Źródła siły elektromotorycznej = pompy prądu

Podobne dokumenty
STAŁY PRĄD ELEKTRYCZNY

Przygotowanie do Egzaminu Potwierdzającego Kwalifikacje Zawodowe

Prąd elektryczny - przepływ ładunku

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Lekcja 5. Temat: Prawo Ohma dla części i całego obwodu

Prąd elektryczny 1/37

Dr inż. Agnieszka Wardzińska 105 Polanka Konsultacje: Poniedziałek : Czwartek:

Podstawy elektrotechniki V1. Na potrzeby wykładu z Projektowania systemów pomiarowych

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

Ćw. 8 Weryfikacja praw Kirchhoffa

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

Prawa Kirchhoffa. I k =0. u k =0. Suma algebraiczna natężeń prądów dopływających(+) do danego węzła i odpływających(-) z danego węzła jest równa 0.

Obwody liniowe. Sprawdzanie praw Kirchhoffa

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Dielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych

1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Ć w i c z e n i e 1 POMIARY W OBWODACH PRĄDU STAŁEGO

Lekcja 14. Obliczanie rozpływu prądów w obwodzie

Materiały pomocnicze 10 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Podstawy elektrotechniki

Lekcja 9. Pierwsze i drugie prawo Kirchhoffa. 1. I prawo Kirchhoffa

Prądem elektrycznym nazywamy uporządkowany ruch cząsteczek naładowanych.

Podstawy fizyki sezon 2 3. Prąd elektryczny

Podstawy elektrotechniki

Przepływ prądu przez przewodnik. jest opisane przez natężenie prądu. Przez przewodnik nie płynie prąd.

2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

42. Prąd stały. Prawa, twierdzenia, metody obliczeniowe

średnia droga swobodna L

Wykład FIZYKA II. 2. Prąd elektryczny. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika

PODSTAWY FIZYKI - WYKŁAD 7 PRZEWODNIKI OPÓR OBWODY Z PRADEM STAŁYM. Piotr Nieżurawski. Wydział Fizyki. Uniwersytet Warszawski

Podstawowe własności elektrostatyczne przewodników: Pole E na zewnątrz przewodnika jest prostopadłe do jego powierzchni

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

12.7 Sprawdzenie wiadomości 225

E wektor natęŝenia pola, a dr element obwodu, którego zwrot określa przyjęty kierunek obchodzenia danego oczka.

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 2. Analiza obwodów liniowych przy wymuszeniach stałych

E1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA

Siła elektromotoryczna

Zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub tylko niektóre dziedziny fizyki.

Przykłady zadań. Gimnazjum im. Jana Pawła II w Sułowie

E - siła elektromotoryczna źródła napięcia, R w. = 0 - rezystancja wewnętrzna

PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI I

Obwody rozgałęzione. Prawa Kirchhoffa

Natężenie prądu elektrycznego

Obwody prądu stałego. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12)Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

II prawo Kirchhoffa Obwód RC Obwód RC Obwód RC

Wymagania edukacyjne: Elektrotechnika i elektronika. Klasa: 1Tc TECHNIK MECHATRONIK. Ilość godzin: 4. Wykonała: Beata Sedivy

Zajęcia 1 Nauczyciel: mgr inŝ. Jadwiga Balicka

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

PRĄD STAŁY. Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków wewnątrz przewodnika pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego.

Ćwiczenie 12 Temat: Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu stałego. Cel ćwiczenia

Przetwarzanie energii: kondensatory

Podstawowe prawa elektrotechniki. Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa.

Metody analizy obwodów w stanie ustalonym

Powtórzenie wiadomości z klasy II. Przepływ prądu elektrycznego. Obliczenia.

Śr 3 paźdz L5 T4: Prawo łączenia oporów elektrycznych. Praca prądu elektrycznego.

Wykład Drgania elektromagnetyczne Wstęp Przypomnienie: masa M na sprężynie, bez oporów. Równanie ruchu

Wyznaczanie wielkości oporu elektrycznego różnymi metodami

XXXIII OOWEE 2010 Grupa Elektryczna

Drgania w obwodzie LC. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Co było na ostatnim wykładzie?

