Elektrický zdroj

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Elektrický zdroj (též zdroj elektrického napětí nebo zdroj elektrického proudu) je obecně zdrojem energie, typicky takovým zařízením, které přeměňuje jiný druh energie na elektrickou energii.

Elektromotorické napětí[editovat | editovat zdroj]

Charakteristickou vlastností elektrického zdroje je elektromotorické napětí, což je elektrická energie přepočtená na jednotkový elektrický náboj, kterou je schopen zdroj dodávat. Tato energie vzniká z neelektrické práce přesouváním částic s elektrickým nábojem (elektronů, iontů) uvnitř zdroje proti směru vnitřního elektrického pole. Na pólech zdroje se vytváří odlišný elektrický potenciál, jehož rozdíl tvoří elektromotorické napětí.

Druhy zdrojů[editovat | editovat zdroj]

Výkon elektrického zdroje[editovat | editovat zdroj]

Elektrický zdroj vykonává v elektrickém obvodu elektrickou práci. Velikost této práce za jednotku času je elektrický výkon zdroje.

Podle vnitřního odporu lze rozdělit elektrické zdroje na tvrdé zdroje, to jsou takové zdroje, jejichž vnitřní odpor je menší než 1Ω a tedy mají menší úbytek napětí na zdroji při zatížení. Měkké zdroje, jsou zdroje s vnitřním odporem větším než 1Ω.

Mezi tvrdé zdroje patří např. olovnatý akumulátor, alkalické články. Mezi měkké zdroje patří např. vybitá baterie AA.

Porovnání zdrojů[editovat | editovat zdroj]

název zdroje elektromotorické napětí typické použití
salmiakový článek 1,5 V obyčejné baterie
alkalický článek 1,5 V kvalitnější baterie
olověný akumulátor 12,2 V +) automobil
Li-Ion 3,7 V mobilní telefon
malý alternátor 6,0 V jízdní kolo
velký generátor 20 000 V elektrárna
termočlánek Fe-konstantan 0,002 V ++) doplňkový zdroj
fotoelektrický článek 0,5 V družice

+) 6článků v sériovém zapojení
++) při rozdílu teplot 40 °C

Elektrický zdroj v obvodu[editovat | editovat zdroj]

Po připojení zdroje do uzavřeného elektrického obvodu začne obvodem procházet elektrický proud. Na rozdíl od elektromotorického napětí však proud kromě zdroje závisí také na dalších parametrech obvodu.

Elektrotechnická značka[editovat | editovat zdroj]

Jestliže záleží na polaritě zdroje, pak se ve značce u jednotlivých pólů vyznačí + a -. Nezáleží-li na polaritě, není nutno + a − vyznačovat.

Vnitřní odpor[editovat | editovat zdroj]

a) schéma a zatěžovací charakteristika ideálního napěťového zdroje
b) náhradní schéma reálného napěťového zdroje a jeho zatěžovací charakteristika

Protéká-li elektrický proud obvodem, protéká také elektrickým zdrojem. Ideální zdroj neklade proudu žádný odpor, jeho vnitřní odpor je nulový a svorkové napětí (napětí na svorkách zdroje) má vždy stejnou velikost jako elektromotorické napětí. U reálných zdrojů se projevuje jejich vnitřní odpor a napětí na svorkách zatíženého zdroje je menší než elektromotorické napětí.

Výpočet svorkového napětí U zdroje (napětí zatíženého zdroje) s elektromotorickým napětím Ue (napětí nezatíženého zdroje), je-li vnitřní odpor zdroje Ri a obvodem protéká proud I:

U = U_e - R_i \cdot I

Vnitřní odpor pak vypočítáme:

R_i = \frac{U_e-U}{I}

Sériové zapojení zdrojů[editovat | editovat zdroj]

Sériové zapojení dvou a více zdrojů má za následek zvýšení celkového elektromotorického napětí:

U_e = U_{e1} + U_{e2} + ...

Větším elektromotorickým napětí se dosáhne zvětšení výkonu zdroje, nevýhodou je zvětšení celkového vnitřního odporu:

R_i = R_{i1} + R_{i2} + ... + R_in

Sériové zapojení zdrojů se uskutečňuje vodivým spojením pólů s opačnou polaritou. Prakticky se používá např. v plochých bateriích (3 suché články = 3 × 1,5 V = 4,5 V), v kapesních svítilnách (sériové zapojení více baterií), v automobilových akumulátorech (6 jednoduchých akumulátorů = 6 × 2 V = 12 V), ap.

Paralelní zapojení zdrojů[editovat | editovat zdroj]

Paralelním zapojením dvou a více zdrojů se nezvyšuje elektromotorické napětí, ale celkový elektrický výkon zdrojů, které jsou schopny dodávat při stejném napětí větší elektrický proud.

Důležitou podmínkou je stejná velikost elektromotorických napětí jednotlivých zdrojů, aby nedocházelo k tomu, že silnější zdroj bude způsobovat elektrický proud opačného směru ve slabším zdroji. To by představovalo ztráty elektrické energie, v chemických zdrojích by to mohlo způsobit nežádoucí chemické změny.

Paralelní zapojení se uskutečňuje vodivým spojením pólů se stejnou polaritou. Praktické použití je v rozvětvených elektrických obvodech, kde se elektrický proud rozděluje do více větví a je třeba, aby celkový elektrický proud dodávaný zdrojem měl dostatečnou velikost

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Krejčiřík Alexander: Napájecí zdroje 1 – základní zapojení analogových a spínaných napájecích zdrojů, 2002 ISBN 80-86056-02-3
  • Krejčiřík Alexander: Napájecí zdroje 2 – integrované obvody ve spínaných zdrojích, 2002 ISBN 80-86056-03-1

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]