Elektrický proud, napětí – i dítě to pochopí!

Ahoj všichni, opět se s vámi spojuji Vladimir Vasiljev. Oslavy Nového roku se blíží ke konci, což znamená, že se musíme připravit na pracovní týden, a k tomu vám, milí přátelé, gratuluji! Jen se nerozčilujte a nedeprimujte, musíte myslet pozitivně.

Takže během těchto novoročních svátků jsem přemýšlel o publiku svého blogu: „Kdo to je? Kdo je ten návštěvník mého blogu, který každý den chodí číst mé příspěvky?“ Možná je to nějaký zkušený specialista, který si přišel ze zvědavosti přečíst, co jsem sem načmáral? Nebo je to možná nějaký doktor radiotechnických věd, který se přišel podívat, jak se pájí obvod multivibrátoru?

Obsah článku

• Co je to napětí a proud?
• Pojem potenciálu, potenciální rozdíl.
• Měření napětí.
• Měření proudu.
• Ohmův zákon.

Víte, tohle všechno je nepravděpodobné, protože pro zkušeného specialistu je tohle všechno už minulostí a s největší pravděpodobností už všechno není tak zajímavé a oni sami jsou s knírem. Možná je to zajímá jen z nečinné zvědavosti, samozřejmě jsem moc rád a na všechny čekám s otevřenou náručí.

Došel jsem tedy k závěru, že hlavní část mého blogu a většiny amatérských radioamatérských stránek tvoří nováčci a amatéři, kteří prohledávají internet a hledají užitečné informace. Tak proč jich sakra mám tak málo? Brzy jich bude víc, takže si to [urlspan] nenechte ujít! [/urlspan]

Pamatuji si, jak jsem na internetu hledal nějaké jednoduché schéma, jak s něčím začít, ale vždycky mi něco nesedělo, něco se mi zdálo nejasné. Chyběly mi základy, abych mohl začít chápat téma, které mě zajímalo, podle principu od jednoduchého ke složitému.

Mimochodem, první kniha, která mi opravdu pomohla, z jejíž četby jsem začal skutečně chápat věci, byla kniha „Umění obvodového inženýrství“ od P. Horowitze a W. Hilla. Psal jsem o ní v tomto článku a knihu si můžete stáhnout tamtéž. Takže pokud jste začátečník, určitě si ji stáhněte a nechte se stát vaší referenční příručkou.

Co je to napětí a proud?

Mimochodem, co je to elektrický proud a napětí? Myslím, že to nikdo doopravdy neví, protože abyste to věděli, musíte to alespoň vidět. Kdo může vidět proud protékající vodiči?

Nikdo, lidstvo dosud nedosáhlo takových technologií, aby mohlo na vlastní oči pozorovat pohyb elektrických nábojů. Všechno, co vidíme v učebnicích a vědeckých pracích, je jakási abstrakce vytvořená v důsledku četných pozorování.

Dobře, o tom se dá hodně mluvit. Zkusme si tedy vysvětlit, co je to elektrický proud a napětí. Nebudu psát definice, definice neposkytují samotné pochopení podstaty. Pokud máte zájem, vezměte si jakoukoli učebnici fyziky.

Protože nevidíme elektrický proud a všechny procesy probíhající ve vodiči, pokusíme se vytvořit analogii.

A tradičně se elektrický proud tekoucí vodičem přirovnává k vodě tekoucí potrubím. V naší analogii je voda elektrický proud. Voda protéká potrubím určitou rychlostí, rychlost je síla proudu měřená v ampérech. Potrubí je samozřejmě vodič.

Dobře, představili jsme si elektrický proud, ale co je napětí? Zamysleme se nad tím teď.

Voda v potrubí, bez jakýchkoli sil (gravitace, tlak), nebude protékat, bude ležet jako jakákoli jiná kapalina nalitá na podlahu. Tato síla, nebo přesněji energie v naší analogii s instalatérstvím, tedy bude představovat právě toto napětí.

