První lekce praktické elektroniky.

Tento text slouží jen pro praktické ukázky elektroniky.Pro přesné definice použijte Wikipedii.

 

Elektřina je všude kolem nás.Jak ste si již všimli, některé látky vedou elektřinu velmi dobře, například měď, stříbro, hliník, některé nevedou skoro vůbec, například dřevo, umělá hmota, porcelán.Látkám, které vedou dobře, říkáme vodiče, látkám ,které nevedou, říkáme izolanty.I mezi vodiči jsou ale rozdíly,například měď vede dobře a je levná, proto se používá třeba pro kabely co máte doma ve zdi.Železo vede také, ale podstatně hůře.Říkáme, že má větší měrný odpor.

Nyní vezměme baterii, na které je napsáno 12V.Na baterii připojíme elektronický měřící přístroj.Na plus červený hrot a na mínus černý hrot.Máme nastavené měření napětí a automatický rozsah.Pokud zapojíme obráceně, nic se neděje, jen se nám napětí ukáže s mínusovým znaménkem.

Máme tedy baterii, která má určité napětí.Jak z ní ale vyloudit proud?Je to prosté. Něco na  ní musíme zapojit. Zapojíme na ní odpor.Na odporu je napsáno 120 ohmů/5W.

Odpor se začíná zahřívat.Jelikož žijeme ve 21 století,použijeme bezkontaktní měření proudu. Na vodič navlékneme sondu „klešťáku“ a na displeji můžeme přímo odečítat proud.

 

 

Tímhle způsobem ověříme platnost Ohmova zákona.

I=proud A

U=napětí V

R=odpor ohm

I=U/R           R=U/I         U=I*R

I=U/R,      12/120=0,10 A

Ohmův zákon samozřemě platí, musíme ale zanedbat odpor spojovacích vodičů, který je pod 0,1 ohm, takže na měření má nepatrný vliv. Dále má vliv tvrdost zdroje(baterie), neboli vnitřní odpor zdroje.Na schematech se někdy vedle baterie-ideálního zdroje kreslí ještě odpor a nazývá se vnitřní odpor zdroje.Na příkladu č.1 je označen jako odpor Ri.

Vyzkoušíme tedy znovu měřit napětí na baterii při připojeném odporu 100 ohmů, a zjistíme, o kolik napětí klesne.Samozřejmě, nyní se dostáváme k tomu, že je nejlépe měřit napětí při zátěži, nejlépe současně s proudem.

Dále jsme přišli na to, že odpor 100 ohmů a vnitřní odpor baterie  jsou  jaksi za sebou , čemuž se odborně říká seriově.

Ještě než začneme na baterii cokoli zapojovat, dáme na jednu svorku pojistku.Ano do serie.Ano i pojistka má určitý odpor. Zároveň vidíme, že napětí při zátěži kleslo tak málo, že vnitřní odpor baterie i pojistky můžeme zanedbat. Ovšem jen v tomto případě! Vzpomeňte na pohasínající světla auta při startování.Tam to samozřejmě vliv má a velký.

Výkon, který se ztrácí na tomto odporu vypočteme  dle vzorce

P=výkon W

I=proud A

U=napětí V

P=U*I

U=P/I

I=P/U

 

12*0.1=1.2W

Odpor je tedy zatížen asi z 25% svého nominálního výkonu.

 

Nyní připojíme podle příkladu č.2 dva odpory vedle sebe , říká se tomu paralelně.

Celkový odpor této kombinace vypočteme podle vzorce: R= (R1*R2)/(R1+R2).Pokud jsou oba odpory stejné, platí že R=R1/2

Celkový odpor je tedy poloviční, nějakých 60 ohmů. Napětí na jednotlivých odporech je 12V, celkový výkon je dvojnásobný.

Zkusíme změřit jednotlivé proudy.

Proud odebíraný z baterie je dvojnásobný a rozděluje se do jednotlivých odporů.Viz První Kirchhoffův zákon.

 

Vrátíme se k pojmu seriové zapojení .Do serie připojíme dva odpory, každý 120 ohmů.Pro seriově zapojené odpory platí, že Rcelkový=R1+R2.

Zkusíme změřit proud. Oproti jednomu zapojenému odporu je proud je poloviční, protože I=U/R     12/240=0,05  I=0,05

A výkon je jednotlivém odporu je asi také poloviční že? Prdlajs!!! Výkon je na jednotlivém odporu je čtvrtinový, oproti samostatně zapojeném odporu.

Napětí na každém odporu je totiž právě 6V a proud procházející odpory je právě 0,05 A

P=U*I    6*0,05 =0,3   P=0,3W

Závěr:

Je třeba si pamatovat, že P=I*U a U=I*R.

Z toho vyplývá , že například P=I*I*R a ještě pár dalších kombinací.To si ale pamatovat nemusíme, to je možné si vždy odvodit.

 

 

Tipy co dál:

1.Změřte napětí na pojistce. Pokud změříte zároveň proud, zjistíte její odpor.Měření malých odporů se provádí běžným multimetrem obtížně, lépe je měřit úbytek napětí při daném proudu.

2.Dáme do serie dva odpory jedne 120 ohmů a druhý 220 ohmů. Vidíme, že napětí se rozdělí přímo úměrně velikostem odporů.Zkusíme vypočítat výkon na jednotlivých odporech.

3.Dáme parelně dva odpory 120 ohmů a 220 ohmů. Sledujeme, že menším odporem teče větší proud.

Opět vypočteme výkon na jednotlivých odporech.

4.Vezmeme pár odporů a podíváme se na jednotlivé velikosti odporů, a jejich maximální zatížení. Zkusíme je zatížit tak na 60 až 80 %.

SMD 1206 – max 250mW…většina tepla se ztrácí do tišťáku.

nejběžnější odpor 0207….. na 0,4W už je dooost teplej

zkusíme , jak hřeje 5W drátový odpor na 3W