Elektrická práce a výkon v obvodu s konstatním proudem aneb O vařičích, pojistkách a účinnosti

1. Snímka 1

ELEKTRICKÁ PRÁCE A VÝKON
V OBVODU
S KONSTATNÍM PROUDEM
aneb
O vařičích, pojistkách a účinnosti
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]

2. Snímka 2

Elektrická práce ve vnější části obvodu W
R
I
Q
I
t
Q It
U RI
U
I
R
- +
Ue
2
U
W QU UIt RI t t
R
2
Při přemístění částic s nábojem Q ve vnější části obvodu
z jedné svorky zdroje na druhou vykonají síly elektrického pole práci W.

3. Snímka 3

Elektrická práce se projeví zahřátím vodiče.
Kinetická energie usměrněného pohybu částic s nábojem
se při srážkách odevzdává kmitajícím částicím krystalové mřížky - zvětšuje se vnitřní energie vodiče.
2
U
t
W QU UIt RI t
R
2
W Q
2
U
t
Q UIt RI t
R
2
Mírou změny vnitřní energie je teplo.
Q - Joulovo teplo.
W J

4. Snímka 4

Využití Joulova tepla v praxi:
1. tavné pojistky,

5. Snímka 5

Využití Joulova tepla v praxi:
1. tavné pojistky,
2. žehličky,
3. elektrické pícky,
4. infrazářiče,
5. přerušovače světel.

6. Snímka 6

Práce neelektrických sil uvnitř zdroje Wz
R
I
- +
Ue
WZ
Ue
Q
Ue
I
R Ri
Ri
U e2
Ue
t
t
Wz U eQ U e It U e
R Ri
R Ri
Práce neelektrických sil uvnitř zdroje je mírou energie,
kterou zdroj dodá do obvodu.

7. Snímka 7

Výkon zdroje
R
W
P
t
Ue
I
R Ri
I
- +
Ue
Ri
2
e
U
WZ
2
P
Ue I
R Ri I
t
R Ri
Výkon zdroje je energie, kterou zdroj dodá do obvodu
za 1 sekundu.

8. Snímka 8

Výkon konstantního proudu ve spotřebiči
R
W
P
t
I
U
I
R
- +
Ue
Ri
2
U
W
2
P
UI
RI
t
R
Výkon konstantního proudu ve spotřebiči je elektrický
příkon spotřebiče.

9. Snímka 9

Účinnost zdroje h
R
W
P
hz
Wz Pz
I
- +
Ue
Ri
RI 2
R
hz
2
R Ri I R Ri
Např.: jestliže R = Ri, pak h =0,5.100% = 50%
Účinnost zdroje je tím větší, čím větší je odpor vnější
části obvodu R v porovnání s vnitřním odporem zdroje Ri.

10. Snímka 10

Řešte úlohu:
Dvě žárovky s příkony 45 W a 5 W jsou paralelně
spojeny a připojeny ke zdroji napětí, ze kterého vychází
proud 3A.
Určete proudy, které procházejí žárovkami.
I1= 2,7 A, I2= 0,3 A

11. Snímka 11

Test
Účinnost zdroje je tím větší, čím je
a) větší odpor vnější části obvodu R v porovnání
s vnitřním odporem zdroje Ri,
b) menší odpor vnější části obvodu R v porovnání
s vnitřním odporem zdroje Ri,
c) větší odpor vnější části obvodu Ri v porovnání
s vnitřním odporem zdroje R,
d) menší odpor vnější části obvodu Ri v porovnání
s vnitřním odporem zdroje R.
1

12. Snímka 12

Test
Při usměrněném pohybu elektrony v kovovém vodiči
při srážkách s částicemi krystalické mřížky odevzdávají
část své kinetické energie, a proto platí:
a) zvětšuje se vnitřní energie vodiče,
b) zmenšuje se vnitřní energie vodiče,
c) nemění se přitom vnitřní energie vodiče,
d) vnitřní energie vodiče je přímo úměrná velikosti
proudu ve vodiči.
2

13. Snímka 13

Test
Pro účinnost zdroje v obvodu stejnosměrného proudu
platí:
R
a) h
R Ri
R
b) h
R Ri
R Ri
c) h
R
R Ri
d) h
R
3