Všechny materiály jsou vyrobeny z atomů, a všechny atomy se skládají z protonů, neutronů a elektronů. Protony mají kladný elektrický náboj. Neutrony nemají žádný elektrický náboj (to znamená, že jsou neutrální), zatímco elektrony mají negativní elektrický náboj. Atomy jsou spojeny dohromady silnými silami přitažlivosti existujícími mezi atomovým jádrem a elektrony v jeho vnějším plášti.
Když jsou tyto protony, neutrony a elektrony spolu v atomu, jsou šťastné a stabilní. Ale pokud je od sebe oddělíme, chtějí se reformovat a začít vyvíjet potenciál přitažlivosti nazývaný potenciální rozdíl.
nyní, pokud vytvoříme uzavřený obvod, tyto volné elektrony se začnou pohybovat a unášet zpět k protonům kvůli jejich přitažlivosti, která vytváří tok elektronů. Tento tok elektronů se nazývá elektrický proud. Elektrony neproudí volně obvodem, protože materiál, kterým se pohybují, vytváří omezení toku elektronů. Toto omezení se nazývá odpor.
Pak všechny základní elektrické nebo elektronické obvody se skládají ze tří samostatných, ale velmi mnoho souvisejících elektrických veličin s názvem: Napětí ( v ), Proudu ( i ) a Odpor ( Ω ).
Elektrické Napětí
Napětí, ( V ) je potenciální energie elektrického napájení uloženy ve formě elektrického náboje. Napětí lze považovat za sílu, která tlačí elektrony vodičem a čím větší je napětí, tím větší je jeho schopnost“ tlačit “ elektrony daným obvodem. Protože energie má schopnost pracovat, lze tuto potenciální energii popsat jako práci potřebnou v joulech k pohybu elektronů ve formě elektrického proudu kolem obvodu z jednoho bodu nebo uzlu do druhého.
Pak rozdíl v napětí mezi dvěma body, spoje nebo spoje (tzv. uzly) v obvodu je známý jako Potenciální Rozdíl ( p.d. ) běžně nazývá Pokles Napětí.
Potenciální rozdíl mezi dvěma body se měří ve Voltech s obvodem symbol V, nebo malá písmena „v“, i když Energie E malá písmena „e“ je někdy používán k označení generované emf (elektromotorická síla). Pak čím větší je napětí, tím větší je tlak (nebo tlačná síla) a tím větší je schopnost pracovat.
zdroj konstantního napětí se nazývá stejnosměrné napětí s napětím, které se periodicky mění s časem, se nazývá střídavé napětí. Napětí se měří ve voltech, přičemž jeden volt je definován jako elektrický tlak potřebný k vynucení elektrického proudu jednoho ampéru odporem jednoho ohmu. Napětí jsou obecně vyjádřena v Voltů s předponami používá k označení sub-násobky napětí jako mikrovoltech ( µV = 10-6 V ), milivoltů ( mV = 10-3 V), nebo kilovoltů ( kV = 103 V ). Napětí může být kladné nebo záporné.
baterie nebo napájecí zdroje se většinou používají k výrobě stálého zdroje napětí DC (stejnosměrný proud), jako je 5v, 12v, 24v atd. v elektronických obvodech a systémech. Zatímco A. C. (střídavý proud) zdroje napětí jsou k dispozici pro domácí dům a průmyslové napájení a osvětlení, jakož i přenos energie. Napájecí napětí ve Spojeném království je v současné době 230 V a.c. a 110 V a.c. v USA.
Obecné elektronické obvody fungují na nízké napětí DC baterie dodávek mezi 1,5 V a 24V dc okruh symbol pro konstantní napětí zdroje se obvykle podává jako symbol baterie s pozitivní, + a negativní – znamení označující směr polarity. Symbol obvodu pro zdroj střídavého napětí je kruh se sinusovou vlnou uvnitř.
