Transcript ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod

OHMŮV ZÁKON
PRO UZAVŘENÝ
ELEKTRICKÝ OBVOD
aneb
Obvod plus vnitřek zdroje napětí
Experiment
Sledujte napětí na voltmetru při uzavírání spínače.
V
+
-
U1  U e
Je-li spínač rozpojen (zdroj je nezatížen), voltmetr
měří elektromotorické napětí zdroje Ue.
Experiment
Sledujte napětí na voltmetru při uzavírání spínače.
V
+
I
-
U1  U e
U 2 U e
Uzavřeme-li obvod (zdroj je zatížen), voltmetr ukáže
napětí U2 menší než elektromotorické napětí zdroje Ue.
Uzavřený elektrický obvod se skládá z:
1. vnější části,
V
+
-
I
Vnější část obvodu tvoří
- rezistory, vodiče, spotřebiče připojeny na svorky zdroje.
Odpor vnější části je vnější odpor obvodu R.
Uzavřený elektrický obvod se skládá z:
1. vnější části,
2. vnitřní části.
+
-
+
V
-
-
I
-
-
Vnitřní část obvodu tvoří
- vodivý prostor mezi póly uvnitř zdroje.
Odpor vnitřní části je vnitřní odpor zdroje Ri.
Ze zákona zachování energie vyplývá:
W Z  E Z  U eQ
- energie vydaná zdrojem
- energie elektrického pole vnější části obvodu E  UQ
- energie elektrického pole uvnitř zdroje
E i  U iQ
Energie vydaná zdrojem se přeměňuje na energii
ve vnější a vnitřní části obvodu:
EZ  E  Ei
U e Q  UQ  U i Q
Ue U  Ui
Součet napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Ue U Ui
V
+
-
U e  RI  R i I
U e  I R  Ri 
I
I 
Ue
R  Ri
Proud v uzavřeném obvodu se rovná podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu odporů vnější a vnitřní
části obvodu.
Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Ue U Ui
U e  RI  R i I
U e  I R  Ri 
I 
Georg Simon Ohm
(1787-1854), německý fyzik
Ue
R  Ri
Proud v uzavřeném obvodu se rovná podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu odporů vnější a vnitřní
části obvodu.
Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
U e  RI  R i I
V
+
-
U e  U  Ri I
U  U e  Ri I
U = RI svorkové napětí zdroje
Ui = RiI úbytek napětí na zdroji
Voltmetr připojený ke svorkám zdroje měří jeho svorkové
napětí U.
Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Nezatížený zdroj
U e  RI  R i I
V
+
-
U e  U  Ri I
U  U e  Ri I
I  0A
U Ue
Je-li spínač rozpojen, obvodem proud neprochází.
Úbytek napětí na zdroji je rovný nule.
Při nezatíženém zdroji je svorkové napětí U rovno
elektromotorickému napětí zdroje Ue.
Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Zatížený zdroj
U e  RI  R i I
V
+
-
U e  U  Ri I
U  U e  Ri I
I
I  0A
U  U e  RI
Je-li spínač zapnut, obvodem proud prochází.
Úbytek napětí na zdroji není rovný nule.
Při zatíženém zdroji je svorkové napětí U menší než
elektromotorické napětí zdroje Ue.
Spojení nakrátko (zkrat)
Při zkratu je odpor vnější části téměř nulový,
proud v obvodu dosahuje největší možnou hodnotu.
I 
+
-
Ue
R  Ri
je - li R  0 ,
pak
I  I max 
Ue
Ri
Odběr velkých proudů poškozuje každý zdroj.
Jističe a pojistky - odpojí zdroj, je-li proud větší než
povolená hodnota.
Řešte úlohu:
V uzavřeném obvodu je zdroj elektrického napětí
s Ue = 12 V a s vnitřním odporem Ri = 0,2 W. Vnější
odpor je R = 19,8 W.
Určete elektrický proud a svorkové napětí.
I =0,6 A; U=19,9 V
Řešte úlohu:
Vnější obvod s odporem 3,8 W je zapojený na zdroj
elektrického napětí s Ue = 12 V. Obvodem prochází
proud 3 A.
Určete:
- svorkové napětí zdroje,
- vnitřní odpor zdroje,
- maximální proud při zkratu.
U=11,4 V, Ri=0,2W, I =60 A
Test
Podle Ohmova zákonu pro uzavřený elektrický obvod:
a) proud v uzavřeném obvodu se rovná rozdílu elektromotorického napětí zdroje a součtu proudů ve vnější
a vnitřní části obvodu,
b) proud v uzavřeném obvodu se rovná podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu proudů ve vnější
a vnitřní části obvodu,
c) proud v uzavřeném obvodu se rovná součinu elektromotorického napětí zdroje a součtu proudů ve vnější
a vnitřní části obvodu.
1
Test
Pro napětí v uzavřeném elektrickém obvodu platí:
a) Součin napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
b) Podíl napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
c) Součet napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
d) Rozdíl napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
2
Test
Vztah vyjadřující závislost elektrického odporu na
teplotě je:
a)
c)
I 
I 
U
R  Ri
R  Ri
Ue
b)
d)
I 
I 
Ue
R  Ri
R  Ri
U
3
Test
Při spojení nakrátko je:
a) svorkové napětí zdroje téměř nulové,
b) úbytek napětí na zdroji téměř nulový,
c) vnitřní odpor zdroje téměř nulový,
d) odpor vnější části obvodu téměř nulový.
4
Test
Maximální možná hodnota proudu v obvodu je dána
vztahem:
a)
c)
I max 
I max 
Ue
b)
R
Ue
Ri
d)
I max 
I max 
R
Ue
Ri
Ue
5