Kde a k čemu se stejnosměrný proud používá, co to je a jak funguje, zdroje proudu

Pravděpodobně se každý člověk od dětství naučil, že elektrický proud je něco, z čeho fungují téměř všechna zařízení v domě. Mnoho lidí si elektřinu spojuje s jasným bleskem na obloze, jiní ji spojují s elektrickou zásuvkou a naivní dětskou touhou strčit do ní prst.

Elektrický proud lze popsat jako uspořádaný pohyb elektrických částic (elektronů, iontů nebo děr). Tato definice je však správná jen částečně, protože elektrický proud lze rozdělit na dva typy:

• Variabilní. V průběhu času takový proud mění svůj směr nebo velikost.
• Konstantní. Nemění se ve velikosti a směru.

Abyste lépe pochopili, který typ se kde používá, je třeba si představit zásuvku a do ní vloženou nabíječku smartphonu. V zásuvce protéká střídavý proud, který se průchodem nabíječkou, respektive napájecím zdrojem, přemění na stejnosměrný, kterým nabíjíme náš smartphone. Téměř v každém domácím zařízení se střídavý elektrický proud pomocí speciálních usměrňovačů přeměňuje na stejnosměrný a zařízení již fungují na stejnosměrný proud. Tak je možné odpovědět na otázku, kde se používá stejnosměrný proud - téměř ve všech elektronických zařízeních.

Zdá se, proč je tedy v zásuvkách a elektrických vedeních střídavý proud? Odpověď je jednoduchá - z důvodu nižších energetických ztrát, což by v případě konstanty bylo prostě gigantické.

Zvažme stejnosměrný proud podrobněji.

Konstantní proud

K zodpovězení otázky, jaký proud se nazývá konstantní, postačí přečíst si výše uvedenou obecnou definici elektrického proudu a krátkou definici stejnosměrného proudu. Stejnosměrný proud je tedy uspořádaný pohyb elektrických částic, při kterém tyto částice nemění svůj směr a velikost proudu se nemění.

Tento jev lze také popsat šířeji na základě fyzikálních procesů probíhajících v tomto případě. Každý si jistě ze školního kurzu fyziky pamatuje pojem „plus“ a „mínus“, tedy pojem pólů nabitých opačnými náboji. Abyste pochopili proces toku našeho elektrického proudu, můžete si představit běžnou prstovou baterii a drát, který se na jednom konci připojuje ke kladnému pólu a ostatní - s negativním (toto je v praxi extrémně nežádoucí, protože může dojít k poškození zdroje energie a v případě velkých baterií dokonce k popálení a zranění).

Jakmile je tedy druhý konec drátu uzavřen, tedy připojen ke pólu, okamžitě se v obvodu objeví pohyb elektronů. Z negativního pólu, tedy pólu, na kterém je přebytek elementárních elektrických nábojů, budou tyto náboje proudit ke kladnému pólu, kde je naopak deficit. Můžeme říci, že tento pohyb je navržen tak, aby vyrovnal počet nábojů na obou stranách. Kdy se to stane, elektrony se přestanou pohybovat, to znamená, že se baterie vybije.

Jak se označuje proud a Ohmův zákon

Pokud vezmeme v úvahu výše popsaný příklad s baterií z hlediska fyziky, objeví se v něm tři složky - síla proudu, napětí a odpor. Když už mluvíme o tom, jak se označuje stejnosměrný proud, je myšlena právě síla proudu. Označuje se písmenem I. Napětí je U a odpor R.

Tyto tři charakteristiky tvořily základ nejslavnějších v elektrotechnice a nenahraditelné v téměř všech výpočtech elektrických obvodů zákona, nazývaného Ohmův zákon, na počest svého vzniku. Mimochodem, odporové jednotky nesou stejný název - Ohmy.

Tento zákon zní následovně - síla proudu I je přímo úměrná napětí U a nepřímo úměrná odporu R: I = U / R.

Na měření všech výše uvedených veličin existují speciální přístroje. Pro proud - ampérmetr, pro napětí - voltmetr, pro odpor - voltmetr. Sílu proudu můžete například změřit, pokud zapojíte ampérmetr do série s prvkem, na kterém musíme najít zadanou charakteristiku. Existují zařízení, která kombinují všechny výše uvedené měřicí přístroje - multimetry.

Zásoby energie

K napájení jednoho nebo druhého zařízení je nutné použít speciální prostředky - zdroje stejnosměrného proudu. Tato zařízení, nazývaná také napájecí zdroje, se nacházejí téměř v každém elektronickém zařízení, od televizorů po nabíječky telefonů.

Takové zdroje lze klasifikovat takto:

1. Galvanické články. Jedná se o každému známé dobíjecí baterie, které fungují pomocí chemické reakce, která probíhá uvnitř baterie.
2. Generátory. Zařízení, která přeměňují mechanickou energii na elektrickou pomocí elektromagnetické indukce.
3. Usměrňovače. Nejčastěji používaná zařízení ve spotřební elektronice. Přeměňují střídavý proud ze zásuvky na stejnosměrný proud.

Tuto klasifikaci lze rozdělit na další podkategorie, konkrétnější a univerzálnější. Volba napájecího zdroje závisí na typu použití přístroje, kde bude použit.