PRIPOPRIPOPrincipy počítačůPrincipy počítačů
cvičení č. 2cvičení č. 2
cvičení č. 3cvičení č. 3
Základy elektrotechniky Základy elektrotechniky (resp. velmi zběžná exkurze do nich)(resp. velmi zběžná exkurze do nich)
Martin Adámek
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
22
Organizační drobnostiOrganizační drobnosti
docházka – prezedocházka – prezenncece
+ + iitoto téma na dvě cvičenítoto téma na dvě cvičení– příklady až příště (nebo na vyžádání i dnes)příklady až příště (nebo na vyžádání i dnes)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
33
Základní terminologie – veličinyZákladní terminologie – veličiny
elektrický odporelektrický odpor– značka Rznačka R– jednotka Ohm (značka jednotka Ohm (značka ))– „„měří“ ohmmetrměří“ ohmmetr
ve skutečnosti vypočítává pomocí vzorce R=U/Ive skutečnosti vypočítává pomocí vzorce R=U/Inarozdíl od ampérmetru a voltmetru potřebuje vlastní zdroj i v narozdíl od ampérmetru a voltmetru potřebuje vlastní zdroj i v analogovém provedeníanalogovém provedenínení to jen „měřák“, je to „měřák“ a zdrojnení to jen „měřák“, je to „měřák“ a zdroj
– vlastnost obvodu nebo jeho části, vlastnost součástkyvlastnost obvodu nebo jeho části, vlastnost součástky– vlastnost konkrétního vodičevlastnost konkrétního vodiče
s určitým průřezem (plochou v řezu)s určitým průřezem (plochou v řezu)– odpor snižuje (jako víceproudá silnice)odpor snižuje (jako víceproudá silnice)
s určitou délkous určitou délkou– odpor zvyšujeodpor zvyšuje
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
44
Základní terminologie – veličinyZákladní terminologie – veličinyměrný elektrický odpor (rezistivita)měrný elektrický odpor (rezistivita)– vlastnost materiáluvlastnost materiálu– značka značka – jednotka jednotka *m (po vykrácení plochy a délky)*m (po vykrácení plochy a délky)– ideální materiály pro použití jako vodičideální materiály pro použití jako vodič
nejmenší: stříbronejmenší: stříbrona kontakty se používá zlatona kontakty se používá zlato
– je odolnější než stříbro a měrný odpor má také dobrýje odolnější než stříbro a měrný odpor má také dobrý
velmi dobrý: např. měďvelmi dobrý: např. měď– mj. na něm pak záleží odpor vodičemj. na něm pak záleží odpor vodiče– vždy větší než nula (pokud nedosáhneme teploty absolutní nula)vždy větší než nula (pokud nedosáhneme teploty absolutní nula)
vodivostvodivost– opak odporuopak odporu– značka Gznačka G– jednotka Siemens (značka S)jednotka Siemens (značka S)– G=1/RG=1/R
analogicky měrná vodivost (konduktivita, analogicky měrná vodivost (konduktivita, ))
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
55
Základní terminologie - veličinyZákladní terminologie - veličiny
elektrický proudelektrický proud– značka Iznačka I– jednotka Ampér (značka A)jednotka Ampér (značka A)
správně ten Ampér (francouzský fyzik André-Marie Ampère)správně ten Ampér (francouzský fyzik André-Marie Ampère)slangově ta Ampéraslangově ta Ampéra
– měří ampérmetrměří ampérmetr– protéká spojeným (uzavřeným) obvodemprotéká spojeným (uzavřeným) obvodem
elektrické napětíelektrické napětí– značka Uznačka U– jednotka Volt (značka V)jednotka Volt (značka V)– měří voltmetrměří voltmetr– neprotéká, prostě jeneprotéká, prostě je
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
66
Základní terminologie - veličinyZákladní terminologie - veličiny
výkon/příkonvýkon/příkon– značka P (power)značka P (power)– jednotka Watt (značka W)jednotka Watt (značka W)
s předponou m,k,M,G, apod. často přechází i tento s předponou m,k,M,G, apod. často přechází i tento fyzik do ženského rodufyzik do ženského rodu
– P=U*I P=U*I v autě s rozvodem 12 nebo 13,8V se běžně v autě s rozvodem 12 nebo 13,8V se běžně pracuje s proudy cca. 10A, zásuvka má pojistku pracuje s proudy cca. 10A, zásuvka má pojistku 16A (16A*13,8V=221W)16A (16A*13,8V=221W)v domovních rozvodech mívají zásuvky pojistku v domovních rozvodech mívají zásuvky pojistku 10A (10A*230V=2300W=2,3kW)10A (10A*230V=2300W=2,3kW)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
77
Základní terminologie - veličinyZákladní terminologie - veličiny
energieenergie– značka Eznačka E– jednotkajednotka
obecnou jednotkou energie (např. tepelné) jouly (dříve kalorie)obecnou jednotkou energie (např. tepelné) jouly (dříve kalorie)u elektrické energie se používají watthodiny (Wh), kilowatthodiny u elektrické energie se používají watthodiny (Wh), kilowatthodiny (kWh), apod.(kWh), apod.
