Středa 14. dubna 2021, svátek má Vincenc
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 14. dubna 2021 Vincenc

Co se děje kolem elektřiny 12 - Ohmův zákon pro zvídavé 4 - v čase a nečase

3. 04. 2021 17:59:53
Další pokračování v bádání nad Ohmovým zákonem - a to zejména z hlediska vzájemného odlišování jednotlivých veličin.

Ohmův zákon jak známo vytváří tři fyzikální veličiny (napětí, odpor, proud) , plus výkon - tedy veličiny čtyři. Dalšími souvisejícími veličinami je pak energie a práce.

Pravděpodobně není od věci tyto veličiny nějak rozčlenit. Některé veličiny jako by byly příslušející spíše ke zdroji, jiné ke spotřebiči - jinak se elektrický obvod projevuje pokud není zapojen (tedy je vypnutý) - jinak po spuštění...

způsob členění

A/ zdroj - spotřebič

vlevo vždy ZDROJ - napravo SPOTŘEBIČ

některé veličiny jako by bylo možno přiřadit spíše ke zdroji (třeba napětí) - jiné zase ke spotřebiči (odpor - rezistenci), dalšími dvojicemi by pak byla energie - práce, nebo elektrický proud - výkon

C/ členění podle času

čas má v elektrických obvodech více významů - či forem

C1/

"čas v návodu" - tedy čas který je nějak zahrnut ve vstupních hodnotách zdroje - například v kapacitě akumulátoru

"čas na stopkách" - tedy čas kterým by se mohl například zkoumat průběh proudu - či napětí když by se obvod zapojil a spotřebič odebíral elektrickou energii

C2/

některé veličiny dle Ohmova zákona nějakým způsobem veličinu času v sobě zahrnují (třeba napětí na zdroji nebo odpor na spotřebiči) - a možná proto jsou tyto veličiny o něco názornější

C2- ČAS/ veličiny s časem

napětí - odpor nějakým způsobem hodnotu času zahrnují - byť například zastoupenou v úhlovém zrychlení ve jmenovateli

C2 - NEČAS/ tedy možná spíše bezčas či bezčasí

proud a výkon jsou bezčasové veličiny - vlastně pouhý mžik

třeba jmenovitý výkon u motoru udává jen výkon - ale už nikoli jak dlouho motor pojede

E jako ekvivalence či shrnutí /

nejvíc informací o obvodě dle Ohmova zákona poskytují tedy jakési spojovací - či přechodné veličiny - což je energie (neboli de facto kapacita zdroje a práce - zase příslušná ke spotřebiči

velmi zjednodušeno

"ČAS"

napětí "U" - veličina se zakódovaným časem ( C1 "čas v návodu") -> obsažnější veličinou je pak energie/kapacita "E" - která mimo jiné zahrnuje v nějaké formě zahrnuje i délkový rozměr - tedy například dráhu (mimochodem kapacita se může udávat v ampérhodinách)

"NEČAS"

-> nu a u další veličiny v pořadí - což je proud "I" hodnota času již chybí - což vlastně už naznačuje jednotka proudu "ampér" - jak je patrné už ve srovnání z předchozí hodnotou v ampér hodinách

plus tabulka pro názornost...

D/ jako dělení - dva různé významy zlomku

a ještě jedna zajímavost by se našla - v obou případech (tedy veličinách s ČASem - tedy napětí a energii) tak i v ve veličině bezčasové (NEČAS) jako je proud - je při výpočtech hodnota času je při výpočtech zastoupena ve jmenovateli v rámci dělení neboli zlomek

z čehož vyplývá (dělení - či lomeno - neboli zlomek má v matematických operacích dvojí zcela odlišný význam...

D1/ dělení jako srovnání, či porovnání (ostatní veličiny zastoupené ve zkoumané veličině se s hodnotou času porovnávají - jako například v případě napětí a energie/kapacity)

D2/ dělení jako eliminování (rušení, krácení) - v veličiny proud se například při výpočtu proudu dělením kapacity hodnota času takto vyruší

výše přepracovaný text

***

níže původní

zdroj - spotřebič

nezapojený obvod v čase

1. napětí U - odpor R

nezapojený i zapojený obvod v čase

2. energie E - práce W

zapojený obvod "v nečase" - bezčasové, okamžité veličiny

3. proud I - výkon P

ad1. napětí U - odpor R

Napětí (U) - je veličina související s potenciálem - a potenciál zase souvisí s elektrickým nábojem. S elektrickým nábojem pak souvisí zejména výstupní potenciál ze zdroje (u monočlánku anoda plus) Ψ1- návratový potenciál (na katodě minus) Ψ2 pak zohledňuje především vodivost na obvodu - respektive ztráty na obvodu v důsledku jeho odporu - což je vlastně zrcadlová hodnota vodivosti.

