Az SI mértékegységrendszer alapmennyiségei és mértékegységei Alapn1ennyiség Mértékegység Használható nem SI Megjegyzés tnértékegység Megnevezése Jele Megnevezése Jele Megnevezése Uele) Hosszúság l n1éter m Tömeg m kilogram kg Idő 1 másodperc s nap ( d), óra (h), ld-24h, Hámori Zoltán (secundum) perc (min) 1 h=60min=3600s Hőmérséklet T kelvin K Celsius fok (°C) Hőmérséklet-különb- ség esetén 1 K = 1 °C Villa1nos ára1nerösség 1 a1nper A Fényerősség fv candela cd Anyag1nennyiség n mol mol Az elektrotechnika alapjai Kiegészitő mennyiségek Síkszög a, fi stb. radián rad fok (0 1°= ml80rad ) Térszög Ú) szteradián sr 9. ldadás Az elektrotechnikában használt fontosabb SI prefixumok fizikai mennyiségek jelölése és mértékegysége A prefixum A mennyiség A mértékegység elnevezése jele elnevezése jele Neve Jele Számértéke c Villamos töltés Q Coulomb exa E 1018 Villamos ára1nerösség 1 Amper A peta p 1015 Villamos feszültség, tera T 1012 potenciálkülönbség u Volt v giga G 109 Villamos térerősség E V/m tnega M 10' Villamos eltolás D C/m2 w kilo k 103 Villarnos energia, munka Joule J, V·A·s 2 Villamos teljesítmény p Watt W,V·A hekto h 10 1 Villamos ellenállás R Ohm Q deka da 10 s Villamos vezetés G Sie1nens deci d 10-1 e Kapacitás Farad F centi c 10-2 Mágneses térerősség H A/m milli m 10-3 Mágneses fluxus

