8. PRĄD ELEKTRYCZNY, NAPIĘCIE ELEKTRYCZNE.
Źródłem energii elektrycznej jest każde urządzenie wytwarzające napięcie elektryczne (różnicę potencjałów): ogniwo, akumulator, prądnica. Prąd elektryczny polega na uporządkowanym ruchu ładunków elektrycznych. Istnienie napięcia, czyli różnicy potencjałów, jest warunkiem przepływu prądu elektrycznego.
Jednostką napięcia jest wolt (1V)
Urządzeniem, które może gromadzić ładunki elektryczne jest kondensator.
Prąd elektryczny - uporządkowany ruch ładunków, np. elektronów, w przewodniku.
Napięcie elektryczne - różnica potencjałów, warunkująca przepływ prądu elektrycznego. Oznacza się go literą U, jednostką jest wolt (1V)
1V = 1J/1s x 1A (J na górze, 1s x 1A na dole, x - razy)
9. NATĘŻENIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO
Przez przewodnik może płynąć prąd o różnym natężeniu. Przez przewodnik przepływa prąd o natężeniu jednego ampera (1A), jeśli w ciągu jednej sekundy (1s) przez poprzeczny przekrój tego przewodnika przepływa ładunek wielkości jednego kulomba (1C).
Natężenie prądu - stosunek wielkości ładunku przepływającego przezpoprzeczny przekrój przewodnika do czasu jego przepływu. Jednostką natężenia prądu jest amper (1A)
I - natężenie, q - wielkość ładunku przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika, t - czas przepływu danej porcji ładunku
WZÓR:
I = q/t (q na górze, t na dole)
1A = 1C/1s (C na górze, s na dole)
10. OBWODY PRĄDU ELEKTRYCZNEGO
Obwód elektryczny - zespół elementów połączonych przewodami ze źródłem enegrii elektrycznej tak, aby utworzyły zamkniętą drogę dla prądu elektrycznego.
Najprostszy obwód elektryczny słada się ze źródła napięcia elektrycznego (np. baterii), przewodów elektrycznych i odbiornika energii elektrycznej.
Aby w obwodzie elektrycznym mógł płynąć prąd, muszą być spełnione dwa warunki:
1. Musi istnieć napięcie między biegunami źródła energii elektrycznej;
2. Obwód musi być zamknięty.
12. POMIAR NATĘŻENIA I NAPIĘCIA
Amperomierz - przyrząd służący do pomiaru natężenia prądu płynącego przez obwód elektryczny (włącza się go do obwodu szeregowo)
Woltomierz - przyrząd służący do pomiaru napięcia miedzy dwoma punktami obwodu elektrycznego (włącza się go do obwodu równolegle)
13. OPÓR ELEKTRYCZNY
- Prawo Ohma:
Natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia między końcami tego przewodnika.
Podstawowy wzór prawa Ohma: I = 1/R x U (x - razy, mnożenie)
Opór elektryczny (rezystancja) - wielkość charakteruzująca własności elektryczne przewodnika. Jego miarą jest stosunek napięcia między końcami przewodnika do natężenia prądu, jaki przez niego płynie. Jednostką oporu jest om (1Ω)
Przewodnik ma rezystancję jednego oma, jeżeli przyłożone do niego napięcie jednego wolta (1V) wywoła przepływ prądu o natężeniu jednego ampera (1A)
WZÓR:
R - opór elektryczny (rezystancja), U - napięcie, I - natężenie.
R = U/I (U na górze, I na dole)
Opór elektryczny przewodnika jest wprost proporcjonalny do jego długości, odwrotnie proporcjonalny do pola przekroju i zależy od rodzaju materiału, z jakiego wykonany jest rzewodnik.
R - opór, | - długość przewodu, s - pole przekroju poprzecznego przewodu, p - opór właściwy zależny od rodzaju materiały i temperatury
R = p x |/s (x - razy, | na górze, s na dole)
14. PRACA I MOC PRĄDU ELEKTRYCZNEGO. ENERGIA ELEKTRYCZNA
Praca liczbowo:
W - praca, Fg - ciężar obciążnika, s - długość drogi
W = Fg x s (x - razy)
Moc prądu elektrycznego:
P - moc, U - napięcie, I - natężenie
P = U x I (x - razy)
Jednostka: wat (1W)
1W = 1J/1s (J na górze, s na dole) lub 1W = 1V x 1A (x - razy)
Moc liczbowo:
P = W/t
W = P x t
Praca pradu elektrycznego:
W - praca, U - napięcie, I - natężenie, t - czas
W = U x I x t (x - razy)
Pomiędzy dwoma punktami obwodu elektrycznego panuje napięcie jednego wolta (1V), jeżeli prąd o natężeniu jednego ampera (1A) w czasie jednej sekundy (1s) wykonuje pracę jednego dżula (1J)
Energia elektryczna:
Eel - energia elektryczna, U - napięcie, q - ładunek elektryczny
Eel = U x q (x - razy)
Jednostką pracy i energii jest dżul
1J = 1W x 1s
Kilowatogodzina (kWh)
1 kWh = 3 600 000 J
15. ŁĄCZENIE ODBIORNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ
Łączenie szeregowe:
U = U1 + U2
I = I1 = I2
R - opór zastępczy (całkowity) oporników R1 i R2 połączonych szeregowo, R1 - opór pierwszego opornika, R2 - opór drugiego opornika
R = R1 + R2
W łączeniu szeregowym oporników opór zastępczy jest równy sumie oporów elektrycznych poszczególnych odbiorników. Napięcie całkowite jest równe sumie napięć między końcami poszczególnych odbiorników. Przez każdy z odbiorników płynie prad o takim samym natężeniu.
Łaczenie równoległe:
U = U1 = U2
I = I1 + I2
1/R = 1/R1 + 1/R2
W łączeniu równoległym oporników odwrotność oporu zastępczego jest równa sumie odwrotności oporów poszczególnych oporników. Napięcie między końcami poszczególnych odbiorników jest takie samo. Natężenie prądu w obwodzie głównym jest równe sumie natężeń prądów płynących przez poszczególne odbiorniki.
1 prawo Kirchhoffa
Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z węzła.
Węzeł - punkt w obwodzie elektrycznym, do którego podłączone są co najmniej trzy końcówki przewodów (gałęzi).
16. DOMOWA INSTALACJA ELEKTRYCZNA
Bezpiecznik - urządzenie chroniące sieć elektryczną przed przeciążeniem.
Zwarcie - celowe lub przypadkowe zetknięcie dwóch przewodów doprowadzających prąd z ominięciem odbiornika.
Należy bardzo ostrożnie obchodzić się z urządzeniami elektrycznymi, a przede wszystkim:
- nie dotykać gołymi rękami nieizolowanych części obwodu elektrycznego;
- nie dokonywać żadnych napraw elektrycznych, gdy urządzenia lub przewody znajdują się pod napięciem;
- używać do pracy przeznaczonych do tego celu izolowanych narzedzi.