Napětí Symboly
jednoduchý vztah může být mezi nádrží vody a napájecího napětí. Čím vyšší je vodní nádrž nad výstupu větší tlak vody, protože více energie se uvolní, tím vyšší je napětí, tím větší je potenciální energie jako více elektronů se uvolní.
napětí se vždy měří jako rozdíl mezi libovolnými dvěma body v obvodu a napětí mezi těmito dvěma body se obecně označuje jako „pokles napětí“. Všimněte si, že napětí může existovat přes obvod bez proudu, ale proud nemůže existovat bez napětí a jako takový žádný zdroj napětí, zda DC nebo AC má rád otevřené nebo polootevřené stavu obvodu, ale nesnáší jakékoliv zkratu stav, jak to může zničit.
Elektrický Proud
Elektrický Proud, ( I ) je pohyb nebo tok elektrický náboj a měří se v Ampérech, symbol i, pro intenzitu). Je to nepřetržitý a rovnoměrný tok (nazývaný drift) elektronů (negativní částice atomu) kolem obvodu, který je“ tlačen “ zdrojem napětí. Ve skutečnosti elektrony proudí z negativního (- ve) terminálu na kladný (+ve) terminál dodávky a pro snadné pochopení obvodu konvenční proud předpokládá, že proud proudí z kladného na záporný terminál.
Obecně v obvodu diagramy průtoku proudu přes obvod má obvykle šipkou spojen se symbolem, já, nebo malá jsem se uvádět skutečný směr proudu. Tato šipka však obvykle označuje směr konvenčního proudu a ne nutně směr skutečného toku.
Konvenční Proud
Obvykle se jedná o proud kladný náboj kolem obvodu, být pozitivní na negativní. Diagram vlevo ukazuje pohyb kladného náboje (otvorů) kolem uzavřeného obvodu proudícího z kladného pólu baterie, obvodem a vrací se k zápornému pólu baterie. Tento tok proudu od kladného k zápornému je obecně známý jako konvenční proudový tok.
toto byla konvence zvolená během objevu elektřiny, ve které se předpokládalo, že směr elektrického proudu proudí v obvodu. Pokračovat v této linii myšlení, ve všech schémata a schémata, šipky zobrazené na symboly pro komponenty, jako jsou diody a tranzistory bod ve směru konvenčního proudu.
pak konvenční proudový tok dává tok elektrického proudu od kladného k zápornému a který je opačný ve směru ke skutečnému toku elektronů.
Tok Elektronů
tok elektronů kolem okruhu je proti směru konvenčního proudu je negativní na pozitivní.Skutečný proud proudící v elektrickém obvodu se skládá z elektronů, které proudí ze záporného pólu baterie (katody) a vracejí se zpět k kladnému pólu (anodě) baterie.
je to proto, že náboj na elektronu je podle definice záporný, a proto je přitahován k kladnému terminálu. Tento tok elektronů se nazývá tok elektronového proudu. Proto elektrony skutečně proudí kolem obvodu od záporného terminálu k pozitivnímu.
konvenční proudový tok i tok elektronů používá mnoho učebnic. Ve skutečnosti, nezáleží na tom, jakým způsobem proud protéká kolem obvodu, pokud je směr používán důsledně. Směr toku proudu nemá vliv na to, co proud dělá v obvodu. Obecně je mnohem snazší pochopit konvenční proudový tok-pozitivní až negativní.
V elektronických obvodech, aktuální zdroj je obvodový prvek, který poskytuje určitý množství proudu, například, 1A, 5A 10 Ampér, atd., s obvodem symbol pro konstantní proud zdroj uveden jako kruh s šipkou uvnitř indikující jeho směrem.
