Prąd stały: natężenie, napięcie i moc

1.Prąd stały

Prąd stały to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych, w którym natężenie nie zmienia się w czasie, a kierunek przepływu w obwodzie pozostaje stały. W prostych obwodach źródłem prądu stałego są np. baterie i akumulatory.

2.Natężenie prądu $I$

Natężenie prądu określa, jaki ładunek przepływa przez przekrój przewodnika w jednostce czasu. Matematycznie: $I=\frac{q}{t}$. Jednostką natężenia jest amper $\mathrm{A}$, czyli $1\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{C}/\mathrm{s}$.

3.Napięcie elektryczne $U$

Napięcie informuje, ile energii przypada na jednostkowy ładunek przenoszony między dwoma punktami obwodu. Jednostką jest wolt $\mathrm{V}$. Im większe napięcie źródła, tym większa możliwość przekazywania energii ładunkom.

4.Opór elektryczny $R$

Opór elektryczny opisuje, jak bardzo element obwodu utrudnia przepływ prądu. Jednostką jest om $\Omega$. Dla przewodnika spełniającego prawo Ohma zachodzi zależność $R=\frac{U}{I}$.

5.Prawo Ohma

Prawo Ohma opisuje zależność między napięciem, natężeniem i oporem: $U=IR$. Przy stałym oporze wzrost napięcia powoduje proporcjonalny wzrost natężenia. Prawo to dotyczy elementów omowych w danych warunkach, zwłaszcza przy stałej temperaturze.

6.Moc prądu elektrycznego $P$

Moc prądu określa szybkość przekazywania energii elektrycznej. W obwodzie prądu stałego obliczamy ją ze wzoru $P=UI$. Jednostką mocy jest wat $\mathrm{W}$. Im większe napięcie lub natężenie, tym większa moc urządzenia.

7.Praca i energia elektryczna

Energia przekazana przez prąd w czasie działania odbiornika to $E=Pt$, a także $E=UIt$. Oznacza to, że ilość zużytej energii zależy od mocy urządzenia i czasu jego pracy.

8.Amperomierz

Amperomierz to przyrząd do pomiaru natężenia prądu. Włącza się go szeregowo z elementem, przez który płynie mierzony prąd, aby ten sam prąd przepływał przez miernik i badany element.

9.Woltomierz

Woltomierz służy do pomiaru napięcia między dwoma punktami obwodu. Włącza się go równolegle do elementu, na którym mierzymy napięcie, aby porównać potencjalną różnicę między jego zaciskami.

10.Dane znamionowe urządzenia

Dane znamionowe, np. $230\ \mathrm{V}$ i $60\ \mathrm{W}$, określają warunki poprawnej pracy urządzenia. Napięcie znamionowe mówi, do jakiego źródła należy podłączyć urządzenie, a moc znamionowa określa tempo pobierania energii.