Elektrický zdroj

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Elektrický zdroj (též zdroj elektrického napětí nebo zdroj elektrického proudu) je zařízení, které přeměňuje jiný druh energie na elektrickou energii.

Obsah

[editovat] Elektromotorické napětí

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.

[editovat] Druhy zdrojů

  1. chemické zdroje (galvanické články)
    1. Jednorázové (po spotřebování energie se nedá napětí obnovit) - Voltův článek, salmiakový článek (Leclancheův článek), alkalický článek
    2. Dobíjitelné (po spotřebování energie se dají opětovně nabít) - olověný akumulátor, alkalický akumulátor
  2. mechanické zdroje (generátory) - dynamo, alternátor
  3. tepelné zdroje - termočlánek (termoelektrický článek)
  4. fotoelektrické zdroje - fotoelektrický článek (sluneční článek)
  5. palivovové články
  6. fyziologické zdroje - elektroplaxy rejnoka, paúhoře

[editovat] Výkon elektrického zdroje

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

Podle výkonu lze rozdělit elektrické zdroje na tvrdé zdroje, které jsou schopny v krátkém čase dodat velké množství energie bez poklesu napětí, a měkké zdroje, které dodávají elektrickou energii pomaleji.

Mezi tvrdé zdroje patří např. akumulátor. Mezi měkké zdroje patří např. alkalické články, termoelektrické a fotovoltaické články. U generátorů záleží na jejich stavbě a velikosti.

[editovat] Porovnání zdrojů

název zdroje elektromotorické napětí typické použití
salmiakový článek 1,5 V obyčejné baterie
alkalický článek 1,5 V kvalitnější baterie
olověný akumulátor 2,2 V automobil
alkalický akumulátor 1,3 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 0,05 V ++) družice

+) při rozdílu teplot 40 °C
++) na 1 m² plochy

[editovat] Elektrický zdroj v obvodu

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.

[editovat] Elektrotechnická značka

Soubor:Symbol baterie 2.svg

Soubor:ZnackaZdroje.jpg

Soubor:Znacka Generatoru.svg

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

[editovat] Vnitřní odpor

Protéká-li elektrický proud obvodem, protéká také elektrickým zdrojem. Ideální zdroj neklade proudu žádný odpor, jeho vnitřní odpor je nulový a napětí na svorkách zdroje má stejnou velikost jako elektromotorické napětí. U reálných zdrojů se projevuje jejich vnitřní odpor snížením napětí. Napětí na svorkách zdroje je menší než elektromotorické napětí, které má zdroj pouze tehdy, když není zapojen v obvodu (nezatížený zdroj).

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 = Ue - Ri.I

[editovat] Sériové zapojení zdrojů

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

Ue = Ue1 + Ue2 + ...

Větším elektromotorickým napětí se dosáhne zvětšení výkonu zdroje, nevýhodou je zvětšení celkového vnitřního odporu (Ri = Ri1 + Ri2 + …).

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

[editovat] Paralelní zapojení zdrojů

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.

[editovat] Podívejte se též na

Zdroje v učebnici Praktická elektronika ve Wikiknihách