Elektrický obvod

Technology

12 hours ago

Author

Schéma nejjednoduššího uzavřeného elektrického obvodu Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků, a to jak vodivých, např. odporů, kondenzátorů či cívek, tak polovodivých, např. diod či tranzistorů, přerušitelné pomocí spínačů. Tyto prvky vytváří (polo)vodivou cestu pro přenos elektrické energie a splňují funkce, které jsou od obvodu požadovány (např. zesilování signálu, vytváření oscilací apod.). Může být nepatrný jako mikročip, nebo může zahrnovat celou elektrickou síť. Obvod se může skládat z jednotlivých (tzv. diskrétních) prvků nebo celých integrovaných obvodů.

Pokud je vodivá dráha tvořená elektrickým obvodem uzavřená, pak se hovoří o uzavřeném elektrickém obvodu. Je-li vodivá dráha obvodu přerušena, např. +more otevřeným spínačem, pak se mluví o otevřeném elektrickém obvodu.

+more images (1)

Základní části elektrického obvodu

291x291pixelůBěžný elektrický obvod obsahuje tyto základní prvky:

* elektrický zdroj - mění vstupní energii (např. chemickou v případě galvanického či palivového článku nebo pohybovou v případě generátoru) na energii elektrickou * elektrické vedení - slouží k přenosu elektrické energie od zdroje k spotřebiči, tvořeno dvěma či více vodiči navzájem oddělenými izolantem * elektrický přístroj - slouží k ovládání obvodu (např. +more vypínač) nebo jeho ochraně před poruchovými stavy (např. pojistka) * elektrický spotřebič - mění elektrickou energii na energii výstupní (např. světelnou v případě žárovky či LED diody nebo pohybovou v případě motoru).

Typickým příkladem jednoduchého elektrického obvodu může být baterie, dva vodiče, vypínač a žárovka. Ve většině případů je situace mnohem komplikovanější, protože běžný spotřebič se může skládat z desítek, stovek nebo tisíců součástek, z nichž mnohé mohou uvnitř realizovat komplikovaná zapojení skládající se ze stovek, tisíců nebo i milionů prvků. +more Elektrický obvod rovněž často obsahuje více zdrojů (např. bateriové spotřebiče připojitelné na síť) a více vypínačů pro odpojování a přepojování různých funkčních celků.

Základní zákony

Paralelní a sériové zapojení obvodu Ohmův zákon: R = \frac{U}{I}, alternativní tvary: U = R\cdot I; I = \frac{U}{R} .

* Odpor prvku obvodu je roven podílu napětí na daném prvku a proudu, který skrze něj protéká. ** Vodič, nebo např. +more sepnutý vypínač, má (hypoteticky) nulový odpor, nevzniká na něm tedy žádný úbytek napětí. ** Izolant, nebo např. rozepnutý vypínač má (hypoteticky) nekonečný odpor, neprotéká jím tedy žádný proud. ** Rezistor (např. elektrické topení) vytváří v důsledku procházejícího proudu úbytek napětí a mění elektrickou energii na tepelnou.

Elektrický výkon: P = U \cdot I, alternativní tvary: P = R \cdot I^2 = \frac{U^2}{R}

Kirchhoffovy zákony: * 1. Orientovaný součet proudů kolem uzlu je nulový: \sum_{k=1}^n I_k = 0, tj. +more součet proudů vstupujících do uzlu je roven součtu proudů vystupujících z uzlu (tj. proud se nikde nehromadí). * 2. Orientovaný součet napětí kolem obvodu je nulový: \sum_{k=1}^n U_k=0. * Z Kirchhoffových zákonů vyplývají zákonitosti pro řazení prvků v obvodu: ** V případě sériového zapojení protéká všemi prvky stejný proud a součet úbytků napětí na spotřebičích se rovná napětí zdroje. ** V případě paralelního zapojení je na všech prvcích stejné napětí a součet proudů tekoucích do spotřebičů se rovná proudu odebíranému ze zdroje. Theveninova věta: Jakékoli propojení zdrojů a rezistorů s dvěma vývody je elektricky ekvivalentní ideálnímu napěťovému zdroji zapojenému sériově s jediným rezistorem. Nortonova věta: Jakékoli propojení zdrojů a rezistorů s dvěma vývody je elektricky ekvivalentní ideálnímu proudovému zdroji zapojenému paralelně s jediným rezistorem.

Important

Soubor:Circuit diagram - pictorial and schematic.png

elektrický spotřebič

Prvky elektrických obvodů

Základní schematické značky Pro zakreslení elektrického obvodu slouží schéma zapojení, ve kterých má každý elektrický prvek svou značku, např. +more:.

* elektrický zdroj * elektrický vodič * rezistor * cívka * kondenzátor * spínač * tlačítko * žárovka * LED * dioda * tranzistor * tyristor * ampérmetr * voltmetr * wattmetr