4.11 Elektrická práce a výkon stejnosměrného proudu

Prochází-li spotřebičem elektrický proud, mění se v něm elektrická energie na jiné formy energie:

- v elektromotoru se mění na energii mechanickou

- v topné spirále na energii vnitřní

- v žárovce na energii vnitřní a světelnou

Jestliže se ve spotřebiči za dobu t přemístí částice s celkovým nábojem Q, vykonají síly elektrického pole práci

W = U Q

Tato práce je mírou změny elektrické energie v jinou formu energie.

Pokud prochází spotřebičem o odporu R konstantní proud I, platí:

Q = I.t              U = R.I            

Jednotka práce:             [J]        joule

Joulovo teplo

Změna vnitřní energie spotřebičů způsobená průchodem elektrického proudu vede ke zvýšení jejich teploty.

Nedochází-li k jiným přeměnám elektrické energie (např. na energii mechanickou) je Joulovo teplo rovno práci elektrického proudu (viz výše).

Výkon elektrického proudu

Výkon elektrického proudu ve spotřebiči o odporu R spočteme:

Příkon spotřebiče je míra elektrické energie odebrané spotřebičem.

Výkon spotřebiče P' je míra práce, kterou spotřebič vykoná za 1 s.

Jednotka výkonu, příkonu:          [W]      watt

Účinnost spotřebiče

  [%]

např. topná spirála má 70%.

Termoelektrické jevy

a) Průchodem elektrického proudu kovem vzniká Joulovo teplo.

b) Přeměna elektrické energie na energii vnitřní závisí na velikosti proudu (ne na jeho směru).

c) Přeměna je nevratný děj, tj. kdybychom zahřívali samotný vodič zvenku tepelným zdrojem, nevznikne v něm elektrický proud.

d) Ve speciálních případech lze přeměnit vnitřní energii na energii elektrickou tzv. termoelektrické jevy.

e) Termočlánek – zdroj, ve kterém se přeměňuje vnitřní energie na energii elektrickou.

1. Seebeckův jev

Zahřívání spoje dvou různých kovů vznikne na jejich koncích elektrické napětí.

konstanta a závisí na použitých kovech.

Termočlánek se v praxi využívá hlavně pro měření teploty:

2. Peltiérův jev

Vytvoříme-li uzavřený obvod ze dvou kovů, potom průchodem elektrického proudu se bude ve spojích těchto kovů uvolňovat nebo pohlcovat teplo, v závislosti na směru proudu.