– E=P*t (t...čas)E=P*t (t...čas)– dvě hodiny se odebírá 500W => odebrána 1kWhdvě hodiny se odebírá 500W => odebrána 1kWh
proud*časproud*čas– jednotkoujednotkou Ah Ah nebo nebo mAhmAh– udává se v něm kapacita akumulátoruudává se v něm kapacita akumulátoru– např.např.
v autě 55Ah (55Ah * napětí 13,8V = energie 759 Wh)v autě 55Ah (55Ah * napětí 13,8V = energie 759 Wh)v mobilu 1100mAh (1,1Ah * napětí 3,6V = energie 3,96 Wh)v mobilu 1100mAh (1,1Ah * napětí 3,6V = energie 3,96 Wh)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
88
Základní terminologie - veličinyZákladní terminologie - veličiny
nezaměňujte kW a kWh !!!!nezaměňujte kW a kWh !!!!– neodborně se řekne např. že se spotřebovalo 50 kilowattneodborně se řekne např. že se spotřebovalo 50 kilowatt
nesmysl – kilowatty protékají okamžitě, v nulovém čase, právě teďnesmysl – kilowatty protékají okamžitě, v nulovém čase, právě teďve skutečnosti za určitý čas (období) proteklo např. 50 kilowatthodinve skutečnosti za určitý čas (období) proteklo např. 50 kilowatthodinto, co za určité účetní období účtuje ČEZ, je kilowatthodina, ne kilowatta !to, co za určité účetní období účtuje ČEZ, je kilowatthodina, ne kilowatta !spotřebu zařízení lze uvádět oběma způsoby:spotřebu zařízení lze uvádět oběma způsoby:
– kolik bere (nedokonavé sloveso, průběh, děj) wattů, resp. kilowattkolik bere (nedokonavé sloveso, průběh, děj) wattů, resp. kilowatt– kolik vezme, spotřebuje (dokonavé sloveso, ukončená činnost, hotová věc) kolik vezme, spotřebuje (dokonavé sloveso, ukončená činnost, hotová věc)
kilowatthodin za den, za měsíc, za rokkilowatthodin za den, za měsíc, za rok
pokud má zařízení příkon 0,5kW, tak za hodinu sebere 0,5kWh a za 2 pokud má zařízení příkon 0,5kW, tak za hodinu sebere 0,5kWh a za 2 hodiny 1kWhhodiny 1kWh
jednotky odpovídají vzorci výpočtujednotky odpovídají vzorci výpočtu– vše jasné, snadné, systematickévše jasné, snadné, systematické– energie [Whenergie [Wh]] = výkon = výkon [[WW]] * čas * čas [[hh]]
5 hodin odebírám 3 watty = > odeberu 15 watthodin5 hodin odebírám 3 watty = > odeberu 15 watthodin– „„kapacita“ akumulátoru kapacita“ akumulátoru [[AhAh]] = proud = proud [[AA]] * čas * čas [[hh]]
2 ampéry z akumulátoru 50Ah můžu teoreticky odebírat 25h, než se 2 ampéry z akumulátoru 50Ah můžu teoreticky odebírat 25h, než se akumulátor vybije (a 25A 2h, pokud je aku na takový odběr proudu stavěn)akumulátor vybije (a 25A 2h, pokud je aku na takový odběr proudu stavěn)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
99
Základní terminologie - veličinyZákladní terminologie - veličiny
předponypředpony– vracíme se z informatiky do fyziky!vracíme se z informatiky do fyziky!– kilo se píše malým „k“, a je to jen 1000kilo se píše malým „k“, a je to jen 1000– mega se sice píše velkým „M“, ale je to jen mega se sice píše velkým „M“, ale je to jen
10106 6
– mili=10mili=10-3-3 (50mA=0,05A) (50mA=0,05A)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1010
