Mechanika - elektrotechnika MFE9 - Ohmův zákon pro zvídavé 5 - převodové poměry

Další pokračování v bádání nad Ohmovým zákonem - tentokrát současně s bádáním nad mechanikou - zejména nad převody mezi různými stupni energie...

na úvod rozdělení příspěvků na téma mechanika

aktualizované dělení

půvoní dělení

vlastní příspěvek

1. mechanické převody

Nejprve tedy tedy mechanické převody. Mechanický převod v principu není v podstatě nic jiného než převodní páka do síly. Obvyklý převod (ne ovšem vždy) je převod mezi zpravidla menším hnacím zvaným pastorek a větším druhým hnaným kolem. Pro zjištění převodového kola se vždy dělí průměr druhého kola - průměrem pastorku - a pakliže vyjde hodnota větší než nula je zřejmé - že se jedná o standartní převod do síly.

Jistou vyjímkou je poměrně známý cyklistický převod - kde je pastorek větší než ozubené kolo vzadu - jde tedy o převod do rychlosti s převodovým poměrem (i - malé í) menším než  jedna. Ovšem vyjímkou pouze zdánlivou - neboť zadní ozubené kolo je pouhým mezi převodem na vlastní kolo s pláštěm pneumatiky - kde je již převod do síly.

U motocyklu je to jinak - zde je vlastně dvakrát převod do síly za sebou. Z většiny okolností vyplývá - že u mechanických převodů je převod do síly prioritou. Ostatně - mám dojem - že i při rychlostních cyklistických přeborech závodníci častěji převod do síly . Stručně řečeno - lze konstatovat - že převod do rychlosti je pouhou inverzní variantou mechanických převodů - jedná se tedy o převod příměrný kde se srovnává výstupní díl se vstupním. 

2. elektrické převody

Převod napětí

Pro srovnání zmínka o převodech napětí - tedy transformátorech. I zde - velikost převodového poměru (v tomto případě k - malé ká) něco napovídá o druhu transformátoru. Obvyklá hodnota převodového poměru je menší než jedna - jedná se tedy o obvyklý převod z většího napětí na menší. I zde se dělí parametry druhého členu (velikost napětí, počet závitů na cívce) parametry prvního členu zkoumaného systému.

3. Ohmův zákon v elektrických obvodech bez proudu

Ještě krátce k Ohmově zákonu v nezapojených elektrických obvodech. Vše naznačuje - že elekrické napětí lze rozdělit přibližně na dvě složky - jedna je daná elektrickým nábojem zdroje a druhá parametry vodiče jako jsou jeho rozměry a  vodivost nebo odpor. Příměr napětí k  cestě - alespoň co se týče druhé složky napětí (tedy vodičové složce) napovídá o napětí jako veličině alespoň něco trochu konkrétního - třeba, podle druhu vedení je možno odhadnout o jaké napětí se jedná.

Druhá věc - jak stanovit velkost napětí bez proudu - tedy bez Ohmova zákona. Cesta by pravděpodobně vedla přes elektrickou sílu - viz paralela s mechanickým napětím - které je podílem mechanické síly a rozměrů plochy na kterou tato síla působí.

Vzhledem k faktu - že v nezapojeném elektrickém obvodu absentuje veličina času - napětí by bylo možno třeba  být  popsáno jako elektrická síla v "bezčasí", zatímco proud - kde už čas figuruje by bylo možno třeba označit za účinek elektrické síly v konkrétním čase.

OPRAVA 

(na základě poznámek)

1o mechanické převody

výše jisté pochybení - převodový poměr - tedy "i" není páka - tedy něco jako poloměr mezi působištěm a účinkem síly na jednom kole

"i" je pouze převodový poměr mezi standartním dvoučlenným převodem

v rámci jednoho kola se tedy nejedná o převod - ale jen přenos pohybu - kdy při konstantní úhlové rychlosti  (omega) se navyšuje (faktická) rychlost "v"zatímco síla F, stejně jako úhlová rychlost zůstává konstantní

jistou variací přenosu pohybu v rámci jednoho kola je ovšem dobře známá páka

nárust síly na držadle páky je z fyzikálního hlediska pouze zdánlivý - jedná o moment síly - který by možná více vystihovalo označení činitel síly - ale to jen pro doplnění

platí ovšem - že převody jsou prvotně koncipovány jako převody do síly, pokud tedy je "i" větší než jedna pak se jedná o standartní převod do síly - vždy se porovnává druhý člen s prvním - tedy hnané kolo s pastorkem

2o elektrické převody

obdobně je tomu i transformátorů - transformátory jsou ovšem primárně koncipovány jako zařízení ke snižování napětí - pokud tedy převodový poměr "k" je menší než jedna - pak se jedná o obvyklý transformátor pro snižování napětí

motocykl má tedy běžnější druh převodu řetězem do síly (pak na kolo s pneumatikou se už vlastně jen jedná o přenos otáček - kdy s narůstajícím poloměrem narůstá rychlost)

bicykl pak má méně obvyklý převod do rychlosti - kdy je pastorek - tedy talíř o větším poloměru než hnané druhé kolo

OPRAVA č.2

při přenosu práce - či energie bez převodu - tedy v rámci jednoho kola od středu po obvod (stejně je tomu i u páky) se mění nejen rychlost - ale i síla

zatímco rychlost se zvyšuje od středu ven - u síly je tomu přesně naopak

v místě kde zabírá páka či klíč - tedy v pomyslném středu kružnice má síla maximální hodnotu - zatímco směrem ven - tedy k držadlu klíče - se síla (kterou je nutno vynaložit) zmenšuje