Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 170 dotazů obsahujících »elektric«
60) Proč používáme střídavé napětí
05. 12. 2005
Dotaz: Proč se při přenosu el. energie používá střídavé napětí? (Marie)
Odpověď: Napadají mě dva hlavní důvody:
1) Je pro nás snažší střídavé napětí (o dostatečném výkonu) vytvářet. V elektrárnách se obvykle používá alternátor přeměňující machanickou energii (rotující hřídel parou poháněné turbíny) na střídavé elektrické napětí a proud.
2) Střídavé napětí lze snadno transformovat. V přenosové soustavě (v drátech vedoucích od elektrárny) je výhodné používat vysokého napětí - například až 400 kV - kvůli menším ztrátam, zatímco v elektrické zásuvce je potřeba mít pouze 230 V. Je tedy nezbytné napětí někde na cestě mezi elektrárnou a elektrickou zásuvou (několikrát) transformovat, což by u stejnosměrného napětí bylo problematické.
Dotaz: Na některých elektrických zařízeních někdy chybí údaj o jejich spotřebě energie.
Dá se tato spotřeba, samozřejmě přibližně, vypočítat (watt = volt x ampér)? (Milan)
Odpověď: Tento vzorec (příkon = napětí·proud) lze celkem spolehlivě použít u spotřebičů pracujících s konstantním (stejnosměrným) napětím a proudem. U spotřebičů pracujících se střídavým napětím je vzorec trochu složitější: příkon = napětí·proud·cosα, kde cosα se nazývá účiník a závisí na typu spotřebiče. Elektrické spotřebiče lze v zásadě rozdělit na odporové (žárovka, vytápění…), indukční (motory, přístroje s transformátory…) a kapacitní (překompenzované indukční spotřebiče – zářivková svítidla…). U odporových spotřebičů je účiník roven prakticky 1, u indukčních a kapacitních spotřebičů je jeho hodnota mezi 0 a 1.
Rád bych se zeptal, jaká je rychlost elektronu (toku elektronů) ve vodiči při průchodu elektrického proudu. Je tato rychlost rovna rychlosti světla a zda je tato rychlost závislá na velikosti el. proudu, resp. el. napěti, nebo je konstantní? Děkuji
Elektrony se ve vodiči při pokojové teplotě chaoticky pohybují obrovskými rychlostmi (okolo 106 m·s-1). Tento pohyb je ale zcela chaotický a v celkovém součtu tedy nevytváří žádný výsledný proud. Pokud na vodič přiložíme napětí, začnou se elektrony (aniž by přitom ustaly ve svém chaotickém pohybu) pomaloučku sunout jedním směrem – říkáme, že teče proud. Rychlost tohoto posuvného pohybu (nazýváme ji driftová rychlost) je ale velice malá – asi jen 10-5 m·s-1, tedy o 11 řádů nižší než rychlost chaotického pohybu! Driftová rychlost je do určité míry závislá na velikosti přiloženého napětí.
Dotaz: Někde
jsem četl, že červené světlo neoslňuje, čím je to způsobeno? Jaká vlnová délka
oslňuje nejméně? Používá se ze stejných důvodů červené osvětlení i při
vyvolávání fotografií? (Bohouš)
Odpověď: Subjektivní vnímání intenzity světla je dané citlivostí oka na různé barvy.
Lidské oko má největší citlivost kolem 500 nm (zelená barva) a červenou
barvu již vnímá podstatně méně intenzivně. Červené osvětlení u vyvolávání
fotografií se používá z toho důvodu, že fotochemické procesy, probíhající
při dopadu fotonu na negativ filmu, jsou take silně závislé na vlnové délce
(barvě) světla. A pro červenou barvu jsou podstatně slabší než třeba pro
modrou. Takže při osvětlení negativu červenou barvou nedojde při jeho
vyvolávání ke znehodnocení dříve vyfoceného obrazu.
Dotaz: Dojde-li k ponoření např. el. vysoušeče, rádia aj. do vody ve vaně, stává se
koupající se jedinec obětí takového počínání, nebo se mu z principu nestane
vůbec nic? Pokud jsou oba póly ve vodě a blízko sebe (tj. celý spotřebič je
ponořen), má elektrický proud důvod protékat ve vodě jinou cestou, než jen
blízkým okolím kontaktů - i v případě že vana je uzemněna? (Standa)
Odpověď: Pokud nebudete mou odpověď experimentálně ověřovat, pak se odvažuji s
Vámi souhlasit, pokud si celou akci představujete tak, že zapnutý
vysoušeč ponoříte do vody a potom do té vody strčíte ruku, nebo do té
vany vlezete. Často citovaná nebezpečí fénování ve vaně
spočívají v takovém postupu, že sedíce ve vaně držíte vysoušeč v
mokré ruce. Potom ovšem můžete tvořit paralelní větev elektrického
obvodu s 230 V a elektrický proud má chuť samozřejmě cestovat více
i schůdnější cestou vaším tělem, než vedením vysoušeče.
Po několika diskusích s kolegy se shodujeme na tom, že výsledek takové situace je velmi těžko předvídatelný. Pokud bude vše v pořádku, poteče si proud ve vodě někde uvnitř spotřebiče tak, jak naznačujete. Stačí ale například nalomený vodič ve šňůře a všechno bude jinak. Tedy není ani bezpečné si hrát se spotřebičem připojeným k síti ve vaně, ani hození podobného spotřebiče nezaručuje rychlou smrt koupajícího se.
(M. Rojko, J. Dolejší)
Upřesnění: U elektrického proudového pole je možno stejně jako u pole statického použít princip superpozice. Přeci se tak na laborkách demonstruje tvar pole nábojů s pomocí elektrolytické vany. Ve vodě blízko u spirály potečou příčné proudy, to je pravda, ale zároveň k tomu se spirála bude navenek vůči vaně chovat tak, jako by byla celá na přibližně stejném napětí, jako je průměrná hodnota mezi krajními vodiči. (Díky úbytkům na spirále to bude trochu méně, ale ne o moc.) A to v našem případě rozhodně není nula, ale skoro polovina napětí fázového. (Předpokládám, že je spirála rovnoměrně navinutá a se stejnou vazbou jejich částí na okolí, ale to je obvykle splněno. Aby bylo průměrné napětí spirály vůči vodě nulové, musela by být místo na středního vodič připojena na stejně velkou fázi posunutou o 180°) Spirála se tedy stane směrem do vany zdrojem proudu, který může dosáhnout řádově ampéry a tudíž bude velmi nebezpečný. (Ještě dvakrát horší situace - ale to už je mimo rámec úlohy - by nastala v případě spotřebiče druhé třídy a s jednopólovým vypínačem, pokud je vypnut ve středním vodiči. To lze, protože zástrčka bez ochrnného vodiče není orientovaná. Pak dostanem na spirálu celou fázi. Slušní výrobci dnes dávají dvojpólový vypínač.)
Upřesnění odpovědi nám zaslal pan Jiří Zbytovský. Děkujeme!
