+1/C_n

b)paralelní

U=konst.
Q=Q₁+Q₂
CU=C₁U+C₂U
C=C₁+C₂

platí i pro více paralelně zapojených kondenzátorů:
C=C₁+C₂+...+C_n

Ohmův zákon pro uzavřený el. obvod

otevřený spínač: voltmetr ukazuje napětí nezatíženého zdroje U_e
uzavřený spínač: voltmetr ukazuje svorkové napětí U
U_e-U_i
U_i - úbytek napětí na zdroji
U=U_e-R_iI
R_i - vnitřní odpor zdroje
I=U_e/(R+R_i)
pro R=0:
I_k=U_e/R_i
I_k - kritický proud

Kirchhofovy zákony
síť - spojení více zdrojů a rezistorů
uzel - místo, kde se setkávají alespoň 3 vodiče
větev - část el. obvodu mezi 2 uzly
1) pro uzel sítě

2)
pro tzv. smyčky - jednoduché obvody, které můžeme libovolně vyčlenit z el. sítě
pro n rezistorů a m zdrojů:


El. práce a výkon
ve vnější části el. obvodu (mimo zdroj) konají el. síly práci W=QU=UIt
zvyšuje se teplota - probíhá tepel. výměna s okolím
vodič předá okolí tzv. Jouleovo teplo
výkon P=W/t=UI
neelektrické síly uvnitř zdroje vykonají práci W_z=QU_e
účinnost el. obvodu η=W/W_z=U/U_e=R/(R+R_i)