SfC Home > Fyzika > Elektřina >
by Ron Kurtus (revised 23 October 2019)
Základní jednotky jednoduchého elektrického obvodu jsou ampér, volt a ohm.
Jednoduchý obvod se obvykle skládá ze zdroje napětí, kovových vodičů, které vedou elektrický proud, a jednoho nebo více rezistorů, které kladou odpor vedení proudu. Proud může být stejnosměrný (DC) nebo střídavý (AC) a neměla by existovat žádná další zařízení, která proud ovlivňují.
Jednotka pro elektrický proud – ampér – je základní jednotkou mezinárodní normy (SI). Jednotka napětí a jednotka odporu jsou odvozeny od ampéru a dalších standardních jednotek. Bohužel mezinárodní výbor vědců vytvořil definice složitější, než by musely být.
Mezi otázky, které vás mohou napadnout, patří:
- Jaká je definice ampéru?
- Co je to volt?
- Jaká je jednotka odporu?
Tato lekce vám na tyto otázky odpoví. Užitečná pomůcka: Převody jednotek
Ampér
Ampér (A) je základní jednotkou elektrického proudu v soustavě SI. Lze ji definovat jako množství elektrického náboje nebo počet elektronů, které projdou bodem v obvodu za jednu sekundu. Jeden ampér se rovná 6,241*1018 elektronů procházejících bodem za sekundu nebo jednomu coulombu za sekundu. (Coulomb (C) je jednotkou elektrického náboje v soustavě SI.)
Oficiální definice ampéru v soustavě SI je poněkud bizarní:
„Ampér je takový konstantní proud, který by při udržování ve dvou přímých rovnoběžných vodičích nekonečné délky, zanedbatelného kruhového průřezu a umístěných 1 metr od sebe ve vakuu, vyvolal mezi těmito vodiči sílu rovnou 2*10-7 newtonů na metr délky.“
Poznámka: Můj názor je, že požadavek na vodič nekonečné délky a „zanedbatelného“ průřezu není praktický a nepatří do standardní definice. Také existují nevyjádřené důsledky vztahu síly mezi dvěma vodiči a proudem, které by měly být vyjádřeny.
Jelikož je A základní jednotkou SI, nevyjadřuje se v jiných jednotkách.
Volt
Volt (V) je odvozená jednotka SI pro elektrický potenciál neboli elektromotorickou sílu, která způsobuje pohyb elektronů. Protože zdroj elektřiny vytváří energii, lze volt definovat jako rozdíl potenciálů mezi dvěma body elektrického obvodu, který předá jeden joule (J) energie na jeden coulomb (C) náboje, který jím projde.
V = J/C
Napětí lze také vyjádřit jako elektrický potenciál podél vodiče, když elektrický proud o velikosti jednoho ampéru rozptýlí jeden watt (W) výkonu (W = J/s).
V = W/A
Volt lze v základních jednotkách SI vyjádřit jako 1 V = 1 kg m2 s-3 A-1 (jeden kilogram metr čtvereční za sekundu v krychli na ampér).
S ohledem na oficiální definici ampéru v soustavě SI se volt rovná také rozdílu potenciálů mezi dvěma rovnoběžnými nekonečnými rovinami vzdálenými od sebe 1 metr, které vytvářejí elektrické pole o velikosti 1 newtonu na coulomb.
Ohm
Ohm (Ω) je jednotka elektrického odporu v obvodu. Je definován jako odpor mezi dvěma body vodiče, když konstantní rozdíl potenciálů 1 volt (V), přiložený k těmto bodům, vyvolá ve vodiči proud 1,0 ampéru (A) za předpokladu, že vodič není zdrojem žádné elektromotorické síly, například v baterii.
Ω = V/A
Všimněte si, že toto je také rovnice Ohmova zákona.
Uvedení odporu v základních jednotkách SI:
Ω = kg m2 s-3 A-2
Elektrický odpor je také funkcí průřezu vodiče a také jeho teploty.
Shrnutí
Ampér (A) je základní jednotka soustavy SI tvořená množstvím elektrického náboje nebo počtem elektronů, které projdou bodem v elektrickém obvodu za jednu sekundu. Volt (V) je elektrický potenciál způsobující pohyb elektronů vodičem. Jedná se o energii v joulech na jeden coulomb náboje. The ohm (Ω) is the unit of electric resistance equal to the 1 volt divided by 1 ampere.
Excel in what you do
Resources and references
Ron Kurtus‘ Credentials
Websites
Unit of electric current (ampere) – National Institute of Standards and Technology (NIST)
Ampere – Wikipedia
Coulomb Force – Wolfram Science World
Coulomb – Wikipedia
Voltage – HyperPhysics
Electric Potential Difference – Physics Classroom
Volt – Wikipedia
Ohm – Wikipedia
DC and AC Electricity Resources
Physics Resources
Books
Teach Yourself Electricity and Electronics by Stan Gibilisco; McGraw-Hill; (2001) $34.95 – Guide for professionals, hobbyists and technicians desiring to learn AC and DC circuits
Questions and comments
Do you have any questions, comments, or opinions on this subject? If so, send an email with your feedback. I will try to get back to you as soon as possible.
Click on a button to bookmark or share this page through Twitter, Facebook, email, or other services: