Přeskočit: Obsah kurzuPřeskočit: Kup si celý kurz!
 

Kup si celý kurz!

Koupí tohoto online kurzu
vám budou zpřístupněny všechny ostatní studijní materiály -> odkaz ke koupi vede do internetového obchodu Samouk.cz pryč z výukového prostředí.

 
Přeskočit: Informace o dalších kurzech
 
 

* Stejnosměrný obvod

Vzhledem k tomu, že při průchodu elektrické energie dochází ke ztrátám, tedy k přeměně elektrické energie na jinou formu, zavedeme elektrickou práci.
\begin{equation*}
W=\mathit{UIt}=\mathit{RI}^{2}t=\frac{U^{2}}{R}t
\end{equation*}
Značíme $W$, z anglického work, práce má jednotku watt sekunda, $W.s$, často nazývaná Joule. V běžném životě se pak setkáváme s kilowatthodinou atp. Dle vzorce výše je práce přímo úměrná odporu, času a kvadrátu proudu, který vodičem prochází. Pro lepší představu uvažujme žhavé uhlíky, naše náboje, které se valí skrze trubku. Pokud budou probíhat dostatečně rychle a nic jim nebude bránit, tak trubka zůstane chladná. Jakmile se objeví překážka, zvětší se odpor, dojde k nahromadění uhlíků, náboje, a trubka, vodič, se začne nahřívat. Energie, kterou uhlíky měly, začne bý předávána okolí, jelikož jim je zabráněno v pohybu.

Tohoto jevu nejčastěji užíváme v rychlovarné konvici, pečící troubě apod.

Další veličinou je výkon elektrického proudu. Můžeme se setkat i s označením jouleovo teplo. Ten je určen následovně $P=\mathit{UI}=\mathit{RI}^{2}$ jeho jednotkou je watt, W, často se můžeme setkat i s jednotkou VA, voltampér. Oproti předchozí veličině vidíme, že nám odpadla závislost na čase a tedy z předchozího vzorce můžeme vyjádřit výkon jako $$P=\frac{W}{t}.$$ Práce nám tedy udává výkon za jednotku času.

Proč se při vedení elektrického napětí užívá vysokých hodnot, jako například 400 kV? Je to kvůli tepelným ztrátám. Jouleovo teplo je definováno jako $P=RI^{2}$, tedy čím větší proud do vodiče poteče, tím více se jej přemění na teplo. Výkon je dán jako součin napětí a proudu. Stejný výkon nám obstará malé napětí a velký proud (bude mít velké ztráty kvůliJouleovo teplu) a vysoké napětí a nízký proud (budeme mít menší ztráty přeměnou na teplo). Naopak kde je žádoucí přeměna elektrické energie na tepelnou je například varná konvice

Pokud nás bude zajímat, jak moc výhodný je provoz spotřebiče, tedy kolik práce vykoná za spotřebovanou energii, zavedeme veličinu účinnosti spotřebiče. Vzhledem k tomu, že dělíme navzájem výkony, tj. watt/watt, vyplyne z rozměrové analýzy, že veličina je bezrozměrná. Její hodnota se pohybuje mezi 0 a 1. Pokud bude mít hodnotu , pak znamená, že stroj má nulovou účinnost, v případě jedničky jsme pak nalezli perpetuum mobile, které veškerou vloženou energii dokonale přepracuje na výstupní práci.

Zkoumejme nyní následující případ. Mějme rychlovarnou konvici, jejíž příkon je 2200 W. Z měření vyplynulo, že její výkon je 2000W. Jaká je její účinnost?

Vyjdeme ze vzorce $\eta =\frac{P_{\mathit{v\text{ý}stup}}}{P_{\mathit{vstup}}}$ a dosadíme hodnoty ze zadání. Po vydělení zjistíme, že nám vyšlo $\eta=0,91$. Pokud vynásobíme tuto hodnotu 100 krát, vyjde nám účinnost v procentech, tedy 91 %.

 
 
 
Přeskočit: Osobní menuPřeskočit: Kontaktní formulář
 

Kontaktní formulář