OBWODY

ELEKTRYCZNE PRĄDU

STAŁEGO

M

E

N

U

OBWÓD

ELEKTRYCZNY

PRAWO

OHMA

PRAWA

KIRCHHOFFA

ŁĄCZENIE

REZYSTORÓW

ŹRÓDŁO

NAPIĘCIA

MOC

ELEKTRYCZNA

TEST

następny
slajd

powrót do
menu

koniec
pokazu

•

Źródło energii elektrycznej

(akumulator, prądnica),

•

Odbiornik energii elektrycznej

(żarówka, silnik)

w którym następuje jej zamiana na inny

rodzaj

energii - cieplną, świetlną,

mechaniczną,

•

Przewody

łączące źródło z

odbiornikami.

Parametrem każdego odbiornika jest
rezystancja R

Jednostką rezystancji jest 1 om [Ω]

W skład obwodu elektrycznego

wchodzą:

Symbole stosowane do oznaczania

elementów obwodu elektrycznego

U

+

+

R

L

C

V

A

G

źródło
napięcia

ogniwo
galwanicz
ne

bateria
ogniw

rezystor

cewka
indukcyj
na

kondensa
tor

woltomier
z

amperomie
rz

prądnica
prądu
stałego

Rezystancja odcinka przewodu

zależy od:

 długości przewodu

l

 pola przekroju poprzecznego przewodu S

 rezystywności materiału przewodu ρ

R
=

ρ l

S

Jednostką rezystywności jest

omometr [Ω m]

Rezystywności typowych
materiałów przewodzących
przedstawia tabela:

Rodzaj

materiału

Rezystywno

ść

[Ω m]

miedź

0,0175 ·10

srebro

0,0162 ·10

aluminium

0,0287 ·10

żelazo

0,0100 ·10

wolfram

0,0550 ·10

-6

-6

-6

-6

-6

Odwrotność rezystancji
nazywamy konduktancją i
oznaczamy literą G

1

G =

R

Jednostką konduktancji jest
simens [S]

Wartość prądu płynącego w przewodniku
(obwodzie) jest wprost proporcjonalna do
napięcia doprowadzonego do jego końców, a
odwrotnie proporcjonalna do rezystancji
przewodnika.

U
I =

R

I – natężenie prądu w [A]

U - napięcie w [V]
R – rezystancja w [Ω]

R

2

R

3

U

2

U

1

R

1

I

Dla obwodu na rysunku prawo

Ohma

przybiera postać:

U

1

+ U

2

Σ U

I = =
R

1

+ R

2

+ R

3

Σ R

Prąd płynący przez odbiorniki

wytwarza na nich spadki

napięcia: ΔU

1

, ΔU

2

, ΔU

3

ΔU

1

ΔU

3

ΔU

2

Prawo Ohma

Obliczamy je korzystając z prawa
Ohma:

ΔU

1

= I R

1

, ΔU

2

= I R

2

, ΔU

3

=

I R

3

I prawo Kirchhoffa

W obwodzie rozgałęzionym można wyróżnić: węzły,
gałęzie, oczka.

Węzeł – to punkt obwodu, w którym łączą się co najmniej
trzy jego gałęzie.

Gałąź – to odcinek obwodu, w którym płynie prąd o
określonej wartości.

Oczko – to część obwodu złożona z kilku gałęzi i stanowiąca

zamkniętą

drogę dla przepływu prądu.

I

I

1

I

3

I

2

Suma prądów
dopływających do
węzła obwodu jest
równa sumie prądów
odpływających od tego
węzła.

I prawo Kirchhoffa dla węzła
A

:

I = I

1

+ I

2

+ I

3

U

R

2

R

3

R

1

A

.

.

II prawo Kirchhoffa

Algebraiczna suma napięć źródłowych i
spadków napięcia

w obwodzie zamkniętym (oczku obwodu) jest

równa zeru.

