Základy elektrotechniky: Napětí, proud a odpor
Elektrotechnika je technický obor, který se zabývá vlastnostmi a využitím elektrické energie a její přeměnou na jiné formy energie. Mezi základní fyzikální veličiny v elektrotechnice patří elektrické napětí, elektrický proud a elektrický odpor. Tyto veličiny jsou vzájemně úzce propojené a jejich znalost je nezbytná pro pochopení a praktické využití elektrických obvodů.
Elektrické napětí (značí se U, jednotka volt, V) představuje rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma body v elektrickém poli. Napětí lze chápat jako sílu, která pohání elektrony (nositele elektrického náboje) v elektrickém vodiči. Je-li mezi konci vodiče napětí, vzniká směrovaný pohyb nábojů – elektrický proud. Elektrický proud (značka I, jednotka ampér, A) je množství elektrického náboje, které projde průřezem vodiče za jednotku času. Značí pohyb elektricky nabitých částic, zejména elektronů v kovech, po zavedení napětí do obvodu. Velikost proudu závisí nejen na napětí, ale také na vlastnostech materiálu a délce vodiče.
Elektrický odpor (značí se R, jednotka ohm, Ω) je fyzikální veličina, která popisuje, nakolik daný vodič brání průchodu elektrického proudu. Odpor vzniká v důsledku srážek volných elektronů s atomy materiálu, jimiž procházejí. Základní vztah mezi těmito veličinami popisuje Ohmův zákon, který říká, že proud I v obvodu je přímo úměrný napětí U a nepřímo úměrný odporu R (I = U/R). Tímto zákonem lze snadno vypočítat hodnoty jednotlivých veličin při znalosti dvou z nich. Pochopení vztahů napětí, proudu a odporu je základem pro konstrukci, diagnostiku i opravy elektrických obvodů a zařízení. Bez znalosti těchto základních pojmů a jejich vlastností si nelze představit moderní elektrotechniku ani každodenní užívání elektrických přístrojů.
PhDr. Pavel Bartoš, LL.M., DBA (Evropská akademie vzdělávání / European Academy of education)