Ale co se stane s vodou tekoucí z nádrže umístěné vysoko nad zemí? Voda se řítí v turbulentním proudu z nádrže k povrchu Země, poháněna gravitací. A čím výše je nádrž umístěna nad zemí, tím rychleji voda vytéká z hadice. Rozumíte, co tím myslím?

Čím výše je nádrž, tím větší síla (odečtěte napětí) působící na vodu. A tím větší je rychlost proudění vody (odečtěte proud). Nyní se to vyjasní a v hlavě se začne tvořit barevný obraz.

Pojem potenciálu, potenciální rozdíl

S pojmem elektrického proudu a napětí úzce souvisí pojem „potenciál“ nebo „rozdíl potenciálů“. Dobře, vraťme se znovu k naší analogii s instalatérstvím.

Naše nádrž je na kopci, což umožňuje vodě volný průtok potrubím. Protože nádrž s vodou je ve výšce, potenciál tohoto bodu bude vyšší nebo kladnější než potenciál na úrovni země. Vidíte, co se stane?

Máme dva body s různými potenciály, respektive s různými hodnotami potenciálu.

Ukazuje se, že aby vodičem protékal elektrický proud, nemusí být potenciály stejné. Proud teče z bodu s vyšším potenciálem do bodu s nižším potenciálem.

Pamatujte si tento výraz, že proud probíhá od plusu k mínusu. Je to všechno stejné. Plus je kladnější potenciál a mínus je zápornější.

Mimochodem, chceš záludnou otázku? Co se stane s proudem, když potenciální hodnoty periodicky mění místa?

Pak budeme pozorovat, jak elektrický proud mění svůj směr na opačný pokaždé, když se změní potenciály. To už bude střídavý proud. Ale zatím se tím nebudeme zabývat, aby se v hlavě vytvořila jasná představa o procesech.

Měření napětí

K měření napětí se používá voltmetr, i když v současnosti jsou nejoblíbenější multimetry. Multimetr je kombinované zařízení, které v sobě má spoustu věcí. Psal jsem o něm v článku a popsal jsem, jak ho používat.

Voltmetr je prostě zařízení, které měří rozdíl potenciálů mezi dvěma body. Napětí (rozdíl potenciálů) v jakémkoli bodě obvodu se obvykle měří vzhledem k NULE, UZEMNĚNÍ, HMOTNOSTI nebo MÍNUS baterie. Na tom nezáleží, hlavní je, aby to byl bod s nejnižším potenciálem v celém obvodu.

Takže pro měření stejnosměrného napětí mezi dvěma body postupujeme následovně. Černý (záporný) hrot voltmetru se zasune do bodu, kde pravděpodobně pozorujeme bod s nižším potenciálem (NULA). Červený hrot (kladný) se zasune do bodu, jehož potenciál nás zajímá.

A výsledkem měření bude číselná hodnota potenciálního rozdílu, nebo jinými slovy napětí.

Měření proudu

Na rozdíl od napětí, které se měří ve dvou bodech, se proud měří v jednom bodě. Protože síla proudu (nebo jednoduše proud) je rychlost proudění vody, měla by se v naší analogii tato rychlost měřit pouze v jednom bodě.

Musíme rozříznout vodovodní potrubí a do mezery vložit nějaký počitadlo, které bude počítat litry a minuty. Něco takového.

Podobně, pokud se vrátíme do reálného světa našeho elektrického modelu, dostaneme totéž. Pro měření velikosti elektrického proudu potřebujeme k přerušení elektrického obvodu připojit jednoduchý přístroj – ampérmetr. Ampérmetr je také součástí multimetru. Můžete si to také přečíst v mém článku.

Sondy multimetru je třeba nastavit do režimu měření proudu. Poté odřízneme vodič a připojíme útržky drátů k multimetru a voilà – obrazovka multimetru zobrazí hodnotu proudu.

Ohmův zákon

Tak, milí přátelé, myslím, že jsme neztráceli čas. Poté, co jsem se seznámil s našimi instalatérskými modely, se mi v hlavě začala tvořit skládačka a začalo mi to být jasnější.

Zkusme to otestovat pomocí Ohmova zákona.

