Co je to jednofázový elektrický obvod?

Než začnete pracovat s elektřinou, měli byste alespoň teoreticky rozumět tomu, čím se zabýváte, znát vzorce, pojmy a zápisy nezbytné pro začátečníka. A nenechte se zastrašit objemem toho, co bylo napsáno – to je jen část nezbytných znalostí specialisty.

Elektrický proud – jedná se o směrový pohyb nabitých částic ve vodiči, vznikající vlivem elektromagnetického pole. Rozlišuje se stejnosměrný a střídavý proud.

Stres – jedná se o práci, kterou vykoná elektrické pole, aby posunulo jeden kladný náboj v dané části obvodu nebo jiným způsobem: rozdíl potenciálů na koncích vodiče.

DC – z názvu je jasné, že je konstantní, to znamená, že nemění svůj směr a sílu proudu, ale teče z mínusu do plusu (například běžná AA baterie, baterie telefonu atd.).

Střídavý proud na rozdíl od konstanty mění svůj směr a velikost s frekvencí určenou pro každou síť jinak (například frekvence sítě v Rusku je 50 Hz – to znamená, že za 1 sekundu proud změní směr 50krát a v USA – 60 Hz elektrická je akceptována netto).

Frekvence střídavého proudu je parametr elektrického obvodu, který vyjadřuje poměr počtu úplných kmitů (period) elektrické sinusoidy k jednotce, hodnotě převrácené k periodě změny proudu. Nebo, jednodušeji řečeno, hodnota ukazující, kolik úplných cyklů (period) udělá sinusovka za 1 sekundu.

Existují také jednofázové a třífázové systémy elektrických obvodů.

Třífázový systém elektrické obvody tvoří tři proudy stejné frekvence a amplitudy, posunuté ve fázi o jednu třetinu periody nebo 120 stupňů Třífázový systém získal široké uplatnění díky svým výhodám, jako jsou:

• Možnost rozložení zátěže mezi fázemi;
• Nízké ztráty při přenosu elektřiny na vzdálenost ve srovnání s jednofázovým systémem;
• Rovnováha systému;
• Připojení elektromotorů a 3fázových elektrických strojů (ekonomičtější a produktivnější provozní indikace ve srovnání s jednofázovými a dvoufázovými elektrickými stroji);
• Získání dvou napětí – fázového a lineárního.

Fáze – vodič, jehož EMF není nulové (na kterém je napětí).

Síťové napětí – napětí mezi dvěma fázemi [Uл].

Fázové napětí – napětí mezi fází a nulovým vodičem [Uph].

Nyní, když víme trochu teorie o elektrickém proudu, měli bychom přejít k základním zákonům elektřiny. Alespoň ty, které začátečníci potřebují znát a bez kterých se neobejdou.

Ohmův zákon (pro část obvodu)

Síla proudu v části obvodu je přímo úměrná napětí a nepřímo úměrná odporu části obvodu.

I = U/R Kde
I – proudová síla v části obvodu, měřená v ampérech [A];
U – napětí na části obvodu, měřené ve voltech [V];
R – odpor v části obvodu, měřený v ohmech [Ohm] Z těchto zákonů vyplývají následující vzorce:

Ze zákona vyvozujeme tyto závěry:

Čím vyšší je odpor v části obvodu, tím menší je proud, vzhledem k tomu, že napětí v části obvodu se nezměnilo;

Čím vyšší je napětí na části obvodu, tím vyšší je proud na části obvodu, protože odpor části obvodu se nezměnil.

Elektrická energie

Elektrická energie je práce vykonaná elektromagnetickým polem pro přesun elektrických nábojů za jednotku času, měřeno ve wattech [W]. Existuje aktivní, reaktivní a zdánlivý výkon.

Aktivní výkon – výkon, který se přeměňuje na jiné druhy energie (mechanickou, tepelnou, světelnou atd.), se měří ve wattech [W]. pro jednofázový napájecí systém:

P = U * I * cos (f)Kde f – úhel střihu mezi U и I (v praxi cos(f) = 0.8 – 0.9).

Pokud je zátěž aktivní (neobsahuje kondenzátory, transformátory atd., například rychlovarná konvice, elektrický sporák atd.), je úhel mezi napětím a proudem nulový, což znamená, že výkon se vypočítá podle vzorce : P = U * I

Jalový výkon – typ elektrické zátěže, která vytváří v elektrických instalacích kolísání energie elektromagnetického pole indukční a kapacitní povahy, měřeno v jalových voltampérech [VAR].

Plná síla – hodnota obsahující činný i jalový výkon, měřená ve voltampérech [VA].

• pro jednofázový napájecí systém:

• pro třífázový symetrický napájecí systém:

Odpor

Odpor také existuje v několika typech: aktivní, kapacitní (kondenzátory) a indukční (elektromagnetické cívky atd.). Nyní se ale zaměříme na konkrétní pojmy: rezistor a odpor.

Rezistor – jedná se o aktivní odpor konstantní, nezměněné hodnoty, který je určen hodnocením výrobku (obr. 2.1).

Odpor (proměnné rezistory) – jedná se o aktivní odpor, jehož hodnotu lze měnit (např. odporová cívka atd.).

Rezistory mohou být zapojeny do obvodu buď sériově nebo paralelně a odpor dané části obvodu lze vypočítat pomocí následujících vzorců:

• sériové připojení: , kde Z – celkový odpor, [Ohm].
• paralelní zapojení:

Pokud jsou paralelně zapojeny pouze 2 odpory, lze odpory vypočítat podle vzorce:

Vodiče a dielektrika

Průzkumník – látka nebo těleso, ve kterém vlivem elektromagnetického pole vzniká elektrický proud. Vodiče jsou kovy a některé kapalné a plynné látky.

Dielektrika – materiály, které nevedou elektrický proud, protože mají velkou odolnost. Dielektrika jsou suché dřevo, plast, sklo, pryž, papír, suchá tkanina, keramika, textolit atd.