Česky English

Základy elektrotechniky

Pár základních vzorečků, značení, terminologie a podobně. Mělo by tu být vysvětlené všechno, na co můžete ve zbytku těchto stránek narazit. Jestli ne, napište mi, doplním.

Značení elektrických součástek


(v různých zemích se může značení lišit)

Barevné značení odporů

BarvaČísliceTolerance
stříbrná-210%
zlatá -15%
černá 0 -
hnědá 1 1%
červená 2 2%
oranžová3 -
žlutá 4 -
zelená 5 0,5%
modrá 6 0,25%
fialová 7 0,1%
šedá 8 -
bílá 9 -

Rezistory mají obvykle tvar válečku s rozšířenými konci. Na něco takového se dost špatně tisknou čísla, proto se hodnoty odporů značí pomocí barevných proužků. Význam barev najdete v tabulce nalevo, možné kombinace jsou:

  1. Tři proužky (A-B-C): hodnota odporu je AB*10C, tedy např. 5-6-2 znamená 56*102 neboli 5600 Ω (čísla zjistíte ve druhém sloupci tabulky). Tolerance je 20%.
  2. Čtyři proužky (A-B-C-D): hodnota odporu je stejně jako v prvním případě AB*10C, čtvrtý proužek udává toleranci podle třetího sloupce tabulky.
  3. Pět proužků (A-B-C-D-E): odpor je ABC*10D, tolerance je daná pátým proužkem.

Pořadí proužků se pozná tak, že první obvykle bývá blíž ke kraji rezistoru než poslední nebo je poslední od ostatních trochu dál. Kdyby byly všechny stejně daleko, je poslední ten zlatý nebo stříbrný - tyhle barvy se mohou vyskytovat jedině jako exponenty nebo tolerance. Kdyby tam zlatý ani stříbrný proužek nebyl, nezbývá než odpor změřit.

Značení a jednotky elektrických veličin

Protože psát desetinné čárky a řecká písmenka je otrava, existuje pro odpory a kapacity speciální zkrácený zápis, kdy se značka jednotky napíše místo desetinné čárky. Např. 1R5 je 1,5 Ω, 15R je 15 Ω, 1k5 je 1,5 kiloohmu, 3M jsou 3 megaohmy a podobně. U kapacit je to podobné, ale protože farad je hrozně velká hodnota, je značení posunuté o čtyři předpony dolů, takže základní jednotky jsou pikofarady: 10C je 10 pF, 10k je 10 nanofaradů (nF), 3M5 je 3,5 mikrofaradu a podobně.

Základní rovnice

Jak co funguje

Rezistor je čistě ohmický odpor, protékající proud roste lineárně s napětím. Zajímají nás jenom dva parametry: velikost odporu a maximální ztrátový výkon.

Žárovka je v podstatě taky ohmický odpor, který ale roste s rostoucí teplotou vlákna. Má tedy určitou schopnost samoregulace: když zvýšíme napájecí napětí, zvětší se i proud, ale ne neomezeně. Když to přeženeme, vlákno se přepálí. Při menším napětí žárovka svítí slaběji a s horší účinností (čím vyšší teplota vlákna, tím větší procento výkonu se přemění na viditelné světlo; zbytek je infračervený).

Dioda propouští proud jenom jedním směrem. Ohmický odpor má v propustném směru zanedbatelný, jenom na ní ubude trošku napětí (pár desetin voltu). V závěrném směru má odpor prakticky nekonečný, jenom je potřeba dávat pozor na napětí - jestli překročí dovolené maximum, diodu zničí.

LED dioda se chová podobně: v propustném směru nemá prakticky žádný ohmický odpor, jenom si ukousne kus napájecího napětí (řádově několik voltů). Co zbyde, to přes ni prochází bez omezení, takže pokud ji nechceme spálit, musíme k ní do série zařadit vhodný rezistor. Dokud nepřekonáme prahové napětí diody, nesvítí vůbec. V závěrném směru snese míň než klasická dioda, pro napájení střídavým proudem se tedy nehodí.

Zenerova dioda se v propustném směru chová podobně jako normální dioda, ale v závěrném směru od určitého přesně daného napětí začne propouštět proud. Toto napětí téměř nekolísá s velikostí procházejícího proudu, proto se ZD používají jako stabilizátory napětí. Jediným omezením je vyvíjené teplo, které je nutné odvádět.

Cívka se vůči elektřině chová jako turbína vůči vodě: když do ní pustíme proud, chvíli mu klade odpor, ale jak se jednou roztočí, odpor téměř zmizí. Naopak když zavřeme ventil nebo odpojíme vodič, setrvačnost turbíny nebo magnetického pole chvíli tlačí proud dál. Cívka nám tak může vyrobit vysoké napětí schopné házet jiskry a ničit polovodičové součástky. Proto je potřeba k cívkám antiparalelně připojovat blokovací diody, aby se nepotřebný proud měl kde vybít.

Kondenzátor se k elektřině chová jako přehrada bez odtoku: stejnosměrný proud nepropustí, jenom si v sobě nahromadí určitý náboj, který pak může opačným směrem vypustit zpátky do obvodu. Je potřeba dávat pozor, co na vývody nabitého kondenzátoru připojujeme, protože dokáže vytvořit hodně velké proudy - přesně jako přehrada, když ji najednou vypustíme.

Záludnosti střídavého proudu

Na kole se se střídavým proudem setkáváme jedině na výstupu alternátoru a obvykle ho buď pouštíme přímo do žárovek, nebo ho při nejbližší příležitosti usměrňujeme. Takže nemá cenu pouštět se do dlouhých elaborátů, stačí stručně.

Základní vlastností střídavého proudu je, že neustále střídá polaritu. Frekvence závisí na tom, jak rychle jedeme. Napětí má sinusový průběh a jeho efektivní hodnota (např. těch jmenovitých 6 V na štítku alternátoru) se určí tak, že se vezme maximální amplituda (tj. absolutní hodnota největší výchylky od nulové hodnoty) a vydělí se odmocninou ze dvou (1,414 a nějaké drobné). To znamená, že jestli vezmeme střídavý proud, usměrníme ho a nalijeme naprázdno do kondenzátoru, dostaneme stejnosměrné napětí 1,414krát větší než je ta efektivní hodnota - např. z 6 V~ vznikne 8,5 V=.

Reklamy: