Elektrotechnika - Ideální zdroje, odpory a obvody (PDF)

**Ideální zdroj elektrického napětí, jeho vlastnosti, způsoby realizace, spojování zdrojů, měření napětí.** - Napětí \[V\] = vyjadřuje práci potřebnou na vytvoření nábojového rozdílu - Zdroje - (ZZE), musí vytvářet elektrickou energii na úkor jiného typu energie. - Využívá nejčastěj...

**Ideální zdroj elektrického napětí, jeho vlastnosti, způsoby realizace, spojování zdrojů, měření napětí.** - Napětí \[V\] = vyjadřuje práci potřebnou na vytvoření nábojového rozdílu - Zdroje - (ZZE), musí vytvářet elektrickou energii na úkor jiného typu energie. - Využívá nejčastěji přeměny [chemické energie] a [mechanické energie] - Elektrochemické zdroje (suchý článek, jeho napětí nezávisí na čase) - Elektromechanické zdroje (díky otáčkám na rotoru -- střídavý) -- alternátory, dynama - Ideální zdroj napětí = má vnitřní odpor nulový (R~i~ = 0) -- napětí na svorkách zdroje je nezávislé na zátěži - Měření : **Voltmetry** - připojují se paralelně k bodům, mezi kterými má být napětí měřeno - lze měřit na zdrojích i rezistorech - Spojování zdrojů: nejčastěji spojujeme za sebou (v sérii) -- jejich napětí se sčítá (pokud stejným směrem, pokud opačným = odčítáme) 2. **Ideální zdroj elektrického proudu, jeho vlastnosti, způsoby realizace, měření proudu** - Proud \[A\] = pohyb elektrického náboje, sleduje měr toku kladných nábojů -- může vznikat ve vodičích nebo polovodičích (díky volným nábojům) - Zdroje -- chovají se obvykle jako zdroje el. Napětí -- hodnota proudu je konstantní - podle zátěže se mění napětí zdroje - Ideální zdroj proudu = má vnitřní odpor nekonečný (R~i~ = ∞) -- proud ze zdroje je nezávislý na zátěži - Měření: **Ampérmetr** (miliampérmetr) -- je nutno rozpojit a vřadit ampérmetr - Aby vodičem protékal proud, musí k němu být připojen zdroj napětí 3. **Odpory, způsob realizace, vlastnosti, Ohmův zákon, proměnný rezistor, dělič napět. Výkon a energie na rezistoru, vlastnosti nelineárních obvodů** - Rezistor / odpor \[Ohm\] -- klade odpor průchodu proudu (každý materiál má jiný odpor) - Závisí na délce vodiče (dvojnásobná délka =dvojnásobný odpor) - Závisí na průřezu - Ohmův zákon [\$R = \\ \\frac{U}{I}\$]{.math.inline} (proud procházející el. Obvodem je přímo úměrný napětí) - Vodivost = schopnost vést proud - Proměnný rezistor -- pro potřebu plynule měnit hodnotu odporu rezistoru - Dělič napětí -- využívaný pro získání nižších napětí, než je napětí napájecího zdroje - Výkon a energie na rezistoru: - Po připojení rezistoru ke zdroji dochází k průtoku el. Proudu -- po přechodu elektronů k opačnému pólu zdroje dochází ke ztrátě jejich původní energie. Tato energie se přeměňuje při průchodu elektronů rezistorem v teplo. (při vysoké teplotě může vzniknout světelná energie = žárovka) - Výkon = práce za jednotku času [\$P = \\frac{\\text{w\\.\\ \\ q}}{t} = u\\.\\ i\\ \\left\\lbrack W \\right\\rbrack\$]{.math.inline} - Příkon = záporný výkon dodávaný ze zdroje - Hodnota výkonu při konstantním odporu je závislá na mocnině napětí el. Proudu - Energie = vykonaná práce (q = náboj) [*W*~*e*~ = *u* . *q* = *u* . *i* . *t* = *P* . *t* \[joule\] = \[*W*~*s*~\]]{.math.inline} - Vlastnosti nelineárních odporů - Odpor nemá konstantí hodnotu - Hodnota odporu je závislá na napětí a proudu - Dynamický odpor -- vyjadřuje hodnotu odporu pro dané napětí a proud - Statický odpor -- vyjadřuje hodnotu lineárního odporu, kterým při stejném napětí teče stejný proud - Charakterizujeme pomocí Ampér-Voltovou charakteristikou  **\ ** 4. **1.KZ, pojem el. Uzlu, 2.KZ, uzavřená smyčka** - uzel el. Obvodu = místo spojení vodičů od jednotlivých prvků obvodu - 1.KZ: Součet proudů v uzlu musí být roven 0 [\$\\sum\_{k = 1}\^{n}i\_{k} = 0\$]{.math.inline} - Sériově spojenými prvky protéká stejný proud. - Napěťový uzel -- mezi dvěma napěťovými uzly je stejný proud - Uzavřená smyčka = uzavřená cesta bez vícenásobného průchodu týmž místem - 2.KZ: Součet napětí ve smyčce musí být roven 0 [\$\\sum\_{k = 1}\^{n}u\_{k} = 0\$]{.math.inline} - Na paralelně spojených prvcích musí být shodné napětí 5. **Cíle a výsledky analýzy obvodů, základní principy řešení (ekvivalence, náhradní zdroj, superpozice)** - Analýza obvodu = výpočet všech napětí a všech proudů v obvodu / soustavě - Metoda analýzy = způsob matematického popisu vztahu mezi obvodovými veličinami - Principy řešení: -metoda postupného zjednodušování obvodu (princip ekvivalence) **6. Nealgoritmické metody řešení (zjednodušování, přímé použití KZ a OZ)** Zjednodušování Sériově: [*R*~*i*~ = *R*~1~ + *R*~2~ + ... + *R*~*i*~]{.math.inline} Paralelně: [\$\\frac{1}{R\_{i}} = \\frac{1}{R\_{1}} + \\frac{1}{R\_{2}} + \\ldots + \\frac{1}{R\_{i}};Pro\\ dva\\ rezistory:\\ R\_{12} = \\frac{R\_{1} \\bullet R\_{2}}{R\_{1} + R\_{2}}\$]{.math.inline} KZ: 1. **KZ** \ [\$\$\\sum\_{k = 1}\^{n}{i\_{k} = 0}\$\$]{.math.display}\ 2. **KZ**, aneb součet napětí ve smyčce \ [\$\$\\sum\_{k = 1}\^{n}{u\_{k} = 0}\$\$]{.math.display}\ \ [\$\$i = \\frac{1}{R} \\bullet u = G \\bullet u\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ R = \\frac{u}{i}\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ G = \\frac{i}{u}\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ u = R \\bullet i = \\frac{1}{G} \\bullet i\$\$]{.math.display}\ **7. Nejjednodušší obvody (dělič napětí, zatížený dělič napětí, dělič proudu)** DĚLIČ NAPĚTÍ: Jde o často využívaný obvod pro získání nižších napětí, než je napětí napájecího zdroje. Použití: Když potřebujeme např. v autě (12V) snížit napětí na nabití mobilního telefonu (5V) tak použijeme dělič napětí. Výpočet: - Výpočet výstupního napětí *u2* je zřejmý: *u2* je napětí na - rezistoru R2 a je dáno Ohmovým zákonem [**u**~**2**~**=i**~**R**~**2**~~**R**~**2**~]{.math.inline} *(1)* - Hodnota *i*R2 = *i*. Výpočet proudu *i* je dán principem ekvivalence**:** \ [\$\$\\mathbf{\\mathbb{i} =}\\frac{\\mathbf{U}\_{\\mathbf{0}}}{\\mathbf{R}\_{\\mathbf{1}}\\mathbf{+}\\mathbf{R}\_{\\mathbf{2}}}\$\$]{.math.display}\ - Po dosazení do (1) dostaneme výsledek. \ [\$\$\\mathbf{\\text{\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ }}\\mathbf{u}\_{\\mathbf{2}}\\mathbf{=}\\frac{\\mathbf{U}\_{\\mathbf{0}}}{\\mathbf{R}\_{\\mathbf{1}}\\mathbf{+}\\mathbf{R}\_{\\mathbf{2}}}\\mathbf{R}\_{\\mathbf{2}}\\mathbf{=}\\mathbf{U}\_{\\mathbf{0}}\\mathbf{\\cdot}\\frac{\\mathbf{R}\_{\\mathbf{2}}}{\\mathbf{R}\_{\\mathbf{1}}\\mathbf{+}\\mathbf{R}\_{\\mathbf{2}}}\\mathbf{= 4}\\mathbf{V}\$\$]{.math.display}\ **\ **ZATÍŽENÝ DĚLIČ NAPĚTÍ: V praxi bývá dělič napětí zatížen rezistorem s konečnou hodnotou odporu. Důležitou otázkou je, jak se změní výstupní napětí děliče, když je zatížen. Výpočet výstupního napětí můžeme provést obdobným způsobem jako u nezatíženého děliče s tím, že místo R2 uvažujeme paralelní kombinaci R2 a R3: Výpočet: [\$R\_{2}\^{\'} = \\ \\frac{R\_{2}.R\_{3}}{R\_{2} + R\_{3}}\$]{.math.inline} = 1kΩ A výsledné napětí je [\$u\_{2}\^{\'} = \\ U\_{0}\*\\frac{R\_{2}\^{\'}}{R\_{2}\^{\'} + R\_{1}}\$]{.math.inline} = 3 V Je zřejmé, že napětí při zvyšujícím se proudu zátěží (zmenšování [*R*~3~]{.math.inline}) klesá. Lze vyslovit závěr, že: - pro [*R*~3~]{.math.inline} \>\> [*R*~2~]{.math.inline} je [*u*~2~^′^]{.math.inline} [*u*~2~]{.math.inline} a dělič pracuje dobře - pro [*R*~3~]{.math.inline}\ - Pro matematický výpočet náhradního zdroje se používá princip řešení za pomocí Ekvivalence (metoda postupného zjednodušování) - Známe tři veličiny ***U0***, ***Ik***, ***Ri*** - ***U0*** pro napětí naprázdno - ***Ik*** pro zdroje nakrátko  Obsah obrázku text, řada/pruh, Písmo, diagram Popis byl vytvořen automaticky  - Přenos výkonu do spotřebiče - Připojování zátěže k reálnému zdroji se promítá do vztahu pro přenášený výkon ***PRZ*** a pro účinnost tohoto přenosu. Ty jsou závislé především na poměru hodnot ***RZ/Ri.