Hlavné elektrické veličiny sú napätie, odpor, prúd a výkon

V elektrotechnike nemá zmysel jednoducho hovoriť „elektrina“. Tu je vždy potrebné uviesť, o čom sa presne diskutuje. Môžeme myslieť elektrický náboj kondenzátora, napätie v zásuvke, prúd tečúci cez vodiče alebo napríklad výkon, ktorý elektrický meter v našom byte navinul za mesiac.

V každom prípade neexistuje také množstvo ako elektrina, je to množstvo „množstvo elektriny“, ktoré sa správne nazýva elektrický náboj, ktorý sa meria v príveskoch. Jedná sa o elektrický náboj - pohybuje sa po drôtoch, hromadí sa na doskách kondenzátora, je pravidelne prítomný na svorkách (minimálne - na fázovom vodiči) vývodu, pohybuje sa vo forme prúdu, keď elektrická sieť vykonáva prácu. Hlavné elektrické veličiny nejakým spôsobom súvisia s nábojom. O týchto hodnotách budeme hovoriť dnes.

napätie

Napätie U sa meria medzi dvoma bodmi na obvode. Na to, aby sa v uzavretom obvode začalo nachádzať stabilné striedavé alebo konštantné napätie, je potrebný zdroj prúdu, ktorý zabezpečí, že toto napätie sa udržiava na koncoch obvodu. Tento zdroj bude slúžiť ako zdroj EMF - elektromotorickej sily, ktorá sa podobne ako napätie meria vo voltoch.

Ak je taký zdroj pripojený k uzavretému obvodu, potom bude na prvom mieste napätie medzi svorkami zdroja, to znamená na koncoch obvodu a po druhé na koncoch všetkých častí tohto obvodu, ak je podmienečne rozdelené na časti.

V každom okamihu môže mať elektrické napätie pôsobiace na konkrétnu časť obvodu inú hodnotu ako v predchádzajúcom okamihu, ak je obvod napájaný z premenlivého zdroja emf alebo rovnaká hodnota, ak ide o konštantný zdroj emf, a obvod, v danom poradí, je obvod jednosmerného prúdu.

Napätie na koncoch jednosmerného obvodu je podobné výškovému rozdielu na strane hory a náboj za týchto podmienok je ako voda stúpajúca do výšky, iba vzhľadom na elektrické pole sa tento rozdiel nazýva rozdiel (elektrických) potenciálov, pretože sa nehovorí o gravitačnom poli.

Potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi je 1 volt, ak chcete presunúť poplatok 1 prívesok z jedného bodu do druhého, musíte na ňom pracovať vo výške 1 joulu. Volt sa tiež rovná elektrickému napätiu spôsobujúcemu jednosmerný prúd 1 ampér v elektrickom obvode pri výkone 1 watt, ale viac o tom neskôr.

prúd

Ak je na koncoch úseku obvodu (vodiča) prítomné elektrické napätie, to znamená, keď je rozdiel v elektrickom potenciáli, znamená to, že vo vodiči pôsobí pozdĺž elektrického úseku pozdĺž pozdĺžneho úseku uvažovaného úseku elektrické pole. Elektrické pole pôsobí násilne na nabité častice.

Napríklad v kovoch sú voľné elektróny nosičmi záporného náboja a môžu sa dostať do translačného pohybu, ak sa náhle ocitnú vo vonkajšom elektrickom poli, ktorého zdrojom je v tomto prípade zdroj emf. Keď sa elektróny dostanú do pohybu pod vplyvom elektrického poľa, stávajú sa pohybujúcim sa nábojom, tj elektrickým prúdom I.

Množstvo náboja sa meria v coulomboch a prúd charakterizuje rýchlosť pohybu náboja cez prierez vodiča (za jednotku času). Keď elektrický náboj jedného prívesku prejde prierezom vodiča v jednej sekunde, prúd vo vodiči je 1 ampér. Analogicky s vodou - čím viac vody prechádza cez potrubnú časť za sekundu - tým väčší je prúd.

odpor

Pod vplyvom elektrického napätia sa náboj pohybuje cez prierez vodiča a vytvára prúd, ale nepohybuje sa bez prekážok. Pretože sme začali uvažovať o kovovom vodiči, budeme s ním pokračovať.

Elektróny vo vodiči pohybujúcom sa pod vplyvom elektrického poľa narážajú do prekážok vo vnútri vodiča - atómy kryštalickej mriežky, ako aj navzájom navzájom, kvôli chaotickej zložke (tepelnej) pohybu elektrónov a atómovým vibráciám.

Tieto prekážky poskytujú určitý druh odporu, spomaľujú elektróny, znižujú prúd v porovnaní s tým, ako by sa mohol vyvíjať, ak by také prekážky neexistovali. Ale tento druh odporu R v skutočných vodičoch (obvodoch) je vždy k dispozícii.

Táto hodnota sa v elektrotechnike nazýva elektrický odpor. Elektrický odpor sa meria v ohmoch. Jeden Ohm sa rovná elektrickému odporu časti elektrického obvodu, medzi koncami ktorého jednosmerný prúd 1 ampér prúdi pri napätí 1 voltu na koncoch.

Čím väčší je odpor, ktorý charakterizuje daný vodič, tým menší bude prúd na rovnakom napätí na koncoch tohto vodiča. Táto závislosť sa nazýva Ohmov zákon pre časť elektrického obvodu: veľkosť prúdu v časti obvodu je priamo úmerná napätiu na koncoch tejto časti a nepriamo úmerná elektrickému odporu danej časti obvodu.

energie

Keď už hovoríme o elektrickom obvode, napätí, odpore a prúde, nie je možné ukončiť tému základných elektrických veličín príbehom o elektrickej energii P. Keď sa v obvode zistí prúd a prúdi ďalej pod vplyvom napätia, zdroj emf vykoná na obvode prácu A.

V skutočnosti sa práca vykonáva pomocou elektrického poľa na elektrickom náboji, ktorý sa pohybuje v tomto poli. Množstvo perfektnej práce závisí od potenciálneho rozdielu, ktorý náboj prekonal, a od veľkosti tohto náboja. Čím rýchlejšie bola práca vykonaná, tým vyššia bola sila procesu.

V prípade prúdu obvykle hovoríme o sile zdroja, ktorý vykonával prácu, ako aj o sile spotrebiteľa (obvodu). Elektrická energia vynaložená na užitočnú prácu sa meria vo wattoch. Pre každý druh energie, nielen pre elektrickú energiu, je 1 watt definovaný ako výkon, pri ktorom sa 1 joule vykonáva za 1 sekundu.