ZDROJE ELEKTRICKÉHO NAPĚTÍ Mgr. Kamil Kučera

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. ANOTACE 1.Kód EVM: K_INOVACE_1.FY.38 2.Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/ Vytvořeno: červen Ročník: 3. ročník – čtyřleté gymnázium, 7. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5.Anotace: Vzdělávací oblastČlověk a příroda Vzdělávací oborFyzika Tematický okruhVznik elektrického proudu Materiál slouží jako přehled zdrojů elektrického napětí. Materiál se podrobně věnuje základním zdrojům elektrického napětí, jejich výhodám a nevýhodám a využití v praxi. Na konci přehledu jsou možnosti zapojení zdrojů elektrického napětí. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje elektrického napětí zdroj elektrického napětí -zařízení pracující na různých fyzikálních principech, které v elektrickém obvodu udržuje rozdíl potenciálů (elektrické napětí) a podmiňuje vznik elektrického proudu - zdroj elektrické energie - dělení:  zdroje stejnosměrného napětí  zdroje střídavého napětí vnitřní odpor zdroje R i - veličina charakterizující zdroj napětí z hlediska jeho vlivu na procházející proud (změna napětí zdroje podle velikosti odebíraného proudu) měkký zdroj (velký vnitřní odpor) – suchý článek tvrdý zdroj (malý vnitřní odpor) – olověný akumulátor [1][1]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Elektromotorické napětí elektromotorické napětí zdroje U e -určeno podílem práce W Z neelektrických sil při přenosu nosičů náboje uvnitř zdroje a celkového přeneseného náboje Q svorkové napětí U -napětí na svorkách zdroje, ze kterého je odebírán proud I (zatížený zdroj) účinnost elektrického zdroje η Z - poměr práce W v elektrickém obvodu připojeném k el. zdroji a práce W Z neelektrostatických sil zdroje

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Druhy zdrojů elektrického napětí chemické (galvanické) články fotočlánky (fotoelektrické články) termočlánky (termoelektrické články) mechanické články fyziologické zdroje (elektroplaxy rejnoka, paúhoře)

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Chemické (galvanické) články přeměňují chemickou energii na elektrickou elektromotorické napětí na galvanickém článku vzniká z rozdílu potenciálů na elektrodách, které jsou důsledkem chemických reakcí mezi elektrodami a elektrolytem dělení:  primární články - nedobíjitelné - zinkouhlíková baterie, alkalický článek  sekundární články - dobíjitelné – akumulátor V: snadná přenosnost, malé rozměry, relativně nízká hmotnost, uložení elektrické energie N: nízké elektromotorické napětí, nízký výkon a krátká životnost využití: v přenosných elektrických spotřebičích (baterky, hodinky, mobilní telefony, notebooky, fotoaparáty, kamery), elektromobily, akumulátory v automobilech [3][3] [4][4] [2][2]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Fotočlánky (fotovoltaické články) přeměňují světlo na elektrickou energii využívají fotoelektrického jevufotoelektrického jevu výkon článku závisí na intenzitě osvětlení a úhlu dopadajícího světla V: levně získaná energie N: nestálost slunečního svitu, malá účinnost využití: kosmonautika, zdroj elektrické energie pro ropné plošiny, koncová světla železničních vagónů, retranslační stanice v telekomunikacích, pobřežní majáky, kalkulačky, jachty, karavany, odlehlé horské chaty [5][5][6][6] [7][7]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Fotoelektrický jev jev, kdy jsou z látky uvolňovány elektrony při pohlcení elektromagnetického záření poprvé popsal tento jev v roce 1887 německý fyzik Heinrich Hertz a až pomocí kvantové teorie princip vysvětlil německý fyzik Albert Einstein (NC 1921) rozlišujeme vnější a vnitřní fotoelektrický jev [8][8] [9][9]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Termočlánky (termoelektrické články) přeměňují tepelnou energii na elektrickou energii využívají termoelektrického je vu termoelektrického je vu skládá se ze dvou různých kovů zapojených do série V: dlouhodobá spolehlivost N: malý výkon, malá účinnost využití: u kosmických sond k vnějším planetám (součástí radioizotopového termoelektrického generátoru), teplotní čidla [10] [11]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Termoelektrický jev elektrický jev podmíněný tepelným jevem nebo naopak (Seebeckův a Peltierův jev) termočlánek využívá Seebeckův jev (objevený 1821 německým fyzikem Thomasem Seebeckem) - vznik termoelektromotorického napětí mezi konci dvou různých vodičů, které mají různou teplotu velikost tohoto napětí závisí na použitých kovech a rozdílu teplot mezi konci vodičů [12] [13]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Mechanické články přeměňují mechanickou energii na elektrickou nejčastěji točivé stroje, které využívají točivého magnetického pole a cívek, ve kterých se indukuje elektrické napětí tvořeny statorem a rotorem druhy: střídavý proud  alternátor - vytvářejí střídavý proud – takto získáváme většinu elektrické energie (případné usměrnění pomocí usměrňovače) stejnosměrný proud  dynamo – vytváří stejnosměrný proud (usměrnění pomocí komutátoru) [14] [15]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zapojování zdrojů napětí sériové zapojení zdrojů vodivé spojení pólů s opačnou polaritou zvýšení celkového elektromotorického napětí zvětšení celkového vnitřního odporu např. plochá baterie, 9 V baterie, olověný akumulátor paralelní zapojení zdrojů vodivé spojení pólů se stejnou polaritou zvyšuje se celkový elektrický výkon zdroje nezvyšuje se celkové elektromotorické napětí nutné: stejná velikost elektromotorických napětí jednotlivých zdrojů využití v rozvětvených el. obvodech, aby dodávaný proud měl dostatečnou velikost

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1.Vysvětlete, co je to zdroj elektrického napětí. 2.Porovnejte termoelektrické a fotoelektrické články. 3.Vysvětlete rozdíl mezi svorkovým a elektromotorickým napětím zdroje. 4.Porovnejte chemické a mechanické články. 5.Vysvětlete, co charakterizuje vnitřní odpor zdroje. 6.Uveďte příklady využití akumulátorů v praxi.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1 ] PETRUS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [2] BRIANIAC. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [3] FINKE, Marco. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [4] TAKET. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [5] BROŽ, Martin. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [6] CJP24. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [7] NASA. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [8] HÜNNIGER, Dirk. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [9] WOLFMANKURD. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [10] MOVGP0. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [11] MYSELF. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [12] NEZNÁMÝ. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [13] OMEGATRON. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [14] EGMASON. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [15] KRONENBERGER, Arthur. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN schémata zapojení zdrojů napětí byla vyrobena ve freewarovém programu Curcuit Diagram 2.0