*** - Obsah obrázku diagram, skica, řada/pruh, Technický výkres Popis byl vytvořen automaticky  Obsah obrázku text, diagram, řada/pruh, Písmo Popis byl vytvořen automaticky **9) Podstata a princip algoritmických metod řešení el. Obvodů** - bez pevného algoritmu -- s přímým využitím 1. a 2. KZ, Ohmuv zákon, principů ekvivalence, principu superpozice (to co řešíme pro jednoduché obvody) - s pevným algoritmem -- metody se stanoveným postupem, vhodné pro řešení složitých obvodů s pevně daným postupem (využití počítače) **10) Řešení obvodů s nelineárními rezistory. Jaké zákony používáme, jaký rozdíl oproti lineárním obvodům, grafické řešení sériových a paralelních obvodů, metoda zatěžovací přímky** - důležitá je nelineární závislost mezi napětím a proudem [*i* = *f*(*u*)]{.math.inline} - vlastnosti prvku [*i*]{.math.inline} závisí i na směru proudu prvkem (na rozdíl od lin. Obvodu) - nelineární obvod = obsahuje alespoň 1 nelineární prvek - Zákony: -1.KZ - Princip ekvivalence (náhrada za nelineární rezistor) - Neplatí princip superpozice! - Metody řešení: - Výpočtové metody -- náročné na matematické výpočty, využití počítače = přesnější - Grafické metody -- pro jednoduché obvody názorné či jednoduché, vycházejí z A-V charakteristik, méně přesné - Grafické řešení sériových obvodů - Kreslíme obě charakteristiky do jednoho obrázku - Oběma součástkami prochází stejný proud - Můžeme získat jednotlivé body V-A charakteristiky sčítáním napětí působících při zvolené hodnotě proudů - Grafické řešení paralelních obvodů - Na obou součástkách je stejné napětí - Pro libovolnou hodnotu u budeme sčítat hodnoty prvků i~R~ a i~D~ **11) Návrh a vlastnosti V-metru, A-metru, přepínání rozsahů měření R, můstkové měření R, princip nového elektronického Ohmmetru.** - V-metr -- zapojujeme paralelně ke spotřebiči, na němž měříme napětí - V-metr měří správně, ale z hlediska zadání úlohy měří chybnou hodnotu -- způsobuje chybu měření - přepínání rozsahů = připojení různých rezistorů s požadovanými hodnotami R - A-metr - Zapojuje se sériově se spotřebičem, na kterém chceme měřit procházející proud - Měření R -- určujeme na základě napětí a proudů v obvodu - Nepřímé metody -- vychází z Ohmova zákona \ [\$\$R\_{x} = \\frac{U\_{\\text{Rx}}}{i\_{\\text{Rx}}}\$\$]{.math.display}\ - Ale: i~A~ = i~Rx~ + i~u~ takže: [\$R\^{´} = \\ \\frac{U\_{\\text{Rx}}}{i\_{A}}\$]{.math.inline} - Výchylkové metody: - (přímoukazující Ohmmetry) - Můstkové měření -- Whetonovým můstkem - Číslicový ohmmetr -- funguje na principu nepřímého měření pomocí Ametru a Vmetru. - [*u*~Rx~= *R*~*x*~. *I*~Rx~]{.math.inline} (proud co nejmenší -- např [10^ − 3^mA]{.math.inline}) **\ ** **12) silové působení dvou elektrických nábojů, intenzita el. pole, el. náboje, co je elektrická indukce, projev el. pole v nevodiči, průrazné napětí, co veličiny znamenají a jak spolu souvisí.** Obsah obrázku text, Písmo, řada/pruh, snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky  ε = míra odporu prostředí při vytváření el. pole - Intenzita el. pole = určena silou a směry, kterou vdaném místě působí tato pole na kladný bodový náboj Q, vložený do elektrického pole - „strmost" elektrického pole - Elektrická indukce [\$D = \\ \\frac{q}{S}\\ \\lbrack C/m\^{2}\$]{.math.inline}\] - plošná hustota náboje (množství náboje na velikost desky - Vektor, ve vakuu platí - Nezávis na prostředí -- je stejný jak ve vakuu, tak i v jiných látkách - [\$D = \\ \\frac{Q}{S\_{\\text{koule}}}\$]{.math.inline} = počet siločar na jednotlivé ploše koule - Elektrický indukční tok = - Gausova věta elektrostatiky: El. indukční tok uzavřenou plochou S je roven celkovému elektrickému náboji uvnitř této plochy - El. pole v nevodiči - Nevodiče -- izolanty,dielektrika Zakl. Stav atomu -- celkové el. pole je v dielektriku slabší než ve vakuu -dielektrické polarizace: - Průrazné napětí - Napětí, při němž dojde k průrazu = materiál se stává vodivým - Dielektrická pevnost = odolnost materiálu vůči el. poli, jedná se o hodnotu intenzity el. pole **13) Elektrický potenciál el. napětí, kondenzátor, základní vlastnosti a vztahy včetně vztahu mezi napětím a proudem, energie kondenzátoru, spojování kondenzátorů,** - Elektrická potenciál -- definujeme jako potencionální energii jednotkového elektrického náboje v daném místě elektrického pole. - Každý bod el. pole má elektrický potenciál - El. potenciál klesá směrem k záporné desce (hladinu nejvyššího potenciálu má kladná deska (φe+\φe3\>φe2\>φe1\>φe-) - El. potenciál v daném místě pole je roven práci, kterou vykoná elektrická síla při přemístění jednoduchého náboje z daného místa na nulovou hladinu potenciálu (množina bodů el. pole se stejným potenciálem se nazývá hladina potenciálu) - Elektrické napětí -- vzniká mezi místy s různým potenciálem - [*U* = \[*φ*2− *φ*1\]]{.math.inline} \[V\] - El. napětí mezi dvěma hladinami potenciálu je rovno součinu intenzity pole a vzdálenosti hladin U = E. d - Kondenzátor -- součástka, skládající se zpravidla z dvou elektrod, mezi nimiž je dielektrikum ( = látka elektricky izolující) - Vlastnosti: kapacita -- udává jakým nábojem je nutno nabít desky, aby mezi nimi vzniklo napětí 1 V (schopnost vodiče uchovat el. náboj) - [\$C = \\ \\varepsilon\_{0}\\text{\\.\\ }\\varepsilon\_{r}\\text{\\.\\ }\\frac{S}{L}\$]{.math.inline} \[F\] - Svodový proud -- v praxi mají dielektrika i jiné (nežádoucí vlastnosti) - Ideální kondenzátor = kapacitor (jediným el. parametrem je kapacita) - Vztahy: vztah mezi nábojem a napětím Q = C. U - Platí pro libovolný kondenzátor (rovný, valivý, kulový) - Vztah mezi napětím a proudem kapacitor „ohmův zákon" kapacitoru - Kapacitor = nemůže jim téct proud - připojíme zdroj napětí, které lineárně zvyšujeme od horní elektrody (-) =\> ke zdroji - Roste-li napětí na elektrodách, roste i náboj na elektrodách - Základní funkce kondenzátoru -- ukládat náboj a udržovat rozdíl mezi jeho elektrodami - Energie kapacitoru -- k přemístění nábojů do místa o jiném potenciálu je třeba vykonat práci - Zdroj koná práci, která se hromadí v kapacitoru ve formě jeho energie - Energie nabitého kapacitoru - Energie akumulované v kapacitoru je jednoznačně určená jeho kapacitou a napětím mezi elektrodami - Spojování kapacitoru - Sériové spojení - [\$U = \\ \\frac{Q}{C}\$]{.math.inline} - [\$C = \\ \\frac{C1\\.\\ C2}{C1 + C2} = \\ \\frac{1}{C} = \\frac{1}{C1} + \\frac{1}{C2}\$]{.math.inline} - Paralelní spojení - Stejné napětí na obou kapacitorech - Q = C. U - C = C1+C2 **14) zdroje mag. pole, intenzita, vztah mag. oběh. napětí a intenzity mag. pole. mag. vodivost, mag indukční tok, mag indukce, permabilita, mag. vlastnosti látek.** - Mag. pole -- vyjadřume pomocí siločar, obecné působení magnetického pole a el. pole jsou dost podobné -- opačné póly se odpuzují - Zdroj magnetického pole -- permanentní magnet - \(H) INTENZITA - analogicky s intenzitou el. pole -- určuje směr a velikost v daném bodě mag. pole (čím blíž ke zdroji, tím vyšší intenzita) [\$H = \\ \\frac{\\text{Um}}{l}\$]{.math.inline} (Um -- mag. napětí) - Vztah intenzity a oběh. Napětí : [*U*~HG~ = *H* . *l*]{.math.inline} - Mag. indukční tok -- působení magnetického napětí v různém prostředí [*ϕ* = *B*.