Základní pojmy a veličiny (10. část)

výkon – zn. P. Výkon je určitá práce vykonaná za určitý čas (P = A/t). Výkon je tím větší, čím větší je vykonaná práce a čím kratší je čas. Výkon může být mechanický (při mechanické práci) nebo elektrický (při elektrické práci). Je-li práce ve sledovaném ději odváděna, jde o výkon, je-li přiváděna, jde o příkon. Jednotkou výkonu je watt (1 W). Zařízení má mechanický výkon jeden watt, je-li vykonána práce jeden joule za jednu sekundu (1 W = 1 J·s^–1 = N·m·s^–1). Elektrický výkon je obecně dán součinem napětí a proudu (P = UI). Elektrický výkon na činném odporu lze vypočítat ze součinu odporu a kvadrátu proudu (P = R I²).

 

zákon (přírodní, technický) – slovní nebo matematické vyjádření určité pravidelnosti přírodních nebo technických jevů.

 

zákon Coulombův – zákon elektrostatiky Coulomb experimentálně zjistil v roce 1785. Podle tohoto zákona je elektrostatická síla F_e, kterou na sebe vzájemně působí ve vakuu nebo v homogenním izotropním neomezeném dielektriku dva bodové elektrické náboje Q₁ a Q₂ ve vzájemné vzdálenosti r₁₂, je přímo úměrná velikosti těchto nábojů a nepřímo úměrná čtverci jejich vzdálenosti:

 

F_e = k (Q₁Q₂/r₁₂²)     (N; C, n)
kde Fe je elektrostatická síla, k konstanta

 

k = 1/(4πε₀) = 8,99·10⁹     (V·m·A^–1·s^–1)
Q1, Q2 bodové náboje, r vzdálenost bodových nábojů.

 

Mají-li bodové náboje nesouhlasná znaménka (Q₁ Q₂ < 0), přitahují se, mají-li souhlasná znaménka (Q₁ Q₂ > 0), odpuzují se.

 

zákon indukční Faradayův – britský fyzika chemik, profesor na Royal Institution. Michael Faraday objevil elektromagnetickou indukci, samoindukci, diamagnetismus, zkapalnil plyn, izoloval benzen. Zabýval se elektrochemií (Faradayovy elektrolytické zákony). Zavedl pojmy elektrické pole, magnetické pole a siločáry. Faradayův indukční zákon udává velikost elektrického napětí, které vznikne ve vodičích elektromagnetickou indukcí, jsou-li vodiče v časově proměnném magnetickém poli nebo pohybují-li se příčně k magnetickým indukčním čarám. Napětí indukované v cívce je tím větší, čím větší je počet závitů cívky, čím větší je změna magnetického toku a čím kratší je doba trvání této změny:

 

u_i = –N(ΔΦ/Δt)     (V; –, Wb, s)
kde u_i je indukované napětí, N počet závitů, ΔΦ změna magnetického toku, Δt trvání změny magnetického toku.

 

zákon Hookeův – pro tah a tlak je vyjádřen vztahem: ε = σ/E, kde ε je poměrné prodloužení, σ normálové napětí a E konstanta materiálu (modul pružnosti v tahu nebo v tlaku). Hookeův zákon ve smyku je vyjádřen vztahem: γ = τ /G, kde γ je poměrné posunutí (zkos), τ tečné napětí a G konstanta materiálu (modul pružnosti ve smyku).

 

I. Kirchhoffův zákon (zákon uzlu): ΣI = 0     (A)

 

Součet proudů vstupujících do uzlu se rovná součtu proudů z uzlu vystupujících (obr. 1). Proudy, které do uzlu vstupují, mají kladné znaménko, proudy, které z uzlu vystupují, mají záporné znaménko. Pro obr. 1 tedy platí: I – I₁ – I₂ – I_n = 0

 

II. Kirchhoffův zákon (zákon smyčky): ΣU = 0     (V)

 

Součet všech elektromotorických napětí zdrojů v libovolně orientované smyčce elektrického obvodu je roven součtu úbytků napětí ve všech větvích této smyčky (obr. 2). Při přiřazování kladných a záporných znamének se bere v úvahu směr orientačních šipek (obvykle zdroje mají kladná znaménka a úbytky napětí záporná). Pro obr. 2 tedy platí: U – U₁ – U₂ – U_n = 0

 

zákon Ohmův – v diferenciálním tvaru: Proudová hustota J v určitém místě vodiče je rovna podílu intenzity elektrického pole E v tomto místě a rezistivity ρ tohoto vodiče: J = E/ρ     (A·m–2; V·m^–1, Ω·m)

 

zákon Ohmův – v integrálním tvaru: Elektrický proud I je přímo úměrný napětí U a nepřímo úměrný odporu R (obr. 3): I = U/R (A; V, Ω)

 

Tento tvar Ohmova zákona platí pro ustálený stejnosměrný proud v kovech a elektrolytech (obdobně ho lze použít také pro veličiny střídavého proudu v obvodech s čistě odporovými zátěžemi).

 

(pokračování)