krusinsky.cz Základní fyzikální elektrické veličiny a jejich měření

Základní fyzikální elektrické veličiny a jejich měření

Ve fyzice existuje mnoho veličin.
Pro elektrotechniku však platí jen některé z nich.
Pro elektroniku jich platí ještě méně.
Ty úplně nejzákladnější jsou veličiny Ohmova [ómova] zákona.

A to jsou tyto: (Zde je jejich tabulka.)

VeličinaZnačkaJednotkaZnačka jednotkyPoznámkaVzorec pro výpočet
Elektrický proudIAmpérAElektrony jdou od - k +. Abstraktně jde proud od + k -.I=U/R
Elektrické napětíUVoltVRozdíl elektrických nábojů mezi dvěma místy el. poleU=R.I
Elektrický odporROhm [óm]ΩR=U/I

Pojmy Elektrický proud a elektrické napětí se nesmí zaměňovat! Byl by to dost závažný omyl!!!

Je třeba umět základní matematické výpočty. Když znáte některé 2 z těchto 3 fyzikálních veličin, tak se ta třetí dá dopočítat pomocí vzorečku, který je u příslušné veličiny napsaný v posledním sloupci.

Také se dají některé z těchto 3 veličin spočítat i jinak. Třeba U=P/I
P=Elektrický výkon (viz kapitola 6)

O tom ale až později.

Všechny tyto veličiny se dají měřit. Dříve na to existovaly ručkové přístroje.

Ručkové měřicí přístroje se ale dnes už používají jen jako měřicí součást zdroje el. napětí, který se zapojí do sítě a dodává menší a někdy i stejnosměrné napětí.

Pozn.: Rozdíl mezi stejnosměrným a střídavým napětím bude vysvětlen v kapitole 12.

Dnes se běžně používají digitální měřidla jako je toto:

Taková měřidla bývají napájena elektrickými články a často bývají tzv. multimetry v jednom. Tzn.-Dají se na nich přepínat, zda chtete měřit napětí (stejnosměrné nebo střídavé), proud (stejnosměrný nebo střídavý), odpor nebo ještě něco dalšího.

 

K němu se připojují měřící šňůry.:

 

A na kovové konce těchto měřících šňůr se dají nasadit takovéto krokosvorky (Ty můžete přichytit např. na odizolované konce vodičů, kde něco měříte.)

Opět platí všude normy, že kladný pól je červená barva a záporný černá.

  1. Při měření proudu se ampérmetr zapojuje do obvodu nebo do části obvodu, ve které se měří proud. Např. takto.:

    Ampérmetr musí mít co nejmenší vnitřní odpor, aby pokud možno VŮBEC nezvyšoval odpor v měřeném obvodě nebo měřené části obvodu. Nesmíte ho tedy připojit ani k napětí několika Voltů, abyste ho nezničili. Možná ani k napětí 1 Volt. Vždy s ním musí být do série zařazena jiná součástka. Nikdy tedy nezapojujte toto!!!:

    Takto se nesmí ampérmetr zapojit z toho důvodu, že má velmi malý vnitřní odpor, aby neměl na obvod, pokud možno, vůbec žádný vliv. A jelikož musí mít pokud možno, co nejmenší vnitřní odpor, tak se nesmí připojit téměř k žádnému napětí, aby se nezničil.
  2. U voltmetru je tomu právě naopak. Ten se připojuje svýma měřícíma šňůrama k místům, mezi kterými se měří el. napětí. Např. takto.:

    Voltmetr musí mít zase naopak co největší vnitřní odpor, aby zatěžoval obvod co nejméně.
  3. Ohmmetr se připojuje měřícíma šňůrama k elektrodám součástky, jejíž el. odpor se měří.

Když se kouknete na obr. 5.1, tak si všimněte, že multimetr má kontakty pro měřicí šňůry označeny + a -. Když připojíte napětí takto nebo pustíte proud od + na multimetru k – na multimetru, ukáže multimetr kladné napětí nebo proud. Když pustíte na voltmetr napětí – na červenou elektrodu a + na černou nebo pustíte proud skrze ampérmetr od černé elektrody ke kladné, tak velikost bude stejná jako opačným směrem, akorát bude multimetr ukazovat zápornou hodnotu.

Pomocí Ohmova zákona a pomocí matematické trojčlenky se dají provádět výpočty v el. obvodech. O tom ale až v kapitole 7.

Zde je ještě krátká zmínka o předponách jednotek.:

množstvípředponaznačka jednotky
1 000 000 000 000=10 na dvanáctou
teraT
1 000 000 000=10 na devátougigaG
1 000 000=10 na šestoumegaM
1 000=10 na třetíkilo (V elektrotechnice se to píše s velkým K.)K
100=10 na druhouhektoh
10=10 na prvoudekada
0,1=10 na minus prvoudecid
0,01=10 na minus druhoucentic
0,001=10 na minus třetímilim
0,000 001=10 na minus šestoumikroμ
0,000 000 001=10 na minus devátounanon
0,000 000 000 001=10 na minus dvanáctoupikop

Tak např.:
1 KV=1000 V
3 mV=0,003 V
100A=1 hA

V praxi se ale v elektrotechnice nesetkáváme s jednotkami deka, hekto, deci, centi.

A také se v praxi nesetkáváme s jednotkami tak malými jako je třeba 1pV a méně.

A rovněž se v praxi nesetkáváme s jednotkami tak velkými jako je třeba 1A a více.