🔋 Proud a napětí

Jako voda

O čem to je

Na baterii je napsáno 1,5 V, na zásuvce 230 V, na nabíječce 2 A. Co ta čísla znamenají a proč je zásuvka nebezpečná, když tužková baterie ne?

Elektřinu nevidíš, ale můžeš si ji představit jako vodu v trubkách. Hodně to pomůže.

Nové pojmy

ElektronNepatrná částice se záporným nábojem. V kovech jsou některé elektrony volné – mohou se pohybovat.V měděném drátu je volných elektronů obrovské množství.
Elektrický proudUsměrněný pohyb nabitých částic (v kovech volných elektronů). Říká, kolik náboje proteče za sekundu. Značka I, jednotka ampér (A).Jako množství vody, které proteče trubkou za sekundu.
Elektrické napětí„Tlak“, kterým zdroj žene proud obvodem. Značka U, jednotka volt (V).Jako tlak čerpadla, které tlačí vodu do trubek.

Porovnání s vodou

VodaElektřina
čerpadlozdroj (baterie)
tlak čerpadlanapětí U (volty)
kolik vody proteče za sekunduproud I (ampéry)
trubkyvodiče
vodní kolospotřebič (žárovka)

Jak velká napětí potkáváš

Prohlédni si graf. Kolikrát má zásuvka větší napětí než autobaterie?

Napětí v zásuvce v Česku je 230 V – to už je pro člověka životu nebezpečné.

Kterým směrem proud teče

Fyzici se dávno dohodli, že proud teče od kladného pólu (+) zdroje k zápornému (−). Později se zjistilo, že elektrony se ve skutečnosti pohybují opačně, od − k +. Dohoda ale zůstala.

Proč se na tužkovou baterii můžeš bez obav dotknout, na zásuvku ne?
Baterie má malé napětí 1,5 V – nedokáže protlačit tělem nebezpečný proud. Zásuvka má 230 V, to protlačí tělem proud, který může zastavit srdce.
Co v kovovém drátu vlastně „teče“?
Volné elektrony. Atomy ani protony se nehýbou, jen elektrony se posouvají drátem.
✗Proud a napětí jsou totéž.
✓Napětí je to, co žene; proud je to, co teče.

Jako u vody: tlak čerpadla (napětí) a množství protékající vody (proud) jsou dvě různé věci.

Proud I (ampér) = kolik náboje proteče za sekundu. Napětí U (volt) = „tlak“ zdroje, který proud žene. V zásuvce je 230 V.

Měřením

O čem to je

Elektrikář nehádá – měří. Pro proud má ampérmetr, pro napětí voltmetr. Každý se ale zapojuje jinak. Když to spleteš, přístroj ukáže nesmysl nebo se rozbije.

Nové pojmy

Elektrický proud IKolik náboje proteče vodičem za 1 sekundu. Jednotka ampér (A); 1 A = 1 000 mA (miliampér).Žárovkou v baterce teče asi 0,25 A = 250 mA.
Napětí UJak silně zdroj žene náboj obvodem. Jednotka volt (V); 1 kV (kilovolt) = 1 000 V.Plochá baterie 4,5 V.
Náboj Q a odpor RNáboj je to, co proudí (měří se v coulombech, C). Odpor říká, jak moc spotřebič proudu brání (měří se v ohmech, Ω).Tenké vlákno žárovky má velký odpor, silný měděný drát malý.
Sériové a paralelní zapojeníSériově = za sebou v jedné řadě, proud prochází jedním po druhém. Paralelně = vedle sebe, každý má vlastní větev.Sériově jako vagony vlaku, paralelně jako pruhy dálnice.

Jak zapojit ampérmetr

Rozpoj obvod v místě, kde chceš proud měřit.
Ampérmetr vlož do mezery – zapojíš ho sériově se spotřebičem.
Proud musí projít přes ampérmetr, jen tak ho změří.
Nikdy ho nepřipojuj přímo na zdroj bez spotřebiče – zničil by se.

Jak zapojit voltmetr

Obvod nerozpojuj.
Dva vodiče voltmetru přilož na oba konce spotřebiče.
Voltmetr je paralelně ke spotřebiči – měří rozdíl „tlaku“ mezi konci.

V sériovém obvodu je proud ve všech místech stejný – nikde se neztrácí. Je jedno, kam ampérmetr vložíš.

Kolik mA je 0,25 A?
1 A = 1 000 mA → 0,25 · 1 000 = 250 mA.
Kolik voltů je 1,5 kV?
1 kV = 1 000 V → 1,5 · 1 000 = 1 500 V.
  • proud – I – ampér (A) – ampérmetr sériově
  • napětí – U – volt (V) – voltmetr paralelně
  • odpor – R – ohm (Ω)
  • náboj – Q – coulomb (C)

Ke každé veličině zkus říct značku, jednotku a měřidlo. Pak kartu otoč.

✗Voltmetr zapojím do série jako ampérmetr.
✓Voltmetr patří paralelně ke spotřebiči.

Voltmetr měří rozdíl mezi dvěma místy obvodu, proto ho připojíš k oběma koncům spotřebiče. V sérii by obvod skoro přerušil.

Proud I v ampérech měří ampérmetr zapojený sériově. Napětí U ve voltech měří voltmetr zapojený paralelně. Dohodnutý směr proudu: od + k −.
🎈Elektrický náboj📐Ohmův zákon