SI sustava, Zdroje napätia v automobile
SI sustava
SI je skratka pre Medzinárodnú sústavu jednotiek.
Medzinárodná sústava jednotiek zoskupuje najpoužívanejšie jednotky. Medzinárodne garantuje definície jednotiek a uchovanie etalónov Medzinárodný úrad pre miery a váhy v Sèvres vo Francúzsku. Na Slovensku je to Slovenský metrologický úrad. Jednotky, ktoré je možné na Slovensku používať, vrátane jednotiek SI, sú definované Vyhláškou Úradu pre normalizáciu, metrológiu a skúšobníctvo SR.
meter [m] je dĺžka dráhy, ktorú prebehne svetlo vo vákuu za 1/299 792 458 sekundy.
kilogram [kg] je hmotnosť medzinárodného prototypu kilogramu, uloženého v Medzinárodnom úrade pre váhy a miery v Serves.
sekunda [s] je čas rovný 9 192 631 770 periódam žiarenia, ktoré zodpovedá prechodu medzi dvoma hladinami veľmi jemnej štruktúry základného stavu atómu Cézia 133.
ampér [A] je stály elektrický prúd, ktorý pri prietoku dvoma rovnobežnými priamymi a nekonečne dlhými vodičmi, zanedbateľného kruhového prierezu, umiestnenými vo vákuu vo vzájomnej vzdialenosti 1 m, vyvolá medzi nimi stálu silu 2.10-7 newtonu na meter dĺžky.
kelvin [K] jednotka termodynamickej teploty je 1/273,16 časť termodynamickej tepoty trojitého bodu vody.
mol [mol] je látkové množstvo sústavy, ktorá obsahuje práve toľko elementárnych jedincov (entít), koľko je atómov v 0,012 kilogramu uhlíka 12.
kandela [cd] je svietivosť zdroja, ktorý v danom smere vysiela monochromatické žiarenie kmitočtu 540.1012 hertzov a ktorého žiarivosť v tomto smere je 1/683 wattu na steradián.
Odvodené jednotky
Odvodené jednotky sú určené na meranie fyzikálnych veličín. Odvodzujú sa od základných pomocou definičných vzťahov.
3. Doplnkové jednotky radián (rad) m/m rovinný uhol steradián (sr) m2/m2 priestorový uhol
Predpony
Predpony slúžia na vyjadrenie násobkov alebo častí základných a odvodených jednotiek.
skr.
názov
pôvod
hodnota
hodnota
názov
Y
yotta
tal. otto = osem
1024 (10008)
1 000 000 000 000 000 000 000 000
kvadrilión
Z
zetta
tal. sette = sedem
1021 (10007)
1 000 000 000 000 000 000 000
triliarda
E
exa
gr. εξάκις, hexákis = šesťkrát
1018 (10006)
1 000 000 000 000 000 000
trilión
P
peta
gr. pentákis = päťkrát
1015 (10005)
1 000 000 000 000 000
biliarda
T
tera
gr. τέρας, téras = tetrákis = štyrikrát
1012 (10004)
1 000 000 000 000
bilión
G
giga
gr. γίγας, gígas = obrovský
109 (10003)
1 000 000 000
miliarda
M
mega
gr. μέγας, mégas = veľký
106 (10002)
1 000 000
milión
k
kilo
gr. χίλιοι, chílioi = tisíc
103
1 000
tisíc
h
hekto
gr. εκατόν, hekatón = sto
102
100
sto
da
deka
gr. δέκα, déka = desať
101
10
desať
–
—
100
1
jeden
d
deci
lat. decimus = desatina
10−1
0,1
desatina
c
centi
lat. centesimus = stotina
10−2
0,01
stotina
m
mili
lat. millesimus = tisícina
10−3
0,001
tisícina
μ
mikro
gr. μικρός, mikrós = malý
10−6 (1000−2)
0,000 001
milióntina
n
nano
gr. νάνος, nános = trpaslík
10−9 (1000−3)
0,000 000 001
miliardtina
p
piko
tal. piccolo = malý
10−12 (1000−4)
0,000 000 000 001
bilióntina
f
femto
škand. femton = pätnásť
10−15 (1000−5)
0,000 000 000 000 001
biliardtina
a
atto
škand. arton = osemnásť
10−18 (1000−6)
0,000 000 000 000 000 001
trilióntina
z
zepto
lat. septem = sedem
10−21 (1000−7)
0,000 000 000 000 000 000 001
triliardtina
y
yokto
lat. octo = osem
10−24 (1000−8)
0,000 000 000 000 000 000 000 001
kvadrilióntina
Vedľajšie jednotky
radián (rad) m/m rovinný uhol
steradián (sr) m2/m2 priestorový uhol
ZDROJE ELEKTRICKEJ ENERGIE V AUTE
1) Elektrodynamický zdroj
Alternátor sa skladá z pevnej časti - statora a pohyblivej - rotora. Rotor je otáčavo uložený elektromagnet. Má dva krúžky, ktorými sa privádza do magnetu budiaci jednosmerný prúd. Stator je z mäkkej ocele a skladá sa zo vzájomne izolovaných plechov, aby sa zamedzilo vzniku vírivých prúdov. Na statore sú umiestnené pevné cievky. S rotorom sa otáča i ním vytvorené magnetické pole, a tým sa v statorových cievkach indukuje striedavé elektromotorické napätie. Takýto alternátor sa volá synchrónny alternátor a frekvencia ním vyrábaného elektrického prúdu je úmerná rýchlosti otáčania rotora. Pri asynchrónnom, indukčnom alternátore nie je frekvencia vyrábaného elektrického prúdu úmerná rýchlosti otáčania rotora. Podľa spôsobu zapojenia vinutí statora rozoznáva sa jednofázový alebo viacfázový generátor. V elektrárňach sa vyrába výhradne trojfázový prúd. Trojfázový alternátor má rotor rovnaký ako jednofázový, v statore má však pre každú fázu osobitnú cievku.
