Elektrický obvod je propojení elektrických součástek. Elektrický obvod se skládá z baterií, rezistorů, cívek, kondenzátorů, spínačů nebo tranzistorů. Elektrická síť se skládá z uzavřené smyčky. Obvod je uzavřená dráha, po které proudí elektrony ve vodiči. Dokud je měděný vodič ponechán sám sobě, elektrony driftují mezi atomy, ale nikdy neopustí měď.
Pokud však tento měděný vodič připojíme k baterii, budou volné elektrony hnány ke kladnému pólu baterie. Tato tlačná síla se nazývá elektromotorická síla (E.M.F). E.M.F. se vyjadřuje ve voltech. Obvykle se nazývá napětí. V důsledku tohoto napětí dochází k pohybu elektronů. Tento pohyb se nazývá elektronový proud nebo elektrický proud. Proud můžeme měřit připojením ampérmetru mezi měděný vodič a zdroj napětí.
Plný obvod je nekonečná smyčka elektronů. Vezmeme-li drát a obtočíme ho kolem dokola, vytvoří souvislou dráhu, po které mohou elektrony proudit donekonečna. To je základní pojem obvodu.
Elektrický obvod se skládá především z
- Elektrických zdrojů, které poskytují napětí a proud, jako jsou baterie. Jsou zdrojem elektronů.
- Přepínače, rezistory, potenciometry, kondenzátory, které se používají k řízení elektrického proudu.
- Ochranná zařízení v obvodech vysokého napětí. Jsou to MCB, pojistky atd.
- Dráty, které jsou vodivou cestou pro přenos elektrického proudu z jednoho bodu do druhého v obvodu.
- Zátěž v obvodu může být motor, LED, lampa atd.
Existují některé základní vlastnosti elektrických obvodů a jsou to:
- Obvod je vždy uzavřená cesta.
- Obvod se vždy skládá ze zdroje energie,
- Směr toku proudu je od kladné svorky ke kladné svorce zdroje.
- Směr toku elektronů je od záporné svorky ke kladné svorce zdroje.
Obvodové schéma
Obvodové schéma je vizuální zobrazení elektrického obvodu. Existují především dva typy schémat zapojení:
- Obrázková: Obrázková schémata se vytvářejí pomocí základních obrázků. Tento typ diagramu poskytuje vizuální znázornění publiku, které je méně technické.
Obrázkový diagram obvodu
- Schéma: Tato schémata jsou nakreslena pomocí standardních průmyslových symbolů. Tato schémata se používají pro znázornění obvodu elektrikáři nebo jinému technickému publiku.
Schématický
Symboly pro schéma zapojení
Existují stovky symbolů pro schéma zapojení. Mezi základní symboly patří např:
Název | Symbol |
---|---|
Rezistor | |
Kondenzátor | |
Článek | |
Baterie | |
LED |
Předpokládejme, že chceme nakreslit jednoduchý obvod, ve kterém je baterie připojena k LED tak, že kladný pól baterie je připojen na kladný pól LED a záporný pól baterie je připojen na záporný pól LED. Pak jej lze znázornit takto:
Typy obvodů
Existují v podstatě tři typy obvodů:
-
Otevřený obvod
Je-li v jednoduchém obvodu jedna svorka odpojena, pak tímto obvodem neprotéká žádný proud. Říká se, že jde o otevřený obvod nebo stav bez zátěže.
Otevřený obvod
-
Zavřený obvod
Elektrický obvod má zdroj elektromotorické síly a zátěž. Tato zátěž se chová jako vodivá cesta. Prochází-li proud zátěží, považuje se za uzavřený obvod. Jestliže v jednoduchém obvodu může proud protékat z jednoho pólu baterie do druhého bez přerušení, říká se, že je obvod uzavřený.
Zavřený obvod
-
Krátký obvod
Je-li kladný pól baterie přímo spojen se záporným pólem bez jakéhokoliv odporu mezi nimi, říká se, že je to krátký obvod.
Krátký obvod
Kromě výše uvedených obvodů mohou být součástky v elektrickém obvodu uspořádány dvěma různými způsoby, a to v sériovém zapojení a v paralelním zapojení.
Sériové zapojení
Jsou-li v obvodu součástky zapojeny sériově, pak se obvod nazývá sériový obvod. V sériovém obvodu je proud procházející každou součástkou stejný a dodávané napětí je součtem napětí na jednotlivých součástkách. Jestliže vodič spojuje baterii s jednou lampou, s další lampou a pak zpět s baterií, říká se, že lampy jsou zapojeny sériově.
Sériové zapojení dvou lamp
Paralelní obvod
Jsou-li v obvodu součástky zapojeny paralelně, pak je obvod znám jako paralelní obvod. V paralelním obvodu bude napětí na každé součástce stejné a celkový protékající proud je součtem proudů procházejících jednotlivými součástkami. Pokud je k baterii připojena žárovka a další žárovka je připojena v samostatné smyčce s první žárovkou, pak je žárovka zapojena v paralelním zapojení.
Paralelní zapojení dvou žárovek
Zde by napětí na každé žárovce bylo stejné jako napětí přiváděné baterií. Proud napříč každou žárovkou by se rozdělil, to znamená, že pokud do obvodu přivedeme 5 A, bude každou žárovkou protékat proud 5 A.
Takto fungují sériové a paralelní obvody, které mají své vlastní vlastnosti dělení proudu a napětí.
Elektrické obvody jsou všude kolem nás, v našich mobilních telefonech, v počítačích, ve ventilátoru a také ve svítilně. Praktické využití elektřiny bez obvodů si lze jen těžko představit. Všichni jsme na těchto složitých obvodech kolem nás závislí.