Elektrický prúd a napätie

Elektrický prúd je tok náboja obvodom, meraný v ampéroch (A). Napätie (potenciálový rozdiel) je energia odovzdaná každej jednotke náboja batériou, meraná vo voltoch (V). Ohmov zákon spája prúd, napätie a odpor.

Elektrický prúd

Prúd je tok elektrického náboja vodičom.

Symbol: I
Jednotka: Ampér (A)
Meria sa ampérmetrom (zapojený sériovo)

Napätie (Potenciálový rozdiel)

Napätie (tiež potenciálový rozdiel) je energia prenesená na jednotku náboja.

Symbol: V
Jednotka: Volt (V)
Meria sa voltmetrom (zapojený paralelne)

Batéria dodá každej jednotke náboja určité množstvo energie. Napätie nám hovorí, koľko.

Odpor

Odpor kladie odpor (spomaľuje) toku prúdu.

Symbol: R
Jednotka: Ohm (Ω)

Ohmov zákon

$V = I \times R$

Kde:

$V$ = napätie (V)
$I$ = prúd (A)
$R$ = odpor (Ω)

Ohmov zákon

V = I \times R

Napätie sa rovná prúdu vynásobenému odporom. Používa sa na nájdenie ktorejkoľvek z troch veličín, ak sú ostatné dve známe.

Hľadanie prúdu

Žiarovka má odpor 10 Ω a je zapojená k batérii 5 V. Aký je prúd?

Dané: V = 5 V, R = 10 Ω Hľadáme: I

$I = \frac{V}{R} = \frac{5}{10} = 0{,}5 \text{ A}$

Prúd v sériovom a paralelnom obvode

Typ obvodu	Prúd	Napätie
Sériový	Rovnaký všade	Delí sa medzi súčiastky
Paralelný	Delí sa medzi vetvy	Rovnaké vo všetkých vetvách

Prax: Batéria AA napájajúca žiarovku baterky

Jedna batéria AA má napätie 1,5 V. Malá žiarovka baterky má odpor asi 3 Ω. Pomocou Ohmovho zákona: I = V/R = 1,5/3 = 0,5 A. Tento prúd 0,5 A prechádza vláknom, zahreje ho na bielu žeravosť a vydáva svetlo — a to všetko z batérie, ktorú držíš v jednej ruke.

Prax: Elektrický zvonček

Tlačidlo zvončeka zatvára obvod — spája nízkonapäťový zdroj (zvyčajne 8–12 V AC) cez transformátor s bzučiakom alebo zvoncom. Keď stlačíš tlačidlo, prúd tečie a elektromagnet vo vnútri bzučiaka rozkmitá kovový pásik, čo vydáva zvuk zvonenia. Transformátor znižuje napätie siete na bezpečnú úroveň.

Prax: Štartér auta

12 V batéria auta pohliní veľký prúd cez štartovací motor na naštartovanie motora. Odpor motora je veľmi nízky (asi 0,1 Ω), takže podľa Ohmovho zákona: I = V/R = 12/0,1 = 120 A — obrovský nárast prúdu na niekoľko sekúnd. Preto musia byť štartovacie káble veľmi hrubé, aby sa neprehriali.

Tip Kde vidíš prúd a napätie v každodennom živote? Batérie AA, štartéry áut, nabíjačky mobilov, zvončeky a každý sieťový spotrebič — všetky využívajú V = IR!

Cvičné príklady

Cez rezistor 20 Ω tečie prúd 4 A. Aké je napätie na ňom?

Zobraziť odpoveď

V = I × R = 4 × 20 = 80 V

Napätie na žiarovke je 12 V a jej odpor je 6 Ω. Nájdi prúd.

Zobraziť odpoveď

I = V ÷ R = 12 ÷ 6 = 2 A

V paralelnom obvode, čo je rovnaké vo všetkých vetvách: prúd alebo napätie?

Zobraziť odpoveď

Napätie — rovnaké napätie pôsobí na každú paralelnú vetvu.