*S*]{.math.inline} - Magnetická indukce (B) = indukční tok vztažený na plochu [\$B = \\frac{\\phi}{S}\$]{.math.inline} - Magnetická vodivost = [\$G\_{M} = \\ \\mu\\frac{S}{l} = \\ \\frac{\\text{B.S}}{\\text{H.l}}\$]{.math.inline} , [*ϕ*= *G*~*M*~.*u*~*M*~]{.math.inline} - [Permeabilita --] vlastnost prostředí z hlediska magnetické vodivosti - μ~0~ = permeabilita vakua - μ~r~ = relativní permeabilita (kolikrát látka zvětší hodnotu mag. indukce při působení intenzity mag. pole) - lze dělit látky podle permeability na: - Diamagnetické -- (μ~r~ \< 1) -- snižují magnetickou indukci vlivem el. proudu vyvolaného v látce - Nemagnetické (μ~r~ = 1) -- vakuum, vzduch - Paramagnetické (μ~r~ \> 1 ) -- magnetickou indukci slabě zvyšují - Feromagnetické (μ~r~ \>\> 1 ) -mag. indukci podstatně zvyšují, μ~r~ \ např. slitiny železa ze kterých se vyrábí většina mag. obvodů (transformátory, elektrické motory, alternátory, dynama) - Hysterze -- vlastnost materiálu **15) silové působení mag. pole, přeměna mag. a el. pole v inuduktoru, základní vlastnosti a vztahy pro cívku včetně vztahu mezi napětím a proudem, energie cívky, spojování cívek** - Silou působení mag. pole -- součtem magnetického pole o indukci B a magnetického pole vodiče (pohybujícího se elektronu) dostaneme nesymetrické pole, na jednu stranu dochází k součtu, na druhé k rozdílu polí. - Vzniklá mag síla : [*F*~*m*~ = *q*(*v* . *B*)]{.math.inline} - Vzhledem k vektorovému součinu v a B má síla směr kolmý k oběma vektorům - Induktor = ideální cívka, která působí jako převodník mezi elektrickým a magnetickým polem či obvodem - Základní vlastností je indukčnost - -Magnetický indukční tok ( ) je fukncí elektrického proudu (N = počet ploch každáho závitu)  Pro lineérní induktor platí, U nelineárních induktorů je závislost [*ϕ*]{.math.inline} = f(i) L se měří na závislosti na i - Produ procházející vinutím cívky vytváří magnetické pole -\> v cívce se indukuje napětí (podle Leuzlova pravidla opačná polarita než zdroj napětí) =\> proud v obvodu nabývá největší hodnoty později než napětí Spojování induktorů -- lze nahrazovat podle principu ekvivalence: -seriově  - Paralelně - Magnetická energie cívky - hodnota [*ϕ*]{.math.inline} je úměrná magnetické energii **17) Magnetické obvody, princip řešení, odlišnosti oproti řešení el. obvodů** Magnetické obvody jsou analogií elektrických obvodů pro feromagnetické kovy. Vznikají například ve feromagnetických jádrech cívek, transformátorů, elektrických motorů apod.. Příklady magnetických obvodů: Popis není dostupný. Magnetické obvody se řeší pomocí náhradního schématu, které využívá analogie k elektrickému obvodu.  Pro jejich řešení zavádíme veličiny a principy podle řešení elektrických obvodů. Popis není dostupný. **18) Vztah mezi elektrickým a magnetickým polem v I. a II. Maxvellově rovnici, význam III. a IV. Maxwellovy rovnice, zákon o zachování náboje a jeho význam, způsob šíření elektromagnetické energie, principy zjednodušení elmag pole pro elektrické obvody** Vztah mezi elektrickým a magnetickým polem I. Maxwellova rovnice (Zákon celkového proudu) - Vyjadřuje vytváření magnetického pole působením elektrického pole - Magnetické oběhové napětí *U~MO~ (*Obsah obrázku konektor Popis byl vytvořen automaticky se střední mírou spolehlivosti*)*, vzaté po uzavřené křivce *l* je rovno elektrickému proudu *i* a časové změně elektrického indukčního toku [\$\\frac{\\text{dψ}}{\\text{dt}}\$]{.math.inline}, které procházejí plochou *S* uzavřené křivky - Magnetické napětí nezávisí na tvaru křivky *l*, protože hodnota proudu procházející křivkou se nemění. V běžné praxi se [\$\\frac{\\text{dψ}}{\\text{dt}}\$]{.math.inline} uplatňuje až pro oblasti velmi vysokých proudů. II. Maxwellova rovnice (Zákon elektromagnetické indukce) - Vyjadřuje vznik elektrického pole působením magnetického pole - Elektrické oběhové napětí *u~O~* vzaté po uzavřené křivce *l* je rovno záporně vzaté časové změně mag. indukčního toku III\. Maxwellova rovnice (Gaussova věta pro elektrické pole) - Elektrický indukční tok *ψ*~♂~, který vychází z uzavřené plochy *S* (obj. *V*) je roven elektrickému náboji *q~v~*, který je uvnitř této plochy *S* (objemu *V*) \ [*ψ*~♂~ = *q*~*v*~]{.math.display}\ IV. Maxwellova rovnice (Gaussova věta pro magnetické pole) - Mag. indukční tok *Φ~O~* procházející uzavřenou plochou S (obj. V) je roven nule \ [*Φ*~♂~ = 0]{.math.display}\ Zákon zachování náboje - - - \ [\$\$i = - \\frac{dq\_{V}}{\\text{dt}}\$\$]{.math.display}\ - \ [*i*~♂~ + *i* = 0]{.math.display}\ Šíření elektrické energie v elmag poli a. - Obvod není uzavřen -\> neteče proud, není přidáván výkon - Je el. pole, není mag. pole - Energie se do žárovky nešíří b. - Obvod uzavřen, ale zkratován -\> proud teče zkratem - Všechen výkon se spotřebovává na vnitřním odporu - Je mag. pole, není el. pole - Energie se do žárovky nešíří c. - Na žárovce je napětí, teče jí proud, je do ní dodáván výkon - Je el. pole, je mag. pole - Energie se do žárovky šíří Typ vedení a vliv prostředí - Dvojlinka: Energie se šíří převážně prostorem kolem. Je citlivá na ztráty signálu v prostředí dvojlinky. - Koaxiální kabel: El. i mag. pole jen v kabelu, energie se tedy šíří prakticky jen kabelem. Neprojevují se ztráty signálu v prostředí kolem kabelu (jen v izolantu mezi vodiči) Elektrické obvody jako zjednodušení obvodů v elektromagnetickém poli - Rozbor a návrh elektrických obvodů pomocí obecných zákonů elmag. pole = přesné, ale moc složité - Zákony elmag pole se zjednodušují pro podmínky elektrického obvodu -- na úroveň Ohmova zákona a KZ - Vodiče - Nulový odpor, všechny spojené vodiče uvažujeme jako jeden uzel - Neakumulují elektrický náboj -\> platí 1. K.Z. - Jsou ve stacionárním mag. poli -\> platí 2. K.Z. - Prvky obvodu - Uvažujeme přeměnu elektrické energie na jeden typ energie (R -- tepelná energie, C -- energie el. pole, L -- energie mag. pole) - Nahrazujeme ideálními prvky nebo složitějšími náhradními prvky  **19) Klasifikace analogových signálů. Vyjádření harmonického signálu v časové ose, vztahy, veličiny, vyjádření rotujícím fázorem, převod mezi složkovým a exponenciálním vyjádřením fázoru, základní operace s komplexními čísli.** - Analogový signál = spojitý v čase (spojitý/diskrétní v hodnotě) - Určitý - Periodický - - - Neperiodický -- Diracův impulz, jednotkový skok atd. - Neurčitý - Náhodný - Impulzivní - Šumivý HUS - Jeden z nejzákladnějších přírodních signálů (průmět rotace, pohyb kyvadla,...) - Vyjadřujeme pomocí fce sin nebo cos (radši cos) - Popisujeme obecný harmonický signál s libovolným časovým posunem Obsah obrázku rukopis, text, řada/pruh, Písmo Popis byl vytvořen automaticky Střední hodnota -- průměrná hodnota za jednu periodu [*S* = ∫~0~^*T*^*u*(*t*)dt]{.math.inline}, [\$U\_{a} = \\frac{S}{T}\$]{.math.inline} - - Efektivní hodnota -- průměrná hodnota signálu (za 1 periodu), která má stejný výkonový účinek jako stejnosměrný signál [\$U\_{\\text{ef}} = \\frac{U\_{M}}{\\sqrt{2}}\$]{.math.inline},[ *U*~ef~ = 0, 707 *U*~*M*~]{.math.inline} Rotující fázor -- vektor, který se rovnoměrně otáčí kolem pevného bodu 0 v komplexní rovině - *T* -- doba, za kterou vykoná jednu otočku (perioda) - Úhel natočení *α* = 2π*ft* = *ωt* Převod mezi složkovým a exponenciálním vyjádřením: - [\$\\dot{U\_{a}} = \\left( 5 + j \\bullet 4 \\right)\\ V = \\sqrt{5\^{2} + 4\^{2}}\$]{.math.inline} - [\$\\dot{U\_{a}} = 15\\ V = 15 \\bullet \\cos\\left( - 30{\^\\circ} \\right) + j \\bullet 15 \\bullet sin( - 30{\^\\circ})\$]{.math.inline} Základní