Transcript elektrický odpor - moderná škola tretieho tisícročia

Kód ITMS projektu: 26110130519
Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Rezistor a spájanie rezistorov
Vzdelávacia oblasť:
Človek a príroda
Predmet
Fyzikálny seminár
Ročník, triedy:
4. ročník
Tematický celok:
Elektrický prúd
Vypracoval:
Mgr. Jolana Szanková
Dátum:
marec 2014
Obsah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Jednoduchý
elektrický obvod
Elektrický odpor
Voltampérová
charakteristika
Ohmov zákon
Elektrický odpor
vodiča
Závislosť odporu od
teploty
7.
Meranie
elektrického odporu
8. Rezistor, reostat
9. Sériové zapojenie
rezistorov
10. Paralelné zapojenie
rezistorov
11. Použité zdroje
2
Jednoduchý elektrický obvod
• môžeme vytvoriť zo zdroja energie (batérie) a
spotrebiča (žiarovky)
• účinkom elektrického prúdu sa žiarovka rozsvieti
• veľkosť elektrického prúdu v obvode ovplyvňuje zdroj
energie a spotrebiče
I - elektrický prúd
U - elektrické napätie
obvodom prechádza elektrický prúd
3
Elektrický odpor
• je schopnosť vodiča „prekážať“ vedeniu elektrického
prúdu v obvode
• je fyzikálna veličina, ktorá má značku R
• jednotkou odporu je: Ω (ohm) [R] = Ω
• je pomenovaná podľa nemeckého fyzika
Georga Simona Ohma
• vypočítame:
elektrický odpor = podiel napätia a prúdu
G. S. Ohm
(1787 - 1854)
je pre daný vodič stála
veličina, závisí od jeho
vlastností a nezávisí
od napätia a prúdu
4
Voltampérová charakteristika
• graf závislosti prúdu I prechádzajúceho elektrickým
vodičom od napätia U medzi koncami vodiča
• graf zobrazuje priamu úmernosť
5
Ohmov zákon
• elektrický prúd I prechádzajúci kovovým vodičom je
priamo úmerný elektrickému napätiu U medzi jeho
koncami
• matematické vyjadrenie Ohmovho zákona:
G - elektrická vodivosť
- prevrátená hodnota R
Ohmov zákon má obmedzenú platnosť.
Odpor vodiča sa mení so zvyšujúcou sa teplotou.
Lineárne (ohmické) vodiče - platí Ohmov zákon.
Jednotkou elektrickej
vodivosti je siemens S.
[G] = S = Ω-1
6
Elektrický odpor vodiča
• elektrický odpor kovového vodiča R pri danej teplote
závisí od dĺžky l, kolmého prierezu S a od materiálu
• elektrický odpor vypočítame:
Merný elektrický
[ρ] = Ω . m
odpor kovov pri 20°C
ρ - merný elektrický odpor (rezistivita)
- je veličina charakterizujúca materiál vodiča
[ρ] = Ω . m
meď Cu
1,8 . 10-8
striebro Ag
1,6 . 10-8
hliník Al
2,7 . 10-8
Ag a Cu sú lepšími vodičmi než Al
7
Závislosť odporu od teploty
• elektrický odpor kovových vodičov závisí aj od
teploty, s rastúcou teplotou rastie
• táto závislosť je približne lineárna a je daná vzťahom:
0
VA
[α] = K-1
8
Meranie elektrického odporu
• elektrický odpor vodiča môžeme odmerať priamo
multimetrom alebo podľa Ohmovho zákona R = U/I
9
Rezistor, reostat
• Rezistor je elektrotechnická súčiastka
s pevne stanoveným (fixným) odporom
Rezistor sa používa na
obmedzenie pretekajúceho
prúdu v obvode a na
zníženie napätia (pri záťaži).
• Reostat je rezistor s premenným odporom
Reostat sa používa na
reguláciu veľkosti prúdu
v obvode.
Reostat možno použiť do
elektrických obvodov aj ako
delič napätia - potenciometer.
10
Sériové zapojenie rezistorov
• pre napätie platí:
U : U 1 : U 2 : U 3 = R : R 1 : R2 : R3
U = U1 + U2 + U3
U
U1
U2
R1
R2
U3
R3
U = R1 I + R 1 I + R 3 I
I
U=RI
• pre celkový odpor rezistorov platí:
Celkový odpor R sa rovná súčtu
odporov jednotlivých rezistorov.
R = R1 + R2 + R3
R = R1 + R2 + R3 + ..... + Rn
11
Paralelné zapojenie rezistorov
• pre prúdy platí:
I1
I = I1 + I2 + I3
R1
I2
R2
I3
R3
U = U1 = U2 = U3
I
U
Prevrátená hodnota celkového odporu
sa rovná súčtu prevrátených hodnôt
odporov jednotlivých rezistorov.
12
Použité zdroje
• Bednařík M., Svoboda E. a kol.: Fyzika pre 2.ročník
gymnázií, 1993, SPN, Bratislava
• Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis,
Bratislava, 2011
• Lank V., Vondra M.: Fyzika, 2008, Fragment s.r.o.
• http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:6_different_resistors.jpg
• http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Resistors-photo.JPG
• http://www.oskole.sk/userfiles/image/zaida/fyzika/Reostat_html_7
24c76d9.png
• http://www.spsemoh.cz/vyuka/zae/el3.htm
13