· · hatnak. Az így keletkező ionok képeznek szabadon elmozduló töltéseket. <.-.·./<, ;_--;,:._,•,·>::-,,:.,.-„,/"<·;<<---·-"-'"'"''''',';';„• ----·-.-„;--;,/:---.-:;,;,-· ------- „- .--.;' ----- A vezető anyagok jellemzője, hogy egységnyi térfogatú részükben viszonylag sok A gyakorlatban coulomb nagyságú nyugvó töltések nem fordulnak elő, hiszen szabad töltéshordozó található a többi anyaghoz képest. 9 · l 09 N nagyságú villamos erőhatásokat nem tapasztalunk. Azokat az anyagokat, amelyekben a töltéssel rendelkező részecskék döntő többsé A proton és az elektron töltését elemi töltésnek nevezzük. Mivel proton-proton, ge helyhez kötött, szigetelőanyagoknak nevezzük. Ilyenek általában a nemfémes elektron-elektron és proton-elektron viszonylatban a kölcsönhatás azonos mértékű, anyagok (pl. az ún. műanyagok), a nem ionizált gúzok (pl. a levegő) és az ionokat ezért a protonok és elektronok töltését egyenlőknek tekintjük. Ezeknek a részecs nem tartalmazó folyadékok (pl. az olajok). kéknek a töltése rendkívül kicsi. Egy elektron töltése: 'Jökéletes, szabad töltéseket egyáltalán nem tartalmazó szigetelőanyag nincs, csak e =-l,6·10-19 e. ~;yezetőkhöz képest sok nagyságrenddel kevesebbet tartalmaznak egységnyi térfo Ebből következően 1 C töltés 6,24·1018 elektron vagy ugyanennyi proton töltésé !;atban. vel egyenlő. '"~~!vezetők jellemzője, hogy az egységnyi térfogatukban lévő szabad töltéshor A villamos kölcsönhatás, a töltés, a protonok és elektronok alapvető tulajdonsága, . ~ók száma a vezető és szigetelőanyagokra jellemző értékek közé esik. A félve amelyet megváltoztatni, megszüntetni nem lehet. ők anyaga lehet szilícium (Si), gennánium (Ge), szelén (Se) vagy egyes vegyü A gyakorlatban előforduló tárgyakban általában az elektronok és protonok száma ~k, pl. gallium-arzenid (GaAs), indium-foszfid (InP). egyenlő. Ebben az esetben a tárgyak villamos kölcsönhatást nem mutatnak. aj 1 + 2 lu ~ 2.1. ábra. A villamos áramkör részei J villamos energiaforrás; 2 fogyasztó (izzólámpa); 3 összekötő vezeték A villamos energiaforrás olyan energia-átalakító berendezés, amelyben a befekte tett energia töltésszétválasztást végez. A befektetett energia lehet mechanikai, ké miai, hő-, fényenergia stb. Így az energiaforrás pozitív pólusán elektronhiány, ne pólusán elektrontöbblet keletkezik. A szétválasztott töltések közötti vonzóha- eredményezi az energiaforrás feszültségét, amelyet megállapodás szerint min a pozitív saroktól a negatív sarok felé mutatónak tekintünk. „ -;:->>:-'-'-,,-"i_ __- ->-<:,;:,:·_:-: _<: --:_-:-,_--:_ -_-; -_>_'.-------"'.----_:--_<>_-_ -:-' ~-;"; --; __ :-·----: ':; /áfl!J'Jl~ ~pergiafgrf"áspofaritása nem ·változik. ..•. ;,•,,,,,,.,,,"'"'''''\•,'' M'"''·'·;• 0 amlás irányát az energiaforrás pozitív pólusán kifele mutatónak tekintjük, ez ellentétes az elektronok mozgásirányával. Ez a technikai áramirány. áram csak zárt áramkörben jöhet létre. Az áramlást elindíthatjuk az áram iktato'1t kapcsoló zárásával, ill. megszüntethetjük a kapcsoló nyitásával. 16 Az EGYENÁRAMÚ ÁRAMKÖRÖK ALAPTÖRVÉNYEI VILLAMOS ELLENÁLLÁS ÉS VEZETŐKÉPESSÉG 17 2.1. Villamos áramerősség Az ellenállás reciprokát vezetőképességnek nevezzük, jele G: _!_=G. A töltésáramlást mennyiségileg a villamos áramerősséggel jellemezzük. Az áram R erősségjele: I. A vezetőképesség mértékegysége a S (siemens). ' " , ' Az áramerősség a vezető .ker.esztmetszetén egységnyi idő alatt áthaladó töltés- mennyiség. _!_=S. n 1 S a vezetőképessége az 1 0. ellenállásnak. l=Q. t A vezető ellenállása annak anyagától, hosszától, keresztmetszetétől és hőmérsék Az áramerősség mértékegysége az A (amper). letétől függ. Állandó hőmérsékleten a vezető ellenállása egyenesen arányos az 1 hosszával, for lA= IC. dítottan arányos az A keresztmetszetével, az arányosságitényező p, - a vezető anya- 1s i gának fajlagos ellenállása: R = P ·A . Egy vezetőben 1 A az áramerősség, ha a vezető keresztmetszetén 1 s alatt 1 C töltés halad át. A fajlagos ellenállás az egységnyi hosszú és egységnyikeresztmetszetű anyag ellenállása. 2.2. Villamos ellenállás és vezetőképesség Mértékegysége az előző összefüggés alapján határozható meg: R·A A töltések áramlását az áramkörben lévő anyagok akadályozzák, korlátozzák. Ezt a p= l . hatást fejezzük ki a villamos ellenállás fogalmával. Az ellenállás jele: R. O.·m2 A~ áramkör két p:Ontja kÖiötti ellenállás alatt a két pont közötti feszültség és az --=0.m. ott folyó áramerősség hányadosát értjük. m gyakorlatban a vezetők keresztmetszetét sokszor mm2-ben mérik, ezért gyakran Másképpen, az ellenállás a két pont közötti egységnyi áramerősséget létrehozó ' n feszültség: l a'l ko z h atunk a f aJ' la gos e 11 ena'1 1a' s mm- me, rte'k e gyse, ge, ve1 1. s. m R=U. I jó vezető anyagok fajlagos ellenállása kicsi, a szigetelőanyagoké nagy értékű. A í)les vezetők ellenállása jó közelítéssel egyenesen anínyos a hőmérséklettel, a Az ellenállás mértékegysége az 0. (ohm). }fémes anyagoké pedig azzal fordítottan arányos. A" megváltozott ellenállást a getkcző összefüggéssel számíthatjuk: H2=~. !A R = R + R, · a·(Tz -7;)= R ·(1 +a·LIT), 2 1 1 Az áramkör két pontja között 1 0. az ellenállás, ha ott 1 V feszültség hatására 1 A tf:1 a hőmérséklet megváltozása előtti ellenállás, a a hőmérsékleti együttható erősségű áram folyik. &:iellemz6), a LIT = T-T a hőmérséklet megváltozása. Néhány anyag fajla 2 1 Az ellenállás kifejezést áramkorlátozó alkatrészek megnevezésére is használják. !fc;nállása és hőmérsékleti együtthatója, 20 °C hőmérsékleten, a 2.1. táblázat hat6.

Az elektrotechnika alapjai

Similar Az elektrotechnika alapjai