Pro spotřebič je pak zásadní hodnotou odpor (podle hesla motor je odpor) - a to jak odpor vlastního spotřebiče - tak odpor v důsledku činnosti tohoto zařízení.

ad2. energie E - práce P

Energii by bylo možno charakterizovat jako napětí a něco navíc. Energie a práce jsou vlastně nejobsažnější veličiny v rámci Ohmova zákona - které jako by zahrnovaly i další veličiny - včetně proudu a výkonu.

Spřízněnou veličinou s energií je kapacita.

Jednotka elektrické kapacity je farad, označuje se písmenem F. Jeden farad je kapacita elektrického kondenzátoru, který při napětí jeden volt pojme náboj jeden coulomb.


Ampérhodina (značka Ah) je jednotka elektrického náboje v oboru elektrotechniky odpovídající potenciálu dodávat proud 1 ampér po dobu 1 hodiny. Používá se pro vyjádření kapacity galvanických článků nebo akumulátorů, zatímco u kondenzátorů se udává elektrická kapacita s jednotkou farad.

ad2F energie E - práce P (a elektrická síla)

Pro určení energie - potažmo kapacity je však obvyklejší spíš než napětí vycházet z elektrické síly. Elektrická síla v sobě zahrnuje mimo jiné i výše (v rámci napětí) zmíněný elektrický náboj.

Jednotka elektrického náboje je coulomb. Jeden Coulomb [C] je takový elektrický náboj, který proteče vodičem při stálém elektrickém proudu jednoho ampéru za jednu sekundu.

Elektrická síla dále zahrnuje například jednotku čas - nebo přesněji porovnání s časem. I když z časem není náboj porovnáván přímo - ale skrze další veličinu - úhlové zrychlení.

Úhlové zrychlení lze určit jako první derivaci úhlové rychlosti podle času, nebo také jako druhou derivaci úhlové dráhy podle času.

Takže tolik o jednotce elektrická síla a nyní zpět k veličinám energie/práce.

Energie se určuje jako násobek síly a dráhy - v případě elektrické energie (či kapacity) například v bateriích - je dráha nahrazena jinou veličinou jako je například poloměr.

Ke stanovení energie se lze samozřejmě dobrat i jinak než přes sílu a dráhu.

ad2S energie E - práce P (a spotřeba)

Možná ještě jistá zmínka o druhé straně obvodu - tedy spotřebiči.

Adekvátní veličinou pro energii by byla práce spotřebiče - a adekvátní veličinou pro kapacitu zase spotřeba.

Spotřeba se udává v kilowatthodinách (kWh) a poskytuje informaci kolik hodin by byl spotřebič v provozu při výkonu jeden kilowatt (u některých jedinců jsou kilowatthodiny poměrné sledovanou veličinou například na domácích měřićích).

ČAS - NEČAS

Mimochodem "Čas - nečas" je tuším i název jedné Kainarovy básnické sbírky.

V případě Ohmova zákona lze co se týče veličiny čas vystopovat jistou zajímavost. I když se jedná o stejnou matematickou operaci - tedy dělení - jednotka čas má v případě kategorie energie/práce a kategorie elektrický proud / výkon zcela odlišný význam.

Při stanovení energie/práce je čas v hodnotě zahrnut - dělení časem má význam dejme tomu jako porovnáno s časem nebo náboj versus čas.

V případě proudu nebo výkonu se ovšem s časem neporovnává - nýbrž čas se z hodnoty eliminuje. I když se jedná o tutéž matematickou operaci. Z ampérhodiny se stává ampér.

takže

ad3. elektrický proud I - výkon I

Podle standartního Ohmova zákona (platného pro zapojený elektrický obvod) se proud stanoví jako podíl napětí odporem.

K spočtení proudu je však možno se dobrat i jinak - a to i s platností pro nepropojený obvod.

Například u baterie - tedy například monočlánku se kapacita baterie v ampérhodinách podělí jmenovitým časem který se může stanovit dvojím způsobem:

- z návodu k monočlánku

- zpětně z odběru spotřebiče dle jmenovitého odběru v ampérech (ampérhodina udává čas při odběru jednoho ampéru takže například z 60 Ah se stanou dvě ampérhodiny při odběru proudu 30A)

Nu - a v podstatě totéž co pro elektrický proud ze zdroje by mělo platit pro spotřebič a výkon - jen místo kapacity v ampérhodinách je směrodatná spotřeba v kilowatthodinách ze které by se jako podíl času po který by měl být spotřebič v provozu měl stanovit výkon.

+ nějaké dřívější ilustrace

Autor: Jan Tomášek | sobota 3.4.2021 17:59 | karma článku: 8.50 | přečteno: 420x

Další články blogera

Jan Tomášek

Co se děje kolem elektřiny 16 - indukčnost cívky

Navazující příspěvek na předchozí - tedy pokračování v pojednání o indukčnosti cívky. Tentokrát ovšem vycházející z předpokladu - že elektrický proud se na cívce zpožďuje za napětím.

9.4.2021 v 15:38 | Karma článku: 8.13 | Přečteno: 277 | Diskuse

Jan Tomášek

Co se děje kolem elektřiny 15 - indukčnost cívky

Pokračování předchozího příspěvku - tentokrát by měly přibýt další podrobnosti - zejména co týče konkrétního využití indukčnosti cívky - a různých forem využití magnetické indukce. Pro zpochybnění hypotézy však spíše sci-fi.

8.4.2021 v 18:57 | Karma článku: 4.23 | Přečteno: 203 | Diskuse

Jan Tomášek

Co se děje kolem elektřiny 14 - volty proti ohmům

Navazující příspěvek na předcházející, tentokrát ze zaměřením především na cívku, jednak co se týče veličin souvisejících s indukčností, jedna ve vztahu k vlastnímu Ohmovu zákonu.

8.4.2021 v 10:51 | Karma článku: 4.36 | Přečteno: 229 | Diskuse

Jan Tomášek

Co se děje kolem elektřiny 12 - Ohmův zákon pro zvídavé 4 - v čase a nečase (verze 2)

Doplňená verze předchozího příspěvku o další úvahy nad Ohmovým zákonem a základními veličinami s ním související...

5.4.2021 v 19:53 | Karma článku: 6.02 | Přečteno: 346 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Stisk Studentský deník

Tomáš Přibyl: Gagarin byl pro první let ideální kandidát

Brno - Dnes je to šedesát let ode dne, kdy se první člověk podíval do vesmíru. Jurij Gagarin se stal prvním kosmonautem 12. dubna 1961.

12.4.2021 v 13:25 | Karma článku: 0.00 | Přečteno: 49 | Diskuse

Dana Tenzler

Další mezihvězdný návštěvník - kometa Borisov (1)

Po mezihvězdném asteroidu Oumuamua je to další návštěva, která k nám přiletěla od cizí hvězdy. Čím je zvláštní kometa Borisov a čím se liší od dříve objeveného asteroidu? Délka blogu 5 min.

12.4.2021 v 8:00 | Karma článku: 22.10 | Přečteno: 294 | Diskuse

Jaroslav Chudáček

Pavel Kasík byl odejit z Technetu

Pavel Kasík, dle mne a mnohých dalších čtenářů zajímajících se o vědu a techniku jeden z nejlepších autorů na Technet.cz přišel o místo.

11.4.2021 v 19:35 | Karma článku: 31.24 | Přečteno: 1165 | Diskuse

Jan Tomášek

Co se děje kolem elektřiny 16 - indukčnost cívky

Navazující příspěvek na předchozí - tedy pokračování v pojednání o indukčnosti cívky. Tentokrát ovšem vycházející z předpokladu - že elektrický proud se na cívce zpožďuje za napětím.

9.4.2021 v 15:38 | Karma článku: 8.13 | Přečteno: 277 | Diskuse

Jiří Nebřenský

Nadměrně nastavený parameter citlivosti PCR testů vyrábí nakažlivé i z nenakažených lidí

Jde o tzv. Ct (Cycle treshold). Hodnota tohoto parametru se neuvádí do testů, i proto je předmětem dohadů až pobouření.

9.4.2021 v 9:13 | Karma článku: 20.96 | Přečteno: 580 | Diskuse
Počet článků 243 Celková karma 7.24 Průměrná čtenost 405

Od mládí se zajímám o veřejné dění, přispívám na literární servery pod nikem Gogin. Dále fotografuji a kreslím.

http://jt.brno-online.cz

http://twitter.com/honzatomasek

 

Najdete na iDNES.cz