Ohmov zákon pre uzavretý elektrický obvod



Σχετικά έγγραφα
1. Určenie VA charakteristiky kovového vodiča

Laboratórna práca č.1. Elektrické meracie prístroje a ich zapájanie do elektrického obvodu.zapojenie potenciometra a reostatu.

Elektrický prúd v kovoch

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Model redistribúcie krvi

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

Meranie na jednofázovom transformátore

1. VZNIK ELEKTRICKÉHO PRÚDU

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.7. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Elektrický prúd v kovoch

1. MERANIE VÝKONOV V STRIEDAVÝCH OBVODOCH

MOSTÍKOVÁ METÓDA 1.ÚLOHA: 2.OPIS MERANÉHO PREDMETU: 3.TEORETICKÝ ROZBOR: 4.SCHÉMA ZAPOJENIA:

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.5. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

u R Pasívne prvky R, L, C v obvode striedavého prúdu Činný odpor R Napätie zdroja sa rovná úbytku napätia na činnom odpore.

1. laboratórne cvičenie

DIGITÁLNY MULTIMETER AX-100

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.8. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.2. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

REZISTORY. Rezistory (súčiastky) sú pasívne prvky. Používajú sa vo všetkých elektrických

RIEŠENIE WHEATSONOVHO MOSTÍKA

Riešenie lineárnych elektrických obvodov s jednosmernými zdrojmi a rezistormi v ustálenom stave

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Praktikum z elektroniky

STRIEDAVÝ PRÚD - PRÍKLADY

v d v. t Obrázok 14.1: Pohyb nabitých častíc vo vodiči.

Obr. 4.1: Paralelne zapojené napäťové zdroje. u 1 + u 2 =0,

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

3. Meranie indukčnosti

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

Základné pojmy v elektrických obvodoch.

ZBIERKA ÚLOH Z FYZIKY PRE 4.ROČNÍK

1. MERANIE ODPOROV JEDNOSMERNÝM PRÚDOM. 1a Meranie stredných odporov základnými metódami

Ekvačná a kvantifikačná logika

PRAKTIKUM Z FYZIKY PRE CHEMIKOV I

ELEKTRICKÉ POLE. Elektrický náboj je základná vlastnosť častíc, je viazaný na častice látky a vyjadruje stav elektricky nabitých telies.

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

4. MERANIE PREVÁDZKOVÝCH PARAMETROV TRANSFORMÁTORA

DIGITÁLNY MULTIMETER AX-101B NÁVOD NA OBSLUHU

Prechodové deje. Štúdium RC obvodu J. Kúdelík

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.9. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

UČEBNÉ TEXTY. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Meranie a diagnostika. Meranie snímačov a akčných členov

PRINCÍPY MERANIA MALÝCH/VEĽKÝCH ODPOROV Z HĽADISKA POTREBY REVÍZNEHO TECHNIKA

Rozsah akreditácie 1/5. Príloha zo dňa k osvedčeniu o akreditácii č. K-003

Riešenie rovníc s aplikáciou na elektrické obvody

2 Kombinacie serioveho a paralelneho zapojenia

Analýza poruchových stavov s využitím rôznych modelov transformátorov v programe EMTP-ATP

DIGITÁLNY MULTIMETER AX-588B

Elektrotechnika 2 riešené príklady LS2015

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č. 11. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Digitálny multimeter AX-572. Návod na obsluhu

Cvičenia z elektrotechniky I

Obvod a obsah štvoruholníka

ELEKTROTECHNIKA zoznam kontrolných otázok na učenie toto nie sú skutočné otázky na skúške

Matematika 2. časť: Analytická geometria

MPO-01A prístroj na meranie priechodových odporov Návod na obsluhu

Pracovný zošit pre odborný výcvik

Motivácia pojmu derivácia

pre 9.ročník základnej školy súbor pracovných listov

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

Z O S I L Ň O V A Č FEARLESS SÉRIA D

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

9 STRIEDAVÉ ELEKTRICKÉ PRÚDY

6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

1. písomná práca z matematiky Skupina A

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Multimetr s automatickým prep. rozsahov, bargrafom a USB AX-582. Návod k obsluze

MERANIE OSCILOSKOPOM Ing. Alexander Szanyi

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

MERANIE OPERAČNÝCH ZOSILŇOVAČOV

Katedra elektrotechniky a mechatroniky FEI-TU v Košiciach NÁVODY NA CVIČENIA Z VÝKONOVEJ ELEKTRONIKY. Jaroslav Dudrik

Elektrotechnické meranie III - teória

( V.m -1 ) ( V) ( V) (0,045 J)

100626HTS01. 8 kw. 7 kw. 8 kw

DIGITÁLNY MULTIMETER AX-178. Návod na obsluhu

NÁVODY NA MERACIE CVIČENIA Z VÝKONOVEJ ELEKTRONIKY

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

UČEBNÉ TEXTY. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť. Vzdelávacia oblasť:

MPO-02 prístroj na meranie a kontrolu ochranných obvodov. Návod na obsluhu

MERANIE ČÍSLICOVÝCH INTEGROVANÝCH OBVODOV Ing. Alexander Szanyi

1. Atómová štruktúra látok, stavba atómu. Elektrické a magnetické pole v elektrotechnike.

ELEKTRICKÉ MERANIA PRACOVNÝ ZOŠIT

MERANIE NA TRANSFORMÁTORE Elektrické stroje / Externé štúdium

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

6.4 Otázky na precvičenie. Test 1

Funkcie - základné pojmy

Cenník. prístrojov firmy ELECTRON s. r. o. Prešov platný od Revízne meracie prístroje

Obr Voltampérová charakteristika ideálneho zdroja: a) napätia; b) prúdu.

3 Elektrický prúd. 3.1 Úvod

ELEKTROTECHNICKÉ PRAKTIKUM (Návody na cvičenia)

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

Nestacionárne magnetické pole

Transcript:

Ohmov zákon pre uzavretý elektrický obvod Fyzikálny princíp: Každý reálny zdroj napätia (batéria, akumulátor) môžeme považova za sériovú kombináciu ideálneho zdroja s elektromotorickým napätím U e a vnútorným odporom i (obr. 1). Ak zaažíme zdroj vonkajším odporom, napätie na tomto odpore, ktoré nazývame svorkové napätie U, je vždy menšie než elektromotorické napätie U e a závisí od vekosti vnútorného odporu zdroja i. Zdroj, ktorý má malý vnútorný odpor (akumulátor, sie) sa nazýva tvrdý zdroj a jeho svorkové napätie sa blíži k elektromotorickému napätiu. Prúd v obvode teda uruje odpor spotrebia. Zdroj s vekým vnútorným odporom (napr. vybitá batéria) sa nazýva mäkký zdroj. Ak pripojíme ku svorkám zdroja zaažovací odpor, bude obvodom (obr. 1 ) preteka prúd I. Pretože zaažovací odpor a vnútorný odpor i sú zapojené sériovo, platí: (1) Svorkové napätie je rovné úbytku napätia na odpore U = I. (2) Využitím vzahu (2) v rovnici (1) dostávame nasledovné vyjadrenie pre svorkové napätie: U =U e - I. i (3) Zo vzahu (3) vyplýva, že svorkové napätie U je lineárnou klesajúcou funkciou prúdu I pretekajúceho elektrickým obvodom. Elektromotorické napätie (EMN) zdroja môžeme uri viacerými spôsobmi: A) priamou metódou B) kompenzanou metódou C) z merania závislosti U = f(i) Ak vodiom prechádza ustálený elektrický prúd, elektrické sily konajú prácu. Vo vonkajšej asti obvodu sa vykoná práca W = U Q, kde Q je vekos náboja, ktorý prejde prierezom vodia za uritý as (U - svorkové napätie). Výkon elektrického prúdu vo vonkajšej asti obvodu je daný vzahom: W U Q P = = (4) t t Využitím vzahu pre prúd prechádzajúci obvodom I = Q / t a vzahu U = I (2), ktorý vyjadruje Ohmov zákon pre as elektrického obvodu, dostávame: P = I 2 (5) kde je odpor vonkajšej asti obvodu. Úpravou vzahu (5) využitím Ohmovho zákona pre uzavretý obvod (1) dostávame: P = Ue ( + i ) 2 (6) Maximálnu hodnotu výkonu dosiahne pre = i., t.j. ak odpor vonkajšej asti obvodu sa rovná vnútornému odporu zdroja.

Dôležitou charakteristikou zdroja je úinnos, ktorá udáva, aká as z celkového výkonu P Z zdroja v obvode pripadá na výkon P prúdu vo vonkajšej asti obvodu. Úinnos zdroja teda je: P U I U η = = = (7) Pz Ue I Ue Po dosadení, dostávame: U = I, U e = I ( i + ) 1 η = (8) 1+ i Úinnos batérie s rastúcim odporom vonkajšej asti obvodu rastie. eálny zdroj sa blíži k maximálnej úinnosti = 1 v prípade ak i <<. Pri hodnote i = je úinnos zdroja = 0,5.