Elementy elektroniczne i przyrządy pomiarowe

WŁAŚCIWOŚCI IDEALNEGO PRZEWODNIKA

Ćwiczenie 1. Sprawdzanie podstawowych praw w obwodach elektrycznych przy wymuszeniu stałym

Różne dziwne przewodniki

Ładunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych

4. OBWODY LINIOWE PRĄDU STAŁEGO 4.1. ŹRÓDŁA RZECZYWISTE

Rozkład materiału nauczania

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

PODSTAWY ELEKTOTECHNIKI LABORATORIUM

Prąd elektryczny. 1.1.Pojęcie prądu elektrycznego

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 2 REZYSTANCJA WEWNĘTRZNA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Prąd przemienny - wprowadzenie

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

3g 26 września, praca domowa

Segment B.XIII Prąd elektryczny Przygotowała: mgr Bogna Pazderska

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład 1. 9 marca Krzysztof Korona

Zaznacz właściwą odpowiedź

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Obwody elektryczne prądu stałego

Konkurs fizyczny - gimnazjum. 2018/2019. Etap rejonowy

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład lutego Krzysztof Korona

Pierwsze prawo Kirchhoffa

Elektrotechnika 2. Stany nieustalone w obwodach elektrycznych: Metoda klasyczna. Kolokwium. Metoda operatorowa. Kolokwium

Test powtórzeniowy. Prąd elektryczny

1. Właściwości obwodu elektrycznego z elementami połączonymi równolegle

Lekcja 3 Temat: Budowa obwodu prądu stałego i jego elementy

ĆWICZENIE 31 MOSTEK WHEATSTONE A

TECHNIKA ANALOGOWA. Lesław Dereń 239 C4 Konsultacje: Środa, godz Czwartek, godz

KONKURS FIZYCZNY CZĘŚĆ 3. Opracowanie Agnieszka Janusz-Szczytyńska

Ile wynosi całkowite natężenie prądu i całkowita oporność przy połączeniu równoległym?

Kondensator. Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych

Grupa: Zespół: wykonał: 1 Mariusz Kozakowski Data: 3/11/ B. Podpis prowadzącego:

Czego można się nauczyć z prostego modelu szyny magnetycznej

Ćwiczenie 15 Temat: Zasada superpozycji, twierdzenia Thevenina i Nortona Cel ćwiczenia

Lekcja 6. Metody pracy: pogadanka, wykład, pokaz z instruktarzem, ćwiczenia praktyczne

Transkrypt:

Źródła siły elektromotorycznej = pompy prądu komórki elektrochemiczne ogniwo Volty akumulator generatory elektryczne baterie I urządzenia termoelektryczne E I I Prądnica (dynamo) termopara fotoogniwa ogniwa paliwowe

Akumulator kwasowo zasadowy przykład źródła siły elektromotorycznej Reakcja na negatywnej elektrodzie Reakcja na pozytywnej elektrodzie płytka dodatnia jest początkowo pokryta dwutlenkiem ołowiu Powyższe reakcje wyczerpują kwas siarkowy (H 2 SO 4 ) w roztworze i osadzają siarczan ołowiu (PbSO 4 ) na elektrodach. Wyczerpanie kwasu siarkowego ostatecznie zatrzymuje reakcję - akumulator jest następnie rozładowywany. Akumulator można ponownie naładować odwracając reakcje.

Idealne źródło siły elektromotorycznej Siła pochodzenia nieelektrostatycznego F n wykonuje pracę przenosząc ładunek q z punktu o niższym potencjale do punktu o wyższym potencjale: W Fn = qε Elektrostatyczna energia potencjalna ładunku q wzrasta o wartość: ΔV ab ΔU = qδv ab Dla idealnego źródła praca wykonana przez siłę zewnętrzną (F n ) jest równa zmianie energii potencjalnej ładunku. W konsekwencji zachodzi równość: ε = ΔV ab gdzie ε n a z y w a n y j e s t s i ł ą elektromotoryczna (nazwa historyczna).

Idealne źródło siły elektromotorycznej Siła elektromotoryczna przy otwartym obwodzie ε = ΔV ab ΔV ab R Siła elektromotoryczna przy zamkniętym obwodzie ε = ΔV ab = IR

Opór wewnętrzny źródła siły elektromotorycznej b a Wewnętrzna rezystancja źródła powoduje spadek napięcia pomiędzy punktami a i b podczas przepływu prądu: ε Ir = ΔV ab ε Ir = IR I = ε R + r Dla źródeł rzeczywistych napięcie wyjściowe ΔV ab źródła równe jest sile elektromotorycznej tylko w sytuacji, gdy żaden prąd nie płynie przez źródło (obwód jest otwarty). Źródło siły elektromotorycznej (np. bateria) ulega wyczerpaniu w wyniku wzrostu z czasem jego wewnętrznej rezystancji, a nie w wyniku spadku siły elektromotorycznej, który jest na ogół mały! Przykład w zimne poranki akumulator dostarcza zbyt mało prądu aby wykonać rozruch silnika z powodu wzrostu oporu wewnętrznego (zależnego od temperatury), a nie z powodu spadku siły elektromotorycznej.

