odbiornikźródło

Obwód elektryczny

Jednostką napięcia i potencjału jest wolt (V).

Przykład najprostrzego obwodu elektrycznego

W każdym punkcie obwodu elektrycznego istnieje określony potencjał elektryczny V, a między dwoma dowolnymi punktami obwodu występuje napięcie elektryczne U

Jednostką prądu jest amper (A), a oporu elektrycznego (rezystancji) jest om (Ω).

E

I

RU

a

b

baab VVUU

R

UI

Rezystancja przewodnika dla prądu stałego określana jest jako:

S

lR

Źródła energii elektrycznej

Prądu stałego (baterie, akumulatory, zasilacze energoelektroniczne)

Prądu zmiennego (prądnice, prostowniki, fotowoltaiczne)

E

+

u

tujemne

u

t

dodatnie U

Źródła napięciowe i prądowe.

cd. Źródła energii elektrycznej

Prądu przemiennego (elektromechaniczne, turbogeneratory)

Wartość średnia:

Przebiegi zmienne lub przemienne reprezentowane są przez wartości średnie oraz skutecznetak dla napięcia jak i prądu.

u

t

Um

TE

~

T

śr dt)t(uT

U0

1

Wartość skuteczna: T

sk dt)t(uT

UU0

21

gdzie: Um – wartość maksymalna, T - okres

Źródła o przebiegach sinusoidalnych

przebieg sinusoidalny tsinU)t(u m

mmśr U,UU 63702

mm

sk U,U

U 70702

gdzie: ω - pulsacja, f - częstotliwość

f

ttx

2

cd. Źródła energii elektrycznej

Elementy łączące (pośredniczące) źródło z odbiornikiem

u

t

przerywacz – uniwersalny dwukierunkowy

dioda – prostownik jednokierunkowy

tyrystor – łącznik sterowany jednokierunkowy

tranzystor – wzmacniacz (łącznik) jednokierunkowy

Odbiorniki

rezystor - R I

U

R=const

R=var

Charakterystyka prądowo – napięciowa odbiornika

rezystor - R nieliniowy

kondensator - C

cewka - L

Podobnie oznacza się C i L nieliniowe

S

lR gdzie: ρ - rezystywność, l – droga przepływu ładunków,

S – przekrój prostopadły

00 1 ttRRt d

SC pojemność

l

SnL

2

indukcyjność

Obwody prądu stałego

I

RU

a

b

E

Rw

wRIEU napięcie

R

UI prąd

Praca i moc prądu elektrycznego

W obwodzie elektrycznym przesunięcie elementarnego ładunku dodatniego +dq z punktu „a” o potencjale Va, do punktu „b” o potencjale Vb wymaga wykonania pracy

dqVVdW ba dtidq ,dtiudW

t

dtiuW0

Dla powyższego obwodu napięcie U=const, I=const, a zatem tIUW

Jednostką pracy (energii) jest dżul - J

J.1063hkW1 6 ,

Moc prądu stałego

Moc prądu jest pochodną energii względem czasu

t

WP

d

d

Korzystając z wzoru Ohma, zależność na moc można napisać w postaci

Jednostką mocy jest wat (W= J/s)

czyli IUP

R

UIRP

22

pozwalającej na jej oszacowanie lub używając przyrządów

A- amperomierza

V- woltomierza

Wpomierzyć moc, której wartość jest równa wskazaniom watomierza

R

a

b

A

Vwłączonych następująco