Práce a výkon Základy elektrotechniky 1 Práce a výkon Ing. Jaroslav Bernkopf

Práce a výkon Základy elektrotechniky 2 Lago di Ledro 655 m Lago di Garda 59 m Viz povídání o elektrárně mezi dvěma jezery v kapitole o potenciálu. Čím víc vody proteče, tím víc práce voda udělá. Čím větší spád se při tom využije, tím víc práce voda udělá. Čím víc vody, čím větší spád, tím víc práce. Přesunuje-li se náboj Q mezi dvěma místy s různým potenciálem, vykonává se elektrická práce. Jako když se množství vody přesunuje mezi dvěma místy s různou nadmořskou výškou. množství práce = množství vody * spád

Přesunuje-li se náboj Q mezi dvěma místy s různým potenciálem, vykonává se elektrická práce W. Čím víc náboje Q proteče, tím víc práce W elektřina udělá. Čím větší rozdíl potenciálů (= napětí) U se při tom využije, tím víc práce elektřina udělá. Čím víc náboje Q, čím větší napětí U, tím víc práce W. Práce a výkon Základy elektrotechniky 3 množství práce = náboj * napětí W = Q * U [J; C, V]

Čím větší proud vody, tím víc vody proteče. Čím déle voda teče, tím víc vody proteče. množství vody = proud * čas Čím větší proud I, tím víc náboje Q obvodem proteče. Čím delší čas t proud I teče, tím víc náboje Q obvodem proteče. množství náboje = proud * čas Q = I * t [C, A, s] Práce a výkon Základy elektrotechniky 4 množství vody = proud * čas množství náboje = proud * čas Q = I * t [C; A, s]

Dejme dohromady vzorečky pro práci a pro náboj: Práce a výkon Základy elektrotechniky 5 množství náboje = proud * čas Q = I * t [C; A, s] množství práce = náboj * napětí W = Q * U [J; C, V]

Dejme dohromady vzorečky pro práci a pro náboj: Práce a výkon Základy elektrotechniky 6 Q = I * t [C, A, s] W = Q * U [J, C, V] W = U * I * t [J, V, A, s] W = I * t * U Jen přerovnáme: Čím větší napětí, čím větší proud, čím delší čas, tím víc práce se vykoná.

Jednotkou práce je joule [J]. Jeden joule je množství práce, které se vykoná, když napětí 1 volt protlačuje obvodem proud 1 ampér po dobu jedné sekundy. Práce a výkon Základy elektrotechniky 7 W = U * I * t [J; V, A, s]

Výkon vyjadřuje, kolik práce se vykoná za jednu sekundu. Jednotkou výkonu je watt [W]. Jeden watt je výkon, kterým se za jednu sekundu udělá práce jeden joule. Práce a výkon Základy elektrotechniky 8 Čím víc práce se vykoná za čím menší čas, tím větší je výkon.

Výkon vyjadřuje, kolik práce se vykoná za jednu sekundu. Čím větší výkon má stroj, tím víc práce vykoná. Čím delší dobu stroj pracuje, tím víc práce vykoná. Má-li vařič velký výkon, ale je zapnutý jen krátce, vodu moc neohřeje, udělá málo práce. Je-li vařič zapnutý dlouho, ale má malý výkon, vodu moc neohřeje, udělá málo práce. Práce a výkon Základy elektrotechniky 9 Čím větší výkon, čím delší čas, tím víc práce se vykoná. množství práce = výkon * čas W = P * t [J; W, s]

W = U * I * t [J, V, A, s] Porovnejme předchozí dva vzorečky pro práci: Práce a výkon Základy elektrotechniky 10 Čím větší napětí, čím větší proud, tím větší výkon. W = P * t [J; W, s] Z toho plyne: P = U * I [W; V, A]

Když žárovku vypneme vypínačem, není na ní napětí ani proud. Nesvítí. Žádný výkon. Když se vlákno žárovky přeruší, je na ní napětí, ale není proud. Nesvítí. Žádný výkon. Když tlustým drátem teče proud, na drátu nevznikne úbytek napětí, protože má (skoro) nulový odpor. Je proud, není napětí. Drát se nezahřeje, nesvítí, žádný výkon. Je-li jeden z činitelů nula, výsledek je nula. Výkon je opravdu součinem napětí a proudu. Práce a výkon Základy elektrotechniky 11 Čím větší napětí, čím větší proud, tím větší výkon. P = U * I [W; V, A]

Když na dobrou žárovku připojíme napětí, to do žárovky protlačí proud. Proud zahřeje vlákno, žárovka svítí. Dává výkon. Větší napětí protlačí větší proud, žárovka svítí víc. Dává větší výkon. Práce a výkon Základy elektrotechniky 12 Čím větší napětí, čím větší proud, tím větší výkon. P = U * I [W; V, A]

Práce a výkon Základy elektrotechniky 13 Elektrický polštář má při napětí U = 120 V příkon P = 21 W. Jaký proud I polštářem prochází?

Práce a výkon Základy elektrotechniky 14 Jaká bude cena C za provoz vařiče po dobu t = 12 hodin, kterým při napětí U = 110 V prochází proud I = 6,6 A, když cena C k jedné kWh je 3,90 Kč?

Práce a výkon Základy elektrotechniky 15 Na jaký proud I je nutno dimenzovat pojistku na ochranu elektrického vedení, ve kterém při napětí U = 120 V jsou zapojeny spotřebiče o celkovém výkonu P = 7500 W?

Práce a výkon Základy elektrotechniky 16 Při odchodu z domu jste zapomněli vypnout žárovku o výkonu 75 W. Zbytečně svítila dobu t = 23 hodin. Kolik jste zaplatili za zbytečné svícení, když cena Ck jedné kWh je 6,10 Kč? Jaký proud I při napětí U = 228 V tekl do žárovky?