Napětí
Obsah boxu
Napětí je fyzikální veličina, která vyjadřuje rozdíl elektrických potenciálů mezi dvěma body v elektrickém poli. Jedná se o práci, kterou je třeba vykonat k přemístění jednotkového elektrického náboje z jednoho bodu do druhého. Označuje se písmenem U a její jednotkou v soustavě SI je volt (V).
---
📝 Popis
Napětí je klíčovým pojmem v elektrotechnice a elektronice, kde popisuje „sílu“, která pohání elektrický proud obvodem. Čím vyšší napětí, tím větší energie je přenesena elektrickým nábojem.
- Stejnosměrné napětí (DC): Má konstantní polaritu a velikost v čase. Zdrojem stejnosměrného napětí jsou například baterie nebo akumulátory.
- Střídavé napětí (AC): Jeho polarita a velikost se periodicky mění v čase. Zdrojem střídavého napětí je elektrická síť v domácnostech. V Evropě je standardní frekvence 50 Hz a efektivní hodnota 230 V.
- Fázové a sdružené napětí: V třífázových soustavách se rozlišuje fázové napětí (mezi fází a nulovým vodičem) a sdružené napětí (mezi dvěma fázemi).
---
🛠️ Měření napětí
Napětí se měří pomocí voltmetru. Voltmetr se zapojuje paralelně k součásti nebo části obvodu, u které se má napětí měřit. Ideální voltmetr má nekonečný elektrický odpor, aby neovlivňoval měřený obvod.
- Multimetr: Moderní měřicí přístroje, které dokážou měřit napětí, proud i odpor.
- Osciloskop: Umožňuje vizualizovat průběh napětí v čase, což je užitečné pro analýzu střídavých signálů.
---
⚡ Působení napětí
Napětí je příčina, která vyvolává elektrický proud v obvodu. Podle Ohmova zákona je proud přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný odporu:
$I = \frac{U}{R}$
Kde:
- $I$ je elektrický proud (v ampérech)
- $U$ je napětí (ve voltech)
- $R$ je elektrický odpor (v ohmech)
---
⚠️ Bezpečnost a rizika
Elektrické napětí může být nebezpečné pro lidské tělo, zejména vysoké napětí. Účinky elektrického proudu na lidské tělo závisí na velikosti proudu, době působení a cestě proudu tělem.
- Nízké napětí (do 50 V AC nebo 120 V DC): Obvykle nepředstavuje přímé ohrožení života, pokud není proud příliš vysoký nebo působení příliš dlouhé. Může způsobit svalové křeče nebo popáleniny.
- Vysoké napětí (nad 50 V AC nebo 120 V DC): Může být smrtelné. Způsobuje závažné popáleniny, poškození vnitřních orgánů a zástavu srdce nebo dýchání.
---
💡 Napětí v praxi
Napětí je základ pro fungování většiny elektrických zařízení:
- Domácí spotřebiče: Pracují na standardním síťovém napětí (např. 230 V v Česku).
- Baterie: Poskytují nízké stejnosměrné napětí pro přenosnou elektroniku (např. AA baterie 1,5 V, notebook 19 V).
- Elektrárny a rozvodné sítě: Generují a přenášejí velmi vysoké napětí (až stovek kilovoltů) na velké vzdálenosti, aby se minimalizovaly ztráty energie. Následně se napětí transformuje na nižší úroveň pro distribuci do domácností a průmyslových podniků.
---
🧑🏫 Pro laiky
Představ si, že jsi zahradník a máš hadici s vodou. Napětí je jako tlak vody v té hadici. Čím větší tlak, tím silněji a rychleji voda z hadice teče.
V elektřině je to podobné. Napětí je ta "síla", která tlačí elektrony (to jsou ty malé částečky, co nesou elektřinu) drátem. Když máš velké napětí, elektrony se pohybují rychleji a nesou více energie. Proto když strčíš prst do zásuvky, kde je velké napětí, je to nebezpečné, protože elektrony se do tebe "tlačí" s velkou silou. Ale když máš baterku v hračce, tam je napětí malé, takže ti neublíží. Je to prostě rozdíl v té elektrické "výšce" mezi dvěma místy, který způsobí, že se elektrony začnou pohybovat.
---
🌐 Externí odkazy
- ČEZ – Informace o napětí v elektrické síti – Praktické informace o napětí v domácnostech.
- Vysvětlení napětí a proudu pro začátečníky (YouTube) – Jednoduché vysvětlení základních pojmů (v angličtině).
---