náhled|313x313pixelů|Nejjednodušší uzavřený obvod, kde proud I protéká ze zdroje do spotřebiče Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků, a to jak vodivých, např. odporů, kondenzátorů a cívek, tak i polovodivých, např. diod a tranzistorů, přerušitelné pomocí spínačů. Tyto prvky vytváří (polo)vodivou cestu pro přenos elektrické energie a splňují funkce, které jsou od obvodu požadovány (např. zesilování signálu, vytváření oscilací apod.). Může být nepatrný jako mikročip, nebo může zahrnovat celou elektrickou síť. Obvod se může skládat z jednotlivých (tzv. diskrétních) prvků nebo celých integrovaných obvodů.
Pokud je vodivá dráha tvořená elektrickým obvodem uzavřená, pak se hovoří o uzavřeném elektrickém obvodu. Je-li vodivá dráha obvodu přerušena, např. otevřeným spínačem, pak se mluví o otevřeném elektrickém obvodu.
Základní části elektrického obvodu Běžný elektrický obvod obsahuje tyto základní prvky:
elektrický zdroj – mění vstupní energii (např. chemickou v případě galvanického či palivového článku nebo pohybovou v případě generátoru) na energii elektrickou elektrické vedení – slouží k přenosu elektrické energie od zdroje k spotřebiči, tvořeno dvěma či více vodiči navzájem oddělenými izolantem elektrický přístroj – slouží k ovládání obvodu (např. vypínač) nebo jeho ochraně před poruchovými stavy (např. pojistka) elektrický spotřebič – mění elektrickou energii na energii výstupní (např. světelnou v případě žárovky či LED diody nebo pohybovou v případě motoru) 320x320pixelů
Typickým příkladem jednoduchého elektrického obvodu může být baterie, dva vodiče, vypínač, pojistka a žárovka. Ve většině případů je situace mnohem komplikovanější, protože běžný spotřebič se může skládat z desítek, stovek nebo tisíců součástek, z nichž mnohé mohou uvnitř realizovat komplikovaná zapojení skládající se ze stovek, tisíců nebo i milionů prvků. Elektrický obvod rovněž často obsahuje více zdrojů (např. bateriové spotřebiče připojitelné na síť) a více vypínačů pro odpojování a přepojování různých funkčních celků.
Základní zákony náhled|359x359pixelů|Paralelní a sériové zapojení obvodu Ohmův zákon: , alternativní tvary: .
Odpor prvku obvodu je roven podílu napětí na daném prvku a proudu, který skrze něj protéká. Vodič, nebo např. sepnutý vypínač, má (hypoteticky) nulový odpor, nevzniká na něm tedy žádný úbytek napětí. Izolant, nebo např. rozepnutý vypínač má (hypoteticky) nekonečný odpor, neprotéká jím tedy žádný proud. Rezistor (např. elektrické topení) vytváří v důsledku procházejícího proudu úbytek napětí a mění elektrickou energii na tepelnou.
Elektrický výkon: , alternativní tvary:
Kirchhoffovy zákony: Orientovaný součet proudů kolem uzlu je nulový: , tj. součet proudů vstupujících do uzlu je roven součtu proudů vystupujících z uzlu (tj. proud se nikde nehromadí). Orientovaný součet napětí kolem obvodu je nulový: . Z Kirchhoffových zákonů vyplývají zákonitosti pro řazení prvků v obvodu: V případě sériového zapojení protéká všemi prvky stejný proud a součet úbytků napětí na spotřebičích se rovná napětí zdroje. V případě paralelního zapojení je na všech prvcích stejné napětí a součet proudů tekoucích do spotřebičů se rovná proudu odebíranému ze zdroje. Theveninova věta: Jakékoli propojení zdrojů a rezistorů s dvěma vývody je elektricky ekvivalentní ideálnímu napěťovému zdroji zapojenému sériově s jediným rezistorem.
Nortonova věta: Jakékoli propojení zdrojů a rezistorů s dvěma vývody je elektricky ekvivalentní ideálnímu proudovému zdroji zapojenému paralelně s jediným rezistorem.
Výše uvedené zákony platí pro ustálený stejnosměrný proud. Pro rychle proměnné proudy jsou vztahy v obvodech dány diferenciálními rovnicemi obecnějších zákonů a je nutno uvažovat i vazby s proměnnými magnetickými poli cívek a vedení proudu kondenzátory. Pro pojem výkonu se zavádí více veličin. Ostatní vztahy (které již nelze označit za „zákony“) platí pro ustálený harmonický střídavý proud (běžný v elektrické síti) ve smyslu efektivních hodnot, pokud se elektrický odpor (rezistance) zobecní na impedanci. Při přechodu mezi dvěma ustálenými stejnosměrnými stavy nastává přechodový jev.
Prvky elektrických obvodů náhled|Základní schematické značky Pro zakreslení elektrického obvodu slouží schéma zapojení, ve kterých má každý elektrický prvek svou značku, např.:
elektrický zdroj elektrický vodič rezistor cívka kondenzátor spínač tlačítko žárovka LED dioda tranzistor tyristor ampérmetr voltmetr wattmetr
Odkazy
Reference
Související články Elektřina a magnetismus Elektrotechnika Magnetický obvod Elektrotechnická stavebnice Elektrický stroj Elektrický přístroj
Externí odkazy
Kategorie:Elektrotechnika