Základní terminologie – AC/DCZákladní terminologie – AC/DCstejnosměrný proudstejnosměrný proud– DDC – C – ddirect currentirect current– vyrábí ho vyrábí ho ddynamoynamo– značí se =značí se =– zdroj má trvale danou polaritu (+, -)zdroj má trvale danou polaritu (+, -)– při dlouhodobém zapojení člověka do obvodu rozkládá krevpři dlouhodobém zapojení člověka do obvodu rozkládá krev
střídavý proudstřídavý proud– AAC – C – aalternating currentlternating current– vyrábí ho vyrábí ho aalternátorlternátor– značí se značí se ~~ (sinusový průběh) (sinusový průběh)– při zapojení člověka do obvodu znemožňuje ovládání svalů => při zapojení člověka do obvodu znemožňuje ovládání svalů =>
AC nebezpečnější než DCAC nebezpečnější než DC– u nás f=50Hzu nás f=50Hz
=> televize mají 50 a 100Hz obrazovky=> televize mají 50 a 100Hz obrazovky=> TV signál má 25 fps (ne 24)=> TV signál má 25 fps (ne 24)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1111
Základní terminologie – AC/DCZákladní terminologie – AC/DC
mnemotechnická pomůcka:mnemotechnická pomůcka:
zdroj obrázku: internet/přebal CD
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1212
Časté chyby při užívání pojmů 1Časté chyby při užívání pojmů 1
zařízení/vodič/uživatel nemůže být „pod zařízení/vodič/uživatel nemůže být „pod proudem“ !!!proudem“ !!!
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1313
Časté chyby při užívání pojmů 1Časté chyby při užívání pojmů 1může může být pod napětímbýt pod napětím– zahradní hadice při natlakování vodou se napne – je zahradní hadice při natlakování vodou se napne – je
pod napětím (a to i pokud je na druhém konci pod napětím (a to i pokud je na druhém konci uzavřena)uzavřena)
– podobně prodlužka zapojená do zásuvky je pod podobně prodlužka zapojená do zásuvky je pod napětím, zapojený spotřebič je pod napětímnapětím, zapojený spotřebič je pod napětím
může může jím protékat proudjím protékat proud– při otevření hadice na druhém konci jí začne protékat při otevření hadice na druhém konci jí začne protékat
proud vodyproud vody– při zapnutí spotřebiče začne přívodními vodiči při zapnutí spotřebiče začne přívodními vodiči
(prodlužkou) protékat proud(prodlužkou) protékat proud
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1414
Časté chyby při užívání pojmů 1Časté chyby při užívání pojmů 1po vypnutí spotřebičepo vypnutí spotřebiče– se přestane odebírat elektrická energiese přestane odebírat elektrická energie– přestane protékat elektrický proudpřestane protékat elektrický proud– ale přívodní šňůra nebo kabel je stále pod napětímale přívodní šňůra nebo kabel je stále pod napětím
šňůra: min.2 vodiče, ohebná, má konektor, odpojuje se šňůra: min.2 vodiče, ohebná, má konektor, odpojuje se (spotřebič)(spotřebič)kabel: min.2 vodiče, neohebný, trvale zapojený (domovní kabel: min.2 vodiče, neohebný, trvale zapojený (domovní rozvod)rozvod)vodič: „drát“ (obvykle je izolovaný)vodič: „drát“ (obvykle je izolovaný)
pokud něco/někoho zapojíme do elektrického pokud něco/někoho zapojíme do elektrického obvoduobvodu– proudproud tím/jím tím/jím protékáprotéká– pod napětímpod napětím (to) (to) jeje– nekombinovat! – nemůže být pod proudem!nekombinovat! – nemůže být pod proudem!
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1515
Časté chyby při užívání pojmů 2Časté chyby při užívání pojmů 2napětí od ČEZnapětí od ČEZ– u nás už dávno není 220V v jedné fázi a 380V při třech fázíchu nás už dávno není 220V v jedné fázi a 380V při třech fázích– už dlouho je to 230V a 400Vuž dlouho je to 230V a 400V– jde o normu, v praxi záleží na vzdálenosti od transformátoru a jde o normu, v praxi záleží na vzdálenosti od transformátoru a
stavu rozvodustavu rozvodu
v automobilech od zavedení alternátorů místo dynam v automobilech od zavedení alternátorů místo dynam není palubní rozvod 12V, ale 13,8Vnení palubní rozvod 12V, ale 13,8V– alternátor efektivnější (účinnější)alternátor efektivnější (účinnější)– proud z alternátoru se musí usměrňovatproud z alternátoru se musí usměrňovat– v ČS v průběhu výroby vozu Škoda 100, 70. léta 20.stol.v ČS v průběhu výroby vozu Škoda 100, 70. léta 20.stol.– dle stavu akumulátoru při vypnutém motoru někdy reálně i 10V a dle stavu akumulátoru při vypnutém motoru někdy reálně i 10V a
méně...méně...
tzv. „dynamo“ na jízdním kole je obvykle ve skutečnosti tzv. „dynamo“ na jízdním kole je obvykle ve skutečnosti alternátor, vyrábí střídavý proud, žárovkám to nevadíalternátor, vyrábí střídavý proud, žárovkám to nevadí
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1616
„„Baterie“Baterie“
„„baterie“ obecně znamená sestavu něčehobaterie“ obecně znamená sestavu něčeho– teplá a studená voda; mnoho vojáků; mnoho zásob; apod.teplá a studená voda; mnoho vojáků; mnoho zásob; apod.
„„tužková baterie“ ve skutečnosti baterie není, je to jen tužková baterie“ ve skutečnosti baterie není, je to jen jeden jediný článek o napětí 1,5V (resp. 1,2V – NiCd, jeden jediný článek o napětí 1,5V (resp. 1,2V – NiCd, NiMh)NiMh)– ale běžně se užívá, zažitý pojemale běžně se užívá, zažitý pojem
autobaterie je sestava šesti článků po 2Vautobaterie je sestava šesti článků po 2V– nebo 3 článků pro 6V (některé Trabanty)nebo 3 článků pro 6V (některé Trabanty)– nebo 12 článků pro 24V (kamiony, autobusy, kombajny, ...)nebo 12 článků pro 24V (kamiony, autobusy, kombajny, ...)
„„akumulátor“ – nabíjecí článek, nabíjecí baterieakumulátor“ – nabíjecí článek, nabíjecí baterie
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1717
Základní součástkyZákladní součástky
RezistorRezistor– slangově: „odpor“slangově: „odpor“
je to jeho fce.je to jeho fce.
