Elektrický obvod

Technology

12 hours ago

Author

236x236pixelů Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků, např. odporů, kondenzátorů, cívek, tranzistorů, diod a spínačů. Tyto prvky vytváří 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.

Základní části elektrického obvodu

291x291pixelůBěžný elektrický obvod obsahuje tyto základní prvky:

* elektrický zdroj - mění vstupní energii (např. chemickou v případě galvanického článku nebo pohybovou v případě generátoru) na energii elektrickou * elektrický přístroj - slouží k ovládání obvodu (např. +more vypínač) nebo jeho ochraně před poruchovými stavy (např. pojistka) * elektrické vedení - slouží k přenosu elektrické energie od zdroje k spotřebiči, tvořeno dvěma či více vodiči navzájem oddělenými izolantem * 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 (elektrický zdroj), 2 dráty (vodiče), tlačítko (vypínač) a žárovka (spotřebič). 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

295x295pixelů Elektrický výkon: P = U \cdot I

Ohmův zákon: R = \frac{U}{I}, alternativní tvary: U = R\cdot I; I = \frac{U}{R}

* Odpor součásti 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 ani ztrátový výkon ** Izolant, nebo např. rozepnutý vypínač má (hypoteticky) nekonečný odpor, neprotéká jím tedy žádný proud ani nevzniká ztrátový výkon ** Odporovým spotřebičem (např. elektrické topení) prochází proud, přičemž se na něm vytváří úbytek napětí a mění elektrickou energii na jiný typ (tepelnou).

Kirchhoffovy zákony: * 1. Součet všech proudů vstupujících do uzlu nebo součástky je roven součtu všech proudů vystupujících z uzlu nebo součástky (tj. +more proud se nikde nehromadí). Orientovaný součet proudů kolem uzlu je nulový. \sum_{k=1}^n I_k = 0 * 2. Orientovaný součet všech napětí ve smyčce 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

Prvky elektrických obvodů

Základní schematické značky Pro zakreslení elektrického obvodu slouží schémata, ve kterých má každá část, tzn. +more každý elektrotechnický prvek, svou značku, např. :.

* elektrický zdroj * baterie * vodiče * spínač * tlačítko * žárovka * dioda * tranzistor * kondenzátor * ampérmetr * tyristor * LED * rezistor