Pl. fémek, szén, csapvíz, emberi test Szigetelő anyag: Amelyben a töltések nehezen tudnak elmozdulni. üveg, műanyag, desztillált víz, száraz fa Az elektromos vezetékeket ezért úgy készítik, hogy a fémet (általában réz) szigetelő műanyaggal veszik körül. Földelés: Ha egy test vagy tárgy elektromos töltését meg akarjuk szüntetni, akkor vezetékkel összeköthetjük a földdel, ahova a vezeték a töltését levezeti így a test semlegessé válik. Így működik a villámhárító is. Akkor nagyobb az áramerősség, ha ugyanannyi idő alatt több töltés halad át a vezetőn, vagy ugyanannyi töltés rövidebb idő alatt halad át a vezetőn. Képletben: Elektromos áramkör Áramforrás: Olyan berendezés, amely tartósan képes elektromos áramot fenntartani. elem, akkumulátor, épületekben elektromos hálózat Fogyasztó: Olyan berendezés, amelyben az áram hatására olyan változás jön létre, amelyet valamilyen célra használunk. P. lámpa, elektromos fűtőtest, elektromos motor, elektromos háztartási eszközök Egyszerű áramkör: Vezetékekkel összekötött áramforrás és egy fogyasztó.
Kimutatható, hogy ha egy fogyasztón U feszültség hatására t ideig I áram folyik, akkor a végzett villamos munka: W = U*I*t Galvánelem 1 Ha hígított kénsavban réz- és cink lemezt helyezünk el, a vegyi hatás következtében a rézlemezből elektronok lépnek ki a kénsavba, így a réz pozitív töltésűvé válik. A horganylemez viszont elektronokat vesz fel a kénsavból, így negatív töltést kap. A galvánelem e töltéseket szétválasztó hatása az elektromotoros erő. A szétvált különnemű töltések vonzzák egymást, de a galvánelemen belül – az elektromotoros erő szétválasztó hatása miatt – nem tudnak kiegyenlítődni. Galvánelem 2 Ha azonban a galvánelem kapcsait egy vezetővel összekötjük, a vezetőben lévő elektronokra ill. ionokra a kapcsok töltésének megfelelően vonzó- ill. taszítóerő hat, így a vezetőben villamos áram alakul ki. Az áramló villamos töltések munka végzésére alkalmasak, azaz a galvánelem a benne felhalmozott vegyi energiából villamos energiát állít elő. Leclanché-elem Egy üveg serlegben helyezik el a szénrúdból készített pozitív elektródot.
Az arányossági tényező a vezető anyagi minőségére és geometriai méreteire jellemző fizikai mennyiség, a vezető ellenállása. Jele: R U R= M. : Ω (ohm) I Az ellenállás skalár mennyiség. - Tapasztalat szerint növekvő hőmérséklettel a fémek és a legtöbb fémötvözet ellenállása nő, a szén, a konstantán ötvözet, a félvezetők és az elektrolitok ellenállása viszont csökken. - Az anyagok elektromos ellenállása függ még a mechanikai igénybevételtől és a mágneses mezőtől is. - Az ellenállás szó az elektromosságtanban többféle értelemben is használatos. Jelenti a fogyasztót, tehát az alkatrészt, amelyben az elektromos mező energiája fogy, és átalakul U más energiává. De ellenállásnak nevezzük az R = összefüggéssel értelmezett fizikai I mennyiséget is, amely a vezető töltésáramlást akadályozó tulajdonságának mennyiségi jellemzésére szolgál. A tapasztalat szerint elektromos áram csak zárt körben folyhat. A ZÁRT ÁRAMKÖR RÉSZEI: Æ ÁRAMFORRÁS Æ FOGYASZTÓ Æ VEZETÉK Az áramforrások olyan berendezések, amelyekben mechanikai, hő, kémiai, vagy fényenergia alakul át elektromos energiává.
Ha két különböző potenciálú helyet vezetővel kötünk össze, akkor a töltések áramlása megindul a nagyobb potenciálú hely felöl a kisebb potenciálú hely felé. Az elektromos áram a töltéshordozók rendezett egyirányú mozgása. Az elektromos áramot akkor nevezzük egyenáramnak (angolul Direct Current/DC), ha az áramkörben a töltéshordozók állandó vagy változó áramerősséggel, de egyazon irányban haladnak. A töltések rendezett mozgása elektromos mező hatására jön létre. A fémekben negatív töltésű elektronok, az elektrolitokban pozitív és negatív töltésű ionok végeznek rendezett mozgást. Az [elektromos áram]? ot mérőiránnyal szokás ellátni. Az áram fizikai mérőiránya a negatív töltések tényleges haladási irányával azonos. Egyenáram előállítható váltakozó áramú áramforrásokból is diódás egyenirányítással. Az elektromos egyenáram erőssége, a vezető keresztmetszetén 1 mp alatt áthaladó töltések mennyisége: I = Q/t, Ahol I: az áramerősség, mértékegysége = A (amper), Q: töltés, mértékegysége = C (Coulomb), t: idő, mértékegysége = mp (másodperc) (Forrás: Wikipedia)
masszírozógép). 24 volt – akkumulátorról, jellemzően teherautókban használatos feszültségszint. Váltakozó feszültség: 110 volt – például az Amerikai Egyesült Államokban használt szabványos háztartási feszültségszint. 230 volt – szabványos feszültségszint háztartási felhasználásra a világ nagy részén, többek között Magyarországon. 400 volt – Magyarországon szabványos ipari felhasználásra szánt feszültségszint, úgynevezett ipari áram. 3 fázisú hálózat, jellemzője, hogy a 400 voltos feszültségkülönbség 2 különböző fázis között mérhető, a nulla vezetőhöz képest fázisonként 230 voltot kapunk. Felhasználása: ipari szerszámgépek (fűrészgép, elektromos hegesztő, gépjármű emelő stb., háztartásokban is előfordul, például elektromos fűtés esetén hőtárolós kályhákban. Nagyfeszültség: Az elektromos áram [erőmű]? vektől az [elosztóhálózat]? okon, és az [áramszolgáltató]? kon keresztül a fogyasztókhoz történő szállítására szolgál. Szabványos nagyfeszültségű szintek Magyarországon: 3, 6, 10, 20, 35, 120, 220, 400 és 750 kV.
Az ellenállások helyettesíthetőek egy olyan ellenállással (eredő ellenállás), amelynek értéke a sorba kapcsolt ellenállások összege. Re = R1 + R2 Fogyasztók, ellenállások párhuzamos kapcsolása Ha az ellenállásokat párhuzamosan kapcsoljuk, akkor a rájuk kapcsolt feszültség azonos lesz. Az áram megoszlik közöttük úgy, hogy a csomópontban szétoszló áramok összege azonos lesz a főágban folyó árammal (I = I1 + I2). Az eredő ellenállás értéke kisebb lesz mindkét ellenállás értékénél. Az áram hatásai Hőhatás Az áramló részecskék beleütköznek a többi részecskébe, ezért azok gyorsabb rezgőmozgást végeznek, az anyag felmelegszik. A világító fogyasztók is általában az áram hőhatása miatt világítanak, pl. az izzólámpa az izzószál világít (és melegszik). Példák az áram hőhatásának felhasználására: hősugárzó, izzólámpa, melegítő háztartási eszközök (vasaló, mosógép, hajszárító, stb... ) Mágneses hatás Az áramot vezető tekercs körül mágneses tér alakul ki, a tekercs úgy viselkedik, mint egy mágnes.