operace s komplexními čísly - Násobení: \ [15   24 = 15   24]{.math.display}\ - Dělení \ [\$\$\\frac{9}{3} = 9/3\$\$]{.math.display}\ - Sčítání \ [(4−*j*) + (5+*j* 3) = 4 + 5 + *j*( − 1 + 3)]{.math.display}\ - Odčítání \ [(−3−*j* 3) − (3−*j* 3) =  − 3 − 3 + *j*( − 3 + 3)]{.math.display}\ **20) *R*, *L*, *C* v HUS, základní vztahy, fázorové diagramy, impedance, admitance, Ohmův zákon v komplexním tvaru** 1\. Rezistor: \ [\$\$u = R \\bullet i = \> \\dot{U\_{m}} = R \\bullet \\dot{I\_{m}},\\dot{I\_{m}} = G \\bullet \\dot{U\_{m}}\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ G = \\frac{1}{R}\$\$]{.math.display}\ Napětí a proud jsou spolu ve fázi Fázový posuv [*j*~ui~ = *j*~*u*~ − *j*~*i*~ = 0]{.math.inline} Ohmův zákon platí Obsah obrázku rukopis, skica, kresba, řada/pruh Popis byl vytvořen automaticky 2\. Induktor (cívka) -- na cívce jako na dívce (nejdřív napětí potom proud) [\$u = L \\bullet \\frac{\\text{di}}{\\text{dt}}\$]{.math.inline} -\> pravidlo pro fázor derivace -\> [*U̇* ~*m*~ = *j*   *ω*   *L*   *I*~*m*~]{.math.inline} Platí Ohmův zákon, ale "odpor" je imaginární (*j X~L~* -\> *X~L~* je induktivní reaktance) Fázový posuv mezi *u* a *i*: \ [\$\$\\varphi = \\varphi\_{\\text{ui}} = \\varphi\_{u} - \\varphi\_{i} = \\frac{\\pi}{2},\\ \\dot{Z}\\ \_{L} = j \\bullet \\omega \\bullet L\$\$]{.math.display}\ Obsah obrázku rukopis, řada/pruh, Paralelní, dlaždice Popis byl vytvořen automatickyObsah obrázku rukopis, text, řada/pruh Popis byl vytvořen automaticky 3\. Kapacitor (kondenzátor) [\$i = C \\bullet \\frac{\\text{du}}{\\text{dt}}\$]{.math.inline} -\> pravidlo pro fázor derivace -\> [\$\\dot{I}\\ \_{m} = j \\bullet \\omega \\bullet C \\bullet \\dot{U}\\ \_{m} = \> \\dot{U}\\ \_{m} = \\frac{1}{j \\bullet \\omega \\bullet C} \\bullet \\dot{U}\\ \_{m}\$]{.math.inline} [\$\\dot{u}\\ \_{m} = - j \\bullet X\_{C} \\bullet \\dot{I}\\ \_{m},\\ X\_{C} = \\frac{1}{\\omega \\bullet C}\$]{.math.inline}, *X~C~* je kapacitní reaktance Fázový posuv mezi *u* a *i* \ [\$\$\\varphi = \\varphi\_{\\text{ui}} = \\varphi\_{u} - \\varphi\_{i} = - \\frac{\\pi}{2}\$\$]{.math.display}\ Obsah obrázku rukopis, řada/pruh, Písmo Popis byl vytvořen automaticky Impedance [*Ẑ*]{.math.inline} = ekvivalentní "odpor" R, L, C Admitance [*Ŷ*]{.math.inline} = ekvivalentní "vodivost" R, L, C Ohmův zákon v komplexním tvaru: [*Û* = *Ẑ*   *Î*,  *Î* = *Ŷ*   *Û*]{.math.inline} **21) Způsoby řešení obvodů v HUS, rozdíly oproti odporovým obvodům, algoritmické a nealgoritmické postupy** Harmonický signál nahradíme tzv. fázorem. Fázor chápeme jako vektor v čase t = 0. Střídavý obvod pak řešíme podobně jako obvod stejnosměrný, pouze místo odporů se počítá s tzv. impedancemi, což jsou komplexní čísla.  Rotující fázor v komplexní rovině ûm(t)=Ûme jωt se nazývá komplexor. Imaginární jednotku komplexní roviny označujeme na rozdíl od matematiky „j", protože označení „i" by se zaměňovalo s běžně používaným označením proudu. Reálná složka (průmět) rotujícího fázoru dává harmonickou funkci typu cos(x): Re{Ûme jωt } = Re{Ume j(ωt+ϕο) } = Umcos(ωt+ϕ0). **Rozdíly mezi řešením HUS a odporovýma obvodama** **Harmonický ustálený stav**: - tento termín se obvykle používá ve spojitosti se střídavým proudem nebo napětím v obvodech obsahujících kondenzátory, cívky a rezistory. - kondenzátory a cívky mají schopnost akumulovat energii a měnit fázi napětí a proudu. - může docházet k fázovým posunům mezi proudem a napětím. - V obvodech s kondenzátory a cívkami se používá komplexní impedance, která zahrnuje reálnou část (odpovídající odporu) a imaginární část (odpovídající reaktanci kondenzátoru nebo cívky) - kvůli fázovým posunům a impedancím je v harmonickém ustáleném stavu důležité analyzovat napěťové a proudové poměry v obvodu. - jsou přítomny pouze rezistory, které nemají schopnost ukládat energii nebo měnit fázi proudu a napětí. - neexistuje fázový posun mezi proudem a napětím na rezistoru. - Impedance je pouze reálné číslo odpovídající hodnotě odporu. - poměr napětí a proudu je určen hodnotou odporu Ohmova zákona (U = R \* I). **Nealgoritmické metody** -- obvody, které obsahují prvky R, L a C, řešíme podle I. a II. KZ, Ohmova zákona a principů ekvivalence a superpozice. Na rozdíl od stejnosměrných obvodů ale musíme při řešení obvodů v HUS počítat komplexními veličinami Û, Î, Ẑ, Ŷ vyjadřující časové veličiny v čase t = 0. Tyto zákony mají následný tvar komplexní podobě: Û = Ẑ Î , Î = Ŷ Û..... Ohmův zákon ∑ Îk = 0........... I. KZ (komplexní součet všech fázorů proudů Îk je nula) ∑ Û k = 0.......... II. KZ (komplexní součet všech fázorů napětí Û k je nula) Pro ekvivalentní náhradu sériově spojených n impedancí Ẑ1, Ẑ2, \... Ẑn platí analogicky jako pro součet sériově spojených odporů Ẑ = Ẑ1 + Ẑ2 + \... + Ẑn. Pro ekvivalentní náhradu paralelně spojených n admitancí Ŷ 1, Ŷ 2, \... Ŷ n platí také analogicky jako pro součet paralelně spojených vodivostí Ŷ = Ŷ 1 + Ŷ 2 + \... + Ŷ n. **Algoritmické metody** -- vychází ze stejných zákonů a principů jako nealgoritmické metody pro stejnosměrné obvody. Stejným přístupem přistupujeme i k algoritmizaci těchto metod a používáme nejčastěji stejném metody, a to metodu uzlových napětí (MUN) a metodu smyčkových proudů (MSP). Principiální rozdíl je, že také jako u nealgoritmických metod musíme přejít z vyjádření odporů R, vodivostí G, napětí U a proudů I v reálném oboru do vyjádření impedancí Ẑ, admitancí Ŷ, napětí Û a proudů Î v komplexní oboru **22) Rezonance paralelní a sériová rezonanční křivka, rezonanční kmitočet, činitel jakosti, šířka pásma** Rezonance -- jev, který vzniká při určitém kmitočtu, kdy napětí a proud jsou ve fázi -\> obvod se chová tak, jakoby vůbec neobsahoval prvky *L* a *C* 1. Paralelní rezonance (stejné napětí na prvcích) Obsah obrázku text, rukopis, řada/pruh, Paralelní Popis byl vytvořen automaticky - Dochází k ní v obvodu napájeného z proudového zdroje - Proudy na C a L jsou ve vzájemné protifázi (=vzájemně se odečtou) - Napětí na rezistoru je stejné jako napětí zdroje Tvar fázorového diagramu paralelního obvodu závisí na relaci mezi *I~C~* a *I~L~*. Závisí na kmitočtu signálu (*f*) a. *f* malý: *X~C~* velké, *X~L~* malé -\> *I~C~* malý, *I~L~* velký -\> *φ* \> 0 =\> induktivní charakter b. *f* velký: *X~C~* malé, *X~L~* velké -\> *I~C~* velký, *I~L~* malý -\> *φ* \< 0 =\> kapacitní charakter c. *X~L~* = *X~C~*: *f~r~*... *X~C~* = *X~L~* -\> *I~C~* = *I~L~* -\>*I* = *I~R~* -\> *φ* = 0 =\> reálný charakter Thomsonův vztah pro rezonanční kmitočet: \ [\$\$f\_{r} = \\frac{1}{2 \\bullet \\pi \\bullet \\sqrt{L \\bullet C}}\$\$]{.math.display}\  Činitel jakosti *Q* -- značí, kolikrát je proud akumulačním prvkem při rezonanci větší než "ztrátový" proud činným rezistorem \ [\$\$Q = \\frac{I\_{C}}{I\_{R}} = \\frac{I\_{L}}{I\_{R}} = \\frac{\\frac{U}{X\_{C}}}{\\frac{U}{R}} = \\frac{R}{X\_{C}} = \\omega\_{r} \\bullet R \\bullet C,\\ Q = \\frac{R}{Z\_{0}},Z\_{0} = \\sqrt{\\frac{L}{C}}\$\$]{.math.display}\ Šířka pásma *B* -- čím je vyšší součinitel jakosti, tím je menší šířka pásma [\$B = \\frac{\\omega\_{r}}{Q}\$]{.math.inline} 2. Sériová rezonance (stejný proud na prvcích)  - Charakter při určitém kmitočtu: - *f* \< *f~r~* =\> *φ* \< 0 =\> kapacitní charakter - *f* = *f~r~* =\> *φ* = 0 =\> reálný charakter - *f* \> *f~r~* =\> *φ* \> 0 =\> induktivní charakter - Impedance při rezonanci - [*Ż* = *R*]{.math.inline} - Rezonanční kmitočet - [\$\\omega\_{r} = \\frac{1}{\\sqrt{L \\bullet C}} = \> f\_{r} = \\frac{1}{2 \\bullet \\pi \\bullet \\sqrt{L \\bullet C}}\$]{.math.inline} - Činitel jakosti *Q*: - [\$Q = \\frac{U\_{L}}{U\_{R}} = \\frac{U\_{C}}{U\_{R}} = \\frac{X\_{L} \\bullet I}{R \\bullet I} = \\frac{X\_{L}}{R} = \\omega\_{r}\\frac{L}{R}\$]{.math.inline} - [\$Q = \\frac{Z\_{0}}{R},\\ Z\_{0} = \\sqrt{\\frac{L}{C}}\$]{.math.inline} **23) Kmitočtové charakteristiky lineárních obvodů. Princip řešení, lineární a logaritmické osy, zjednodušení řešení pomocí asymptot.