Elektrotechnika
Pretože nechcem aby 90% ľudí po tom, čo uvidí hromadu vedeckých definícií, vzorcov a odvodzovačiek stislo pravé horné tlačidlo na ich internetovom prehliadači, rozhodol som sa, že túto kapitolu vysvetlím, čo najjednoduchšie ako viem. Keby si tomu predsa len nerozumel, kľudne mi mailni.
Čo je elektrina
Veľmi jednoducho povedané je to tok elektrónov z miesta, kde ich je viac na miesto kde ich je menej, pričom sa koná práca (žiarovka svieti, motor sa točí alebo žehlička hreje..).
Elektróny tečú látkami, ktoré sa nazývajú elektrické vodiče. vodiče môžu byť elektrolytické roztoky, kovy alebo polovodiče. Najčastejšími vodičmi sú kovy.
Množstvo elektrónov, ktoré prejdu vodičom sa nazýva elektrický náboj (označenie: Q) a meriame ho v coulomboch [C]. (1 coulomb je približne 16022000000000000000 elektrónov).
Rýchlosť toku náboja alebo počet elektrónov, ktoré pretečú vodičom za 1 sekundu sa nazýva elektrický prúd (označenie: I). Jednotkou elektrického prúdu je ampér [A], alebo menšia jednotka miliampér [mA], alebo ešte menšia mikroampér [uA]. Medzi elektrickým nábojom a prúdom platí jednoduchý vzorec: Q = I*t , kde t je čas v sekundách.
Ako som už napísal vyššie elektróny tečú vždy medzi dvoma miestami, pričom na jednom mieste je ich hustota iná ako v druhom . To, ako veľmi sa líši nedostatok elektrónov na jednej strane od prebytku elektrónov na druhej strane určuje elektrické napätie (označenie: U). Jeho základnou jednotkou je volt [V].
Ohmov zákon
Je to najhlavnejší zákon elektrotechniky. používa sa pri výpočtoch uplne všetkeho, čo ma niečo spoločné s elektrinou, od žiarovky až po procesor PC.
Vďaka nemu napríklad vieme vypočítať, aký bude obvodom pretekať elektrický prúd, ak poznáme elektrické napätie a elektrický odpor. (Elektrický odpor R [ohm] nám určuje ako pôsobí elektrický obvod proti toku elektrického prúdu). Čím je väčší odpor, tým menej prúdu pretečie vodičom a naopak, čim je väčšie napätie tym viac prudu bude obvodom tiecť.
Jednoduchšie si to môžeš predstaviť na 2 zásobníkoch s nejakou kvapalinou s rôznou výškou hladín, ktoré sú prepojené trubicou určitej hrúbky. čím je väčší rozdiel hladín, tým rýchlejšie kvapalina tečie do zásobníka s nižšou hladinou. Rozdiel hladín sa dá prirovnať k elektrickému napätiu a rýchlosť toku kvapaliny zase k elektrickému prúdu. Ak sa hladiny v oboch zásobníkoch vyrovnajú, kvapalina prestane tiecť. Rýchlosť toku kvapaliny, ale závisí aj od hrúbky a dĺžky trubice, druhu kvapaliny, teploty atď.. (napríklad čím je trubca užšia tým menej kvapaliny ňou pretečie) To všetko v elektrine zahrňuje elektrický odpor. Opakom elektrického odporu je elektrická vodivosť.
Elektrický výkon
Je to množstvo práce, ktoré vykoná elektrický prúd za 1 sekundu. Pod slovom práca sa rozumie teplo svetlo, alebo pohyb niečoho, takže čím vyšší výkon, tým viac viac práce sa za kratšiu dobu vykoná. Vypočíta sa pomocou napájacieho napätia a pretekajúceho prúdu podľa tohto vzorca:
Elektrický (a nielen elektrický) výkon ma označenie P a meria sa vo Wattoch [W].
Z tohto vzorca vidno, napríklad motor práčky bude mať určite oveľa vyšší výkon ako motorček walkmana, pretože je napájaný 220V a walkman iba dvoma 1,5V batériami. Takisto je vinutie práčkového motora oveľa hrubšie, má teda menší odpor a bude ním pretekať omnoho vyšší prúd.
Okrem užitočného výkonu (taký, ktorý chceme) poznáme ešte stratový výkon, ktorý vzniká na všetkých súčiastkách elektrického obvodu vrátane vodičov. Tento výkon je nežiadúci, pretože znižuje vstupný výkon (príkon). Napríklad od elektrického motoru chceme aby sa krútil a nie aby sa zohrieval a hučal alebo od žiarovky aby čo najviac svietila ale popri tom sa čo najmenej hriala apd.. Výstupný výkon, ktorý vznikol premenou zo vstupného elektrického výkonu bude vždy menší ako tento vstupný príkon. Čím sa viac tieto 2 výkony odlišujú tým je elektrické zariadenie menej účinné.
Tak to by sme mali vemi zhruba vysvetlené úplné základy elektriny (silne odporúčam zohnať si nejakú literatúru, najlepšie je si nechať poradiť v nejakom hobby-elektronickom obchode) a teraz sa pozrieme ako fungujú jednotlivé elektrotechnické súčiastky.
elektronické súčiastky