Łączenie źródeł siły elektromotorycznej Szeregowe: Zastępcza siła elektromotoryczna i rezystancja wewnętrzna: Zastępcza siła elektromotoryczna i rezystancja wewnętrzna: Równoległe:

OBWODY ELEKTRYCZNE węzły, oczka i gałęzie gałąź węzeł oczko ε + - Węzłem obwodu nazywamy punkt, w którym schodzą się co najmniej trzy prądy. Gałęzią obwodu nazywamy taki odcinek łączący dwa węzły, w którym prąd ma taką samą wartość. Oczkiem obwodu nazywamy połączenie gałęzi tworzące kontur zamknięty mający tę własność, że po usunięciu któregokolwiek elementu kontur przestaje być zamknięty.

Analiza obwodów elektrycznych prądu stałego prawa Kirchhoffa I prawo Kirchhoffa Dla węzła obwodu elektrycznego suma algebraiczna natężeń prądów wpływających(+) i wypływających( ) jest równa zeru (zasada zachowania ładunku).

II prawo Kirchhoffa Dla oczka obwodu elektrycznego algebraiczna suma napięć źródłowych (ε) i odbiornikowych (ΔV) jest równa 0 (zasada zachowania energii). ε 1 ΔV 1 ΔV 2 ε 2 ΔV 3 ΔV 4 ZASTOSOWANIE PRAWA: Zaznaczyć kierunki prądu w każdym oczku obwodu (wybór kierunków dowolny) Zaznaczyć wszystkie wzrosty potencjału jakie napotyka się obchodząc pętlę; pamiętaj, że prąd płynie zawsze w kierunku niższego potencjału. Ostatnim etapem jest obejść (zgonie lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara) każdą pętlę i napisać sumę wzrostów (lub spadków) potencjałów, przyrównując ją do zera. Dla oczka na rysunku uzyskujemy: ε 1 ΔV 2 + ΔV 3 + ΔV 4 ε 2 ΔV 1 = 0

Analiza obwodów elektrycznych prądu stałego przykład I 1 I 2 I 1 I 3 I 2 I 1 r 1 I 3 r 2 I 2 R I 1 I 3 I 2 I 1 I 2 I 1 + I 2 = I 3 I 1 r 1 ε 1 + ε 2 + I 3 r 2 = 0 I 3 r 2 ε 2 I 2 R = 0 Trzy równania i trzy niewiadome (I 1, I 2 i I 3 ) pozwalają znaleźć wartości prądów oraz ich kierunki (plus/minus).

Analiza obwodów elektrycznych prądu stałego z kondensatorem W obwodach prądu stałego prąd nie płynie przez gałąź zawierającą kondensator. C I I R 1 + - R 2 I r ε

Moc w obwodach elektrycznych U a = qv a U b = qv b Ładunek przepływając przez element obwodu (np. rezystor, kondensator, cewka) zmniejsza swoją energię potencjalną (z wyjątkiem źródła siły elektromotorycznej, gdzie występuję odwrotna sytuacja). Średnia energia kinetyczna ładunku pozostaje jednak stała. Utracona energia potencjalna nie jest więc pożytkowana na wzrost prędkości ładunku, ale oddawana jest do otoczenia w innej formie, np. w postaci ciepła (wskutek zderzeń ładunku z cząstkami przewodnika) lub w postaci ciepła i światła (np. żarówki) lub w postaci pola elektrycznego (kondensator) lub w postaci pola magnetycznego (cewka indukcyjna). Bezwzględna zmiana energii potencjalnej: ΔU = U b U a = qδv ab = (IΔt)ΔV ab Moc elektryczna, czyli tempo zmiany energii potencjalnej ΔU/Δt: P = ΔV ab I Jest to tempo oddawania energii do otoczenia na elementach obwodu (np. rezystor, kondensator, cewka) lub pobierania energii z zewnątrz w źródle siły elektromotorycznej.

Moc oddawana na rezystorze P = ΔV ab I = I 2 R = ΔV 2 ab R Ciepło Joule a

Trzy żarówki o mocy nominalnej 25 W przy napięciu 230 V. 25 W 25 W 25 W - + Wszystkie żarówki wydzielają jednakowa moc.

25 W 25 W 25 W - + Żarówki połączone równolegle wydzielają mniejszą moc niż przy połączeniu szeregowym, ponieważ prąd przez nie płynący jest mniejszy.

Trzy żarówki: dwie o mocy nominalnej 25 W przy napięciu 230 V oraz jedna o mocy nominalnej 40 W przy napięciu 230 V. Żarówka o większej mocy charakteryzuje się mniejszą rezystancją. 25 W 25 W 40 W - + W połączeniu równoległym żarówka o większej mocy nominalnej świeci jaśniej, ponieważ jej opór jest mniejszy i płynie przez nią większy prąd.

25 W 25 W 40 W - + W połączeniu szeregowym żarówka o większej mocy nominalnej świeci słabiej, ponieważ przy tym samym prądzie jej opór jest mniejszy.