1
ELEKTRICKÉ OBVODY
Elektrický proud v kovech
Magnetické pole elektrického proudu
Rozvětvený elektrický obvod
vypracovala: Mgr. Darina Březinová
Úvod
Prezentace slouží jako podpůrný materiál do vyučovacích
hodin fyziky s tématem Elektrické obvody.
Je složena z textu – převážně textu, který si žáci zapisují do
sešitu, z příkladů a otázek k procvičení učiva, z obrázků,
schémat, animací, odkazů na články a videa týkající se
tématu.
Svou skladbou doplňují přípravy do vyučovacích hodin,
uvedených v závěrečné práci CŽV – Elektrické obvody ve
výuce fyziky na ZŠ.
Pozn.
Pro lepší orientaci je text, který si budou žáci zapisovat do sešitu, označen modře.
2
Obsah
1. Elektrický proud v kovech
 Sestavení elektrického obvodu
 Elektrický proud a napětí
 Vodiče elektrického proudu. Elektrické izolanty
 Zahřívání vodiče při průchodu el. proudu
 Tepelné elektrické spotřebiče
 Pojistka
2. Magnetické pole elektrického proudu
 Magnetické pole cívky s proudem
 Jak můžeme měřit proud
 Elektromagnet
 Užití elektromagnetu
 Elektrický zvonek
3. Rozvětvený elektrický obvod
 Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
 Bezpečné zacházení s elektrickým zařízením
 První pomoc při úrazu elektrickým proudem
Elektrické obvody
 Jaký by byl život bez elektrického proudu, bez elektrických
spotřebičů?
Představ si a popiš svůj běžný den od rána do večera bez
elektrických spotřebičů.
3
Elektrický obvod
ELEKRICKÝ OBVOD
Elektrickým obvodem rozumíme vodivé spojení několika
elektrických součástek.
Aby elektrickým obvodem procházel elektrický proud,
musí být splněny podmínky:
 obvod musí být uzavřen (vodivě spojen)
 obvod musí obsahovat zdroj napětí
Elektrický obvod - schéma
 ke znázornění elektrického obvodu se používají
schematické značky
4
Př. Zakresli elektrický obvod složený z vodičů, monočlánku,
žárovky a uzavřeného spínače.
např.
Př. Zakresli elektrický obvod složený z vodičů, ploché baterie,
zvonku a otevřeného spínače.
např.
Elektrický obvod - schéma
Elektrický obvod - schéma
Př. Jaké podmínky musí být splněny, aby elektrickým
obvodem procházel elektrický proud? Jsou tyto podmínky
splněny v obvodech na obrázcích?
Zdroj: Fyzika pro 6. ročník ZŠ (Kolářová, Bohuněk)
5
Sestavení elektrických obvodů
Př. Sestav elektrický obvod složený z vodičů, monočlánku,
žárovky a spínače.
Př. Sestav elektrický obvod složený z vodičů, ploché baterie,
zvonku a spínače.
Př. Sestav elektrický obvod dle schématu:
Elektrický proud a elektrické napětí
ELEKTRICKÝ PROUD, ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ
 Elektrický proud
André Marie Ampere – francouzský fyzik a matematik, jako první
rozlišil pojmy elektrický proud a elektrické napětí
značka: I
jednotka: ampér (značka A)
 Elektrické napětí
Alessandro Volta – italský fyzik, jeden ze zakladatelů nauky o
elektrickém proudu
značka: U
jednotka: volt (značka V)
zdroj: 1url.cz/St84b
zdroj: 1url.cz/ctJej
6
Elektrický proud a elektrické napětí
Elektrický článek nebo baterie jsou zdroji elektrického
napětí.
např. el. článek má napětí 1,5 V
plochá baterie 4,5 V
zásuvka 230 V zdroj: 1url.cz/bt849
zdroj: 1url.cz/Ut84P
zdroj: 1url.cz/Tt84c
zdroj: 1url.cz/Bt84n
zdroj: 1url.cz/6t846zdroj: 1url.cz/Mt84Y
Elektrický proud a elektrické napětí
Př. Sestav elektrický obvod z vodičů, spínače, monočlánku a
žárovky.
Pak vyměň zdroj za větší např. za plochou baterii.
Všímej si jasu žárovky a zakresli schémata obou obvodů.
Větší napětí zdroje vyvolává v daném obvodu
větší proud.
7
Vodiče a izolanty
 Látky, které vedou elektrický proud, se nazývají vodiče.
 Látky, které nevedou elektrický proud, se nazývají izolanty.
vodiče izolanty
železo
papír
textil
destilovaná voda vlhký textil
dřevo
zlato
měď
sklo
člověk
plast
guma
Vodiče a izolanty
proud (dle ampérmetru) žárovka
prázdná nádoba
destilovaná voda
dest. voda + 2lžicky NaCl
dest. voda + 4lžicky NaCl
proud (dle ampérmetru) žárovka
0 A nesvítí
0 A nesvítí
… A svítí
… A svítí jasněji
8
Vodiče a izolanty
 Elektrický proud vedou i některé vodné roztoky. Proto je
nebezpečné při používání s elektrickými zařízeními
používat vlhké izolanty nebo např. zpocené ruce.
 I vzduch se stává za určitých podmínek vodičem, např.
blesk.
zdroj: 1url.cz/6t84xzdroj: 1url.cz/wt848
Vodiče a izolanty
Námět pro žáky na samostatně vypracovaný referát
 http://www.converter.cz/fyzici/divis.htm
 https://cs.wikipedia.org/wiki/Prokop_Divi%C5%A1
 http://www.e-fyzika.cz/fyzici/prokop-divis.php
Dokument o blesku
 https://www.youtube.com/watch?v=wLB-68e6nGo
9
Vodiče a izolanty
Otázky a úkoly k opakování
 Uveď 5 vodičů.
 Uveď 5 izolantů.
 Z jakých látek se vyrábí ochranné držadla na nářadí?
 Jakou látkou jsou obaleny přívodní kabely u spotřebičů?
 Proč nesmíme otírat mokrým hadrem elektrickou
zásuvku?
 Proč nesmíme mokrýma rukama zapojovat kabel
spotřebiče do elektrické zásuvky?
 Je vzduch elektrický vodič nebo izolant?
Zahřívání elektrického vodiče při průchodu
elektrického proudu
ZAHŘÍVÁNÍ VODIČE PŘI PRŮCHODU PROUDU
Prochází-li vodičem elektrický proud , vodič se zahřívá.
Prochází-li elektrickým obvodem větší elektrický proud,
zvýší se teplota vodičů v obvodu za stejnou dobu více.
10
Tepelné elektrické spotřebiče
Toho, že se vodiče při průchodu elektrického proudu
zahřívají, se využívá v tepelných elektrických spotřebičích,
které se používají v domácnosti, např. fén, trouba, el.
vařiče, žehlička, teplomet…
zdroj: 1url.cz/wt847
zdroj: 1url.cz/bt84y
zdroj: 1url.cz/0t84m
zdroj: 1url.cz/7t84A
Pojistka
 https://phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics/electricity-
magnets-and-circuits
11
Pojistka
POJISTKA
Ke zkratu může dojít např. dotykem přívodních vodičů.
Obvodem začne procházet velký elektrický proud, vodiče
se začnou zahřívat a hrozí nebezpečí požáru.
Pojistka
K ochraně elektrického obvodu proti zkratu slouží
elektrické pojistky a jističe. U pojistky se vlivem tepla
roztaví tenký drátek a tím se elektrický obvod přeruší.
schematická značka:
Po přetavení drátku se musí pojistka
nahradit novou.
obrázky převzaty z učebnice Fyzika pro 6. ročník ZŠ (Kolářová, Bohuněk)
12
Pojistka
Předejít zkratu můžeme i použitím jističe. Jističe se nemusí
vyměňovat, stačí je pouze zpátky nahodit (zapnout).
zdroj: 1url.cz/Yt8DK
zdroj: 1url.cz/vt8Dz
zdroj: 1url.cz/Nt8DM
zdroj: 1url.cz/Tt8Dt
zdroj: 1url.cz/rt8DL
Magnetické pole cívky s proudem
Př. Sestav elektrický obvod ze zdroje, žárovky, spínače a
spojovacích vodičů. Spojovací vodič přidrž nad ustálenou
magnetkou. Zapni spínač. Co se stane?
13
Magnetické pole cívky s proudem
 sestav elektrické obvody dle schémat a zakresli polohu
magnetky po sepnutí spínače
MAGNETICKÉ POLE CÍVKY S PROUDEM
V okolí vodiče s elektrickým proudem je magnetické pole.
Silnější magnetické pole získáme vytvořením cívky – vodič
navinutý na izolantu
schematická značka:
Magnetické pole cívky s proudem
14
Magnetické pole cívky s proudem
Prochází-li elektrický proud cívkou, na jejích koncích
vzniká severní a jižní pól. Vyměníme-li svorky zdroje
napětí v obvodu, vymění se i póly cívky.