Proud se měří v Ampérech, a ampuli nebo ampér je definován jako počet elektronů nebo náboje (Q v Coulombech) absolvování určitého bodu v obvodu v jedné vteřině, t (v Sekundách).
elektrický proud je obecně vyjádřen v zesilovačích s předponami používanými k označení mikro zesilovačů (µA = 10-6A) nebo miliampérů (mA = 10-3A ). Všimněte si, že elektrický proud může být kladný nebo záporný v závislosti na směru proudění kolem obvodu.
proud, který teče jedním směrem, se nazývá stejnosměrný proud nebo D. C. a proud, který se střídá tam a zpět obvodem, je známý jako střídavý proud nebo A. C.. Ať už STŘÍDAVÝ nebo STEJNOSMĚRNÝ proud pouze protéká obvodem při napětí zdroje je spojen s jeho „toku“ je omezena na obou odpor obvodu a napětí zdroje tlačí to.
Také, jak střídavých proudů (a napětí) jsou periodické a mění s časem, „efektivní“ nebo „RMS“, (střední kvadratická) hodnota uvedena jako Irms produkuje stejné průměrná ztráta energie ekvivalentní STEJNOSMĚRNÝ proud Iaverage . Zdroje proudu jsou opakem zdrojů napětí v tom, že mají rádi zkrat nebo uzavřený obvod, ale nenávidí podmínky otevřeného obvodu, protože nebude proudit žádný proud.
při použití vztahu nádrže vody je proud ekvivalentem průtoku vody potrubím, přičemž průtok je stejný v celé trubce. Čím rychlejší je průtok vody, tím větší je proud. Všimněte si, že proud nemůže existovat bez napětí, takže žádné aktuální zdroj, zda DC nebo AC má rád krátké nebo semi-zkrat stavu, ale nesnáší jakékoliv přerušení obvodu stavu, neboť to brání teče.
odpor
odpor, (R) je schopnost materiálu odolat nebo zabránit toku proudu nebo konkrétněji toku elektrického náboje v obvodu. Obvodový prvek, který to dělá dokonale, se nazývá „odpor“.
Odpor je obvod prvku měřená v Ohmech, řecký symbol ( Ω, Omega ) s předponami používá k označení Kilo-ohmů ( kΩ = 103Ω ) a Mega-ohmů ( MΩ = 106Ω ). Všimněte si, že odpor nemůže být záporný v hodnotě pouze pozitivní.
Rezistor Symboly
velikost odporu rezistoru je určena vztahem proudu přes to, aby napětí na něm, které určuje, zda obvod prvkem je „dobrý vodič“ – nízký odpor, nebo „špatný vodič“ – vysoká odolnost. Nízký odpor, například 1Ω nebo méně znamená, že obvod je dobrý vodič vyroben z materiálů, jako je měď, hliník nebo uhlík, zatímco vysoký odpor 1MΩ nebo více znamená, že obvod je špatný vodič vyrobený z izolačních materiálů jako je sklo, porcelán nebo plast.
„polovodič“ na druhé straně, jako je křemík nebo germanium, je materiál, jehož odpor je na půli cesty mezi odporem dobrého vodiče a dobrým izolátorem. Odtud název „polovodič“. Polovodiče se používají k výrobě diod a tranzistorů atd.
odpor může být lineární nebo nelineární povahy, ale nikdy negativní. Lineární odpor se řídí Ohmovým zákonem, protože napětí napříč rezistorem je lineárně úměrné proudu skrz něj. Nelineární odpor, nedodržuje Ohmův zákon, ale má pokles napětí, který je úměrný určité síle proudu.
Odpor je čistá a není ovlivněna frekvence s AC impedance odporu je rovna jeho DC odolnost a jako výsledek může být negativní. Pamatujte, že odpor je vždy pozitivní a nikdy negativní.
odpor je klasifikován jako pasivní obvodový prvek a jako takový nemůže dodávat energii ani ukládat energii. Místo toho rezistory absorbovaly energii, která se jeví jako teplo a světlo. Výkon v odporu je vždy kladný bez ohledu na polaritu napětí a směr proudu.
