Prce a vkon Ing Jaroslav Bernkopf Zklady elektrotechniky

Práce a výkon Ing. Jaroslav Bernkopf Základy elektrotechniky 1

Práce a výkon Elektrická práce Přesunuje-li se náboj Q mezi dvěma místy s různým potenciálem, vykonává se elektrická práce. Jako když se množství vody přesunuje mezi dvěma místy s různou nadmořskou výškou. Lago di Ledro 655 m Čím víc vody proteče, tím víc práce voda udělá. Čím větší spád se při tom využije, tím víc práce voda udělá. Čím víc vody, čím větší spád, tím víc práce. množství práce = množství vody * spád Lago di Garda 59 m Viz povídání o elektrárně mezi dvěma jezery v kapitole o potenciálu. Základy elektrotechniky 2

Práce a výkon Elektrická práce Přesunuje-li se náboj Q mezi dvěma místy s různým potenciálem, vykonává se elektrická práce W. Čím víc náboje Q proteče, tím víc práce W elektřina udělá. Čím větší rozdíl potenciálů (= napětí) U se při tom využije, tím víc práce elektřina udělá. Čím víc náboje Q, čím větší napětí U, tím víc práce W. množství práce = náboj * napětí W = Q * U [J; C, V] Základy elektrotechniky 3

Práce a výkon Elektrická práce Čím větší proud vody, tím víc vody proteče. Čím déle voda teče, tím víc vody proteče. množství vody == proud ** čas Čím větší proud I, tím víc náboje Q obvodem proteče. Čím delší čas t proud I teče, tím víc náboje Q obvodem proteče. množství náboje == proud ** čas množství A, s] Q =QI =*I *tt [C, [C; A, s] Základy elektrotechniky 4

Práce a výkon Elektrická práce Dejme dohromady vzorečky pro práci a pro náboj: množství práce = náboj * napětí W = Q * U [J; C, V] množství náboje = proud * čas Q = I * t [C; A, s] Základy elektrotechniky 5

Práce a výkon Elektrická práce Dejme dohromady vzorečky pro práci a pro náboj: W = Q * U [J, C, V] Q = I * t [C, A, s] W=I*t*U Jen přerovnáme: W = U * I * t [J, V, A, s] Čím větší napětí, čím větší proud, čím delší čas, tím víc práce se vykoná. Základy elektrotechniky 6

Práce a výkon Elektrická práce Jednotkou práce je joule [J]. Jeden joule je množství práce, které se vykoná, když napětí 1 volt protlačuje obvodem proud 1 ampér po dobu jedné sekundy. W = U * I * t [J; V, A, s] Základy elektrotechniky 7

Práce a výkon Elektrický výkon Výkon vyjadřuje, kolik práce se vykoná za jednu sekundu. Jednotkou výkonu je watt [W]. Jeden watt je výkon, kterým se za jednu sekundu udělá práce jeden joule. Čím víc práce se vykoná za čím menší čas, tím větší je výkon. Základy elektrotechniky 8

Práce a výkon Elektrický výkon Výkon vyjadřuje, kolik práce se vykoná za jednu sekundu. Čím větší výkon má stroj, tím víc práce vykoná. Čím delší dobu stroj pracuje, tím víc práce vykoná. množství práce = výkon * čas W = P * t [J; W, s] Má-li vařič velký výkon, ale je zapnutý jen krátce, vodu moc neohřeje, udělá málo práce. Je-li vařič zapnutý dlouho, ale má malý výkon, vodu moc neohřeje, udělá málo práce. Čím větší výkon, čím delší čas, tím víc práce se vykoná. Základy elektrotechniky 9

Práce a výkon Elektrický výkon Porovnejme předchozí dva vzorečky pro práci: W = U * I * t [J, V, A, s] W = P * t [J; W, s] Z toho plyne: P = U * I [W; V, A] Čím větší napětí, čím větší proud, tím větší výkon. Základy elektrotechniky 10

Práce a výkon Elektrický výkon P = U * I [W; V, A] Když žárovku vypneme vypínačem, není napětí ani proud. Nesvítí. Žádný výkon. Když se vlákno žárovky přeruší, je na ní napětí, ale není proud. Nesvítí. Žádný výkon. Když tlustým drátem teče proud, na drátu nevznikne úbytek napětí, protože má (skoro) nulový odpor. Je proud, není napětí. Drát se nezahřeje, nesvítí, žádný výkon. Je-li jeden z činitelů nula, výsledek je nula. Výkon je opravdu součinem napětí a proudu. Čím větší napětí, čím větší proud, tím větší výkon. Základy elektrotechniky 11

Práce a výkon Elektrický výkon P = U * I [W; V, A] Když na dobrou žárovku připojíme napětí, to do žárovky protlačí proud. Proud zahřeje vlákno, žárovka svítí. Dává výkon. Větší napětí protlačí větší proud, žárovka svítí víc. Dává větší výkon. Čím větší napětí, čím větší proud, tím větší výkon. Základy elektrotechniky 12

Práce a výkon Elektrický výkon, práce Elektrický polštář má při napětí U = 120 V příkon P = 21 W. Jaký proud I polštářem prochází? Základy elektrotechniky 13

Práce a výkon Elektrický výkon, práce Jaká bude cena C za provoz vařiče po dobu t = 12 hodin, kterým při napětí U = 110 V prochází proud I = 6, 6 A, když cena Ck jedné k. Wh je 3, 90 Kč? Základy elektrotechniky 14

Práce a výkon Elektrický výkon, práce Na jaký proud I je nutno dimenzovat pojistku na ochranu elektrického vedení, ve kterém při napětí U = 120 V jsou zapojeny spotřebiče o celkovém výkonu P = 7500 W? Základy elektrotechniky 15

Práce a výkon Elektrický výkon, práce Při odchodu z domu jste zapomněli vypnout žárovku o výkonu 75 W. Zbytečně svítila dobu t = 23 hodin. Kolik jste zaplatili za zbytečné svícení, když cena Ck jedné k. Wh je 6, 10 Kč? Jaký proud I při napětí U = 228 V tekl do žárovky? Základy elektrotechniky 16