Přehled hlavních zákonů používaných v elektrotechnice
Vyjadřuje vztah mezi elektrickým odporem, napětím a proudem. Je pojmenován podle svého objevitele Georga Ohma.
Zákon říká, že napětí na prvku je přímo úměrné procházejícímu proudu.
Velmi jednoduchou pomůckou pro zapamatování správného tvaru výrazu, vyjadřujícího Ohmův zákon, je jeho grafické vyjádření v podobě trojúhelníku (viz obrázek). Stačí si zapamatovat, že značka napětí (U) je nahoře, zvýrazněná příčka pod U má význam jako zlomková čára a tečka mezi spodními symboly je znaménko násobení.
Příkad 1:
Rezistorem hodnoty 100 Ω protéká proud 0,5 A. Jaká je velikost napětí zdroje?
U = I*R = 0,5*100 = 50 V
Příklad 2:
Napětí zdroje je 12 V a velikost zatěžovacího rezistoru je 1,2 kΩ. Jaký proud protéká obvodem?
I = U/R = 12/1200 = 0,1 A
Příklad 3:
Napětí zdroje je 24V a obvodem protéká proud 100mA. Jaká je velikost rezistoru?
R = U/I = 24/(100*10-3) = 24*103/100 = 24000/100 = 240 Ω
Popisuje zákon zachování elektrického náboje.
Říká, že v každém bodě (uzlu) elektrického obvodu platí, že:
Součet proudů vstupujících do uzlu se rovná součtu proudů z uzlu vystupujících.
Příklad:
I = I1 + I2 + I3 = 1 + 0,5 + 0,25 = 1,75 A
Formuluje pro elektrické obvody zákon zachování energie.
Říká, že:
Součet úbytků napětí na spotřebičích se v uzavřené části obvodu (smyčce) rovná součtu elektromotorických napětí zdrojů v této části obvodu.
Příklad:
U = U1 + U2 = 6 + 6 = 12 V
Sériové řazení
Děliče napětí snižují vstupní napětí U1 v poměru rezistorů R1 a R2 na výstupní napětí U2.
Výstupní napětí je tedy vždy nižší než vstupní.
Výpočty
- Nezatížený dělič napětí
Výpočet je jednodušší a používá se také tehdy, je-li velikost zatěžovacího rezistoru R3 mnohonásobně vyšší, než R2. - Zatížený dělič napětí
Nejprve je třeba vypočítat výsledný odpor paralelně zapojených rezistorů R2 a R3. Vypočtenou hodnotu pak dosadit namísto R2 do výše uvedených vzorců.
Příklady:
- Vstupní napětí je 10V, R1=R2=10 kΩ. Jaké je výstupní napětí nezatíženého děliče?
U2 = 104 / (104 + 104 ) * 10 = 1 / 2 * 10 = 5 V - Vstupní napětí je 10V, R1=R2=10 kΩ, hodnota zatěžovacího rezistoru R3 je 10 kΩ. Jaké je výstupní napětí zatíženého děliče?
Výsledná hodnota paralelně spojených rezistorů R2 a R3 je 5 kΩ
U2 = 5 * 103 / (104 + 5 * 103 ) * 10 = 5 / 15 * 10 = 3,33 V