Pro velmi nízké hodnoty odporu, například mili-ohmů ( mΩ ) je někdy mnohem snazší použít převrácená hodnota odporu ( 1/R ), spíše než odpor ( R ) sám. Reciproční odpor se nazývá vodivost, symbol (G) a představuje schopnost vodiče nebo zařízení vést elektřinu.
jinými slovy snadnost, kterou proud teče. Vysoké hodnoty vodivosti znamená dobrým vodičem jako měď, zatímco nízké hodnoty vodivosti znamená špatný vodič jako je dřevo. Standardní měrnou jednotkou pro vodivost je Siemen, symbol (y).
jednotka použitá pro vodivost je mho (ohm špalda dozadu), která je symbolizována obráceným Ohmovým znaménkem ℧. Výkon lze také vyjádřit pomocí vodivosti jako: p = i2 / G = v2G.
vztah mezi Napětím ( v ) a Proudu ( i ) v obvodu konstantní Odpor ( R ) vytvoří přímku i-v vztah se sklon rovná hodnotě odporu, jak je znázorněno.
Napětí, Proud a Odpor Shrnutí
Doufejme, že teď by měli mít nějakou představu o tom, jak se elektrické Napětí, Proud a Odpor jsou úzce spojeny dohromady. Vztah mezi napětím, proudem a odporem tvoří základ Ohmova zákona. V lineárním obvodu s pevným odporem, pokud zvýšíme napětí, proud stoupá a podobně, pokud snížíme napětí, proud klesá. To znamená, že pokud je napětí vysoké, proud je vysoký a pokud je napětí nízké, proud je nízký.
podobně, pokud zvýšíme odpor, proud klesá pro dané napětí a pokud snížíme odpor, proud stoupá. Což znamená, že pokud je odpor vysoký, je nízký a pokud je odpor nízký, je vysoký.
pak vidíme, že proud kolem obvodu je přímo úměrný ( ∝ ) napětí, (V způsobuje I), ale nepřímo úměrný ( 1/∝ ) odporu jako, (R způsobuje i↓).
základní souhrn těchto tří jednotek je uveden níže.
- rozdíl napětí nebo potenciálu je míra potenciální energie mezi dvěma body v obvodu a je běžně označována jako „pokles napětí“.
- když je zdroj napětí připojen k obvodu uzavřené smyčky, napětí vytvoří proud proudící kolem obvodu.
- ve zdrojích stejnosměrného napětí se symboly +ve (kladné) a-ve (záporné) používají k označení polarity napájecího napětí.
- napětí se měří ve voltech a má symbol V pro napětí nebo E pro elektrickou energii.
- proudový tok je kombinací toku elektronů a toku otvorů obvodem.
- proud je nepřetržitý a rovnoměrný tok náboje kolem obvodu a měří se v ampérech nebo zesilovačích a má symbol i.
- Proud je Přímo Úměrný Napětí (∝ V )
- efektivní (rms) hodnota střídavého proudu má stejný průměrná ztráta energie ekvivalentní stejnosměrný proud tekoucí přes odporový prvek.
- odpor je odpor proti proudu proudícímu kolem obvodu.
- Nízké hodnoty odporu znamená, dirigent a vysoké hodnoty odporu znamená izolátor.
- Proud je Nepřímo Úměrný Odporu ( 1/∝ R )
- Odpor se měří v Ohmech a má řecký symbol Ω nebo písmenem R.
| Quantity | Symbol | Unit of Measure | Abbreviation |
| Voltage | V or E | Volt | V |
| Current | I | Ampere | A |
| Resistance | R | Ohms | Ω |
In the next tutorial about DC Circuits we will look at Ohms Law which is a mathematical rovnice vysvětlující vztah mezi napětím, proudem a odporem v elektrických obvodech a je základem elektroniky a elektrotechniky. Ohmův Zákon je definován jako: V = I*R.
