Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod aneb Obvod plus vnitřek zdroje napětí

1. Snímka 1

OHMŮV ZÁKON
PRO UZAVŘENÝ
ELEKTRICKÝ OBVOD
aneb
Obvod plus vnitřek zdroje napětí
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]

2. Snímka 2

Experiment
Sledujte napětí na voltmetru při uzavírání spínače.
V
+
-
U1 U e
Je-li spínač rozpojen (zdroj je nezatížen), voltmetr
měří elektromotorické napětí zdroje Ue.

3. Snímka 3

Experiment
Sledujte napětí na voltmetru při uzavírání spínače.
V
+
I
-
U1 U e
U 2 U e
Uzavřeme-li obvod (zdroj je zatížen), voltmetr ukáže
napětí U2 menší než elektromotorické napětí zdroje Ue.

4. Snímka 4

Uzavřený elektrický obvod se skládá z:
1. vnější části,
V
+
-
I
Vnější část obvodu tvoří
- rezistory, vodiče, spotřebiče připojeny na svorky zdroje.
Odpor vnější části je vnější odpor obvodu R.

5. Snímka 5

Uzavřený elektrický obvod se skládá z:
1. vnější části,
2. vnitřní části.
+
-
+
V
-
-
I
-
-
Vnitřní část obvodu tvoří
- vodivý prostor mezi póly uvnitř zdroje.
Odpor vnitřní části je vnitřní odpor zdroje Ri.

6. Snímka 6

Ze zákona zachování energie vyplývá:
WZ EZ U eQ
- energie vydaná zdrojem
- energie elektrického pole vnější části obvodu E UQ
- energie elektrického pole uvnitř zdroje
Ei U iQ
Energie vydaná zdrojem se přeměňuje na energii
ve vnější a vnitřní části obvodu:
EZ E Ei
U e Q UQ U i Q
Ue U Ui
Součet napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.

7. Snímka 7

Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Ue U Ui
V
+
-
U e RI Ri I
U e I R Ri
I
Ue
I
R Ri
Proud v uzavřeném obvodu se rovná podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu odporů vnější a vnitřní
části obvodu.

8. Snímka 8

Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Ue U Ui
U e RI Ri I
U e I R Ri
Georg Simon Ohm
(1787-1854), německý fyzik
Ue
I
R Ri
Proud v uzavřeném obvodu se rovná podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu odporů vnější a vnitřní
části obvodu.

9. Snímka 9

Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
U e RI Ri I
V
+
-
U e U Ri I
U U e Ri I
U = RI svorkové napětí zdroje
Ui = RiI úbytek napětí na zdroji
Voltmetr připojený ke svorkám zdroje měří jeho svorkové
napětí U.

10. Snímka 10

Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Nezatížený zdroj
U e RI Ri I
V
+
-
U e U Ri I
U U e Ri I
I 0A
U Ue
Je-li spínač rozpojen, obvodem proud neprochází.
Úbytek napětí na zdroji je rovný nule.
Při nezatíženém zdroji je svorkové napětí U rovno
elektromotorickému napětí zdroje Ue.

11. Snímka 11

Ohmův zákon pro uzavřený elektrický obvod
Zatížený zdroj
U e RI Ri I
V
+
-
U e U Ri I
U U e Ri I
I
I 0A
U U e RI
Je-li spínač zapnut, obvodem proud prochází.
Úbytek napětí na zdroji není rovný nule.
Při zatíženém zdroji je svorkové napětí U menší než
elektromotorické napětí zdroje Ue.

12. Snímka 12

Spojení nakrátko (zkrat)
Při zkratu je odpor vnější části téměř nulový,
proud v obvodu dosahuje největší možnou hodnotu.
+
Ue
I
R Ri
-
je - li R 0,
pak
Ue
I I max
Ri
Odběr velkých proudů poškozuje každý zdroj.
Jističe a pojistky - odpojí zdroj, je-li proud větší než
povolená hodnota.

13. Snímka 13

Řešte úlohu:
V uzavřeném obvodu je zdroj elektrického napětí
s Ue = 12 V a s vnitřním odporem Ri = 0,2 W. Vnější
odpor je R = 19,8 W.
Určete elektrický proud a svorkové napětí.
I =0,6 A; U=19,9 V

14. Snímka 14

Řešte úlohu:
Vnější obvod s odporem 3,8 W je zapojený na zdroj
elektrického napětí s Ue = 12 V. Obvodem prochází
proud 3 A.
Určete:
- svorkové napětí zdroje,
- vnitřní odpor zdroje,
- maximální proud při zkratu.
U=11,4 V, Ri=0,2W, I =60 A

15. Snímka 15

Test
Podle Ohmova zákonu pro uzavřený elektrický obvod:
a) proud v uzavřeném obvodu se rovná rozdílu elektromotorického napětí zdroje a součtu proudů ve vnější
a vnitřní části obvodu,
b) proud v uzavřeném obvodu se rovná podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu proudů ve vnější
a vnitřní části obvodu,
c) proud v uzavřeném obvodu se rovná součinu elektromotorického napětí zdroje a součtu proudů ve vnější
a vnitřní části obvodu.
1

16. Snímka 16

Test
Pro napětí v uzavřeném elektrickém obvodu platí:
a) Součin napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
b) Podíl napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
c) Součet napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
d) Rozdíl napětí na vnější a vnitřní části elektrického
obvodu se rovná elektromotorickému napětí zdroje.
2

17. Snímka 17

Test
Vztah vyjadřující závislost elektrického odporu na
teplotě je:
a)
U
I
R Ri
c)
R Ri
I
Ue
b)
Ue
I
R Ri
d)
R Ri
I
U
3

18. Snímka 18

Test
Při spojení nakrátko je:
a) svorkové napětí zdroje téměř nulové,
b) úbytek napětí na zdroji téměř nulový,
c) vnitřní odpor zdroje téměř nulový,
d) odpor vnější části obvodu téměř nulový.
4

19. Snímka 19

Test
Maximální možná hodnota proudu v obvodu je dána
vztahem:
R
Ue
b) I max
a) I max
Ue
R
c)
Ue
I max
Ri
d)
Ri
I max
Ue
5