Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Jordánová Marcela Název prezentace (DUMu): 7. Elektrický proud v pevných látkách - odpor, výkon Název sady: Fyzika pro 3. a 4. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař Ročník: 3. a 4. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/ Datum vzniku: – Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 3. a 4. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům vyšších ročníků technických oborů základní poznatky z fyziky. Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na pochopení elektrického proudu v pevných látkách, odporu a výkonu

ELEKTRICKÝ PROUD JAKO DĚJ Je to uspořádaný pohyb částic s nábojem(stejnosměrný proud) Nosiče proudu jsou u kovů volné elektrony a u elektrolytů ionty a u plynů jsou to volné elektrony a ionty U plynů jsou to volné elektrony a ionty a u polovodičů jsou to volné elektrony a díry

ELEKTRICKÝ PROUD JAKO VELIČINA Značka I, jednotka A (ampér) Je to podíl náboje Q a času t Platí vztah : I=Q/t Dohodnutý směr proudu je od + k -

JEDNODUCHÝ ELEKTRICKÝ OBVOD Skládá se ze zdroje napětí,elektrického spotřebiče,spojovacích vodičů,spínače a měřících přístrojů Ampérmetrem měříme proud a zapojujeme ho sériově se spotřebičem Voltmetrem měříme napětí a připojujeme ho ke spotřebiči

ELEKTRICKÝ ZDROJ NAPĚTÍ Je zdrojem elektrické energie Má kladný a záporný po´l, uvnitř vzniká elektrické pole Mezi svorkami (po´ly) se udržuje svorkové napětí Příkladem je galvanický článek, akumulátor, termočlánek….

OHMŮV ZÁKON PRO ČÁST OBVODU Vyjadřuje souvislost mezi proudem I a napětím U Platí, že proud je přímo úměrný napětí a konstantou úměrnosti je elektrická vodivost G Platí vztahy: I=G.U nebo I= U/R,kde R je odpor vodiče

REZISTORY Jsou to keramické válečky, na kterém je nanesena vodivá vrstva nebo je na něm navinutý drát z odporové slitiny Na povrchu je vyznačena hodnota elektrického odporu(pevné hodnoty) Prvky s proměnným odporem jsou reostaty nebo potenciometry

ELEKTRICKÝ ODPOR Značka R, jednotka Ω Závisí na rozměrech vodiče( na délce l, obsahu průřezu S, měrném elektrickém odporu ρ) Platí vztah : R= ρ.l/S Závisí také na teplotě, s rostoucí teplotou se zvyšuje

SUPRAVODIVOST Je to jev, kdy elektrický odpor klesne na nulovou hodnotu při teplotách blízkých 0 K Problémem je udržet ve vodiči nízké teploty Příkladem je niob, cín, olovo, rtut ˇ Využití např. v lékařství (tomografy), v dopravě (rychlovlaky), v reaktorech,… ·

OHMŮV ZÁKON PRO CELÝ OBVOD Proud je roven podílu elektromotorického napětí zdroje U e a součtu odporů vnějšího R a vnitřního R i Platí vztah: I= U e / R+ R i Pro svorkové napětí U platí vztah: U= U e - R i. I ·

ELEKTRICKÁ PRÁCE Značka W, jednotka J (joule) Pokud prochází spotřebičem proud, mění se elektrická energie na jiné formy Např. v žárovce se mění na vnitřní a světelnou, u elektromotoru na mechanickou Platí vztah : W=U.Q U je napětí, Q je náboj ·

JOULOVO TEPLO Projevuje se zvýšením teploty spotřebičů při průchodu proudu Značka Q J, jednotka J (joule) Platí vztahy : Q J = U.I.t =R.I 2.t U je napětí, I je proud, t je čas, R je odpor vodiče ·

VÝKON PROUDU A PŘÍKON Výkon proudu je roven podílu práce W a času t Značka P, jednotka W (watt) Platí vztah : P=W/t=U.I, kde t je čas Příkon je mírou práce, kterou spotřebič vykoná (energie dodaná) Značka P´, jednotka W ·

ÚČINNOST SPOTŘEBIČE Je to podíl příkonu P´ a výkonu P Značka η, udává se v procentech % Platí vztah : η= P´/ P. 100% Výkon proudu se měří wattmetrem a energie odebraná se měří elektroměrem ·

KONTROLNÍ TEST Skupina A 1. Popiš elektrický proud jako děj 2. Popiš jednoduchý elektrický obvod 3. Popiš Ohmův zákon pro část obvodu 4. Popiš el.odpor 5. Popiš el.práci 6. Popiš výkon a příkon

KONTROLNÍ TEST Skupina B 1. Popiš elektrický proud jako veličinu 2. Popiš el.zdroj napětí 3. Popiš rezistory 4. Popiš supravodivost 5. Popiš Ohmův zákon pro celý obvod 6. Popiš Joulovo teplo a účinnost

SEZNAM ZDROJŮ PRO TEXTOVOU ČÁST SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1.díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995