Rezistor a spájanie rezistorov

Kód ITMS projektu: 26110130519Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda

Predmet Fyzikálny seminár

Ročník, triedy: 4. ročník

Tematický celok: Elektrický prúd

Vypracoval: Mgr. Jolana Szanková

Dátum: marec 2014

Obsah1. Jednoduchý elektrick

ý obvod2. Elektrický odpor3. Voltampérová charak

teristika4. Ohmov zákon5. Elektrický odpor vodi

ča6. Závislosť odporu od t

eploty

2

7. Meranie elektrického odporu

8. Rezistor, reostat9. Sériové zapojenie re

zistorov10. Paralelné zapojenie r

ezistorov11. Použité zdroje

Jednoduchý elektrický obvod• môžeme vytvoriť zo zdroja energie (batérie) a

spotrebiča (žiarovky)• účinkom elektrického prúdu sa žiarovka rozsvieti • veľkosť elektrického prúdu v obvode ovplyvňuje

zdroj energie a spotrebiče

3

I - elektrický prúdU - elektrické napätieI - elektrický prúdU - elektrické napätie

obvodom prechádza elektrický prúdobvodom prechádza elektrický prúd

Elektrický odpor• je schopnosť vodiča „prekážať“ vedeniu elektrického

prúdu v obvode • je fyzikálna veličina, ktorá má značku R• jednotkou odporu je: Ω (ohm)• je pomenovaná podľa nemeckého fyzika

Georga Simona Ohma• vypočítame:

4

je pre daný vodič stála veličina, závisí od jeho vlastností a nezávisí od napätia a prúdu

je pre daný vodič stála veličina, závisí od jeho vlastností a nezávisí od napätia a prúdu

G. S. Ohm(1787 - 1854)

[R] = Ω[R] = Ω

elektrický odpor = podiel napätia a prúduelektrický odpor = podiel napätia a prúdu

Voltampérová charakteristika• graf závislosti prúdu I prechádzajúceho elektrickým

vodičom od napätia U medzi koncami vodiča• graf zobrazuje priamu úmernosť

5

Ohmov zákon• elektrický prúd I prechádzajúci kovovým vodičom je

priamo úmerný elektrickému napätiu U medzi jeho koncami

• matematické vyjadrenie Ohmovho zákona:

6

G - elektrická vodivosť - prevrátená hodnota R G - elektrická vodivosť - prevrátená hodnota R

Jednotkou elektrickej vodivosti je siemens S.

Jednotkou elektrickej vodivosti je siemens S.

[G] = S = Ω-1[G] = S = Ω-1

Ohmov zákon má obmedzenú platnosť.Odpor vodiča sa mení so zvyšujúcou sa teplotou.Lineárne (ohmické) vodiče - platí Ohmov zákon.

Elektrický odpor vodiča• elektrický odpor kovového vodiča R pri danej teplote

závisí od dĺžky l, kolmého prierezu S a od materiálu• elektrický odpor vypočítame:

7

ρ - merný elektrický odpor (rezistivita) - je veličina charakterizujúca materiál vodičaρ - merný elektrický odpor (rezistivita) - je veličina charakterizujúca materiál vodiča

[ρ] = Ω . m[ρ] = Ω . m

Merný elektrický odpor kovov pri 20°C

[ρ] = Ω . m

meď Cu 1,8 . 10-8

striebro Ag 1,6 . 10-8

hliník Al 2,7 . 10-8

Ag a Cu sú lepšími vodičmi než Al Ag a Cu sú lepšími vodičmi než Al

Závislosť odporu od teploty• elektrický odpor kovových vodičov závisí aj od

teploty, s rastúcou teplotou rastie• táto závislosť je približne lineárna a je daná vzťahom:

8

VA0

[α] = K-1[α] = K-1

Meranie elektrického odporu• elektrický odpor vodiča môžeme odmerať priamo

multimetrom alebo podľa Ohmovho zákona R = U/I

9

Rezistor, reostat• Rezistor je elektrotechnická súčiastka

s pevne stanoveným (fixným) odporom

• Reostat je rezistor s premenným odporom

10

Reostat sa používa na reguláciu veľkosti prúduv obvode.

Reostat sa používa na reguláciu veľkosti prúduv obvode.

Reostat možno použiť do elektrických obvodov aj ako delič napätia - potenciometer.

Reostat možno použiť do elektrických obvodov aj ako delič napätia - potenciometer.

Rezistor sa používa na obmedzenie pretekajúceho prúdu v obvode a na zníženie napätia (pri záťaži).

Rezistor sa používa na obmedzenie pretekajúceho prúdu v obvode a na zníženie napätia (pri záťaži).

Sériové zapojenie rezistorov• pre napätie platí:

• pre celkový odpor rezistorov platí:

11

R1 R3R2I

UU1 U2 U3

U : U1 : U2 : U3 = R : R1 : R2 : R3 U : U1 : U2 : U3 = R : R1 : R2 : R3

U = U1 + U2 + U3 U = U1 + U2 + U3

U = R1I + R1I + R3I U = R1I + R1I + R3I

U = R I U = R I

R = R1 + R2 + R3 R = R1 + R2 + R3 Celkový odpor R sa rovná súčtu odporov jednotlivých rezistorov.Celkový odpor R sa rovná súčtu odporov jednotlivých rezistorov. R = R1 + R2 + R3 + ..... + Rn R = R1 + R2 + R3 + ..... + Rn

Paralelné zapojenie rezistorov• pre prúdy platí:

12

I

I1

I2

I3

R1

R3

R2

U

I = I1 + I2 + I3 I = I1 + I2 + I3

Prevrátená hodnota celkového odporu sa rovná súčtu prevrátených hodnôt odporov jednotlivých rezistorov.

Prevrátená hodnota celkového odporu sa rovná súčtu prevrátených hodnôt odporov jednotlivých rezistorov.

U = U1 = U2 = U3 U = U1 = U2 = U3

Použité zdroje

• Bednařík M., Svoboda E. a kol.: Fyzika pre 2.ročník gymnázií, 1993, SPN, Bratislava

• Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis, Bratislava, 2011

• Lank V., Vondra M.: Fyzika, 2008, Fragment s.r.o.• http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:6_different_resistors.jpg• http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Resistors-photo.JPG• http://www.oskole.sk/userfiles/image/zaida/fyzika/

Reostat_html_724c76d9.png• http://www.spsemoh.cz/vyuka/zae/el3.htm

13