1 STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ, Centrum odborné přípravy, Hluboká nad Vltavou ELEKTROTECHNICKÝ ZÁKLAD PRACOVNÍ SEŠIT – ČÁST II Identifikace projektu Název a číslo globálního grantu Zvyšování kvality ve vzdělání v Jihočeském kraji CZ.1.07/1.1.10/ Registrační číslo projektu CZ.1.07/1.1.10/01.0015 Název projektu Inovace a vytvoření odborných učebních textů pro rozvoj klíčových kompetencí v návaznosti na rámcové vzdělávací programy Název příjemce podpory Střední odborná škola elektrotechnická, Centrum odborné přípravy, Hluboká nad Vltavou Hluboká nad Vltavou 2011
60
Embed
ELEKTROTECHNICKÝ ZÁKLAD · 2020. 3. 18. · odpovídající jednotky. Př. 5.3 Urþete magnetický odpor a magnetickou vodivost ve vzduchové mezeře délky 3 mm a průřezu 6 cm2.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA ELEKTROTECHNICKÁ, Centrum odborné přípravy,
Hluboká nad Vltavou
ELEKTROTECHNICKÝ
ZÁKLAD
PRACOVNÍ SEŠIT – ČÁST II
Identifikace projektu
Název a číslo globálního grantu Zvyšování kvality ve vzdělání v Jihočeském kraji
CZ.1.07/1.1.10/
Registrační číslo projektu CZ.1.07/1.1.10/01.0015
Název projektu Inovace a vytvoření odborných učebních textů pro rozvoj klíčových kompetencí v návaznosti na rámcové vzdělávací programy
Název příjemce podpory Střední odborná škola elektrotechnická, Centrum odborné přípravy, Hluboká nad Vltavou
Hluboká nad Vltavou 2011
2
Na zpracování učebního textu Elektrotechnický základ, Pracovní sešit se podíleli
učitelé SOŠE, COP, Hluboká nad Vltavou:
Danihelka Petr
Krejsa Jan
Donát Josef
3
Obsah 4 Elektrický proud v kapalinách, plynech, vakuu a polovodičích ......................................... 5
4.1 Vedení elektrického proudu v kapalinách ................................................................... 5 4.1.1 Využití elektrolýzy ............................................................................................... 7 4.1.2 Faradayovy zákony elektrolýzy ............................................................................ 7 4.1.3 Chemické zdroje napětí ........................................................................................ 7
4.2 Vedení elektrického proudu v plynech ........................................................................ 9 4.3 Vedení elektrického proudu ve vakuu ....................................................................... 11 4.4 Vedení elektrického proudu v polovodičích .............................................................. 11
4.4.1 Stavba a elektrické vlastnosti polovodičů .......................................................... 11 4.4.2 Vlastní vodivost polovodičů ............................................................................... 12
4.4.3 Elektronová a děrová vodivost polovodičů ........................................................ 12
5 Magnetismus a elektromagnetismus ................................................................................. 14
5.1 Magnety ..................................................................................................................... 14 5.2 Magnetické vlastnosti látek ....................................................................................... 14 5.3 Teorie magnetu .......................................................................................................... 15 5.4 Magnetické pole ........................................................................................................ 15 5.5 Magnetické veličiny .................................................................................................. 16
5.5.1 Intenzita magnetického pole H [A·m-1
] .............................................................. 16 5.5.2 Magnetická indukce B [T] .................................................................................. 16
5.9 Hopkinsonův zákon: .................................................................................................. 20 5.10 Pohyb osamoceného vodiče v magnetickém poli .................................................... 21 5.11 Dynamické účinky elektrického proudu .................................................................. 22
5.12 Vzájemné působení dvou vodičů ............................................................................. 23 5.13 Elektromagnetická indukce ..................................................................................... 24
5.13.1 Indukční zákon ................................................................................................. 24 5.14 Vlastní indukčnost ................................................................................................... 27 5.15 Vzájemná indukčnost M [H] ................................................................................... 28
5.16 Řazení indukčností .................................................................................................. 29 5.17 Ztráty ve feromagnetických materiálech ................................................................. 29
6 Střídavý proud .................................................................................................................. 32 6.1 Základní pojmy .......................................................................................................... 32
6.2 Časový průběh sinusových veličin ............................................................................ 32 6.3 Efektivní hodnota střídavého napětí a proudu ........................................................... 33 6.4 Střední hodnota střídavého napětí a proudu .............................................................. 34 6.6 Získávání střídavého sinusového napětí .................................................................... 35 6.7 Znázornění sinusových veličin fázory ....................................................................... 36
6.8 Jednoduché obvody se sinusovým střídavým proudem ............................................ 37 6.8.1 Ideální rezistor v obvodu střídavého proudu ...................................................... 37 6.8.2 Ideální cívka v obvodu střídavého proudu ......................................................... 38 6.8.3 Ideální kondenzátor v obvodu střídavého proudu .............................................. 39
6.10 Výkon střídavého proudu, práce, účiník .................................................................. 48 7 Trojfázová soustava .......................................................................................................... 51
7.1 Spojení trojfázového vinutí do hvězdy (Y) ............................................................... 51
7.2 Spojení trojfázového vinutí do trojúhelníku .............................................................. 52 7.3 Výkon a práce trojfázového proudu .......................................................................... 53 7.4 Točivé magnetické pole ............................................................................................. 54
8.6.1 Sdělovací soustava .............................................................................................. 59 Použitá literatura .................................................................................................................. 60
5
4 Elektrický proud v kapalinách, plynech, vakuu a
polovodičích
Napište, co to jsou ionty, co je to anion a kation.
