Základy elektrotechniky

1. Základy elektrotechniky

2. Soustava jednotek V přírodě se vyskytují měřitelné fyzikální veličiny. Měřit = určit velikost porovnáním s vhodnou jednotkou. Byla určena soustava jednotek, na jejímž základě lze odvodit všechny další jednotky

3. Soustava SI

4. Definice jednotek

5. Doplňkové jednotky radián rovinný úhel sevřený dvěma polopřímkami, které na kružnici opsané z jejich počátečního bodu vytínají oblouk o délce rovné jejímu poloměru. 360o = 2π[rad] steradián prostorový úhel s vrcholem ve středu kulové plochy, který na této ploše vytíná část s obsahem rovným druhé mocnině poloměru této kulové plochy.

6. Násobné a dílčí jednotky

7. Velká a malá čísla Průměr elektronu je cca 10-18 m. Průměr vesmíru je cca 13 miliard sv.let. Rychlost světla je 300 000 km/s., tj 3.108 m/s. Vesmír „měří“ 3.108 . 3600.24.365 . 13.109 = =1018 m Přes celý vesmír teoreticky naskládáme hustě vedle sebe 1018 / 10-18 = 1036 elektronů

8. Přesnost, zaokrouhlování V technické praxi zaokrouhlujeme na 3-4 platné číslice !

9. Pravidla pro psaní vzorců Zapíšeme vzorec, dosadíme do vzorce, zapíšeme výsledek na 3-4 platná místa a doplníme jednotku.

10. Skaláry, vektory Skalár : veličina, která je s ohledem na zvolenou jednotku plně určená jediným číselným údajem (délka, čas, energie ap.). Vektor : představuje ve fyzice veličinu, která má kromě velikosti i směr (síla, rychlost aj.)

11. Pole • Příklady polí : • elektrické pole • magnetické pole • obvykle spojujeme do elektromagnetického pole • gravitační pole Působení mezi částicemi látky zprostředkovávají konečnou rychlostí (obvykle rychlostí světla) polní částice. Pole je forma hmoty, která zprostředkovává působení mezi částicemi.

12. ELEKTRICKÝ NÁBOJ A PROUD Elektrický náboj je vlastnost hmoty. Základní jednotka: coulomb značka jednotky: C Může mít kladnou a zápornou hodnotu. Elementární náboj nesou protony (kladný náboj) a elektrony (záporný náboj) Velikost:e = 1,602 176 487 ∙ 10-19C Elektrický proud je uspořádaný pohyb nositelů elektrického náboje.

13. Vztah mezi nábojem a proudem Q náboj [C] I proud [A] t čas [s] 1 Coulomb je množství náboje, které protože vodičem při proudu 1 Ampér za 1 sekundu.

14. Proud a náboj Proud i náboj jsou skaláry. Proud ve vodičích pro další účely orientujeme (určujeme mu směr). I Dohoda : směr proudu je dán pohybem kladných nábojů. • Nositelé volného náboje : • kovy – elektrony (směr proudu je orientován opačně než pohyb elektronů) • tekutiny, plyny – obvykle ionty (směr proudu odpovídá pohybu)

15. Potenciál, napětí vnější síly přenesly náboj proti působení pole a vykonaly práci – náboj zvýšil potenciální energii polohaB F síly pole přenesly náboj ve směru působení pole a vykonaly práci – náboj odevzdal část potenciální energie + poloha A

16. Potenciál, napětí Velikost této práce vztažené na 1 Coulomb nazýváme potenciál. Jednotkou potenciálu je 1 Volt

17. Potenciál, napětí Otázka : Kde je nulový potenciál, ve kterém má náboj nulovou potenciální energii ? Teorie : nulový potenciál je v nekonečnu. Praxe : nulový potenciál má povrch země. Místa se stejným potenciálem nazýváme ekvipotenciální hladiny.

18. Potenciál, napětí polohaB náboj má potenciální energii AB, je na potenciálu VB Pro přesun z bodu A do bodu B bylo třeba vykonat práci ΔA = AB – AA. F náboj má potenciální energii AA, je na potenciálu VA poloha A + Napětí je skalár. Tuto dílčí práci vztaženou na 1 C nazýváme napětí U. Napětí je dáno rozdílem poteciálů. Jednotkou je opět 1 Volt.

19. Intenzita pole Je-li mezi 2 body napětí, pak mezi těmito body existuje elektrické pole. Mohutnost pole lze zjistit veličinou s názvem intenzita elektrického pole E. UAB A B lAB Intenzita pole je velikost napětí na 1 m délky. Intenzita pole je vektor, lze ji určit v každém bodě prostoru. Při dostatečně velké intenzitě pole v izolantu dojde k tzv. elektrickému průrazu. Tuto intenzitu nazýváme elektrická pevnost. Pro vzduch platí přibližně Ep = 3 kV/mm.

20. Odkazy El.pevnost na wikipedii Oblouk v rozvodně 500 kV