– nejjednodušší pro nejjednodušší pro demonstraci výpočtůdemonstraci výpočtů
– schematická značka:schematická značka:
zdroj obrázků: Wikipedia
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1818
Základní součástkyZákladní součástkySpínač, přepínačSpínač, přepínač– trvale zapíná a rozepíná obvod, příp. přepíná trvale zapíná a rozepíná obvod, příp. přepíná
větvevětve
TlačítkoTlačítko– změna platí jen po dobu stiskuzměna platí jen po dobu stisku– spínací vs. rozpínacíspínací vs. rozpínací– užití mj. jako dveřní kontakty (např. u užití mj. jako dveřní kontakty (např. u
automobilu)automobilu)
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
1919
Základní součástkyZákladní součástkyDiodaDioda– běžná – pouští proud pouze jedním směremběžná – pouští proud pouze jedním směrem– LED – vydává světlo (light emitting diode)LED – vydává světlo (light emitting diode)– fotodioda – reaguje na světlo, resp. vyrábí ze světla fotodioda – reaguje na světlo, resp. vyrábí ze světla
elektřinuelektřinu– další (zenerova)další (zenerova)– polovodiče v posledních pár letech prošly obrovským polovodiče v posledních pár letech prošly obrovským
pokrokempokrokemvýkonné LEDvýkonné LED
flash paměti, procesoryflash paměti, procesory
a mnoho dalšícha mnoho dalších
zdroj 2.obrázku: internet
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2020
Elektrický obvodElektrický obvodproud nemůže mizetproud nemůže mizet– jde vždy od jednoho pólu zdroje k druhému pólu téhož jde vždy od jednoho pólu zdroje k druhému pólu téhož
zdrojezdroje– min. dva vodiče (nebo vodič a kostra)min. dva vodiče (nebo vodič a kostra)– při přerušení obvodu v jednom místě přerušen tok při přerušení obvodu v jednom místě přerušen tok
proudu v celém obvodu (pokud není paralelní větev)proudu v celém obvodu (pokud není paralelní větev)– proud je sériově vždy stejný v celém obvoduproud je sériově vždy stejný v celém obvodu
je dán napětím napěťového zdroje a celkovým odporem je dán napětím napěťového zdroje a celkovým odporem obvoduobvodu
– do větví se proud dělí podle jejich odporu/vodivostido větví se proud dělí podle jejich odporu/vodivostiproud jde vždy především cestou nejmenšího odporuproud jde vždy především cestou nejmenšího odporu
proud v paralelních větvích se sčítáproud v paralelních větvích se sčítá
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2121
Základní vztahyZákladní vztahy
U=I*RU=I*R– Ohmův zákon – základ celé el.techniky !Ohmův zákon – základ celé el.techniky !– I=U/R, R=U/II=U/R, R=U/I– mnemotech.pomůcka proti záměnám písmen:mnemotech.pomůcka proti záměnám písmen:
Evropan na dvě je „IR“ => U=IREvropan na dvě je „IR“ => U=IR
P=U*IP=U*I– P=UP=U22/R/R
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2222
Příklad – Ohmův zákonPříklad – Ohmův zákon
UUcccc=24V=24V
R=6R=6I=?I=?vliv měřáků (úbytky vliv měřáků (úbytky U,I) je zanedbatelnýU,I) je zanedbatelný
I=UI=Ucccc/R=4A/R=4A
U=12V; I=250mA; R=?U=12V; I=250mA; R=?R=U/IR=U/IR=12/0,25=12*4=48R=12/0,25=12*4=48
Ucc A
V
U
R
I
+
-
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2323
První Kirchhoffův zákonPrvní Kirchhoffův zákon
součet proudů v uzlu je roven nulesoučet proudů v uzlu je roven nule– součet všech vstupujících proudu se rovná součtu součet všech vstupujících proudu se rovná součtu
všech vystupujících proudůvšech vystupujících proudů– žádný proud se sám neobjevuje ani nemizížádný proud se sám neobjevuje ani nemizí– pro absolventy OA:pro absolventy OA:
má dáti = dalmá dáti = dalna konci vyúčtování všech proudů v uzlu je nula, jako v na konci vyúčtování všech proudů v uzlu je nula, jako v každém účetnictvíkaždém účetnictvípřesně to, co přišlo, zase odešlopřesně to, co přišlo, zase odešlonic nezbyde na příště, ani nelze vytvořit deficit (co není, to se nic nezbyde na příště, ani nelze vytvořit deficit (co není, to se nebere)nebere)
pozn.: uzel = vodivé spojení vodičůpozn.: uzel = vodivé spojení vodičů(dělení obvodu do větví)(dělení obvodu do větví)
zdroj obrázku: přednáška PRIPO
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2424
Druhý Kirchhoffův zákonDruhý Kirchhoffův zákon
úbytek napětí na všech spotřebičích v úbytek napětí na všech spotřebičích v uzavřeném obvodu se rovná celkovému uzavřeném obvodu se rovná celkovému napětí zdrojů (součet napětí ve smyčce=0)napětí zdrojů (součet napětí ve smyčce=0)– napětí zdroje se celé rozloží mezi spotřebiče, které napětí zdroje se celé rozloží mezi spotřebiče, které
jsou sériově pospojovány v obvodujsou sériově pospojovány v obvoduto, kolik kde bude, záleží na odporu jednotlivých prvků to, kolik kde bude, záleží na odporu jednotlivých prvků (přímá úměra, protože I je sériově konst.)(přímá úměra, protože I je sériově konst.)