ΔU

1

ΔU

3

ΔU

2

U

2

U

1

R

1

R

2

R

3

I

U

3

Aby zapisać dla oczka II
prawo Kirchhoffa należy:

1. Narysować strzałkę
obiegu oczka

2. Napięcia, których zwroty
są

zgodne ze strzałką obiegu

zapisać ze znakiem „ +” ,

zaś

napięcia, których zwroty

są

przeciwne zapisać ze

znakiem „-”

U

1

– ΔU

1

+ U

2

– ΔU

2

– U

3

–

ΔU

3

= 0

Łączenie rezystorów

szeregowe

U

R

1

R

2

R

3

I

U

R

z

I

Rz = R

1

+ R

2

+ R

3

+......+ Rn

równoległ

e

U

R

z

I

Rezystancję

zastępczą

Rz

obliczamy

ze wzorów:

1 1 1 1

1

= + + + ....... +

Rz R

1

R

2

R

3

Rn

U

R

1

R

2

R

3

I

Źródło napięcia

Rzeczywiste źródło napięcia można
scharakteryzować dwoma parametrami:

 siłą elektromotoryczną źródła

E

 rezystancją wewnętrzną Rw

U

E

R

w

.

.

Gdy ze źródła pobierany jest prąd, to napięcie
na jego zaciskach jest mniejsze od siły
elektromotorycznej ze względu na spadek
napięcia na rezystancji wewnętrznej. Napięcie
maleje gdy rośnie prąd obciążenia.

U < E

U = E – I Rw

Idealne źródło napięcia to takie, w
którym pomijamy istnienie rezystancji
wewnętrznej. Napięcie jest równe sile
elektromotorycznej i nie zależy od
prądu obciążenia.

U

E

U = E

Praca i moc prądu

elektrycznego

R

I

U

Praca W wykonana przez prąd
elektryczny płynący przez odbiornik o
rezystancji R :

W = U I t

Jednostką pracy jest dżul

[J]

J = V A s

Jednostką pracy stosowaną do rozliczeń za
pobór energii

elektrycznej jest kilowatogodzina [kWh]
1 kWh = 1kW * 1h = 1000W * 3 600s = 3 600 000

Ws = 3 600 000J

Moc P odbiornika energii
elektrycznej:

P = U I

Jednostka mocy jest 1 wat [W]

Uwzględniając prawo Ohma,
moc odbiornika można obliczyć
z zależności:

P = I²
R

U²
P =

R

Przykładowe pytania testu

sprawdzającego

1. Jaką wartość napięcia wskaże

woltomierz ?

2
A

75
Ω

5Ω

V

A

C

B

40 [V]
160 [V]
80 [V]

2. Spadek napięcia Ux
wynosi:

A

C

B

17 [V]
23 [V]
7 [V]

30
V

3V

20
V

Ux

3. Rezystancja zastępcza obwodu
wynosi:

A

C

B

12 [Ω]
66 [Ω]
20 [Ω]

.

.

.

.

8
Ω

8
Ω

10 Ω

40
Ω

4. Moc elektryczna P pobierana ze
źródła wynosi:

A

C

B

300 [W]
450 [W]
650 [W]

U=150
V

R

1

=35

Ω

R

2

=15

Ω

5. Amperomierz A wskazuje natężenie
prądu I

1

:

A

C

B

2 [A]
6 [A]
4 [A]

.

I

2

=3

A

60 Ω

.

A

40
Ω

I

1

6. Moc elektryczna P pobierana ze
źródła wynosi:

A

C

B

2 [kW]
1600 [W]
400 [W]

U

R

1

=25

Ω

R

2

=75

Ω

I=4A

8. Przewód o długości 20 m, przekroju

poprzecznym 0,002m²,

wykonany z materiału o rezystywności 0,04 Ωm

ma rezystancję :

7. Prądy w gałęziach obwodu wynoszą:

A

C

B

I=8A, I

2

=6A,

I

3

=2A

I=5A, I

2

=4A,

I

3

=1A

I=4A, I

2

=3A,

I

3

=2A

U

200

V

R

3

200

Ω

I

I

3

I

2

R

2

50

Ω

.

.

A

C

B

800 [Ω]
80 [Ω]
400 [Ω]