Nakreslete model atomu anionu kyslíku. Použijte periodickou tabulku prvků
(viz přílohy).
Nakreslete model atomu kationu hořčíku. Použijte periodickou tabulku prvků
(viz.: Příloha).
4.1 Vedení elektrického proudu v kapalinách
Vyhledejte model molekuly vody a nakreslete ji. Zaměřte se především na
rozložení elektronů v molekule a na pozici jednotlivých jader.
6
Popište vlastními slovy, jak dochází k vedení elektrického proudu v kapalinách.
V textu popište, co je to elektrolyt, elektrolytická disociace a elektrolýza.
Napište názvy uvedených prvků, či sloučenin a šipkami označte, zda tvoří
anionty, či kationty.
O Li
Cl Mg
K CO2
Zn Cu
H Cs
Al Mn
Cr OH
Ca V
Co Na
N Be
KLADNĚ
NABITÝ
IONT
ZÁPORNĚ
NABITÝ
IONT
7
4.1.1 Využití elektrolýzy
Vyhledejte a uveďte, jaký je způsob využití elektrolýzy. Zaměřte se na jiné
způsoby, než jsou uvedeny v učebnici.
4.1.2 Faradayovy zákony elektrolýzy
Př. 4.1 Při výrobě čisté elektrolytické mědi z modré skalice (CuSO4)je třeba za
8 hodin vyrobit 20 kg mědi. Jak velký proud musíme do modré skalice dodávat,
je-li její elektrochemický ekvivalent 3,29·10-7
kg∙C-1
.
4.1.3 Chemické zdroje napětí
Vypište, jaké znáte druhy chemických zdrojů napětí. U každého z nich uveďte
krátkou charakteristiku
8
Jednotlivým výše uvedeným zdrojům napětí přiřaďte jejich elektromotorické
napětí.
Jestliže se při jídle dostane do kontaktu s plombovanými zuby alobal či jiný kov,
vyvolá to v ústech nepříjemné pocity. Vysvětlete.
Uveďte, kde všude lze využít palivové články.
9
Při nabíjení akumulátorových baterií se elektrolyt chová, jako by se vařil – vycházejí
z něj bubliny. Vysvětlete.
4.2 Vedení elektrického proudu v plynech
Vysvětlete pojem ionizace a rekombinace.
Vypište, jaké znáte druhy výbojů v plynech. U každého z nich uveďte krátkou
charakteristiku
Popište činnost rtuťové, sodíkové a xenonové výbojky.
10
Co to je bleskojistka, jaký je princip její činnosti a k čemu se používá?
Popište princip činnosti obloukové pece.
11
4.3 Vedení elektrického proudu ve vakuu
Za jakých podmínek dochází k vedení elektrického proudu ve vakuu?
4.4 Vedení elektrického proudu v polovodičích
4.4.1 Stavba a elektrické vlastnosti polovodičů
1. Definujte, co to jsou polovodiče, popište jejich charakteristické vlastnosti.
2. Napište alespoň osm příkladů polovodičů. U prvků uveďte jejich název, značku, protonové
a nukleonové číslo. U sloučenin uveďte kromě názvu i jejich chemický vzorec.
Vyhledejte, co vše může ovlivňovat vodivost polovodičů.
12
4.4.2 Vlastní vodivost polovodičů
Vlastními slovy vysvětlete, co je to vlastní vodivost polovodičů. Rozviňte, co je
to „rekombinace“ a „generace páru elektron – díra“.
4.4.3 Elektronová a děrová vodivost polovodičů
Vysvětlete pojem „dotování“.
Vysvětlete, co je to vodivost elektronová. Uveďte, co to jsou donory .
13
Vysvětlete, co je to vodivost děrová. Uveďte, co to jsou akceptory.
Co je to vodivost typu P a typu N?
14
5 Magnetismus a elektromagnetismus
5.1 Magnety
Napište, co to jsou magnety.
Napište, jaké druhy magnetů znáte.
Vyhledejte, které přírodní látky se projevují magnetickými vlastnostmi.
5.2 Magnetické vlastnosti látek
Vypište, jak dělíme látky podle jejich chování v magnetickém poli.
15
5.3 Teorie magnetu
Vysvětlete princip magnetického jevu u látek.
Pro modelování tvaru magnetického pole se často
používají železné piliny. Proč se železné piliny
seřadí tak, že kopírují magnetické indukční čáry
magnetického pole?
5.4 Magnetické pole
Dokreslete magnetické pole u jednotlivých objektů.
16
5.5 Magnetické veličiny
5.5.1 Intenzita magnetického pole H [A·m-1]
Př. 5.1 Cívkou, která má délka 12 cm, prochází proud 1,6 A. Intenzita jejího
magnetického pole je 1400 A∙m-1
. Určete počet jejích závitů.
5.5.2 Magnetická indukce B [T]
Vysvětlete, co je to permeabilita, permeabilita vakua a relativní permeabilita.
Vyhledejte alespoň deset libovolných látek a seřaďte je sestupně podle jejich
relativní permeability do vámi vytvořené tabulky.
17
5.5.3 Magnetizační křivka
Vlastními slovy vysvětlete, co to je magnetizační křivka a co z ní lze vyčíst.
Při měření vlastností feromagnetického materiálu byly naměřeny následující
hodnoty: Intenzita magnetického pole H – 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800;