Principy (63.) Podivuhodné měření 1.díl
reklama
Když si chceme něco odvážit na obyčejné rovnoramenné váze,
dáme předmět na jednu misku a na druhé jej vyvážíme závažím. Všechno je nám
jasné.
S elektřinou je to trochu horší. Měřte něco, co není vidět.
Počítejte, jak silný proud prochází žárovkou, když vidíte jenom rozžhavené
vlákno. Na štěstí elektřina se všelijak projevuje navenek. Poznali jsme už její
účinky magnetické, tepelné, chemické a silové. Toho všeho se dá použít ke
konstrukci měřicích přístrojů. Některé z nich jsme už poznali.
Když chceme určit velikost proudu, procházejícího nějakým
přístrojem, zapojíme k němu do série ampérmetr.
Tím je zajištěno, že
stejný proud protéká jak oním přístrojem, tak i ampérmetrem.
Velikost napětí připojeného na svorky nějakého přístroje
měříme voltmetrem. Zapojíme jej paralelně k měřenému přístroji, na stejné
svorky. Tím máme zaručeno, že měříme stejné napětí, jaké je k přístroji
připojeno.
Mnohokrát jsme už slyšeli také o výkonu nějakého zařízení,
ať už motoru, žárovky nebo parní lokomotivy. Co si však máme pod
tímto pojmem představit?
Základem všeho je práce. Máme třebas za úkol vyprázdnit vodní
nádrž s obsahem mnoha tisíc litrů vody. Jsou na vybranou dvě pumpy, malá a
velká. Vyprázdnění malou pumpou potrvá třeba 100 hodin. Velkou pumpou
vyprázdníme
nádrž za 10 hodin. Vidíme hned, že veliká pumpa je výhodnější, výkonnější. K
témuž výsledku přijdeme, když si srovnáme práci, kterou vykoná každá pumpa za
stejnou dobu, na příklad za vteřinu. Malá pumpa čerpá za vteřinu 1 litr vody, velká pumpa 10 litrů. Velká
pumpa je tedy výkonnější, má desetkrát větší výkon než malá pumpa. Z toho
vidíme, že výkon je práce vykonaná za jednu vteřinu.
Mechanickou jednotkou výkonu je kilogrammetr za vteřinu,
značený kgm/sek. Takového výkonu dosáhneme, když zvedneme závaží velikosti 1 kg
do výše 1 metru za 1 vteřinu.
A jak je to s elektřinou? Elektrický výkon nutně musí růst se
zvětšujícím se proudem i napětím. Vzpomeňme si jen na vodní nádrž, z níž vytéká
voda na mlýnské kolo. Jistě bude výkon tím větší, čím bude nádrž výše a čím víc
vody bude vytékat. Výkon je zde dán součinem obou hodnot. Proto i u
elektrického výkonu můžeme psát:
elektrický výkon = elektrické napětí X elektrický proud
Jednotkou výkonu je tedy voltampér, který dostal jméno watt. Značka je VA a W. Jednotka byla pojmenována po J. Wattovi. James Watt byl universitní mechanik, který se vlastní pílí vypracoval na znamenitého inženýra. Sestrojil prvý parní stroj, který byl technicky dokonalý. Podle rovnice výkonu platí, že:
1 VA = 1 W = 1 V.1 A,
neboli 1 voltampér nebo 1 watt je výkon proudu velikosti 1 ampéru a napětí
velikosti 1 voltu.
U střídavého proudu to však není tak jednoduché. Víme, jak se okamžité
hodnoty střídavého napětí i proudu ustavičně mění. Pohybují se mezi největší
hodnotou kladnou a největší hodnotou zápornou. A může se stát, že tyto změny neprobíhají stejně u proudu a napětí.
Napětí má například hodnotu maximální a proud je v témž okamžiku nulový. Pak ovšem elektrický výkon, který je jejich součinem, je v tomto okamžiku nulový. Když si napětí a proud znázorníme
šipkami, vypadá to, jako by se jedna z nich za druhou opožďovala nebo ji předbíhala. Je mezi nimi jakýsi úhel, krajně podezřelý. Tady už asi nebude výkon jen prostým součinem proudu a napětí.Reloaded Ladislav Smrz 1956
TEXT Z OBLASTÍ | SOUVISEJÍCÍ KONTAKT |
---|---|