SVAZ SKAUTŮ A SKAUTEK ČESKÉ REPUBLIKY Skautské oddíly Brno Tuřany
zájmové soboty
ELEKTRONIKA
Aktivní polovodičové součástky
Elektrické proudové pole
Polovodičová dioda
Elektrické napětí U, elektrický proud I a elektrický odpor R jsou základními fyzikálními veličinami v elektrickém proudovém poli.
.
Tranzistor NPN
Integrovaný obvod
Elektrické napětí U je možné měřit pouze mezi dvěma body. Popisuje jaký je mezi těmito body spád energie. Podobně jako je třeba rozdíl v nadmořských výškách dvou různých míst na Zemi. Elektrické napětí U měříme ve Voltech [V]. V zásuvce je napětí 230 V. Tužková baterie má napětí pouze 1,5 V. Od určité hodnoty (cca 60 V) začíná být el. napětí životu nebezpečné!
Tranzistor PNP
Elektrický proud I protéká vodičem (tzn. třeba drátem) pokud je ke zdroji el. napětí (třeba k baterii) tímto vodičem připojena zátěž (třeba žárovička). Elektrický proud jsou vlastně volné elektrony, které drátem putují v ohromném množství směrem od místa vyššího napětí k místu s nižším napětím (podobně jako třeba voda v horském potoce). Elektrický proud I měříme v Ampérech [A]. Tak například 60W žárovkou v lustru protéká el. proud 0,26 A. Elektrický odpor R je vlastnost zátěže zapojené ke zdroji el. napětí. Čím větší má zátěž el. odpor, tím menší el. proud jí dokáže protékat. Svůj el. odpor má každý el. spotřebič např. žárovka, elektromotor. Existuje i elektronická součástka – rezistor, která sama nic nevykonává, pouze klade el. proudu odpor. Elektrický odpor R měříme v Ohmech [Ω]. Žárovička ve vaší baterce má např. odpor 20 Ω naproti tomu odpor mezi vaší levou a pravou rukou dosahuje hodnoty 500 000 Ω.
Mezi veličinami elektrického proudového pole existuje závislost podle tzv. Ohmova zákona: U=I.R
Nakresli si jednoduchý obvod se zdrojem napětí a zátěží a vyznač si barevně el. napětí a el. proud.
Žárovka
LED dioda
Sluchátko
Reproduktor
Mikrofon
Tlačítko
Zaznamenej si barevně kam se připojuje multimetr při měření el. proudu a kam při měření el. napětí.
Jaké velké napětí si naměřil na zátěži? Jak velký proud protékal zátěží? Spočítej velikost odporu: R = U : I =
V mA =
Ω
Elektrostatické pole
Kondenzátory
V elektronice se energie může udržovat na jednom místě, kde se mohou elektrony soustředit a vytvořit tak tzv. elektrický náboj Q. Elektrický náboj dokáže v sobě udržovat elektronická součástka, která se nazývá kondenzátor. Vlastnost kondenzátoru udržet určité množství el. náboje se říká elektrická kapacita C. Představte si kondenzátor jako nádobu na vodu. Čím je větší tím více náboje pobere a tím má větší kapacitu. Elektrická kapacita C se uvádí ve Faradech [F]. Běžná kapacita kondenzátorů je však poměrně malá - pF (pikofarady) až µF (mikrofarady). Zaznamenej si schématickou značku kondenzátoru:
keramický, svitkový
elektrolytický Kondenzátor se nabije ze zdroje el. napětí za malou chvilku. Náboj udrží po dlouhou dobu (třeba i roky). Pak jej je možné vybít. Dokáže na chvilku roztočit elektromotorek nebo rozsvítit žárovku, ale ta rychle zhasne. Aby kondenzátor udržel takový náboj, který roztočí motorek nebo rozsvítí žárovku, tak musí mít opravdu velkou kapacitu. V našem případě měl kondenzátor kapacitu:
µF.
Elektromagnetické pole Když už jednou vodičem teče el. proud vzniká v jeho okolí elektromagnetické pole. Je to prostředí, které má tu vlastnost, že pokud se do něj dostane další vodič, vytvoří se v něm také el. proud. Doslova do něj „přeskočí“ energie elektromagnetického pole a ta se projeví jako el. proud. Protože přímý rovný drát kolem sebe vytváří velmi slabé elektromagnetické pole, je možné pole zvýšit tak, že se drát namotá do mnoha závitů a vznikne tak cívka. Ta je základem všech elektromagnetů, elektromotorů a používá se též k zachycení signálů v radiotechnice. Zaznamenej si schématickou značku cívky:
Nakresli si, jak se seřadily železné piliny kolem cívky, kterou protékal el. proud:
Elektronické součástky Rezistory Schématická značka rezistoru:
