Az elektromos töltést leíró fizikai mennyiség előjeles, skaláris mennyiség.
Jele: Q,mértékegysége a coulomb, a jele C (coulomb), 1C (coulomb) = 1 As
|
Áramfajták:
Egyenáram: (angolul: Direct Current/DC)
Az elektromos áramot akkor nevezzük egyenáramnak, ha az áramkörben a töltéshordozók állandó vagy változó mennyiségben, de egyazon irányban haladnak. Jele: =
Váltakozó áram: (angolul: Alternating Current/AC)
Az olyan villamos áramot, amelynek erőssége és iránya periodikusan változik, váltakozóáramnak nevezzük. Jele: ~
|
Feszültség:
Az elektromos tér egy adott pontjához viszonyított munkavégző képességet potenciálnak, két pont munkavégző képességének különbségét potenciálkülönbségnek vagy feszültségnek nevezzük.
Az elektromos feszültség vagy potenciálkülönbség jele: U, mértékegysége a volt, amelynek a jele: V (volt).
1 V olyan vezető két pontja közötti elektromos feszültség, amelyben 1 A állandó erősségű áram folyik, ha az áram teljesítménye e két pont között 1 W.
|
Ohm törvény:
Ohm törvénye kimondja, hogy a vezetőn keresztül folyó áram mértéke egyenesen arányos a feszültséggel, és fordítottan arányos a vezető ellenállásával.
Az arányossági tényező maga az ellenállás, melyet hasonlíthatnánk a közegellenálláshoz is. Minél nagyobb az ellenállás, annál kisebb lesz a létrejövő áramerősség, és minél kisebb az ellenállás, annál nagyobb lesz a keletkező áram, hiszen a töltéshordozók mozgása kevésbé akadályozott.
Másképp megfogalmazva: egy fogyasztó két kivezetése közt mérhető feszültség és a fogyasztón áthaladó áram erőssége között egyenes arányosság van.
Az ellenállás jele: R, mértékegysége az ohm, melynek a jele: Ω (omega).
R= U
I
|
 |
|
/ Ideális esetben, amikor nincs vezeték, és generátor belső ellenállás... /
UR = 12V
IR = 0.2A /200mA/
R = ?
R= Ur = 12V = 60 Ω
Ir 0.2A
|
Kirchhoff I: (csomóponti törvény)
Párhuzamosasn elágazó áramkörben a csomópontba befolyó áramerősségek összege megegyezik a csomópontot elhagyó áramerősségek összegével.
I = I1 + I2 + I3 + Ix...
|
 |
 |
|
Egy csomópontba befolyó és kifolyó áramok:
I1 + I2 - I3 - I4 - I5 = 0
Átrendezve:
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
IR1 = 1A
IR2 = 1A
IR3 = ?
A képen látható hogy IR1 és IR2 befolyó áram, akkor IR3 kifolyó áram lesz.
IR3 = IR1 + IR2 = 1A +1A = 2A |
Kirchhoff II: (hurok törvény)
Bármely zárt hurokban az áramköri elemeken lévő feszültségek előjeles összege nulla. |
Egy összetett áramkörből kiemelt hurok |
Válasszunk a példaként szereplő hurokban egy kiinduló csomópontot, A-t és egy körüljárási irányt, például az óramutató járásának megfelelően! Az A csomópontból kiindulva, és a választott körüljárással egyező irányú feszültségeket pozitívnak véve írható:
U1 + U2 - U3 + U4 - U5 = 0
U1 = 5V
U2 = 4V
U3 = 2V
U4 = 3V
U5 = ?
U1 + U2 - U3 + U4 - U5 = 0 Ebből: U1 + U2 - U3 + U4 = U5 Ebből: 5V + 4V - 2V + 3V = U5 ==> 10 = U5
|
Kétpólus soros kapcsolása:
Azt mondjuk, hogy két kétpólus sorba van kapcsolva, ha egy-egy kivezetésükkel össze vannak kötve.
Kétpólusnak a villamos hálózatok két kivezetéssel rendelkező elemeit nevezzük. |
 |
|
A soros kapcsolás egyik fő jellemzője az, hogy a sorba kapcsolt elemeken azonos áram folyik keresztül.
Az ábra jelöléseivel: Ig1 = Ig2
A soros kapcsolás másik jellemzője az, hogy a sorosan kapcsolt elemeken az eredő feszültséget az elemeken eső részfeszültségek (előjelhelyes) összegeként számíthatjuk.
A két generátor eredő feszültsége a huroktörvény alapján: UAB = Ug1 + Ug2
A két feszültséggenerátort helyettesíthetjük egyetlen eredő feszültséggenerátorral amelynek forrásfeszültsége a két generátorfeszültség összege.
Uge = Ug1 + Ug2 |
Kétpólus párhuzamos kapcsolása:
Azt mondjuk, hogy két kétpólus párhuzamosan van kapcsolva, ha mindkét kivezetésükkel össze vannak kötve. Ha több kétpólus van mindkét kivezetésével összekötve, akkor azt mondjuk, hogy mindegyik párhuzamos kapcsolásban van egymással. |
 |
|
Párhuzamosan kapcsolt elemeken a feszültség azonos: U1 = U2
Ez belátható, ha a két párhuzamosan kapcsolt elem által alkotott hurokra alkalmazzuk Kirchoff huroktörvényét.
Párhuzamosan kapcsolt elemeken az eredő áramot az egyes ágak vagy áramának előjelhelyes összegeként számíthatjuk: I = I1 + I2
Ez belátható, ha pl. a B csomópontra pontra alkalmazzuk Kirchoff csomóponti törvényét.
U1 = 12V
U2 = ?
I1 = 200mA
I2 = 2A
I = ?
U2 = U1 = 12V
I = I1 + I2 = 0.2A + 2A = 2.2A
|
Ellenállások soros kapcsolása:
Ha néhány ellenállást sorbakötünk, akkor a soros kapcsolás tulajdonságai alapján azt mondhatjuk, hogy:
|
 |
|
Az ellenállásokon ugyanakkora áram folyik át: Ie = I1 = I2 ... = In
Az ellenállásokon eső feszültség összeadódik: Ue = U1 + U2 ... + Un
Az ellenállások értéke összeadódik: Re = R1 + R2 ... + Rn
R1 = 150Ω
U1 = 30V
U2 = 60V
R2 = ?
Ie = I1 = I2 = U1 = 30V = 0.2A
R1 150Ω
R2 = U2 = 60V = 300Ω
I2 0.2A |
Ellenállások párhuzamos kapcsolása:
Párhuzamosan kapcsolt ellenállások is helyettesíthetők egyetlen eredő ellenállással.
|
 |
|
Kirchhoff csomóponti törvénye A csomópontra: Ie = I1 + I2
Kirchhoff huroktörvénye szerint a kétpóluson eső feszültség azonos: Ue = U1 = U2
Az Re ellenállás értéke:
Re = R1 * R2
R1 + R2
R1 = 220Ω
R2 = 470Ω
Re = ?
Re = R1 * R2 = 220Ω * 470Ω = 149.85Ω
R1 + R2 220Ω + 470Ω |
Feszültségosztó:
Két ellenállás sorba kapcsolásával feszültségosztót alakíthatunk ki. |
 |
|
A tápláló feszültség megoszlik az R1 és R2 ellenállások között, innen származik a feszültségosztó elnevezés. Feszültségosztóban a feszültség az ellenállásokkal egyenes arányban oszlik meg.
Ug = 30V
R1 = 100Ω
R2 = 200Ω
U2 = ?
I = Ug = 30v = 0.1A
R1 + R2 100Ω + 200Ω
U2 = I * R2 = 0.1A * 200Ω = 20V |
Lenz törvény:
Ha a vezető hurokban vagy tekercsben feszültség indukálódott, akkor a hurokban áram folyik. Az indukált feszültség iránya mindig olyan, hogy ztárt vezetőben az általa létrehozott áram körül keletkező mágneses terével akadályozni igyekszik az őt létrehozó indukáló folyamatot. |
U = -N * dΦ
dt
|
|
U : indukált feszültség
N : tekercs menetszáma
dΦ/dt : a mágneses tér fluxusának változási sebessége |
|
