Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2
Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.6
Svářečská a karosářská odbornost Kapitola 11 Elektrotechnika ve svařovacím procesu Ing. Polehňa Vladimír
30.9.2012
Obsah: OBSAH: ..................................................................................................................................................... 2 ANOTACE VÝUKOVÉHO MATERIÁLU ......................................................................................................... 3 1
ELEKTROTECHNIKA VE SVAŘOVACÍM PROCESU.................................................................................. 4 1.1
ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ ............................................................................................................................... 4
1.2
SPECIFICKÝ ELEKTRICKÝ ODPOR - Ρ:........................................................................................................... 5
1.3
ODPOR VODIČE - R ............................................................................................................................... 5
1.4
OHMŮV ZÁKON.................................................................................................................................... 5
1.5
VÝKON, PRÁCE ..................................................................................................................................... 6
1.6
PRACOVNÍ LIST – ELEKTROTECHNIKA VE SVAŘOVACÍM PROCESU ..................................................................... 7
2
DOPORUČENÁ LITERATURA A ZDROJE ................................................................................................ 8
3
POUŽITÁ LITERATURA......................................................................................................................... 9
Anotace výukového materiálu Výukový materiál „ Svářečská a karosářská odbornost“ je určen žákům prvních až třetích ročníků všech karosářských a automobilových oborů. Zpracované materiály využijí i další zámečnické, strojnické obory, případně i studenti obdobných, nástavbových studií. Je vhodný k samostatnému studiu žáků i jako podpora pedagogických pracovníků při jejich přípravě na vyučovací hodinu. Součástí materiálu jsou i pracovní listy, které mohou diagnostikovat úroveň získaných znalostí a poskytnot případně i zpětnou vazbu k celému systému studia připravených odborných materiálů. Rozsah učiva je v souladu s ŠVP týkající se patřičných oborů a poskytne takto i odborný podpůrný materiál pro přípravu žáků k závěrečným zkouškám. Obsahem těchto materiálů je všeobecná příprava a informovanost v oblasti základů elektrotechnických zařízení. Studiem těchto materiálů si prohloubíte znalosti v oblasti propojování základních zařízení avzájemně fungujících zákonů elektrotechniky.
3
1
ELEKTROTECHNIKA VE SVAŘOVACÍM PROCESU
1.1
Elektrické napětí
vznikne, je-li mezi dvěma tělesy (póly baterie) rozdíl v počtu elektronů. Mezi těmito dvěma póly vzniká snaha o vyrovnání počtu těchto elektronů. Elektrony s kladným nábojem se pohybují směrem ke kladnému pólu a elektrony se záporným nábojem zase k zápornému pólu. Oba póly se chtějí vzájemně vyrovnat a proto při spojení obou pólů proudí záporné elektrony od záporného pólu ke kladnému a naopak. Elektrický proud může proudit jenom v uzavřeném obvodu. Obvod se skládá: 1) Zdroj 2) Vodič 3) Spotřebič 4) Spínač V každém vodiči ve kterém protéká elektrický proud se vytváří teplo. Pojistka – zapojuje se do el. obvodu a chrání zde vedení před případným přetížením nebo zkratem. V automobilech máme plně vybavenou pojistkovou skříň, která chrání celý systém automobilových elektrických obvodů.
1.1.1 Druhy proudu: a) Střídavý – AC, označení ∼
Střídavý proud neustále mění svůj směr a velikost. Pulsuje po křivce nazývané – sinusoida.
b) Stejnosměrný DC, označení = usměrněný střídavý proud u kterého jsou mínusové půlvlny převedeny na vrchní kladnou osu.
4
1.2
Specifický elektrický odpor lektrický odpor - ρ: Zmenšuje průchod elektrického proudu vodičem. Udává se v ohmech – Ω Elektrický odpor je odpor vodiče o průřezu 1 mm2 a délce vodiče 1 m. ρ=
R.S/l
R= odpor vodiče [Ω] S= plocha průřezu [mm2] l = délka [mm]
1.3
Odpor vodiče - R
Je tím větší, čím větší je specifický elektrický odpor a délka vodiče l, a čím menší je průřez vodiče S. R = ρ . l/S
[1Ω]
Odpor vodiče také závisí na teplotě Odpory jako elektrotechnické součástky mohou být: a) Pevné odpory – rezistory ( jejich hodnota je dána přímo ve výrobě) b) Měnitelné- regulační odpory ( jejich hodnota se dá nastavit buď plynule nebo po stupních. Odpory se mohou zapojovat buď do serie ie nebo paralelním spojením, případně smíšeným zapojením. Potenciometr – může plynule měnit hodnotu odporu v hodnotách od nuly do maxima.
1.4
Ohmův zákon Řeší vztah mezi elektrickým odporem, napětím a proudem.
Elektrický proud v elektricky vodivém předmětu je přímo úměrný elektrickému napětí přiloženému na tento předmět I – proud [A]
I= U/R
U – napětí [V] R – odpor [Ω
]
odtud napětí na koncích vodiče:
5
1.5
Výkon, práce Elektrický výkon P - je součin napětí a proudu
P=U.I
[W] U = napětí[V]
1Watt = 1V x 1A = 1 J/s = 1 Nm/s I = proud[A]
Elektrická práce W – je součin elektrického výkonu P a času t, za který byl výkon P vykonán.
W= P.t
[W.s]
W= U . I . t Účinnost η – je poměr odevzdaného výkonu P k příkonu
η = Podevzd. / Ppřijatého Protože příkon Ppřijatého je vždy větší než odevzdaný výkon Podevzd., je účinnost η vždy menší než 1 nebo menší než 100% ( z důvodů ztrátpři přeměně energie)
6
1.6
Pracovní list – Elektrotechnika ve svařovacím procesu 1) Elektrický obvod se skládá z …….doplň níže: a) Z………………………. b) V………………………. c) S………………..…….. d) S……………………….. 2) K čemu slouží pojistka? ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………. 3) Popiš tuto rovnici : ρ=
R.S/l
4) Co řeší Ohmův zákon ? ……………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………………….…. 5) Vysvětli pojmy: Odpor vodiče …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………… Rezistor ……………………………………………………………………………………. Potenciometr ……………………………………………………………………………….
6) Napiš vztah pro výpočet elektrické Práce W
7
2
Doporučená literatura a zdroje
1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 3. Brisk Tábor, a.s.: Brisk - Download: Technický manuál [online]. Vystaveno 2010 [cit. 10. .2010].
.
8
3
Použitá literatura
1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 3. Brisk Tábor, a.s.: Brisk - Download: Technický manuál [online]. Vystaveno 2010 [cit. 10. .2010]..
9