Magnetické pole je i uvnitř cívky.
Magnetické pole cívky s proudem
Tohoto jevu využíváme u přístroje – galvanometru.
Galvanometrem zjišťujeme, zda elektrickým obvodem
prochází elektrický proud.
Čím větší elektrický proud prochází, tím je výchylka ručky
galvanometru větší.
obrázky převzaty z učebnice Fyzika pro 6. ročník ZŠ (Kolářová, Bohuněk)
15
Elektromagnet
ELEKTROMAGNET
Cívka s jádrem z magneticky měkké oceli se stává v
uzavřeném obvodu dočasným magnetem.
Cívku s jádrem nazýváme elektromagnet.
obrázky převzaty z učebnice Fyzika pro 6. ročník ZŠ (Kolářová, Bohuněk)
Elektromagnet
Čím větší proud prochází obvodem, tím silnější je
magnetické pole elektromagnetu.
16
Elektromagnet
magnet elektromagnet
Kdy je kolem magnetu magnetické
pole?
stále
jen pokud
prochází cívkou
elektrický proud
Můžeme změnit póly magnetu? ne
ano,
vyměníme-li svorky
napětí
Můžeme zesílit nebo zeslabit účinky
magnetického pole?
ne
ano,
změnou proudu
procházejícího cívkou
magnet elektromagnet
Kdy je kolem magnetu magnetické
pole?
Můžeme změnit póly magnetu?
Můžeme zesílit nebo zeslabit účinky
magnetického pole?
Užití elektromagnetu
 https://www.youtube.com/watch?v=a1-6yvpTgmc
 https://www.youtube.com/watch?v=V6qyQWJLfGI
 https://www.youtube.com/watch?v=J9b0J29OzAU
UŽITÍ ELEKTROMAGNETU
Elektromagnety se v praxi využívají mnohem častěji než
magnety trvalé.
 k nakládání železa např. v hutích
 oddělení železné rudy od různých příměsí
 odstranění nečistot z rány v lékařství
 při zhotovování trvalých magnetů
 mnoho přístrojů v elektrotechnice např. elektrický zvonek
17
Užití elektromagnetu
 https://www.youtube.com/watch?v=RaN39PZF15Q
ELEKTRICKÝ ZVONEK
Stiskneme spínač->elektromagnet přitáhne paličku a ta udeří do
zvonku-> tím se přeruší obvod mezi paličkou a šroubkem -> jádro
cívky přestává být magnetem a pouští paličku do původní polohy ->
tím se obvod opět uzavře a děj se opakuje několikrát za sekundu.
http://www.vyukovematerialy.cz/fyzika/7/elektro/mgpole.htm
Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
Až dosud jsme sestavovali nerozvětvený elektrický obvod.
Říkáme, že se jedná o zapojení za sebou = sériové
zapojení.
NEROZVĚTVENÝ A ROZVĚTVENÝ ELEKTRICKÝ OBVOD
18
Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
V tomto případě jsme sestavili rozvětvený elektrický obvod.
Říkáme, že se jedná o zapojení vedle sebe = paralelní
zapojení.
Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
V nerozvětveném obvodu jsou hodnoty elektrického
proudu ve všech místech obvodu stejné, tj. I1 = I2 = I3.
19
Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
V rozvětveném obvodu jsou hodnoty elektrického
proudu ve větvích menší než hodnota proudu
v nerozvětvené části a platí I1 + I2 = I3.
Místa rozdělení elektrického obvodu nazýváme uzly, části
obvodu mezi uzly nazýváme větve.
Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
 při uvolnění jedné žárovky
v obvodu nesvítí ani druhá žárovka
(elektrický obvod byl přerušen)
 při uvolnění jedné žárovky
v obvodu druhá žárovka zůstává
svítit (v druhé větvi zůstává obvod
nepřerušen)
V praxi se spotřebiče častěji zapojují vedle sebe, např.
spotřebiče v domácnosti.
20
Nerozvětvený a rozvětvený elektrický obvod
Otázky k opakování učiva:
 Jaké jsou způsoby jak zapojit do elektrického obvodu dva a
více spotřebičů?
 Jaké jsou hodnoty elektrického proudu v nerozvětveném
obvodu?
 Jaké jsou hodnoty elektrického proudu v rozvětveném
obvodu?
 Jaké zapojení spotřebičů se používá v praxi častěji a proč?
Zdroje
 Fyzika pro 6. ročník základní školy (Kolářová, Bohuněk)
 obrázky vlastní (nebo zdroj uvedený pod obrázkem)