The stejnosměrný proud (CD) je tok nabitých částic ve stejném směru, obvykle uvnitř vodiče nebo jiného média. Tyto nabité částice mohou být elektrony, v případě materiálu, jako je měď, nebo ionty různých druhů..
Jedná se o typ proudu, který se generuje, když je k zapnutí žárovky připojena buňka nebo baterie, jak ukazuje následující obrázek:
Stává se, že atomy kovů, jako je měď, stříbro a další, mají ve svém vnějším plášti alespoň jeden elektron, který se snadno pohybuje uvnitř materiálu. Za normálních podmínek je tento pohyb náhodný, ale jakmile je zjištěn potenciální rozdíl mezi konci vodiče, elektrony se mohou pohybovat stejným směrem, čímž vytvoří stejnosměrný elektrický proud..
Protože kovy mají tyto volné elektrony, jsou to dobré vodiče proudu, avšak všechny materiály mohou ve větší či menší míře vést elektrický proud..
Protože proud I je tok nábojů v čase, je matematicky definován jako množství elektrického náboje Δq, které cirkuluje průřezem vodiče během časového intervalu Δt:
I = Δq / Δt
Jednotkou elektrického proudu v mezinárodním systému SI je ampér, zkráceně A a ekvivalentní coulomb / s (C / s).
Stejnosměrný proud potřebuje k toku uzavřený obvod nebo cestu a lze jej generovat různými způsoby. Jedním z nejběžnějších je přes články (baterie), palivové články a akumulátory, které mají dvě pevné svorky a protilehlé značky..
Uvnitř baterií probíhají chemické reakce, které oddělují elektrické náboje a vytvářejí potenciální rozdíl nezbytný pro produkci proudu..
Oddělené náboje elektrony opouštějí zápornou svorku, kde jsou na vyšším potenciálu a jsou přitahovány ke kladné svorce s nižším potenciálem a pohybují se po obvodu stejným směrem..
Chemické reakce se časem zpomalí a baterie se opotřebuje. Navzdory tomu je proud, který produkuje, přestože má sníženou intenzitu, stále stejnosměrný..
Další metodou získání stejnosměrného proudu je převod střídavého proudu. Proud, který se dostává do domů, se střídá, proto se jeho směr cyklicky mění, ale lze jej převést na stejnosměrný proud pomocí určitých prvků obvodu, jako jsou diody, kondenzátory a transformátory..
Tyto prvky jsou zodpovědné za udržování proudu proudícího pouze v jednom směru. Zní to trochu komplikovaně, ale potřebné obvody, známé jako obvody usměrňovače, nejsou obtížné implementovat. Zpětný proces, to znamená změna stejnosměrného proudu na střídavý, je o něco složitější, i když to lze také provést.
Pro hromadné použití je preferován střídavý proud, protože je snáze transportován a distribuován z generátorových stanic s menšími ztrátami. Z tohoto důvodu, je-li zařízení navrženo pro práci se stejnosměrným proudem, je vždy vybaveno zařízením nebo nabíječkou, pomocí které lze převod provést..
Obvod stejnosměrného proudu obsahuje řadu prvků, jako jsou rezistory, kondenzátory a další, propojené vodivými dráty a napájené zdrojem stejnosměrného napětí..
Pro každý z těchto prvků existují specifické symboly, například zdroje stejnosměrného napětí, které dodávají stejnosměrný proud, jsou symbolizovány dvěma paralelními linkami různých délek nebo kruhem se symbolem rovnosti uvnitř..
Na následujícím obrázku je V napětí a I proud. Všimněte si, že proud je odebírán z kladného pólu baterie, i když je známo, že elektrony, záporně nabité, přenášejí proud. To se děje konvencí.
Dalším společným prvkem v obvodech stejnosměrného proudu je vytrvalost. Všechny vodiče představují určitý odpor nebo odpor proti průchodu proudu a jejich symbolem je zubatá čára.
Vlákno žárovky má odpor, tímto způsobem je obvod na obrázku 1 schematicky znázorněn, jak je znázorněno na obrázku níže.
Jakmile je spínač S sepnutý, může proud protékat odporem R, což způsobí, že se vlákno žárovky rozsvítí a vydá teplo..
Ohmův zákon se používá k řešení jednoduchých obvodů stejnosměrného proudu, jako je ten v předchozí části, který platí pro velké množství vodivých materiálů:
V = I ∙ R
Kde V je napětí, I je intenzita proudu a R je elektrický odpor. V jednotkách mezinárodního systému se napětí měří ve voltech (V), proud v ampérech (A) a odpor v ohmech (Ω).
Pokud je odpor vlákna ve výše uvedeném obvodu R = 150 Ω a napětí 12 V, proud protékající obvodem je:
I = V / R = 12 V / 150 Ω = 0,08 A
Články a baterie napájející hodinky a hračky dodávají stejnosměrný proud. Přicházejí v různých velikostech a napětích v závislosti na potřebách designu.
Autobaterie je dalším příkladem použití stejnosměrného proudu, díky kterému funguje systém světel a startovací motor.
Převážná většina přenosných elektronických zařízení pro domácí použití je napájena stejnosměrným proudem a je vybavena baterií a nabíječkou..
Skládají se z elektronických obvodů pro zachycení a přeměnu slunečního světla na elektrickou energii prostřednictvím fotoelektrického jevu. Tato zařízení vždy poskytují stejnosměrný proud, který lze pomocí střídače převést na střídavý proud.
Jak již bylo vysvětleno dříve, stejnosměrný proud je proud, který teče stejným směrem, avšak jeho velikost může být proměnlivá. Když je například vybitá běžná baterie, je proud, který produkuje, menší, než když byl nový..
Následující obrázky ukazují různé příklady stejnosměrného proudu, počínaje konstantním proudem v čase. Ostatní jsou variabilní, ale všechny proudí stejným směrem, proto jsou to přímé proudy.
Je to ten, jehož graf aktuální vs čas je vodorovná čára rovnoběžná s osou času.
Následující graf ukazuje dva přímé proudy proměnné intenzity, získané ze střídavého signálu příslušným obvodem:
Rozdíly mezi střídavým a stejnosměrným proudem.
Obvody střídavého proudu.
Zatím žádné komentáře