– napětí=proud*odpornapětí=proud*odpor– největší úbytek napětí je na prvcích (součástkách) s největším největší úbytek napětí je na prvcích (součástkách) s největším
odporemodporem
– jako rozpočet a jeho útrata/vyúčtování – co je k jako rozpočet a jeho útrata/vyúčtování – co je k dispozici (zdroj), to se utratí (ubyde na spotřebičích) dispozici (zdroj), to se utratí (ubyde na spotřebičích) na halíř přesně – nic nemůže zbýt, nic nemůže chybětna halíř přesně – nic nemůže zbýt, nic nemůže chybět
zdroj obrázku: přednáška PRIPO
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2525
Sériové a paralelní zapojení – R,GSériové a paralelní zapojení – R,Gsériové zapojení sériové zapojení rezistorůrezistorů
RR1 1 – R– R22
– odporodporR=RR=R11+R+R22
– vodivostvodivostG=1/RG=1/R
G=1/(1/GG=1/(1/G11 + 1/G + 1/G22))stejný princip, jako u potrubí nebo zahradní hadice – větší průřez ~ menší odpor
paralelní zapojení paralelní zapojení rezistorůrezistorů
RR1 1 |||| R R22
– vodivostvodivostG=GG=G11+G+G22
– odporodporR=1/GR=1/G
R=1/(1/RR=1/(1/R11 + 1/R + 1/R22))
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2626
Sériové a paralelní zapojení – U, ISériové a paralelní zapojení – U, Isériové zapojení sériové zapojení rezistorůrezistorůRR1 1 – R– R22
– napětínapětíU = UU = U11+U+U22
– proudproudI=U/RI=U/R
I = II = I11 = I = I22
–v paralelních větvích je vždy stejné napětív paralelních větvích je vždy stejné napětí
paralelní zapojení paralelní zapojení rezistorůrezistorůRR1 1 |||| R R22
– proudproudI=II=I11+I+I22
– napětínapětíU=I*RU=I*R
U = UU = U11 = U = U22
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2727
Sériové a paralelní zapojeníSériové a paralelní zapojení– „logika“– „logika“
sériové zapojení sériové zapojení spínačůspínačů
R=RR=R11+R+R22; ;
RR11,R,R22{{0; 0; ∞∞}}
výsledek: „AND“výsledek: „AND“
paralelní zapojení paralelní zapojení spínačůspínačů
výsledek: „OR“výsledek: „OR“
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2828
Příklad – paralelní zapojeníPříklad – paralelní zapojení(První Kirchhoffův zákon)(První Kirchhoffův zákon)
UUcccc=6V=6VRR11=2=2RR22=4=4I,II,I11,I,I22,U,U11,U,U22=?=?vliv měřáků (úbytky U,I) je vliv měřáků (úbytky U,I) je zanedbatelnýzanedbatelný
UUcccc=U=U11=U=U22=6V=6VI=II=I11+I+I22=U=Ucccc/R/R1/R= 1/R1/R= 1/R11 + 1/R + 1/R22
II11=U=U(1)(1)/R/R11=6/2=3A=6/2=3AII22=U=U(2)(2)/R/R22=6/4=1,5A=6/4=1,5AI=II=I11+I+I22=4,5A=4,5Alze vypočítat i přes celkový R lze vypočítat i přes celkový R (při tomto zadání neúčelné)(při tomto zadání neúčelné)
Ucc
V1
A1
U1
R1
Proud jde cestou nejmenšího odporu – vše je krásně a jasně v poměrech:R1/R2=I2/I1 (2/4 = 1,5/3), nepřímá úměra R a I =>kde není odpor, tam teče proud
I1
V2
A2
U2
R2
I2
+
-
AI
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
2929
Příklad – sériové zapojeníPříklad – sériové zapojení(Druhý Kirchhoffův zákon)(Druhý Kirchhoffův zákon)
UUcccc=12V=12V
RR11=6=6RR22=18=18II11,I,I22,U,U11,U,U22=?=?
