Měření střídavého proudu(Učebnice strana 40 – 41)

Zařadíme-li do obvodu se stejnosměrným proudem stálé hodnoty ampérmetr, ukazuje ručka ampérmetru trvale určitou hodnotu I.

4,5

Graf závislosti konstantního stejnosměrného proudu (např. I = 3 A) a stejnosměrného napětí (např. U = 4,5 V) na čase:

I [A]

t [s]0

3

U [V]

t [s]0

4,5

Změníme-li směr proudu, vychýlí-li ručka ampérmetru na opačnou stranu.

Obdobný průběh má i napětí.

Při otáčení magnetu v blízkosti cívky se proud plynule mění od nuly k největší kladné hodnotě (Imax) a pak se zmenšuje k nule. V tu chvíli se jeho směr změní na opačný. Dále se zvětšuje hodnota záporného proudu až k největší hodnotě (Imax) a poté se plynule zmenšuje k nule. V tom okamžiku se opět změní směr proudu v opačný, tedy kladný a a jeho hodnota plynule vzrůstá.

I [A]

t [s]0

Graf závislosti proudu na čase:Imax

Imax

Pro měření střídavého proudu musíme používat takový ampérmetr, jehož ručka se vychýlí vždy na jednu stranu bez ohledu na směr proudu. Takovým ampérmetrem naměříme určitou hodnotu střídavého proudu, která je mezi největší hodnotou proudu Imax a nulovou hodnotou. Tato hodnota střídavého proudu se nazývá efektivní hodnota proudu a značí se I (případně Ief ).

I [A]

0

Imax

Imax

t [s] 0,5 1 1,5 2 2,5 3,5 4

Ief

3

Efektivní hodnota střídavého proudu Ief odpovídá tak velkému stejnosměrnému proudu I, který bude mít při průchodu rezistorem stejné tepelné účinky jako střídavý proud. To znamená, že tepelné účinky střídavého proudu o efektivní hodnotě Ief se rovnají tepelným účinkům stejnosměrného proudu I. Měříme-li střídavý proud ampérmetrem pro měření střídavého proudu (např. feromagnetickým), změříme právě hodnotu Ief . Pro vzájemný vztah mezi efektivní hodnotou střídavého proudu Ief a největší hodnotou střídavého proudu Imax platí: max7,0 IIef

Pro měření střídavého napětí musíme používat takový voltmetr, jehož ručka se také vychýlí vždy na jednu stranu bez ohledu na směr proudu. Takovým voltmetrem naměříme určitou hodnotu střídavého pnapětí, která je mezi největší hodnotou napětí Umax a nulovou hodnotou. Tato hodnota střídavého napětí se nazývá efektivní hodnota napětí a značí se U (případně Uef ).

U [V]

0

Umax

Umax

t [s] 0,5 1 1,5 2 2,5 3,5 4

Uef

3

Efektivní hodnota střídavého napětí Uef odpovídá tak velkému stejnosměrnému napětí U, které bude mít při průchodu rezistorem stejné tepelné účinky jako střídavé napětí. To znamená, že tepelné účinky střídavého napětí o efektivní hodnotě Uef se rovnají tepelným účinkům stejnosměrného napětí U. Měříme-li střídavé napětí voltmetrem pro měření střídavého napětí (např. feromagnetickým), změříme právě hodnotu Uef . Pro vzájemný vztah mezi efektivní hodnotou střídavého napětí Uef a největší hodnotou střídavého napětí Umax platí: max7,0 UUef

Změříme-li mezi svorkami spotřebiče efektivní hodnotu napětí U a ampérmetrem pro střídavý proud zjistíme, že spotřebičem prochází proud o efektivní hodnotě I, pak elektrický příkon spotřebiče je stejně velký jako kdyby mezi svorkami spotřebiče bylo stejnosměrné napětí U a spotřebičem procházel stejnosměrný proud I.

Hodnota střídavého proudu a střídavého napětí, kterou měříme ampérmetrem a voltmetrem na střídavý proud a napětí, se nazývají efektivní hodnota proudu I a efektivní hodnota napětí U.

max7,0 IIef max7,0 UUef

Na měřidlech a spotřebičích pro stejnosměrný proud, bývá značka (=) nebo DC, na měřidlech a spotřebičích pro střídavý proud ~ nebo AC. Některá měřidla mají přepínač a lze jimi měřit jak stejnosměrný tak střídavý elektrický proud nebo napětí. Při přepnutí na značku ~ (nebo AC) se zapojí automatický usměrňovač umístěný v měřidle.

Imax = 1,5 AIef = ? A

Příklady:

1) Urči efektivní hodnotu střídavého proudu, jestliže jeho maximální hodnota je 1,5 A.

max7,0 IIef

Efektivní hodnota střídavého proudu je 1,05 A.

2) Na štítku elektrického přístroje je uvedena přípustná efektivní hodnota proudu 0,25 A. Jaký maximální proud prochází přístrojem v průběhu jedné periody?

Ief = 0,25 AImax = ? A

max7,0 IIef 7,0max

efII

V průběhu jedné periody prochází přístrojem maximální proud 0,36 A.

7,0

25,0max I

A36,0max I

5,17,0 efI

A05,1efI

Umax = 30 VUef = ? V

3) Urči efektivní hodnotu střídavého napětí, jestliže jeho maximální hodnota je 30 V.

max7,0 UUef

Efektivní hodnota střídavého napětí je 21 V.

4) Na štítku elektrického přístroje je uvedena přípustná efektivní hodnota napětí 230 V. Jaké je maximální napětí na přístroji v průběhu jedné periody?

Uef = 230 VUmax = ? V

max7,0 UUef 7,0maxefU

U

V průběhu jedné periody je na přístroji maximální napětí 330 V.

7,0

230max U

V330max U

307,0 efU

A21efU

Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 41.