Jít k navigaci - Jít k vyhledávání


Základy elektrotechniky - 4 - Práce, Výkon, Řazení rezistorů

17. 12. 06 - 20:25. Napsal Jiří Chytil. Přečteno 29848x. 7 komentářů

Obsah tohoto článku je jasný již z nadpisu. Bude o el. práci, výkonu a přidáme i účinnost. Dále bude obsahovat sériové, paralelní a kombinované řazení odporů.

468x60.gif Doporučujeme virtuálního opertátora GoMobil.cz | Reklamní sdělení

El. práce je vykonávána, pokud je přesunován náboj Q mezi dvěma místy s napětím U.

vzorec pro výpočet práce z napětí a náboje

El. práce může být dána také jako součin napětí U, proudu I a času t, vyplívá to z již dříve zmiňovaného vzorečku:

vzorec pro výpočet náboje z proudu a času
vzorec pro výpočet práce z napětí, proudu a času

El. výkon je potom elektrickou práci za jednotku času. Vypočítáme jej tedy z napětí a proudu. Odvození vzorce:

odvození vzorce pro výpočet výkonu z napětí a proudu

Využít ale můžeme i alternativních vzorečků, které vychází z ohmova zákona.

alternativní vzorce pro výpočet výkonu

Dalším důležitým pojmem je účinnost, ta je udávána v procentech a k jejímu vypočítání si potřebujeme vysvětlit rozdíly mezi pojmy výkon a příkon, neboť ona účinnost je jejich poměrem.

Příkon je výkon, který spotřebiči dodáme
Výkon je výkon, který dodává spotřebič.

Podle mého názoru, je toto řečeno dosti kostrbatě. Já bych to řekl asi tak, že spotřebiči dodáváme určité napětí a proud (výkon), které budeme označovat jako příkon, a spotřebič ze sebe na oplátku taky nějaký užitečný výkon vydá. A rozdíl mezi těmito dvěma, výkonem a příkonem, jsou ztráty. Účinnost je potom jejich poměrem v procentech.

vzorec pro výpočet účinnosti z výkonu a příkonu

Žádný přístroj nemůže mít 100 ani více procent. Takovému stroji by se říkalo perpetum mobile. Pro představu účinnost benzínového motoru je kolem 25% a diesel má účinnost kolem 35%. Elektromotory jsou na tom lépe 50 až 65% pro stejnosměrné a až 80% pro střídavé a moc dobře je na tom například transformátor až s 98%.

Řazení rezistorů

Řadit rezistory můžeme buďto do série nebo paralelně a potom je zde možnost obě zapojení kombinovat. Všechny tyto možnosti si ukážeme. Začneme u sériového řazení, jeho výpočet je totiž nejsnadnější.

obrázek sériové řazení rezistorů
Obrázek č. 1 - Sériové řazení rezistorů

Vzorec:

vzorec pro sériové řazení rezistorů

Každý z rezistorů vykazuje proudu jistý odpor a protože všechen proud musí projít oběma rezistory, je mu kladen větší odpor. Celkový odpor sériově zapojených rezistorů musí být větší než hodnota největšího z nich. Naopak u paralelního řazení rezistorů...

obrázek paralelního řazení rezistorů
Obrázek č. 2 - Paralelní řazení rezistorů

...může proud procházet oběma odpory proud se rozdělí na dva jeden poteče odporem R1 a druhý odporem R2. Větší proud poteče odporem menším, ale to už víme z minula, zároveň by mělo být jasné, že při paralelním řazení odporů bude hodnota celkového odporu menší než hodnota nejmenšího z odporů. Viz vzorec:

vzorec pro paralelní řazení rezistorů

Vzorec můžeme takto upravit:

vzorec pro paralelní řazení rezistorů

Všechny vzorce lze potom využít i pro větší počty součástek:

vzorec pro řazení rezistorů

Pokud se dostaneme ke kombinovanému řazení, budeme používat postupné zjednodušování. Viz obrázek.

zjednodušování
Obrázek č. 3 - Zjednodušování

Jak je z obrázku patrné využíváme stále známých vzorečků, až se dostaneme na tvar, který je na obrázku jako poslední a zněj vypočítáme výsledek. Jak vidíte, řazení odporů není žádná věda.

Příklady

1) Zjistěte zda jsou tato zapojení ekvivalentní či nikoliv. přitom R1 v prvním zapojení se bude rovnat R1 ve zapojení druhém atd.

příklad

2) Spočítejte proud, který teče spotřebičem. Spotřebič je připojen na napájení 100V, jeho výkon je 60W a účinnost 42% Prvně si spočítejte příkon spotřebiče.

Zobraz řešení příkladů

Příklad první: Zapojení je ekvivalentní jen pro některé případy, obecně však ekvivaltní není. To si můžete vyzkoušet například v calc nebo excel pomocí techto vzorců:

=((A1+A2)*(A3+A4))/((A1+A2)+(A3+A4))
=((A1*A3)/(A1+A3))+((A2*A4)/(A2+A4))

ukázka výpočtu

řešení příkladu

Příklad druhý: Proud je 1,429

řešení příkladu


Autor
Jiří Chytil

Jiří Chytil24 let

Šéfredaktor 8bitu.cz. V současné době je studentem prvního ročníku magisterského studia na Fakultě elektrotechické na VUT v Brně. Mezi jeho koníčky patří elektrotechnika, bastlení, programování a hudba. Pracuje na částečný úvazrek ve společnosti Honeywell HTS ACS.


Novinky Další novinky

[25. 06.]  A tentokráte vás zdravím z města New York.
[17. 06.]  Zdravim vas z Bostonu vazeni ctenari.
[10. 03.]  Tak jsem pro Vás připravil novou anketu. A snažím se pokračovat na projektu jehož výsledky bych zde rád zveřejnil, ale poněkud mě brzdí diplomová práce a práce.
[30. 01.]  Omlouvám se za nečinnost způsobenou značným nedostatkem času. Nevím, ale jestli se mi to podaří změnit. To víte, člověk stárne a jeho čas je potřeba jinde než na internetu.
[07. 03.]  Po dlouhé době jsme pro vás přichystali novou anketu - najdete ji níže v pravém panelu.

Reklama

Okruháři.cz

E-shop s příbory Toner - levné příbory

Virtuální operátor GoMobil - levné volání

Programujte.com

Léčivé obrazy - enkaustika Lenka Blažíková

Keramika Věra Coufalová - užitková keramika

Anketa

Jaký další modul byste ocenili v softwaru DSE?

RC články - pasivní

RC články - aktivní

Normované filtry

Syntetické indukčnosti

Materiálové tabulky

COM terminál

Design pro 555

Výpočet transformátoru

Výpočet uPásku

Výpočet štěrbinového vedení

Návrh Step-Up měniče

Návrh invertujícího měniče

Transfigurace trojúhelník-hvězda

Předřadník a bočník