Elektrický obvod

Příklad schématu nejjednoduššího elektrického obvodu

Elektrický obvod je vodivé spojení elektrických prvků, např. odporů, kondenzátorů, cívek, tranzistorů, diod a spínačů. Tyto prvky vytváří 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

Elektrický obvod

Běžný elektrický obvod obsahuje tyto základní prvky:[1]

Typickým příkladem jednoduchého elektrického obvodu může být baterie (elektrický zdroj), 2 dráty (vodiče), tlačítko (vypínač) a žárovka (spotřebič). 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

Obvod

Elektrický výkon:

Ohmův zákon: , alternativní tvary: [2]

  • Odpor součásti 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 ani ztrátový výkon
    • Izolant, nebo např. rozepnutý vypínač má (hypoteticky) nekonečný odpor, neprotéká jím tedy žádný proud ani nevzniká ztrátový výkon
    • Odporovým spotřebičem (např. elektrické topení) prochází proud, přičemž se na něm vytváří úbytek napětí a mění elektrickou energii na jiný typ (tepelnou)

Kirchhoffovy zákony:

  • 1. Součet všech proudů vstupujících do uzlu nebo součástky je roven součtu všech proudů vystupujících z uzlu nebo součástky (tj. proud se nikde nehromadí). Orientovaný součet proudů kolem uzlu je nulový.
  • 2. Orientovaný součet všech napětí ve smyčce 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.

Prvky elektrických obvodů

Podrobnější informace naleznete v článku Schéma zapojení.
Základní schematické značky

Pro zakreslení elektrického obvodu slouží schémata, ve kterých má každá část, tzn. každý elektrotechnický prvek, svou značku, např.:

Odkazy

Reference

  1. VRÁNA, Václav; KOLÁŘ, Václav. Elektrické přístroje [online]. Ostrava: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, 2006 [cit. 2022-05-08]. Dostupné online. 
  2. VLČEK, Jiří. Jednoduchá elektrotechnika. [s.l.]: [s.n.], 2005. ISBN 999-00-001-7423-2. 

Související články

  • Elektřina a magnetismus
  • Elektrotechnika
  • Magnetický obvod
  • Elektrotechnická stavebnice

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Schaltsymbole mit Namen.png
Autor: Christoph Fuest, Licence: CC-BY-SA-3.0
Schaltsymbole mit Beschreibungen
Ohm's Law with Voltage source.svg
This diagram shows the current in and voltage across are resitor being driven by an independent voltage source as functions of time (rather than phasors, as a capital letter suggests). It uses the modern symbol for a resistor.
Obvod.svg
Autor: Jordis82, Licence: CC0
Seriové a paraelní zapojení elektrického obvodu
Circuit diagram – pictorial and schematic.png
Illustration of circuit diagrams of a simple circuit, comparing pictorial and schematic styles