• I — proud měřený v ampérech (A);
• U-napětí měřené ve voltech (V);
• R-odpor měřený v ohmech (Ohm)

Dnes jsem nemluvil o odporu, ale myslím, že jste to pochopil. Odpor elektrickému proudu je dán materiálem vodiče. V našem vodovodním systému je odpor proudění vody kladen rezavými trubkami ucpanými rzí a dalšími věcmi.

Takže Ohmův zákon funguje v celé své kráse jak pro vodovodní systém, tak pro elektrický systém. Možná bych se měl stát instalatérem, je mezi nimi tolik podobností :)

Čím výše je nádrž na vodu umístěna, tím rychleji voda protéká potrubím. Pokud je však potrubí ucpané, rychlost bude nižší. Čím větší je odpor vody, tím pomaleji voda protéká. Pokud dojde k ucpání, voda se může úplně zastavit.

No a pro elektřinu. Velikost proudu závisí přímo úměrně na velikosti napětí (rozdíl potenciálů) a nepřímo úměrně na odporu.

Čím vyšší napětí, tím větší proud, ale čím větší odpor, tím menší proud. Napětí může být velmi vysoké, ale proud nemusí kvůli přerušení protékat. A přerušení je totéž, jako kdybychom místo kovového vodiče připojili vodič ze vzduchu a vzduch má prostě gigantický odpor. Takže proud se zastaví.

Tak, milí přátelé, je čas to shrnout, myslím, že jsem v tomto článku řekl vše, co jsem chtěl. Pokud máte nějaké otázky, zeptejte se jich v komentářích. Budou následovat další, plánuji napsat sérii školicích materiálů, takže si ji [urlspan] nenechte ujít. [/urlspan]

Přeji vám hodně štěstí, úspěchů a brzy na viděnou!

S n/a Vladimirem Vasiljevem.

P.S. Přátelé, nezapomeňte se přihlásit k odběru novinek! Přihlášením k odběru budete dostávat nové materiály přímo na váš e-mail! A mimochodem, každý, kdo se přihlásí, dostane užitečný dárek!

Konstruktor ZNATOK 320-Znat “320 schémat”

Konstruktor ZNATOK 320-Znat “320 schémat” — je nástroj, který vám umožní získat znalosti v oblasti elektroniky a elektrotechniky a také porozumět procesům probíhajícím ve vodičích.

Návrhář je sada plnohodnotných rádiových součástek se speciálním designem, který umožňuje jejich instalaci bez páječky. Rádiové součástky jsou namontovány na speciální desce – základně, která vám v konečném důsledku umožňuje získat plně funkční rádiové návrhy.

Pomocí tohoto konstruktoru si můžete sestavit až 320 různých obvodů, k jejichž konstrukci existuje podrobný a barevný návod. A pokud k tomuto tvůrčímu procesu zapojíte svou fantazii, můžete získat nespočet různých návrhů rádií a naučit se analyzovat jejich práci. Myslím, že tato zkušenost je velmi důležitá a pro mnohé může být neocenitelná.

Zde je několik příkladů toho, co můžete s tímto konstruktorem dělat:

Létající vrtule;
Lampa, která se zapíná tleskáním nebo foukáním vzduchu;
Ovladatelné zvuky hvězdných válek, hasičského vozu nebo sanitky;
Hudební fanoušek;
Elektrická světelná pistole;
Učení Morseovy abecedy;
Detektor lži;
Automatické pouliční osvětlení;
Megafon;
Rozhlasová stanice;
Elektronický metronom;
Rádiové přijímače, včetně FM pásma;
Zařízení, které vám připomene nástup tmy nebo úsvitu;
Dětský mokrý alarm;
Bezpečnostní alarm;
Hudební zámek dveří;
Lampy v paralelním a sériovém zapojení;
Rezistor jako omezovač proudu;
Nabíjení a vybíjení kondenzátoru;
Tester elektrické vodivosti;
Zesilovací účinek tranzistoru;
Darlingtonův okruh.

P.S. Máme tu takový lakomý metr – chamtiví si sociálních tlačítek nevšimnou a štědří se podělí s přáteli.

Nejlepší způsob, jak autorovi poděkovat, je poslat dar!