ARCS / ELEKTRODÍLNA01 · ZÁKLADY

POCHOPIT. ZAPOJIT. VYZKOUŠET.

Elektřina, která dává smysl.

Co se stane, když přidáš napětí? A proč větší odpor znamená menší proud?
Hýbej ovladači. Vztahy se ukážou přímo před tebou.

01 / ŽIVÝ EXPERIMENT

Jeden obvod. Tři veličiny.

Elektrické „tlačení“ mezi dvěma body. Jednotka: volt (V).

Jak moc zátěž brání proudu. Jednotka: ohm (Ω). Žárovka nebo tělísko mají odpor daný; rezistor nastavíš sám.

Pokusy porovnávej se začátkem: 12 V a 24 Ω.

STEJNOSMĚRNÝ OBVOD · POJISTKA 10 A
Zdroj, pojistka, vypínač a zátěž Proud protéká uzavřeným obvodem od kladného pólu zdroje přes pojistku, vypínač a zátěž zpět. Tečky znázorňují dohodnutý směr proudu.
I · proud ze zdroje0,5 A
P · výkon zátěže6 W
Za jednu hodinu6 Wh

A teď si představ vodu

Napětí je jako rozdíl tlaku.

Zdroj si představ jako čerpadlo, které udržuje rozdíl tlaku. Proud je množství vody proteklé za sekundu. Odpor je zúžená trubka: při stejném tlaku jí proteče méně vody.

Co model zjednodušuje
  • Zdroj je ideální, zátěže mají stálý odpor. Skutečná žárovka má za studena odpor mnohem menší a při rozsvícení ji proběhne proudový náraz.
  • Vodiče počítáme jako bezodporové. Jen při zkratu bereme jejich 0,05 Ω, proto má zkrat konečný, ale obrovský proud. Pojistka 10 A vypne přetížení po chvíli, zkrat okamžitě.
  • Tečky ukazují dohodnutý směr a velikost proudu, ne skutečnou rychlost elektronů. Vodní přirovnání má hranice: ve vodiči už nosiče náboje jsou, zátěž spotřebovává energii, ne proud.
  • Všechno platí pro stejnosměrný obvod. U střídavého proudu platí P = U × I jen pro odporové spotřebiče; motory a elektronika mají ještě účiník.

02 / OHMŮV ZÁKON

Chyť veličinu. Sleduj souvislosti.

U = I × R

Pomůcka pro výpočet: zakryj to, co hledáš.

×

Klepni na veličinu, kterou hledáš. Zakryje se a zbylé dvě ti řeknou, co s nimi udělat: vedle sebe násobíš, nad sebou dělíš.

HLEDÁME PROUD

I = U / R

A = V / Ω

Hodnoty se berou z obvodu nahoře. Vztah platí pro ohmickou zátěž se stálým odporem.

A kde jsou watty?

P = U × I. Výkon říká, kolik energie se předá za sekundu. Jeden watt je jeden joule za sekundu. V uzavřeném obvodu také platí P = U² / R: dvojnásobné napětí při stejném odporu znamená čtyřnásobný výkon.

ŠPINAVÁ VERZE · MĚŘÁK NA STOLE

Watty měřák neukáže. Změříš dvě čísla a vynásobíš je.

Stejný obvod jako nahoře, ale skutečný: zdroj pod zátěží trochu poklesne, vlákno žárovky má jiný odpor za studena a za tepla, rezistor má toleranci a měřák má svůj vlastní odpor.

U = ?×I = ?=P = ?

    Kolik je to wattů?

    Celý měřák do ruky, se zdířkami a chybami v zapojení, je v lekci 02. Hodnoty jsou ze simulace: zdroj 0,2 Ω, dráty 0,05 Ω, měřák na rozsahu 10 A přidá 0,03 Ω, kabely sond 0,2 Ω.

    03 / OD ČÍSEL K PRAXI

    Počítej i s jinými jednotkami.

    Nejdřív sjednoť jednotky.

    m jako mili = tisícina · k jako kilo = tisíc

    1 A = 1 000 mA
    1 kΩ = 1 000 Ω
    1 kW = 1 000 W

    Výkon není spotřeba

    Spotřeba energie = výkon × čas. Zařízení s příkonem 60 W za 2 hodiny odebere 120 Wh, tedy 0,12 kWh. Watt (W) je výkon; watthodina (Wh) je energie.

    04 / MALÁ ZKOUŠKA POROZUMĚNÍ

    Teď to zkus ty.

    Správně 0 / 6

    Každé kolo má jiná čísla. Nejlepší kolo si lekce pamatuje.

    ELEKTRODÍLNA

    Od prvního obvodu ke skutečné instalaci.

    Lekce 01 je simulace základních vztahů na 12 V. Lekce 03 pracuje s 230 V ze zásuvky, ale pořád jen v simulaci. Měření síťového napětí patří až k výuce s odpovídající kvalifikací a vybavením.