vliv měřáků (úbytky U,I) vliv měřáků (úbytky U,I) je zanedbatelnýje zanedbatelný
R=RR=R11+R+R22
I=II=I11=I=I22=U=Ucccc/R/R
U=I*RU=I*R
UU11=U*R=U*R11/(R/(R11+R+R22))
Ucc A2
V1 V2
A1
U1
R1 R2
I2
U2
R=6+18=24; I=12/24=0,5A;U1=12*6/(6+18)=3V; U2=U-U1=12-3=9V
Vše je krásně a jasně v poměrech:R1/R2=U1/U2 (6/18 = 3/9) ...přímá úměra R a UR1/R = U1/U (6/24 = 3/12)=> kde je odpor, tam je úbytek napětí(u vodičů R→0, ideálně nesnižují napětí)
+
-
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
3030
Příklad – sérioparalelní zapojeníPříklad – sérioparalelní zapojení
zdroj obrázku: cvičení PRIPO, Z.Hodek
!
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
3131
Úraz el. proudem: principÚraz el. proudem: principstřídavý (AC, střídavý (AC, ~~)) proud v ČR: f=50 Hz => svalová křeč 50 * sproud v ČR: f=50 Hz => svalová křeč 50 * s-1-1
=> sevření svalu 50x za sekundu => nemožnost se sám pustit=> sevření svalu 50x za sekundu => nemožnost se sám pustitdlouhodobě působící stejnosměrný (DC, =) proud rozkládá krevdlouhodobě působící stejnosměrný (DC, =) proud rozkládá krevnapětí (U, [Volt]) nezabíjí, jen kopenapětí (U, [Volt]) nezabíjí, jen kope– zabíjí proud (I, [Ampér])zabíjí proud (I, [Ampér])
od 10 mA od 10 mA ~~, resp. 25mA, resp. 25mA ==– elektrické ohradníky mají elektrické ohradníky mají U a U a II– ale I=U/R => při konst. odporu kůže vysoké U umožní vysoký Iale I=U/R => při konst. odporu kůže vysoké U umožní vysoký I– vizte vizte www.adamek.cz/texty/obehova-soustava-cloveka.pdfwww.adamek.cz/texty/obehova-soustava-cloveka.pdf
pracovní nula (modrý vodič, v zásuvce vpravo) je uzemněnápracovní nula (modrý vodič, v zásuvce vpravo) je uzemněná=> => k úrazu stačí dotyk jen s fází k úrazu stačí dotyk jen s fází (hnědý nebo černý vodič, v zásuvce vlevo)(hnědý nebo černý vodič, v zásuvce vlevo)
na nebezpečné zapojení člověka do obvodu na nebezpečné zapojení člověka do obvodu vůbec nemusí reagovat jistič !!!vůbec nemusí reagovat jistič !!!– reaguje na proud vyšší než např. 10 nebo 15 A, nebezpečných je ale už 0,01 Areaguje na proud vyšší než např. 10 nebo 15 A, nebezpečných je ale už 0,01 A– měl by reagovat proudový chráničměl by reagovat proudový chránič
sleduje rozdíl mezi proudem ve fázi a v nule – pozná únik do země, např. skrz člověkasleduje rozdíl mezi proudem ve fázi a v nule – pozná únik do země, např. skrz člověkaale je drahý, je pouze u koupelen nových domů, jinak v podstatě nikdeale je drahý, je pouze u koupelen nových domů, jinak v podstatě nikde
pozor na elektrický oblouk – vysoké napětí přeskočí i vzduchem pozor na elektrický oblouk – vysoké napětí přeskočí i vzduchem => => nechoďte po vagonechnechoďte po vagonech, ani když jste malí a šikovní, ani když jste malí a šikovní
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
3232
Úraz el. proudem:Úraz el. proudem:Technická první pomoc Technická první pomoc
způsoby přerušení obvodu (od nejlepšího)způsoby přerušení obvodu (od nejlepšího)1.1. vypínačvypínač
2.2. vytažení napájecí šňůry ze zásuvkyvytažení napájecí šňůry ze zásuvkypozor na její stav, jestli má v pořádku izolaci, jestli neprobíjípozor na její stav, jestli má v pořádku izolaci, jestli neprobíjí