** Obsah obrázku text, rukopis, diagram, Písmo Popis byl vytvořen automaticky - Osciloskop: elektrické zařízení, které měří danou veličinu v závislosti na čase - Sledujeme harmonické napětí na osciloskopech - Obě napětí se budou lišit -- budou mít jinou amplitudu i počáteční fázi, vstupní signál *u~1~*(*t*) se přenesl ze vstupu na výstup a změnil se: Je zeslabený a časově (i fázově) zpožděný. - Zeslabení i fázový posun jsou závislé na kmitočtu, protože obvod obsahuje kapacitor (kmitočtově závislý článek) - RC článek -- dělič napětí - Nízký kmitočet -\> *X~C~* velké -\> *u~1~* ≈ *u~2~* - Vysoký kmitočet -\> *X~C~* klesá -\> *u~2~* klesá \ [\$\$\\dot{K}\\ \_{U} = \\frac{\\dot{U}\\ \_{2}}{U\_{1}} = \\frac{1}{1 + j \\bullet \\omega \\bullet R \\bullet C} = \\frac{1}{\\sqrt{{1 + (\\omega \\bullet R \\bullet C)}\^{2}}} = K\_{U}\$\$]{.math.display}\  **24) Výkon v obvodech HUS. Okamžitý, činný, zdánlivý a komplexní výkon. Účiník a kompenzace účiníku. Výkonové přizpůsobení v obvodech** - V HUS se mění *U* a *I* v závislosti na *t* -\> mění se i výkon **Činný výkon:** pro zátěž s odporovým charakterem -- *I* a *U* jsou ve fázi =\> [*P* = *U*   *I*]{.math.inline} --\> jen na kladné ose = chová se jako spotřebič \ [*P*~*č*~ = *U*   *I*   cos *φ* = *U*   *I*, cos *φ* = 1, \[*W*\]]{.math.display}\ - tento výkon způsobuje zahřívání zátěže nebo je schopen konat jinou práci (vykoná práci -- opouští obvod) = chová se jako spotřebič Jalový výkon: pro reaktanční zátěž; s prvky *L* a *C* Proud je zpožděn za napětím o [\$\\frac{\\pi}{2}\$]{.math.inline} --\> [*P* = *U*   *I*]{.math.inline} --\> půlka v kladné, půlka v záporné poloose  Napětí zpožděno za proudem o [\$\\frac{\\pi}{2}\$]{.math.inline} --\> [*P* = *U*   *I*]{.math.inline} --\> půlka v kladné, půlka v záporné poloose \ [*P*~*j*~ = *U*   *I*   sin *φ* \[VAr\]]{.math.display}\ Komplexní výkon: vychází z výkonového trojúhelníku \ [*Ṗ* = *U̇*   *İ* \[VA\]]{.math.display}\ [*Ṗ* = *P*~*Č*~ + *j*   *P*~*j*~]{.math.inline} -- součet činného a jalového výkonu [*Příklad*]{.math.inline}: Motor -- motor potřebuje pro práci činný výkon, potřebuje i jalový pro vytvoření magnetického pole Účiník -- veličina [cos *φ*]{.math.inline} (ideální -- roven 1 = maximální P~Č~, nulový P~j~) =vyjadřuje, jak velkou část zdánlivého výkonu přeměňuje obvod na činný výkon (tj. na součet užitečného výkonu + ztát) Kompenzace účiníkem -- používáme tehdy, když na vedení zbytečně vznikají velké úbytky napětí a ztráty - Využijeme paralelní rezonance -- ke spotřebiči připojíme kapacitor - Proud vedením se vyrovná proudu spotřebiče = zmenšení ztrát na vedení Výkonové přizpůsobení v obvodech HUS Musíme udržet podmínku mezi [\$\\dot{Z\_{i}}\$]{.math.inline}(vnitřní impedancí) a [\$\\dot{Z\_{Z}}\$]{.math.inline} (zátěž) tak, aby činný výkon, přenášený ze zdroje do zátěže byl maximální Řešení sestavujeme z těchto poznatků: a. Činný výkon vzniká na ODPOROVÉ složce zátěže [\$\\dot{Z\_{Z}}\$]{.math.inline}, tj. na [*R*~*Z*~]{.math.inline} b. Na rezistoru [*R*~*Z*~]{.math.inline}je maximální výkon, když jím teče maximální proud *I* c. Obvodem teče maximální proud, jestliže dojde k sériové rezonanci [*jX*~*i*~ + *jX*~*Z*~ = 0]{.math.inline} --\>[ → *Ż*~*i*~ + *Ż*~*Z*~ = *R*~*i*~ + *jX*~*i*~ + *R*~*Z*~ + *jX*~*Z*~ = *R*~*i*~ + *R*~*Z*~]{.math.inline}=\> rezonance minimální; výkon se uplatní pouze na rezistoru R~i~ a R~Z~ d. Jestliže se při přenosu výkonu uplatní jen R~i~ a R~Z~, pak při známé podmínce R~i~=R~Z~ bude výkon na R~Z~ maximální - SHRNUTÍ: [\$\\left. \\ \\begin{matrix} 1.\\ jX\_{i} + jX\_{Z} = 0 \\\\ 2.R\_{i} = R\_{Z} \\\\ \\end{matrix} \\right\\}\\left. \\ \\begin{matrix} {\\dot{Z}}\_{i} = R\_{i} + jX\_{i} \\\\ {\\dot{Z}}\_{Z} = R\_{i} - jX\_{i} \\\\ \\end{matrix} \\right\\}{\\dot{Z}}\_{i} = {\\dot{Z}}\_{Z}\$]{.math.inline} **25) Zásady měření střídavých napětí a proudů. Měření výkonů v obvodech a HUS. Měření kapacity a indukčnosti. Problém měřícího náhradního schématu. Měření kmitočtu, měření časového průběhu, analogové osciloskopy -- základní vlastnosti a použité** -- známe-li tvar měřeného průběhu, stačí změřit průměrné hodnoty -- střední/efektivní hodnota -- Neznáme-li tvar měř. Průběhu, musíme provést jeho zobrazení pomocí osciloskopu Měření napětí, proudu a výkonu Měřící systém převádí el. proud na výchylku kazatele, v praxi nejčastěji: 1. Magnetické měřící přístroje (ME) - Výchylka α je tím větší, čím větší je elektrický proud *i* (α\~*i*) \ [*u*~max~ = *R*~mp~   *i*~max~]{.math.display}\ 2. Feromagnetické měřící přístroje (FM) 1. Elektrodynamické měřící přístroje (ED) Pevná a otočná cívka, oběma prochází proud -\> obě vytváří mag. pole -\> mezi cívkami vznikají magnetické síly (stejný směr -- přitahují se, opačný -- odpuzují se) Síla úměrná součinu proudů ([*α* ∼ *i*~1~   *i*~2~]{.math.inline}) 2. Ferodynamické měřící přístroje (FD) Princip podobný jako ED; cívka je navinutá na železném jádře -\> vytváří mag. pole v prostoru pohybu otočné cívky Výchylka úměrná součinu proudů ([*α* = *i*~1~   *i*~2~]{.math.inline}) Malá citlivost; pro měření větších výkonů (W-metr) Měření impedancí \ [*Ż* = *Z*⌊*φ*  = *R* + *jX*]{.math.display}\ Je třeba určit buď modul Z a ϕ, nebo složky R a X ω, L a C měříme mag. složku (reaktanci) a činnou složku (ztrátový odpor) k měření používáme metody: 1. Výchylkové metody -- impedance lze nepřímo zjistit měřením napětí a proudu ([\$\\dot{Z} = \\frac{U}{I}\$]{.math.inline}) 2. Nulové metody -- přesnější, využíváme STŘÍDAVÉ MŮSTKY \ [*Φ*~1~ = *L*~1~   *i*~1~ + *M*   *i*~2~ = *Φ*~11~ + *Φ*~12~]{.math.display}\ \ [*Φ*~2~ = *M*   *i*~1~ + *L*~2~   *i*~2~ = *Φ*~21~ + *Φ*~22~]{.math.display}\ \ [\$\$u\_{1} = L\_{1}\\frac{di\_{1}}{\\text{dt}} + M\\frac{di\_{2}}{\\text{dt}}\$\$]{.math.display}\ \ [\$\$u\_{2} = M\\frac{di\_{1}}{\\text{dt}} + L\_{2}\\frac{di\_{2}}{\\text{dt}}\$\$]{.math.display}\ \ [*U̇*~1~ = *jωL*~1~*İ*~1~ + *jωMİ*~2~]{.math.display}\ \ [*U̇*~2~ = *jωMİ*~1~ + *jωL*~2~*İ*~2~]{.math.display}\ \ [*İ* = *İ*~1~ = *İ*~2~]{.math.display}\ \ [*U̇* = *U̇*~1~ + *U̇*~2~]{.math.display}\ \ [*U̇*~1~ = *jωL*~1~*I*~1~ + *jωMI*~2~]{.math.display}\ \ [*U̇*~2~ = *jωL*~2~*I*~2~ + *jωMI*~1~]{.math.display}\ \ [*U̇* = *jω*(*L*~1~+*L*~2~+2*M*)*L*]{.math.display}\ \ [\$\$\\frac{U\_{2}}{U\_{1}} = \\frac{N\_{2}}{N\_{1}} = n\$\$]{.math.display}\ \ [\$\$\\frac{i\_{2}}{i\_{1}} = \\frac{N\_{1}}{N\_{2}} = \\frac{1}{n}\$\$]{.math.display}\ \ [*Ż*~12~ = *Ż*~23~ = *Ż*~31~ = *Ż*]{.math.display}\ \ [\$\$I\_{S} = \\sqrt{3}I\_{f}\$\$]{.math.display}\ \ [*P*~*j*~ = 3   *U*~*f*~*I*~*f*~sin *φ*]{.math.display}\ \ [*P*~*Š*~ = 3   *U*~*f*~*I*~*f*~]{.math.display}\ - 1\. a 2. KZ - Prvkové rovnice (pro R -- ΩZ, pro L a C ve tvaru DR) - Pro řešení ustálených jevů před a po -- využití všech možností řešení ustálených stavů - Princip ekvivalence 1. Řádu = obvod obsahuje jeden kapacitor nebo induktor) Postup řešení: - Nejprve řešíme časovou závislost stavové veličiny 1. Řešíme ustálený stav před skokovou změnou [(*t*\ [\$\\left. \\ \\begin{matrix} \\frac{d\^{2}i}{dt\^{2}} + \\frac{R}{L}\\frac{\\text{di}}{\\text{dt}} + \\frac{1}{\\text{LC}}i = 0 \\\\ \\beta = \\frac{R}{2L}\\ldots konstanta\\ útlumu\\ \\left\\lbrack S\^{- 1} \\right\\rbrack \\\\ \\frac{1}{\\text{LC}} = {\\omega\_{r}}\^{2}\\ldots.