CCI20111111011

i inne. Niektóre zaś metale, jak ołów, cyna, rtęć, w temperaturach bliskich zera bezwzględnego wykazują zupełny zanik oporu. Zjawisko to zostało nazwane nadprzewodnictwem, a metale takie nadprzewodnikami.

1.5. Obwody prądu liniowe i nieliniowe

Jeżeli na zaciskach odbiornika o stałym niezmiennym oporze R będzie się zmieniało doprowadzone napięcie U, co stwierdzamy odczytując wskazania włączonego woltomierza (rys. 1-4), to zgodnie z prawem Ohma zmiany prądu odczytywane ze wskazań amperomierza będą wprost proporcjonalne do zmian napięcia. Przebieg zmienności prądu w zależności od napięcia można przedstawić wy-kreślnie (rys. 1-5); wykres taki nazywa się charakterystyką prądo-

Rys. 1-5. Wykres przebiegu zmienności prądu płynącego przez odbiornik o stałym oporze w zależności od wartości doprowadzonego napięcia

too-napięciową odbiornika. Obwody prądu zawierające odbiorniki o stałym oporze nazywamy obwodami liniowymi, a ich charakterystyka jest linią prostą. W praktyce do obwodów liniowych zalicza się takie, których opór ulega nieznacznym zmianom.

W niektórych odbiornikach energii elektrycznej nagrzewanie się przewodów płynącym przez nie prądem jest tak duże, że zachodzące wskutek tego zmiany oporu powodują, że prąd w nich nie jest proporcjonalny do napięcia. Przykładem takich odbiorników mogą być żarówki elektryczne z żarnikiem metalowym. Opór żarnika w temperaturze pokojowej jest wielokrotnie (ok. 10 razy) mniejszy niż podczas świecenia, tzn. w stanie jego normalnej pracy. Wobec tego pośrednio po włączeniu żarówki pobiera ona w pierwszej chwili prąd ok. dziesięciokrotnie większy od prądu normalnej pracy.

Obwody prądu, zawierające opory o wartościach zmieniających się w zależności od płynącego przez nie prądu, nazywamy obwodami nieliniowymi. Do obwodów takich nie daje się zastosować bez zastrzeżeń prawa Ohma. Przy ich rozpatrywaniu korzysta się z charakterystyk prądowo-napięciowych.

Rys. 1-6. Nieliniowa charakterystyka prądowo--napięciowa żarówki

Na rys. 1-6 przedstawiono charakterystykę prądowo-napięciową żarówki na napięcie 115 V i o mocy 110 W. Charakterystykę taką otrzymuje się na drodze doświadczalnej. Z charakterystyki można odczytywać wartości prądu dla danych wartości napięcia.

1.6. Praca i moc prądu elektrycznego. Prawo Joule’a-Lenza

Z określenia jednostki napięcia 1 wolta wynika, że przy przesunięciu ładunku elektrycznego Q z punktu a do punktu b obwodu, pomiędzy którymi występuje napięcie U, zostanie wykonana praca

A = U Q

a ponieważ ładunek Q = I t, więc

A = XV — U I t    (1-7)

Mając dane napięcie na zaciskach odbiornika U, prąd w nim płynący I i czas użytkowania t, można posługując się tym wzorem obliczyć pracę (energię) zużytą przez odbiornik.

Przy stałej wartości napięcia, która najczęściej ma miejsce w instalacjach i urządzeniach odbiorczych (pomija się nieduże wahania napięcia), praca, czyli energia elektryczna zużyta przez odbiornik, jest proporcjonalna do prądu i czasu użytkowania.

Jednostką pracy — energii elektrycznej jest watosekunda, czyli dżul (1 Ws = 1 J). Jednostkę tę otrzymamy, podstawiając do wzoru (1-7) Ł^T = 1 V, J = 1 A, t — 1 s, czyli

1 [A] = 1 Ws = 1 V • 1 A • 1 s

23