Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA F14 - ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH I Mgr. Alexandra Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH I Elektrický odpor kovového vodiče Ohmův zákon pro část obvodu Závislost odporu kovového vodiče na t Rezistory a jejich spojování Měření elektrického proudu a napětí Elektrický proud v kovech I 2

Čím je tvořen elektrický proud v kovech? Opakování Čím je tvořen elektrický proud v kovech? Jaký je dohodnutý směr elektrického proudu v obvodu? Jak měříme elektrický proud? Jaké jsou účinky elektrického proudu? Uveď způsoby výroby elektrického napětí. Elektrický proud v kovech I 3

Elektrický odpor kovového vodiče Každý vodič tedy klade elektrickému proudu elektrický odpor, který musí být překonáván elektrickým napětím. Neuspořádaným tepelným pohybem těchto atomů je pohyb volných elektronů omezován. Když kovovým vodičem protéká elektrický proud, pohybují se volné elektrony mezi atomy vodiče. + – Elektrický proud v kovech I 4

Elektrický odpor kovového vodiče U [V] 1 2 3 4 5   I [A] 0,48 0,95 1,45 1,90 2,35 ocel 0,28 0,55 0,83 1,10 1,40 konstantan Konstantan je slitina mědi a niklu v poměru obvykle 55 % mědi a 45 % niklu. Její název souvisí s tím, že její rezistivita je v širokém rozsahu teplot přibližně konstantní. Používá se mj. v termočláncích. V A V konstantní teplota chladicí lázeň Elektrický proud v kovech I 5

Elektrický odpor kovového vodiče U [V] 1 2 3 4 5   I [A] 0,48 0,95 1,45 1,90 2,35 ocel 0,28 0,55 0,83 1,10 1,40 konstantan I [A] ocel konstantan U [V] Elektrický proud v kovech I 6

Ohmův zákon pro část obvodu U [V] 1 2 3 4 5   I [A] 0,48 0,95 1,45 1,90 2,35 ocel 0,28 0,55 0,83 1,10 1,40 konstantan U I = konst. U I 2,1 3,6 Pokud má vodič stálou teplotu je proud přímoúměrný napětí mezi konci vodiče: I ~ U. 1826 – Georg Simon Ohm Elektrický odpor = rezistance Elektrický proud v kovech I 7

Ohmův zákon pro část obvodu Elektrická vodivost G siemens Elektrický proud v kovech I 8

Ohmův zákon pro část obvodu Odpor kovového vodiče je přímoúměrný jeho délce l, je nepřímoúměrný jeho průřezu S, závisí na materiálu vodiče.  je rezistivita = měrný odpor Elektrický proud v kovech I 9

Závislost odporu kovového vodiče na teplotě Sledujme vlastnosti kovového vodiče při změně teploty. Popiš jev, který nastane při zahřívání elektrického vodiče. Sestavme tabulku a VA charakteristiku. V A Elektrický proud v kovech I 10

Elektrický odpor kovového vodiče U [V] 1 2 3 4 5   I [A] 0,46 0,83 1,14 1,40 1,60 ocel 0,28 0,55 1,10 konstantan R [Ω]  2,2 2,4 2,6 2,8 3,1 3,6 I [A] ocel konstantan Elektrický proud v kovech I 11

Závislost odporu kovového vodiče na teplotě Elektrický odpor kovových vodičů s rostoucí teplotou lineárně roste.  - teplotní součinitel elektrického odporu R1 - odpor při teplotě t1 t = t - t1 Elektrický proud v kovech I 12

Závislost odporu kovového vodiče na teplotě Rozhodni o závislosti měrného odporu na teplotě a svoji odpověď zdůvodni. Měrný elektrický odpor kovových vodičů závisí na teplotě lineárně. Zjisti teplotní interval, ve kterém je odpor hliníku lineárně závislý na teplotě. Nakresli v tomto intervalu graf závislosti odporu hliníku na teplotě, je-li  = 4,9 . 10-3 K-1 a 20 = 2,828 C . cm. Elektrický proud v kovech I 13

Rezistor je pasivní elektrotechnická součástka IDEÁLNÍ REÁLNÝ jediný parametr = odpor R, který nezávisí na vnějších podmínkách závisí na teplotě kromě odporu i další parametry omezená elektrická pevnost … Jejich základní funkcí je omezení protékajícího proudu nebo získání napěťového úbytku. Elektrický proud v kovech I 14

Rezistor Pokus se vyhledat informace o konstrukci rezistorů. Jakou schematickou značku má rezistor? Zjisti, k čemu se dá rezistor využít v praxi. Jaké druhy rezistorů rozlišujeme? Závisí ideální rezistor na velikosti proudu, který jím protéká? Pokus se vyhledat informace o konstrukci rezistorů. Jaké parametry může rezistor mít? Elektrický proud v kovech I 15

Spojování rezistorů - sériové U U1 U2 U3 R1 R2 R3 I  0 U1 1 U2 2 U3 3 x Elektrický proud v kovech I 16

Spojování rezistorů - paralelní U Elektrický proud v kovech I 17

Úlohy Jakým způsobem se rozdělí napětí U při sériovém spojení rezistorů? Jakým způsobem se rozdělí proud I při paralelním spojení rezistorů? Kovová tyč, jejíž celkový odpor je 0,1Ω, rozřízneme na 5 stejných dílů a jednotlivé části spojíme paralelně. Jaký bude výsledný odpor? Elektrický proud v kovech I 18

Měření elektrického proudu a napětí vodič žárovka rezistor reostat, potenciometr Elektrický proud v kovech I 19

Měření elektrického proudu ampérmetrem výstupní svorka vstupní svorka stupnice korekce nuly schematická značka A přepínač rozsahů Elektrický proud v kovech I 20

Zapojení ampérmetru do série zdroj vodiče spotřebič Elektrický proud v kovech I 21

A Schéma zapojení - + ampérmetr zdroj vodiče spotřebič Elektrický proud v kovech I 22

Určení velikosti měřeného proudu výchylka  = 10 d maximální výchylka m = 30 d měřící rozsah Mi = 15 mA Konstanta ampérmetru Ki = Mi m = 15 mA 30 d = 0,5 mAd-1 Měřený proud I = Ki .  = 0,5 mAd-1. 10 d = 5 mA Elektrický proud v kovech I 23

Regulace proudu reostatem Malý odpor reostatu Velký odpor reostatu Elektrický proud v kovech I 24

Použitá literatura Literatura Elektrický proud v kovech I LEPIL, O. Elektřina a magnetismus, fyzika pro gymnázia. Praha: Prometheus, 2002. ISBN 80-7196- 202-3 TKOTZ,K. Příručka pro elektrotechnika. Praha: Europa-Sobotáles, 2002. ISBN 80-86706-00-1 HALLIDAY,D. Fyzika. Elektřina a magnetismus. Brno: VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1868-0 Elektrický proud v kovech I

na gymnáziu Komenského v Havířově“ soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.