\\omega\_{r} = rezonanční\\ kmitočet\\ \\left\\lbrack \\text{rads}\^{- 1} \\right\\rbrack \\\\ \\end{matrix} \\right\\}\\frac{d\^{2}i}{dt\^{2}} - 2\\beta\\frac{\\text{di}}{\\text{dt}} + {\\omega\_{r}}\^{2}i = 0\$]{.math.inline} [\$\\lambda\^{2} + 2\\beta\\lambda + {\\omega\_{r}}\^{2} = 0 = \> \\left\\{ \\begin{matrix} \\alpha\_{1} = - \\beta + \\sqrt{\\beta\^{2} - {\\omega\_{r}}\^{2}} \\\\ \\alpha\_{2} = - \\beta - \\sqrt{\\beta\^{2} - {\\omega\_{r}}\^{2}} \\\\ \\end{matrix} \\right.\\ \$]{.math.inline} Tvar závisí na vztahu mezi β a ω~r~ Mohou nastat 3 případy: 1. [*β*^2^ \> *ω*~*r*~^2^]{.math.inline} [\$\\left( \\left( \\frac{R}{2L} \\right)\^{2} \> \\frac{1}{\\text{LC}} \\right)\$]{.math.inline} =\> kořeny λ~1~ a λ~2~ jsou reálné, různé 2. [*β*^2^ = *ω*~*r*~^2^]{.math.inline} [\$\\left( \\left( \\frac{R}{2L} \\right)\^{2} = \\frac{1}{\\text{LC}} \\right)\$]{.math.inline} =\> kořeny λ~1~ λ~2~ reálné, stejné \ [*λ*~1~ = *λ*~2~ =  − *β*]{.math.display}\ 3. [*β*^2^ \ kořeny λ~1~ λ~2~ komplexní a komplexně sdružené \ [\$\$\\lambda\_{1,2} = - \\beta \\pm \\sqrt{- \\left( {\\omega\_{r}}\^{2} - \\beta\^{2} \\right)} = - \\beta \\pm j\\sqrt{- \\left( {\\omega\_{r}}\^{2} - \\beta\^{2} \\right)} = - \\beta \\pm j\\omega\_{0}\\text{\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ }\\omega\_{0} = \\sqrt{{\\omega\_{r}}\^{2} - \\beta\^{2}}\$\$]{.math.display}\ \ [*i*(*t*) = *A*~1~*e*^ − *βt*^cos *ω*~0~*t* + *A*~2~*e*^ − *βt*^sin *ω*~0~*t*]{.math.display}\ Mez aperidiocity: hranice mezi aperiodickým a kmitavým režimem [\$Q = \\frac{R\_{i}}{R} = \\frac{1}{2}\\frac{R\_{\\text{krit}}}{R}\$]{.math.inline}; kde R~krit~ je kritický odpor, R\>R~krit~ -\> aperiodický režim, R\ kmitavý režim Q -- činitel jakosti; ↑ paltí pro sériový RLC obvod \ [\$\$Q = \\frac{R}{2R\_{\\text{krit}}}\$\$]{.math.display}\ Pro paralerní obvod: R\>R~krit~ -\> kmitavý režim R\ aperiodický režim **30. Rozvodné soustavy el. Energie, koncové rozvody TNC, TNC -- S - odůvodnění a vlastnosti. Pojistky a jističe, jejich principy a vlastnosti. Princip úrazu el. Proudu a možnosti a principy funkce obran proti nim. ** Neutrální vodič (střední )- vodič v elektrickém systému, který slouží k návratu elektrického proudu z spotřebičů zpět do zdroje elektrické energie. Fázové vodiče- dodávají energii do spotřebičů Rozvodné soustavy elektrické energie jsou systémy pro přenos a distribuci elektrické energie z výrobních zdrojů (jako jsou elektrárny) k spotřebitelům. =================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================== **Značení písmeny**\ PRVNÍ : vyjadřuje vztah k uzlu zdroje\ **T-** terra (uzemněný)\ **I -** isole (izolovaný od země) DRUHÉ: označuje způsob obrany neživé části\ **T-** uzemněny, tj. spojeny se zemí pomocí ochranného vodiče,\ **N-** spojeny s uzlem zdroje prostřednictvím ochranného vodiče TŘETÍ:\ **C --** Combined -- sdružení ochranného vodiče PE a středního vodiče N\ **S --** Separated - oddělení ochranného vodiče PE a středního vodiče N **TN** - systém, kde jsou země a neutrální vodič propojeny na stejném bodě, který se nazývá PEN (Protective Earthed Neutral) -- "ochranný uzemněný neutrální bod". **TN-C** - (Terra-Neutro-Combined) zapojení elektrických rozvodných sítí, kde jsou země a neutrální vodič propojeny a sdílí společný vodič. ***Výhody*:** levné, závada na PEN je snadno zjistitelná\ ***Nevýhody***: Při přerušení vodiče PEN může dojít ke vzniku nebezpečného dotykového napětí na neživé části. Toto provedení nám nedovoluje používat proudové chrániče. TN -S - (Terra-Neutro-Separate) V tomto systému jsou země a neutrální (střední) vodič odděleny na dva samostatné vodiče, což zvyšuje bezpečnost a spolehlivost elektrické sítě. ***Výhody:*** Vyšší bezpečnost, Lepší ochrana před zkraty, Menší rušení\ ***Nevýhody:*** Dražší, náročnější údržba TN C-S -- Kombinuje **TNC** a **TNS.** V rozvaděči se rozdělí **PEN** na **PE** a **N.** Po rozdělení už **se nesmí znovu spojit** !! **Pojistky: Při průchodu většího proudu než na jaký je pojistka dimenzovaná dojde ke zvýšení teploty a přetavení pojistky. Tím dojde k přerušení obvodu a odpojení spotřebiče.\ Vlastnosti pojistky: SRDCEM je tavný materiál.** - Nízká teplota tavení - Nízká náchylnost k oxidaci - Vysoká konduktivita (vodivost)  **Jističe:** Při průchodu většího proudu jističe odpojí obvod čímž chrání před průtokem nebezpečného dotykového napětí vysokým proudem a chrání tak i el. Spotřebiče a sít. Jistič se dá po odstranění závady znovu nahodit.**\ ** **Princip úrazu El proudem** Střídavý i stejnosměrný proud způsobují popáleniny kůže, vnitřních orgánů, fibrilaci srdce, poranění mozku, útlum dýchání Hlavní faktory při úrazu el. proudem jsou: **Frekvence, velikost proudu, délka trvání, zasažená oblast.\ **Přičemž nejnebezpečnější je **frekvence: 30-150Hz** - 0,5 až 1 mA -- práh vnímání el. proudu, - 1 až 8 mA -- podráždění v nervech, stoupání krevního tlaku, - 6 až 15 mA -- způsobuje [tetanickou](https://www.wikiskripta.eu/w/Tetanie) křeč, člověk se nemůže uvolnit - 25 mA -- tetanická křeč dýchacího svalstva - 60 mA -- chvění srdeční komory (fibrilace), přechodná zástava srdce - nad 80 mA -- zpravidla trvalá zástava srdce **Odpor a impedance:** - Odpor samotného těla (závislost na tloušťce kůže, tukové tkáni, pocení, svalech (prevence TREN)) - Přidané odpory: oděv, boty, materiál, tloušťka - Proud jde cestou nejmenšího odporu: **Doba vystavení** **Víc jak 0,8 sec** = seš pečinka (vejde se do toho času jedno opakování srdečního rytmu a tam je ten problém) **Druh ochrany před el. proudem**: Bezpečnostní kryty a zábrany, umístění el. Vedení a živých částí, izolační, zesílená izolace jako prevence při poruše, značky, pokud nejsi pičus tak na ty dráty prostě nehrabeš když jiskří jak kokot. **31. Typy spínačů a ovládacích elektrických přístrojů, principy a vlastnosti mechanických (spínač, vypínač, tlačítko) a elektromagnetických (stykač, relé) přístrojů.** Pro slaboproudé zařízení -- spínače nejsou technologickým problémem\ Pro silno proudé zařízení -- problémy s konečným odporem, jiskření a odpalování kontaktů **MECHANICKÉ PŘÍSTROJE K OVLÁDÁNÍ** **TLAČÍTKO** -- jednoduchý spínač který slouží k ručnímu ovládání elektrického zařízení a je v pracovní poloze pouze po\ dobu stisku (Zvonek) **SPÍNAČ** -- zařízení určené k vodivému spojení nebo rozpojení části el. obvodu.\ Realizuje nejjednodušší logickou fci (ANO/NE) na jediném vodiči **VYPÍNAČ** -- ručně ovládaný mechanický spínač k zapínání a vypínání osvětlení **ELEKTROMAGNETICKÉ PŘÍSTROJE (STYKAČ, RELÉ)** **STYKAČ** (řízený elektromagnetický spínač) -- pro spínání větší proudové zátěže. Hlavní kontakty jsou drženy v sepnuté polože elektromagnetem, jakmile elektromagnet přestane působit, vrací se stykač do výchozí vypnuté polohy.