2024.03.20 - Elektrotechnika #1

Hasznos PDF-ek

• Elektrotechnika Alapok (lényegében az órai anyag)
• Villamos alapismeretek és elektronika jegyzet (könyv helyett)

Fogalmak

Cheat Sheet

Név	Definíció	Jele	Mértékegység
Feszültség	Ellentétes töltések szétválasztásával végzett munka	U	Volt (V)
Áramerősség	Az elektromos töltések áramlása	I	Amper (A)
Ellenállás	Az áramot korlátozó hatás (/áramköri elem)	R	Ohm (Ω - Omega)
Vezetés	A vezetés az ellenállás reciproka	G	Siemens (S)
Fajlagos Ellenállás	1 méter hosszú, 1 mm2 keresztmetszetű vezető ellenállása 20 C°-on	ρ (rho - "ró")	(Ohm*mm2) / m
Villamos Munka	Az áramerősség és az eltelt idő szorzata	Wvill	Wattszekundum (Ws) = Joule (J)
Villamos Teljesítmény	Egységnyi idő alatt végzett munka	P	Watt (W)

Feszültség

\[ U = { I * R} \]

• Ellentétes töltések szétválasztásával végzett munka
• Jele: U (egyenfeszültség) u (váltakozó feszültség)
• Mértékegysége: Volt (V)

Feszültségforrások rajzjelei - A - Generátor általában, B - Forgó generátor, C - Feszültséggenerátor, D - Tápegység, E - Szárazelem vagy akkumulátor

Feszültség irányának jelölése - A feszültség irányát nyitott nyíllal jelöljük, amely a pozitívabb ponttól a negatívabb felé muta

Feszültségnemek

Egyenfeszültségek időfüggvényei

Egyenfeszültség

Az egyenfeszültség csak pozitív vagy csak negatív lehet.

Stacionárius: a feszültség nagysága állandó

Váltakozó feszültségek időfüggvényei

Váltakozó feszültség

A váltakozó feszültség pozitív és negatív görbe alatti területének nagysága megegyezik.

Kevert feszültségek időfüggvényei

Kevert feszültség

A kevert feszültség pozitív és negatív görbe alatti területének nagysága nem egyezik meg

Áramerősség

\[ I = { U \over R} \]

• Az elektromos töltések áramlása
• Jele: I (egyenáram) i (váltakozó áram)
• Mértékegysége: Amper (A)

Egyszerű áramkör kapcsolási rajza - I = áram iránya

Áramirányok

Technikai áramirány: a pozitív, míg a fizikai áramirány a negatív töltéshordozók áramlásának iránya.

Ellenállás

\[ R = { U \over I} \]

• Az áramot korlátozó hatás (/áramköri elem)
• Jele: R
• Mértékegysége: Ohm (Ω - Omega)

Ellenállás Áramköri jele

Vezetés

\[ G = { 1 \over R} \]

• A vezetés az ellenállás reciproka
• Jele: G (konduktancia)
• Mértékegysége: Siemens (S)

Fajlagos Ellenállás

• 1 méter hosszú, 1 mm² keresztmetszetű vezető ellenállása 20 C°-on
• Jele: ρ (rho - "ró")
• Mértékegysége:

\[ { Ω * mm^2 \over m} \]

• Réz fajlagos ellenállása 0.0178

Villamos Munka

• Elektromos fogyasztó által végzett munka a feszültség, az áramerősség és az eltelt idő szorzata
• Jele: W_vill
• Mértékegysége: Wattszekundum (Ws) = Joule (J)

\[{ W = U * I * t}\]

Villamos Teljesítmény

• Egységnyi idő alatt végzett munka
• Jele: P
• Mértékegysége: Watt (W)

\[{ P = {W \over t} = {U * I * t \over t} = U * I} \]

Törvények

Ohm Törvény

Ohm törvénye egy fizikai törvényszerűség, amely egy fogyasztón (pl. elektromos vezetékszakaszon) átfolyó áram erőssége és a rajta eső feszültség összefüggését adja meg.

\[{ I = {U \over R}}\]

\[{ R = {U \over I}}\]

\[{ U = I * R}\]

Kirchoff I. - Csomóponti törvény

Egy áramköri csomópontba befolyó és elfolyó áramok algebrai összege 0.

-i₁ + i₂ - i₄ + i₃ = 0 -> ebből következik, hogy i₁ + i₄ = i₂ + i₃

Kirchoff II. - Huroktörvény

Egy zárt áramköri hurokban a feszültségek algebrai összege 0.

U_g + U₁ + U₂ = 0 -> ebből következik, hogy U_g = U₁ + U₂

Ellenállások Soros Kapcsolása

Eredő ellenállás soros kapcsolás esetén = Ellenállások értékének összege

\[{R_e = R_1 + R_2 + R_3 + ... + R_n}\]

Ellenállások Párhuzamos Kapcsolása

Eredő ellenállás párhuzamos kapcsolás esetén = Ellenállások "replusza".

\[{R_e = R_1 x R_2 = {R_1 * R_2 \over R_1 + R_2}}\]

Replusz

Replusz csak páronként számolható! Pl. 3 párhuzamosan kapcsolt ellenállás esetén R_e = (R₁xR₂)xR₃, 4 ellenállás esetén R_e = (R₁xR₂)x(R₃xR₄)