3.3. hlavní vypínač: „stiskem vypni“hlavní vypínač: „stiskem vypni“
4.4. jistič: přepnutí dolůjistič: přepnutí dolů
5.5. úder do kontaktní končetiny nevodivým předmětemúder do kontaktní končetiny nevodivým předmětemdřevěná nebo plastová dřevěná nebo plastová suchásuchá násada násada
6.6. opravdu dlouhá prodlužka či prodlužka vytažená z okna opravdu dlouhá prodlužka či prodlužka vytažená z okna při nemožnosti vytáhnout zástrčku: přeseknutí šňůrypři nemožnosti vytáhnout zástrčku: přeseknutí šňůry
sekerou s dřevěným nebo plastovým sekerou s dřevěným nebo plastovým suchýmsuchým topůrkem topůrkem
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
3333
Úraz el. proudem:Úraz el. proudem:Technická první pomoc Technická první pomoc
snaha nedopadnout jako v pohádce o tahání Řepy!snaha nedopadnout jako v pohádce o tahání Řepy!– při zapojení do obvodu se postiženého nedotýkatpři zapojení do obvodu se postiženého nedotýkat– při úrazu el. proudem v bazénu neskákat dovnitř !při úrazu el. proudem v bazénu neskákat dovnitř !
přerušit dodávku proudupřerušit dodávku proudu
po technické pomoci (odpojení osoby od zdroje)po technické pomoci (odpojení osoby od zdroje)– v případě zástavy dechu a krevního oběhuv případě zástavy dechu a krevního oběhu
volat 155volat 155
kardiopulmonální resuscitace 30:2kardiopulmonální resuscitace 30:2
– i pokud je postižená osoba zdánlivě v pořádkui pokud je postižená osoba zdánlivě v pořádkuje vhodné lékařské vyšetření v nemocnici (možná změna psychiky)je vhodné lékařské vyšetření v nemocnici (možná změna psychiky)
u svěřené osoby u svěřené osoby nutné!nutné!
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
3434
Úraz el. proudem: Úraz el. proudem: Krokové napětíKrokové napětí
krokové napětí – spadlé el. vedeníkrokové napětí – spadlé el. vedení– spadlé elektrické vedení se uzemňujespadlé elektrické vedení se uzemňuje– s rostoucí vzdáleností klesá napěťový potenciáls rostoucí vzdáleností klesá napěťový potenciál– 2 nohy stojící různě daleko od místa kontaktu vodiče 2 nohy stojící různě daleko od místa kontaktu vodiče
se zemí jsou připojeny k různému napěťovému se zemí jsou připojeny k různému napěťovému potenciálupotenciálu
=> projde jimi rozdíl napětí v obou bodech, člověk je využit => projde jimi rozdíl napětí v obou bodech, člověk je využit jako paralelní vodič (další větev)jako paralelní vodič (další větev)
=> ke spadlým vodičům se nepřibližovat=> ke spadlým vodičům se nepřibližovatčistě teoreticky: pohyb sounož nebo chůze krátkými kroky čistě teoreticky: pohyb sounož nebo chůze krátkými kroky po spirálepo spirále
nelehat nelehat si na zem (platí i si na zem (platí i při bouřce!při bouřce!), mít nohy u sebe), mít nohy u sebe
zachranny-kruh.comzachranny-kruh.com
PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (PRIPO, cvičení – Ing. Martin Adámek (UHK-FIM-KIT)UHK-FIM-KIT)
3535
Úraz el. proudem:Úraz el. proudem: Krokové napětí a bouřka Krokové napětí a bouřka
obrázky z www.stormencounter.comobrázky z www.stormencounter.com