\ Neslouží k ochraně proti vysokým proudům. (Musí mít pojistky nebo jistič) Princip: po přivedení napětí na svorky cívky, začne cívkou procházet el. proud. Tento proud prochází cívkou a vytváří mag. pole a dojde k přitažení a následnému sepnutí hlavních kontaktů. RELÉ -- (ovládací řízený spínač) -- pro spínání vyšších proudů\ Princip: podobný jako u stykače, neobsahuje pomocné kontakty. **32. Typy transformátorů a jejich vlastnosti** **MĚŘÍCÍ TRANSFORMÁTOR** **Přístrojové transformátory** -- převádí vysoké hodnoty napětí a proudu na hodnoty vhodné pro běžné použití\ třeba u tebe v domácnosti ty zelenino jedna. **Měř. Transformátory napětí:**  Pokud je na primární cívce méně závitů než na sekundární, transformátor bude do zařízení posílat větší napětí než má zdroj. Čím je poměr mezi množstvím závitů větší, tím je větší i skok v napětí. Dělení podle počtu fází - jednofázové - třífázové - speciální (dvě/více fází, měniče počtu fází) Dělení podle konstrukce magnetického obvodu - plášťové - jádrové - toroidní **Měř. Transformátory proudu:** Má na primárním vodiči velký proud a na sekundárním vodiči (vinutí) menší proud o tolik, kolik je na něm závitů.\ Čím větší počet závitů na sekundárním vodiči, tím menší výsledný proud na něm bude. Transformátor 100/5 A znamená, že na hlavním vodiči teče 100 Ampérů a na sekundárním je výsledný proud 5 A. **33. Principy elektrických strojů točivých, jejich klasifikace, vznik točivého magnetického pole.** **Točivé el. stroje převádí elektrickou energii na mechanickou energii nebo naopak** **Dělení:** **motory** -- (z elektrické na mechanickou)\ **generátory** -- (z mechanické na elektrickou) \* **stejnosměrné**\ \* **střídavé** (synchronní, asynchronní) **Princip**: - Vzájemné působení dvou magnetů: magnet otáčený enerií (elektromagnet nebo permanentní magnet) „rotor" vytváří točivé magnetické pole- Magnet spojený s rotorem, vyvýjející točivou sílu = stator **Stator** = pevná část, připevněná k podložce\ **Rotor** = pohyblivá část, pohybující se rotačním pohybem okolo své osy **Vznik točivého magnetického pole statoru:** Založeno na trojfázovém principu (dvě fáze málo, čtyři jsou drahé)\ \* vinutí jsou fázově posunuté o 120® vytvýří točivé magnetické pole\ Vždy je výsledkem točivého magnetického pole statoru pohyb rotoru (princip elektromotoru) **34. Synchronní elektrické stroje, princip, použití jako genetrátory, typy, vlastnosti, použití, princip automobilního alternátoru. Příklady a vlastnosti synchronních motorů** **Princip:** magnetické pole statoru a magnet rotoru se otáčejí synchronně.\ Synchronní motory: přesné otáčky ze sítí (50Hz) používají se pro malé výkony\ **GENERÁTORY** (alternátory): **Nejčastěji mění mechanickou energii na elektrickou**\ **Použití:** v automobilovém průmyslu, v elektrocentrálách, ve vodních elektrárnách, v jaderných a tepelných elektrárnách. **Princip** -- dvoupólové cívky na statoru jsou posunuty o 120®, stejnosměrný proud jdoucí vinutím rotoru vybudí sinusové mag. pole ve vzduchové mezeře. Při otáčení rotorem otáčkami n1 se magnetické pole rotoru otáčí stejnou rychlostí siločáry protínající cívky statoru indukují v cívkách el. napětí **AUTOMOBILNÍ ALTERNÁTOR:** -zařítení, které generuje el. proud pro všechny elektronické systémy automobilu\ -funguje na principu přeměny pohybové energie rotačního pohybu na elektrickou energii v podobě střídavého proudu\ - když alternátor nefunguje správně a nedodává el. energii, slouží jako zdroj elektrické energie autobaterii **SYNCHRONNÍ MOTORY** - použití pro pohony strojů s vysokou účinností a výkonem - např: pumpy, kompresory a ventilátory - mají velkou účinnost, 95-98% - speciální synchronní motory -- (časovače, hodiny, krokové motory) **35. Princip a použití a výhody asynchronních strojů. Asynchronní motor s kotvou na krátko, princip funkce, momentová charakteristika a skluz, rozběh asynchronního motoru. Jednofázový asynchronní motor.** **Princip**: mag. piole statoru a magnet rotoru se otáčejí NEsynchronně (každý jinak) - konstrukčně jednoduché, prakticky bezúdržbové, levné **ASYNCHRONNÍ (trojfázový) MOTOR S KOTVOU NA KRÁTKO** \"KOTVA\" je část motoru, která se otáčí a produkuje výkon. Takže je to vlastně ROTOR debílku. Na krátko v tomto kontextu znamená, že kotva je připojena ke střídavému proudu pouze na krátkou dobu, neboť se jedná o způsob regulace otáček a výkonu motoru. Nemá žádné přívody, jednoduchá a levná konstrukce na provoz **Princip:** Magnetické pole rotoru interaguje se střídavým polem statoru. Tato interakce způsobuje, že rotor se otáčí a snaží se synchronizovat s polem statoru. Rotor se snaží dosáhnout synchronních otáček s polem statoru, ale kvůli asynchronicitě nikdy úplně nesynchronizuje. Tento rozdíl v otáčkách způsobuje, že vzniká moment, který pohání rotor.  **Rozběh, přepínání hvězda- trojúhelník -** je způsob spouštění třífázových asynchronních motorů, který umožňuje snížit proudový náraz při spuštění motoru. - rozběhový moment (v okamžiku nulových otáček) je malý - je-li menší než moment zátěže, motor se nerozběhne a je ve stavu „nakrátko" a hrozí jeho přehřátí a shoření - Zabezpečení rozběhu -- zvýšíme jeho rozběhový moment tak, že ho přepneme ze zapojení hvězdy do trojúhelníku **FÁZE HVĚZDA:** Při spouštění motoru jsou vinutí motoru zapojena do konfigurace \"hvězda\". To znamená, že vstupní fázy napájení jsou připojeny k jednomu konci každého vinutí a druhé konce vinutí jsou spojeny dohromady, vytvářejíce bod, který připomíná tvar hvězdy. **FÁZE TROJÚHELNÍK**: Jakmile je motor spuštěn a dosáhne určité rychlosti, konfigurace se přepne do \"trojúhelníka\". To znamená, že konce vinutí jsou přepojeny tak, aby vytvořily trojúhelníkový tvar. Napětí na vinutí se zvýší [\$\\sqrt{3}\$]{.math.inline} x příkon a jeho rozběhový moment se zvýší 3x krátkodobé zabezpečení rozběhu pak opět přepneme do hvězdy, motor se tím zahřeje jen mírně nehrozí ohřívání při nerozběhlém rozběhu nakrátko. Při přechodu na fázi trojúhelníku se proud v jednotlivých vinutích zvětší, což vede k většímu výkonu a momentu motoru. Tato konfigurace je ideální pro běžné provozní podmínky motoru. **Jednofázové asynchronní motory - kotva nakrátko** Použití: především v domácích spotřebičích, jako jsou pračky, sušičky, vysavače a další. Používá se pro elektrické pohony malých výkonů do 3,5 kW. \ **PRINCIP:** Jednofázové hlavní vinutí generuje pulzující magnetické pole. Aby se vytvořil točivý moment, musí se magnetické pole statoru otáčet nebo natáčet vůči rotoru. Fázový posun mezi proudy v hlavním a pomocném vinutí umožňuje vznik kruhového nebo eliptického magnetického pole. To se dosahuje připojením kondenzátoru nebo zvýšením rezistivity pomocného vinutí. Po rozběhu motoru už není sekundární (pomocné) vinutí potřebně a proto se může odpojit například odstředivou silou. Někdy bývá zapojené i po rozběhu a zvýší se tím výkon samotného motoru. **36. Princip a použití stejnosměrných strojů. Princip realizace a kumutátorů a toku pro zabezpečení otáčení stejnosměrných motorů. Varianty buzní SS motorů a jejich vlastnosti a použití. Problémy provozu SS motorů a princip řešení tohoto problému pomocí BLCD motorů**  **Komutátor** je důležitá část motoru, která slouží k přepínání polarity proudu v rotorovém vinutí v průběhu otáčení motoru. **Kartáče,** nebo také uhlíky, jsou tyčky nebo destičky vyrobené z vodivého materiálu, jako je grafit nebo uhlíková grafitová směs. Tyto kartáče jsou umístěny na komutátoru a slouží k přenosu elektrického proudu mezi zdrojem a rotorovým vinutím. **Princip činnosti:** - Statické mag. pole statoru - Otočení mag. pole rotoru Moment otáčení vzniká dokud se jižní pól rotoru blíží k severnímu pólu statoru. Pak by se moment otáčení zastavil. Proto je potřeba ve vhodném okamžiku přepnout otočným komutátorem směr proudu rotoru na opačný. Magnet rotoru otočí svou polaritu a zase vznikne otáčivý moment. Proto je nutno zabezpečit včasné komutování aby stále docházelo k otáčení. **Použití**: elektromotor, dynamo -- dnes se již nepoužívá, u ručního nářadí Má velký rozběhový točivý moment **Kotva (rotor)** -- elektromagnet na kterém dochází k přepolování napájení jeho vinutí\ Pro plynulejší pohyb má kotva 3 a více vinutí.