Prąd Elektryczny

Prąd
Elektryczny
Szeregowe i równoległe
łączenie oporników
Elżbieta Grzybek
Michał Hajduk
informatyka +
2
PROGRAM WYKŁADU
1. Prąd Elektryczny
2. Prawo Ohma
3. Łączenie oporników
4. Praca i moc prądu
5. Prawa Kirchoffa
6. Bibliografia
informatyka +
3
Prąd Elektryczny
Prąd elektryczny – uporządkowany ruch ładunków
elektrycznych.
W naturze przykładami są wyładowania atmosferyczne, wiatr
słoneczny czy czynność komórek nerwowych, którym
również towarzyszy przepływ prądu. W technice obwody
prądu elektrycznego są masowo wykorzystywane w
elektrotechnice i elektronice.
Przykładem prądu
elektrycznego,
przewodzonego przez
powietrze jest piorun
informatyka +
4
Prąd Elektryczny
Natężenie prądu I [A], wyraża szybkość przepływu ładunku
przez przekrój poprzeczny przewodnika.
• Natężenie mierzymy za pomocą amperomierza, który
włączamy do obwodu szeregowo. Jego opór powinien być
minimalny.
informatyka +
5
Prąd Elektryczny
Natężenie prądu to stosunek ładunku ΔQ przepływającego przez
przekrój poprzeczny przewodnika do czasu Δt, w jakim ten
ładunek przepłynął:
Jednostką natężenia jest amper.
informatyka +
6
Prąd Elektryczny
Opór elektryczny R [Ω]
Swobodne elektrony w przewodniku biorące udział w
przewodzeniu prądu napotykają na przeszkodę, którą
stanowią drgające jony sieci krystalicznej. Im wyższa
temperatura, tym amplituda tych drgań jest większa i opór, jaki
jony sieci stawiają elektronom, jest większy.
informatyka +
7
Prąd Elektryczny
Opór elektryczny charakteryzuje przewodnik pod względem
jego zdolności do przewodzenia prądu i zależy od rodzaju
materiału przewodnika, od jego długości l i od pola przekroju
poprzecznego S:
gdzie ρ , to opór przewodnika o jednostkowej długości i
jednostkowym polu przekroju poprzecznego, który jest różny
dla różnych materiałów (miedź, aluminium, srebro, itd.) i
dlatego nazywa się oporem właściwym.
Jednostką oporu jest Ω (om).
informatyka +
8
Prąd Elektryczny
Siła elektromotoryczna SEM [V] Jest to różnica
potencjałów między biegunami źródła, przez które nie płynie
prąd. Ta różnica potencjałów jest wytwarzana w źródle
napięcia.
informatyka +
9
Prawo Ohma
Twórca prawa Ohma
Ohm Georg Simon ur. się w 1787r, a zmarł w 1854r.
Fizyk Niemiecki. Badał Zjawiska związane z elektrycznością.
W 1827r. sformułował podstawowe prawo Ohma, które
zostało nazwane jego nazwiskiem. Od jego nazwiska
została nazwana także jednostka oporu elektrycznego Om.
Prawo Ohma
Prawo Ohma opisuje sytuację,
najprostszego przypadku związku
między napięciem przyłożonym do
przewodnika (opornika), a natężeniem
prądu przez ten przewodnik płynącego.
informatyka +
10
Prawo Ohma
Wzór na prawo Ohma
informatyka +
11
Prawo Ohma
Schemat prawa Ohma
informatyka +
12
Łączenie oporników
R1
R2
R3
szeregowe
R= R1 + R2 + R3
R1
równoległe
1 1 1
= +
R R1 R2
R1 R2
R
R1  R2
R2
informatyka +
13
Dzielnik napięć
U
I=
R1 + R2
I
U
U2 = IR2 = U
R1
R2
R1 + R2
Przykład:
R2
U2
U = 12V, R1 = 4k, R2 = 8k
I = 12V/12k = 1mA
U2 = 1mA∙8k = 8 V
informatyka +
14
Praca i moc prądu
15
Praca i moc prądu
16
Amperomierz i woltomierz
informatyka +
17
Prawa Kirchoffa
• Pierwsze prawo Kirchhoffa
Suma natężeń prądów wpływających do rozgałęzienia,
równa jest sumie natężeń prądów wypływających z
tego rozgałęzienia.
• Drugie prawo Kirchhoffa
W obwodzie zamkniętym suma spadków napięć na
wszystkich odbiornikach prądu musi być równa sumie
napięć na źródłach napięcia.
Prawa Kirchoffa
Przykład na I Prawo:
Prądy wpływające do rozgałęzienia :
(należy zwrócić uwagę na zwroty strzałek)
Σ Iwpływające = 2A + 3A + 5A = 10A
Σ Iwypływające = 7A + 3 A
ΣIwpływające = Σ Iwypływające
informatyka +
19
Prawa Kirchoffa
Przykład na II Prawo:
Na rysunku podłączono woltomierze do
źródła prądu oraz dwóch oporników –
odbiorników prądu. Jaki związek zachodzi
między napięciami przez nie wskazywanymi?
Ten przykład jest prosty, bo mamy tu tylko
jedno źródło prądu .Jeśli napięcie na źródle
oznaczymy UE , a napięcia na opornikach
odpowiednio U1 i U2 , to prawdziwy będzie związek:
UE = U1 + U2
Czyli np.
UE = 6 V
UE = 6 V
U1 = 4 V
LUB
U1 = 1 V
U2 = 2 V
U2 = 5 V
informatyka +
20
Bibliografia
zadane.pl
wikipedia.pl
sciaga.pl