Název školy Základní škola Jičín, Husova 170 Číslo projektu CZ.1.07/1.4.00/21.2862 Číslo a název klíčové aktivity 3.2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT DUM:VY_32_INOVACE_IX_1_9 Zapojení za sebou a vedle sebe Šablona číslo: IX Sada číslo: I Pořadové číslo DUM: 9 Autor: Mgr. Milan Žižka

Anotace: PowerPointová prezentace určená k prohlubování znalostí elektrických obvodů se spotřebiči zapojenými za sebou, vedle sebe a kombinace těchto zapojení, k upevňování dovedností jejich řešení. Druh učebního materiálu Výukový Typická věková skupina 13 – 14 let Klíčová slova Zapojení spotřebičů za sebou a vedle sebe, elektrický proud, elektrický odpor, elektrické napětí.

Zapojení za sebou a vedle sebe Spotřebiče do obvodu můžeme zapojit za sebou a vedle sebe.

? Nakresli elektrický obvod, ve kterém jsou zapojeny dva spotřebiče sériově (za sebou). R₂ R₁ I U

Co platí v sériovém obvodu pro napětí, proud a odpor? Proud je při zapojení v sérii všude stejný. Stejný proud protéká jedním a pak druhým rezistorem. Napětí, které je na zdroji, se v tomto zapojení dělí na jednotlivé rezistory v poměru velikosti jejich odporů: U = U₁ + U₂+ ….+Un. Odpor obvodu je součtem odporů jednotlivých rezistorů: R = R₁ + R₂+…+Rn.

Nakresli zapojení spotřebičů vedle sebe. ? Nakresli zapojení spotřebičů vedle sebe. R₁ R₂

Co platí pro napětí, proud a odpor v zapojení spotřebičů vedle sebe? ? Na všech rezistorech (spotřebičích) je stejné napětí jako na zdroji. U je konstantní. Pro proud platí, že součet proudů ve větvích se rovná proudu v nerozvětvené části. I = I₁+ I₂+ …+In Odpor obvodu vypočítáme tak, že sečteme převrácené hodnoty odporů a dostaneme převrácenou hodnotu výsledného odporu.

? Klikni na šipku u správné odpovědi. 1. Dva stejné rezistory každý o odporu 100 Ω jsou spojeny sériově. Výsledný odpor je: 100Ω 50Ω 200Ω

Odpověď na předcházející otázky nebyla správná. V rozvětveném obvodu jsou dva stejné rezistory zapojeny sériově, každý má odpor 100 Ω. Jaký je odpor obvodu? Odpověď na předcházející otázky nebyla správná. Odpor dvou sériově spojených rezistorů je roven součtu odporů! R₁ = 100 Ω R₂ = 100 Ω R = ? . R = R₁ + R₂ R = 100 + 100 R = 200 Ω Odpor sériově spojených rezistorů je 200 Ω.

Správně, pokračuj další úlohou. ? Klikni na šipku u správné odpovědi. 2. Dva stejné rezistory, každý o odporu 100 Ω, jsou spojeny paralelně. Výsledný odpor je: 100Ω 50Ω 200Ω

Odpověď na předcházející otázky nebyla správná. V rozvětveném obvodu jsou dva stejné rezistory zapojeny paralelně, každý má odpor 100 Ω. Jaký je odpor obvodu? R₁ = 100 Ω R₂ = 100 Ω R = ? . R = 50 Ω Odpor paralelního spojení je 50 Ω. Odpověď na předcházející otázky nebyla správná. Odpor dvou stejných rezistorů paralelně spojených je vždy roven polovině odporu každého!

Složitější zapojení spotřebičů Spotřebiče do obvodu můžeme zapojit za sebou, vedle sebe nebo tato zapojení kombinovat.

Paralelní zapojení tří rezistorů

? R₁ = 50 Ω Tři rezistory jsou spojeny paralelně. První má odpor 50 Ω, druhý 100 Ω a třetí 100 Ω. Vypočítejte výsledný odpor obvodu. R₂ = 100 Ω R₃ = 100 Ω Řešení: U takového příkladu je výhodné použít nahrazení druhého a třetího rezistoru jedním rezistorem R‘ se stejným účinkem na obvod. Dostaneme obvod s odpory R₁ a R‘ spojenými paralelně (viz druhý obvod). R₁ = 50 Ω (Výsledný odpor dvou stejných paralelně spojených rezistorů má hodnotu odporu rovnou polovině odporu každého tedy R‘ = 50 Ω. ) R‘ = 50 Ω Opět máme dva stejné rezistory spojené paralelně, každý má odpor 50 Ω. Výsledný odpor celého obvodu je 25 Ω. Lze také počítat ze vztahu:

? R₁ = 50 Ω Tři rezistory jsou spojeny paralelně. První má odpor 50 Ω, druhý 100 Ω a třetí 100 Ω. Napětí zdroje je 100 V. Vypočítejte proudy ve větvích a proud v nerozvětvené části. R₂ = 100 Ω R₃ = 100 Ω Proud v 1. větvi vypočítáme z Ohmova zákona: I₁ = U : R₁ (Dělíme napětí odporem 1. rezistoru.) I₁ =100 : 50 I₁ = 2 A Obdobně vypočítáme I₂ a I₃ I₂ = I₃ = 1 A U = 100V Proud v nerozvětvené části I = I₁ + I ₂ + I₃ = 4 A. Nebo ho můžeme vypočítat z Ohmova zákona: I = U : R (Kde R je celkový odpor.) I = 100 : 25 (viz celkový odpor z minulého př.) I = 4 (A) Proud v nerozvětvené části je 4 A.

Sériové zapojení tří rezistorů

? Tři rezistory R₁ = 100 Ω, R₂ = 100 Ω, R₃ = 50 Ω jsou zapojeny podle obrázku. Napětí zdroje je 100 V. O jaké zapojení se jedná? Vypočítejte proud procházející rezistorem R₁. R₁ = 100 Ω R₂ = 100 Ω R₃ = 50 Ω U =100 V R₁ = 100 Ω R₂ = 100 Ω R₃ = 50 Ω U = 100V I₁ = ? . Rezistory jsou zapojeny sériově. Při tomto zapojení platí, že všude teče stejný proud. I = I₁= I₂=I₃ Proud vypočítáme: I = U : R Kde celkový odpor : R = R₁ + R₂+R₃ R = 100 +100 + 50 = 250 Ω Proud: I = 100 : 250 I = 0,4 A Proud protékající prvním rezistorem je 0,4 A.

Sériové a paralelní zapojení lze kombinovat

Sériové a paralelní zapojení lze kombinovat ? Tři rezistory R₁ = 100 Ω, R₂ = 100 Ω, R₃ = 50 Ω jsou zapojeny podle obrázku. Napětí zdroje je 100 V. Vypočítejte proud v nerozvětvené části. R₁ = 100 Ω Řešení: R₁ = 100 Ω R₂ = 100 Ω R₃ = 50 Ω U = 100V I = ? . R₂ = 100 Ω R₃ = 50 Ω Nejdříve musíme vypočítat celkový odpor. Pro výpočet celkového odporu obvod zjednodušíme: U = 100V R‘ = 50Ω R₃ = 50 Ω U = 100 V Nahradíme paralelně spojené odpory R₁ a R₂ jedním odporem R‘. Potom budeme řešit obvod se sériově spojenými odpory R‘ a R₃ ( viz spodní obrázek).

R₁ = 100 Ω Pokračování úlohy R₂ = 100 Ω R₃ = 50 Ω Tři rezistory R₁ = 100 Ω, R₂ = 100 Ω, R₃ = 50 Ω jsou zapojeny podle obrázku. Napětí zdroje je 100 V. Vypočítejte proud v nerozvětvené části. U = 100V Výsledný odpor R‘ dvou stejných paralelně spojených rezistorů R₁ a R₂ je roven polovině odporu každého z nich. Tedy R‘ = 50 Ω. R‘ = 50 Ω R₃ = 50 Ω U = 100 V Nyní máme sériový obvod se dvěma rezistory R‘ a R₃. Celkový odpor: R = R‘ + R₃ ; R = 50 + 50 = 100 Ω Proud v nerozvětvené části vypočítáme, když napětí U dělíme celkovým odporem R. I = U : R I = 100 : 100 I = 1 (A) Proud v nerozvětvené části obvodu je 1 A.

Tři rezistory R₁ = 100 Ω, R₂ = 50 Ω, R₃ = 50 Ω jsou zapojeny podle obrázku. Napětí zdroje je 100 V. Vypočítejte proud. ? Řešení: R₁ = 100 Ω R₂ = 50 Ω R₃ = 50 Ω U = 100V I = ? . U = 100 V R₁ = 100 Ω R₃ = 50 Ω R₂ = 50 Ω Úlohu zjednodušíme: Rezistory v horní větvi R₁ a R₂ nahradíme rezistorem R‘. Tyto rezistory jsou zapojeny sériově: R‘ = R₁ + R₂; R‘ = 50 + 50; R‘ = 100 Ω. Odpor celého obvodu vypočítáme, když vypočítáme odpor dvou stejně velkých paralelně spojených rezistorů R‘ a R₁; R = 50 Ω R‘ = 100 Ω R₁ = 100 Ω Proud z Ohmova zákona je: I = U : R I = 100 : 50 I = 2 (A) Proud v nerozvětvené části je 2 A. U = 100 V

Sériové a paralelní zapojení lze kombinovat Obrázek předcházejícíhozapojení Zdroj obrázků: Galerie MS Office: www.office.microsoft.com a vlastní práce.