\ Tvary: Tvar I, trojdrážková, prstencová, bubnová **Buzení** -- Buzení je v [[elektrotechnice]](https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrotechnika) způsob vytváření [[magnetického pole]](https://cs.wikipedia.org/wiki/Magnetick%C3%A9_pole) v [[elektrickém stroji]](https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrick%C3%BD_stroj) pomocí [[elektrického proudu]](https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrick%C3%BD_proud) procházejícího vinutím [[cívky]](https://cs.wikipedia.org/wiki/C%C3%ADvka). Buzením je myšleno počáteční startování motoru. Druhy: Cizí, Vlastní (paralelní, sériové, smíšené) **BLCD motory (Brushless)** Neobsahují kartáče (uhlíky), jsou bezúdržbové. Místo komutátoru využívá střídač vytvářející pulzy do cívek statoru tak, aby se motor otáčel. **Použití**: u RC pičovin (autíčka, letadýlka), počítačové ventilátory, pohon elektrokol **37. Výhody a nevýhody elektrické energie pro běžnou technickou praxi a možnosti realizace zdrojů této energie. Současné tendence u používání mobilních zdrojů elektrické energie. Klady a zápory.** **Výhody el. energie** - Čistota -- nevznikají emise při její výrobě (pokud není vyráběna uhelnou elektrárnou že vole) - Spolehlivost - Flexibilita -- snadné a rychlé přizpůsobení různým požadavkům (domácnosti, průmyslové procesy, doprava) - Snadná distribuce pomocí elektrické sítě **Nevýhody el. energie** - Náklady - Závislost na zdrojích -- uhlí, uran - Bezpečnost -- pokud s ní není zacházeno správně je nebezpečná - Skladovatelnost -- lze ji skladovat jen v omezeném množství a je to náročné **Možnosti realizace zdrojů elektrické energie** - Uhlí - Plyn -- ekologičtější než plyn, stále ale sere emise - Jádro- velké množství energie a jaderný odpad na který serem (to je problém našich dětí ) - Obnovitelné (solární, vodní, větrné elektrárny) **Mobilní zdroje elektrické energie** - Baterie, solární nabíječky a generátory **38. Typy a vlastnosti elektrochemických zdrojů, primární a sekundární články, jejich nejběžnější typy, principy funkce a vlastnosti. Speciální typy, vlastnosti a použití elektrochemických článků (superkapacitory)** **Elektrochemické zdroje** -- zařízení, která přeměňují chemickou energii na elektrickou.\ Dva hlavní články: **primární a sekundární** **PRIMÁRNÍ ČLÁNKY:** lze je použít jen jednou, protože neumí obnovit svoují původní chemickou strukturu - Nejčastěji používány v zařízeních s nízkou spotřebou enerií (např. váhy, kalkulačky apod.) **Typy:** - Uhlíková tyčinka: zinek-uhlíkové baterie (levné, široká škála aplikací) - Mosazná tyčinka: lithiové baterie: vyšší výkon než zinek-uhlíkové, vhodné pro použití v digitálních fotoaparátech - Stříbro-oxidové baterie -- malé, výkonné, použití v hodinkách, sluchátkách **SEKUNDÁRNÍ ČLÁNKY :** lze je znovu dobít, protože mají schopnost obnovit svou chemickou strukturu. - Jsou dražší, ale mají vyšší životnost **Typy:** - Olověné akumulátory: velmi spolehlivé, poměrně levné, asi 60% všech prodaných baterií - Lithiové Iontové baterie: vysoká kapacita, vhodné do mobilů, notebooků. Elektrolit je organické rozpouštědlo. - Nikl-kadmiové baterie: dříve populární, dnes se na ně sere. **SUPERKAPACITORY** -- mají mnohem vyšší kapacitu než běžné baterie a jsou schopny rychle nabíjet a vybíjet - NEJEDNÁ se o náhražku baterie určenou pro dlouhodobé uložení energie. - Pokud je čas nabití a vybití delší než 60 vteřin, použijeme baterii Nevýhody: Použití kapacitoru je neekonomické, protože jsou drahé jak piča\ Výhody: malý vnitřní odpor, velké okamžité vybíjecí a nabíjecí proudy **FOTOVOLTAICKÝ ČLÁNEK** **Solární článek:** mění světelnou energii na elektrickou, nízké emise, ekologické.\ **Princip:** tenká polovodičová destička s PN (polovodičovým) přechodem. Světelné světlo dopadne na destičku a tím vznikne v ní fotoelektrický jev. Z krystalové mřížky se začnou uvolňovat záporné elektrony a na polovodičovém přechodu se začne tvořit el. napětí. U křemíkových článků je to cca (0,5 V). Ze sluneční energie, které dopadne na panel lze teoreticky získat maximálně cca 30% energie. **PALIVOVÝ ČLÁNEK** - Jako palivo se používá vodík, jako okysličovadlo kyslík a odpadní složka je voda. - Teoreticky může pracovat nepřetržitě, dokud není přerušen přívod paliva, nebo okysličovadla k elektrodám. - Jednotlivé typy se liší materiálem elektrod, použitým elektrolytem, pracovní teplotou a konkrétními chemickými reakcemi na anodě a katodě. **39. Síťové DC napájecí zdroje elektronických zařízení. Princip funkce, blokové schéma a vlastnoti klasického zapojení DC z AC sítě. Principy, vlastnosti a použití DC-DC měničů C a LC. Princip, blokové schéma, vlastnosti spínacích AC-DC měničů, jejich výhody oproti klasickým AC-DC zdrojům, jejich omezení a nevýhody, optimální kmitočet spínaní. Použití PWM pro regulaci napětí.** **DC napájecí zdroje --** zařízení, která slouží k dodávání stejnosměrného napětí pro elektrická zařízení.\ Použití -- počítače, mobillní telefony, televize, domácí spotřebiče. **Typy:** - Elektrochemické- bateriové -- (pohyblivé), závislé na výměně primárních článků nebo dobíjení sekundárních článků, dražší provoz (DC-DC) - Síťové -- stacionární (nepohyblivé), bez potřeby starosti o výměnu či dobíjení, případné výpadky sítě lze řešit záložními zdroji (AC-DC) **Klasické síťové zdroje (adaptéry AC-DC)** obrazek - Pracuje na principu transformace vysokého napětí s nízkým proudem na nižší napětí s vysokým proudem - Vlastnosti: nízké náklady, jednoduchá konstrukce, vysoká spolehlivost - oproti DC-DC jsou větší, těžší a méně účinné **DC-DC měniče** Přeměna stejnosměrného napětí na jiné stejnosměrné S akumulací v kondenzátorech (tzv. nábojové pumpy)  **Princip:** - 1\. fáze -- nabíjení kondenzátorů - 2\. fáze -- vybíjení s jinou konfigurací spojených kondenzátorů **Vlastnosti** - Jednoduché, levné, ale s malou účinností, lze je používat jen pro malé proudy\ (od desítek až stovek mA) - S akumulací v cívkách a kondenzátorech - Při připojení na napájení se zvyšuje proud cívkou, při odpojení se setrvačností cívky nabíjí jejím proudem kondenzátor **Princip** - 1\. fáze -- akumulace magnetické energie v cívce - 2\. fáze -- vybíjení magnetické energie do kondenzátoru - Proud cívky stoupá lineárně, množství energie je dáno dobou sepnutí (možno regulovat) **Vlastnosti:** možnost plynulé regulace a stabilizace napětí, velká účinnost (teoreticky 100%, prakticky \>90%), nízké rušení proudovými špičkami **Použití:** Přímo DC-DC měniče -- pro různé napětí z jednoho zdroje např. notebooky, mobily **Spínavé AC-DC měniče** **Výhody:** - Univerzálnost z hlediska síťového napětí - Vysoká účinnost (cca až 90%) - Malé rozměry - Snadná regulace napětí (PWM) **Nevýhody** - Vyšší náklady - Možnost vzniku elektromagnetického rušení (vysoké kmitočty cívky) nutno odstínit - Omezení v rozsahu výkonu (vhodné pro nižší výkony) - Komplikovanější v případě více různých výstupních napětí a zátěží **Použití:** počítače, televize Optimální kmitočet spínání: volí se v závislosti na konkrétní aplikaci, může se lišit v závislosti na požadovaném výkonu, účinnosti Obvykle -- od několika desítek kHz až po několik MHz PWM -- pulzní síťová modulace -- umožňuje efektivně měnit průměrnou hodnotu napětí nebo proudu v obvodu - Používá se k regulaci rychlosti motorů, jsou LED diod, řízení výkonu