Cie: 1. Odmera volt-ampérovú charakteristiku batérie. 2. Z volt-ampérovej charakteristiky batérie uri elektromotorické napätie U e a vnútorný odpor batérie i. 3. Odmera závislos výkonu prúdu vo vonkajšej asti obvodu na odpore vonkajšej asti obvodu. 4. Z nameranej závislosti uri pri akej hodnote odporu je hodnota výkonu prúdu vo vonkajšej asti obvodu maximálna. 5. Odmera závislos úinnosti zdroja (batérie) na odpore vonkajšej asti obvodu a uri hodnotu úinnosti zdroja pri odpore vonkajšej asti obvodu rovnom vnútornému odporu zdroja. Pomôcky: poíta so systémom Coach 6 EuroLab so senzorom napätia a prúdu alebo merací panel CoachLabII plochá batéria 4,5 V (prípadne batérie iných typov) odporový normál A (1 Ω), reostat A (105 Ω) spojovacie vodie Postup: 1. V prípade použitia Eurolabu otvorte súbor OhmovZakonEuroLab a v prípade Coach otvorte súbor OhmovZakon. Pokia súbor k dispozícii nemáte, pripravte si experiment poda Obr. 2. Na kanále 4 snímajte napätie U z batérie, použite voltmeter CMA -10... 10 V. Na kanále 3 snímajte napätie U A z odporového normálu A, použite voltmeter CMA 0.. 5 V. Dobu merania nastavte na 10 sekúnd. Vytvorte grafy závislosti U = f(t), I = f(t) a U = f(i), kde pre prúd zadajte vzah I =U A / A, poda ktorého poíta prepoíta napätie U A na prúd I. 2. Zostavte elektrický obvod poda schémy na obr. 2. Zobrazte grafy U = f(t), I = f(t) a U = f(i). Pomocou senzoru napätia (na kanále 4) snímajte napätie U z batérie, a prúdu prúd pretekajúci obvodom (na kanále 3 snímajte napätie U A z odporového normálu A, pomocou ktorého meriate nepriamo prúd I, ktorý uríte zo vzahu I =U A / A ). 3. Stlaením zeleného tlaidla spustite meranie. Plynulým pohybom jazdca reostatu e v priebehu 10 sekúnd zväšujte (zmenšujte) jeho odpor, ím meníte hodnotu elektrického prúdu v obvode.

Otázky a úlohy: A. Závislos svorkového napätia od elektrického prúdu prechádzajúceho obvodom U = f(i). 1. Do pripraveného grafu závislosti U = f(i) zakreslite svoju predpove o priebehu sledovanej závislosti. 2. Prezrite si výsledok vášho merania a porovnajte nameraný priebeh s vašou predpoveou. Napíšte, akú závislos vám pripomína graf U = f(i). 3. Graf závislosti U = f(i) fitujte vhodne zvolenou funkciou. Zapíšte typ vybranej funkcie a hodnoty parametrov a, b,... f(x) = a = b= 4. Ktorú veliinu v našom meraní prestavuje nezávislá premenná x? 5. Ktorú veliinu v našom meraní prestavuje závislá premenná y = f(x)? 6. Aký je fyzikálny význam parametrov a, b vo funkcii, ktorou ste fitovali nameranú závislos U = f(i)? a... b... 7. Aké je elektromotorické napätie U e a vnútorný odpor i? U e = i = B. Závislos výkonu elektrického prúdu vo vonkajšej asti obvodu na odpore vonkajšej asti obvodu P = f(). 1. Do pripraveného grafu závislosti P = f() zakreslite svoju predpove o priebehu sledovanej závislosti. 2. Zostrojte graf závislosti výkonu elektrického prúdu vo vonkajšej asti obvodu na odpore vonkajšej asti obvodu P = f(), kde pre výkon P a odpor zadefinujte vzahy P = U I, = U / I. Získanú závislos porovnajte s vašou predpoveou. Popíšte nameranú závislos. 3. Z grafu závislosti P = f() urte hodnotu odporu, pri ktorom je hodnota výkonu elektrického prúdu vo vonkajšej asti obvodu maximálna. = 4. Porovnajte hodnotu odporu, pri ktorom je výkon elektrického prúdu vo vonkajšej asti obvodu maximálny s vnútorným odporom batérie i.

C. Závislos úinnosti zdroja (batérie) na odpore vonkajšej asti obvodu = f(). 1. Do pripraveného grafu závislosti = f () zakreslite svoju predpove o priebehu sledovanej závislosti. 2. Zostrojte graf závislosti úinnosti zdroja (batérie) na odpore vonkajšej asti obvodu = f (), kde pre úinnos zdroja zadajte vzah = P / P Z, priom P je hodnota výkonu prúdu vo vonkajšej asti obvodu a P Z je celkový výkon zdroja P Z = U e I. Získanú závislos porovnajte s vašou predpoveou. Popíšte nameranú závislos. 3. Urte hodnotu úinnosti pre = i. = 4. Urte hodnotu úinnosti pre ubovonú vyššiu hodnotu odporu (napr. 50 ). = 5. K akej hodnote sa blíži úinnos zdroja pri rastúcom odpore vonkajšej asti obvodu?