Ohmův zákon pro celý obvod a zkrat
Obecné vztahy jako \mathrm{proud}=\frac{\mathrm{nap\check eti}}{\mathrm{odpor}} používané v Ohmův zákon pro část obvodu platí i pro celý obvod, jen mají tyto veličiny trochu jiný význam:
- místo napětí na prvku, máme elektromotorické napětí zdroje U_\mathrm e
- místo proudu prvkem, máme proud dodávaný zdrojem do obvodu I
- místo odporu prvku máme celkový odpor obvodu R+R_\mathrm i. Kde:
R = odpor vnějšího obvodu, tedy celého obvodu kromě zdroje.
R_\mathrm i = vnitřní odpor zdroje, tedy jak se zdroj sám brání dodávání proudu.
Pro ideální zdroj napětí je R_\mathrm i nula. Reálné zdroje dělíme na tvrdé (nízké R_\mathrm i, např. autobaterie) a měkké (vyšší R_\mathrm i, např AAA baterie). Ohmův zákon pro celý obvod tedy zní:
I=\frac{U_\mathrm e}{R+R_\mathrm i}
Napětí v obvodu a úbytek napětí na vnitřním odporu
Pokud I=\frac{U_\mathrm e}{R+R_\mathrm i} roznásobíme jmenovatelem, dostaneme:
R\cdot I+R_\mathrm i\cdot I=U_\mathrm e
Člen R\cdot I je vlastně napětí ve vnějším obvodu, neboli svorkové napětí zdroje (U).
Člen R_\mathrm i\cdot I je napětí ztracené na vnitřním odporu zdroje (U_\mathrm i).
Jinak zapsáno U_\mathrm e=U+U_\mathrm i.
Zkrat
Pokud póly AA baterie propojíme drátem (nulový odpor), nastává zkrat. Podle klasického Ohmova zákona by \mathrm{proud}=\frac{\mathrm{nap\check eti}}{\mathrm{odpor}} měl být nekonečný, ampérmetr ale ukáže jen asi 2 A (nezkoušet, baterie může explodovat, něco podpálit, atd.!)
To právě proto, že ve skutečnosti platí I=\frac{U_\mathrm e}{R+R_\mathrm i}. I když je tedy R nula, jmenovatel díky R_\mathrm i nulový nebude. Dostaneme tak vztah pro zkratový proud:
I_\mathrm{max}=\frac{U_\mathrm e}{R_\mathrm i}
Zavřít