Dynamo má tiež pevnú časť – stator, a pohyblivú - rotor. Na statore sa nachádzajú vinutia elektromagnetov. Magnet v statore dynama je potrebné budiť elektrickým prúdom. Pri jeho napájaní z vonkajšieho zdroja, napr. akumulátora hovoríme o dyname s cudzím budením, pri jeho napájaní prúdom od samotného dynama hovoríme o dyname s vlastným budením. Regulačnými odpormi v sérii s vinutím možno meniť budenie, a tak aj výstupné napätie dynama. Ako objavili roku 1867 súčasne W. Siemens a Ch. Wheatstone, dynamá sú schopné samobudenia pomocou remanentného magnetizmu magnetického obvodu.
Do elektromagnetov sa zavádza jednosmerný elektrický prúd, ktorý vytvára jednosmerné magnetické pole, v ktorom sa otáča rotor.
Na rotore sú vinutia, v ktorých sa pri otáčaní v jednosmernom magnetickom poli indukujú striedavé napätia. Konce vinutí rotora sú vyvedené na rozrezaný vodivý valec - komutátor, na ktorý priliehajú kefové zberné kontakty. Komutátorom sa indukované striedavé napätie mechanicky usmerní a zo zberných kontaktov sa odoberá slabo pulzujúce jednosmerné napätie.
2) Elektrochemický zdroj
Galvanické články sú zdroje jednosmerného elektrického napätia, skladajúce sa z kladnej a zápornej elektródy ponorenej do vhodne voleného elektrolytu. Podľa druhu elektród a elektrolytov sa galvanické články skladajú:
z dvoch rôznych elektród ponorených do dvoch rôznych, ale stýkajúcich sa elektrolytov
z dvoch rôznych elektród ponorených do toho istého elektrolytu
z dvoch rovnakých elektród ponorených do dvoch rôznych elektrolytov
olovený akumulátor:
Funkcia: Je založený na polarizačnom jave, pri ktorom sa na elektródach galvanického článku usadzujú časti rozloženého elektrolytu, ktoré tvoria nový článok s polarizačným napätím, pôsobiacim proti pôvodnému napätiu. Keď do olovených elektród jednoduchého akumulátora zavedieme jednosmerný prúd, to znamená, že akumulátor nabíjame, elektrická energia sa mení na chemickú, t. j. časti rozloženej kyseliny sírovej sa chemicky viažu s hmotou akumulátorových elektród. Vybitý akumulátor má povrch elektród z inej hmoty ako nabitý akumulátor. Akumulátor sa nazýva sekundárny článok preto, že ním musí najskôr pretekať elektrický prúd, aby sa elektródy chemicky zmenili, a tým sa stal primárnym článkom, ktorý takto môže elektrický prúd vrátiť.
Spotrebičom pripojeným k nabitému akumulátoru prechádza prúd a akumulátor sa vybíja. Pri vybíjaní akumulátora prechádza prúd opačne než pri nabíjaní a elektródy sa menia späť na pôvodné látky. Chemická energia nazhromaždená pri nabíjaní mení sa pri vybíjaní akumulátora na elektrickú energiu. Hovoríme, že v akumulátoroch zhromažďujeme (akumulujeme) elektrickú energiu. Oproti galvanickému článku má akumulátor tú výhodu, že po vybití ho možno opäť nabiť a použiť.
-Skladá sa zo 6 do série zapojených článkov s napätím cca 2,1 V
-dobíja sa napätím 13,8 až 14,2 V
elektrolyt je H2SO4
-jeho kapacita je cca 37-80Ah (pre používanie v aute)
2 PbSO4 + 2 H2O → PbO2 + Pb + 2 H2SO4 -nabíjanie
PbO2 + Pb + 2 H2SO4 → 2 PbSO4 + 2 H2O – vybíjanie
- pri nabíjaní sa tvorí kyselina sírová a elektrolyt hustne
-po nabíjaní- na kladnej doske nános oxidu olovičetého a na zápornej olovo