2.3.1 ODVISNOST TOKA OD ELEKTRIČNE NAPETOSTI

KAZALO

    

 

 

2.3.1.2 Električna prevodnost (G)

      
 

V elektrotehniki je iz praktičnih razlogov uveljavljen opis poti za prevajanje električnega toka tudi z razmerjem I/U (pregl. 2.3.1.1.1), za katero velja:

  

HITRE POVEZAVE

Linearni zakon upora

Nelinearen električni upor
 
       
 

U/I = 5 V/mA = konstanta

    
       
 

V našem primeru se na vsak volt napetosti med sponkama porabnika porabnik odzove s prevajanjem toka 5 mA. V bistvu smo tako »izmerili« odzivnost porabnika za prevajanje električnega toka.

    
       
 
►  

Tok na enoto napetosti med sponkama porabnika imenujemo električna prevodnost porabnika. Označujemo jo z G.
► Električna prevodnost porabnika je določena s kvocientom toka skozi porabnik in napetosti na sponkah porabnika:  

 
       
 

G =

I
U
 (A/V)          I(A); U(V) 

ali tudi

G =

1
R
 (S)          R(Ω) 
 

Enačba 2.3.1.2.1

  

Enačba 2.3.1.2.2
   
     
►  

Električna prevodnost je nasprotna lastnost od upornosti, določena pa je z njeno obratno vrednostjo.
► Enota za prevodnost je A/V, imenujemo jo simens1 (S).  

     
  1 A / 1 V = 1 Sali tudiS = 1/ΩoziromaΩ = 1/S  
     
 
►  

Če napetost 1 V med sponkama porabnika povzroči tok 1 A skozi porabnik, je prevodnost porabnika 1 S.

     
  Velika električna prevodnost je za električne vodnike najbolj iskana lastnost.  
     
Primer 2.3.1.2.1:
     
 

I =

 G · U
 (A)          G(S); U(V)
 
 

Enačba 2.3.1.2.3

 
     
►  

Električni tok skozi porabnik je premo sorazmeren z električno prevodnostjo porabnika in napetostjo na sponkah porabnika.

     
 

Grafični potek toka v odvisnosti od napetosti (sl. 2.3.2) je z enačbo 2.3.1.2.3 dobil še enostaven zapis – enačbo premice (y = k · x).

 
     
 

Pri iskanju medsebojne odvisnost toka in napetosti smo »odkrili« novi fizikalni količini – električno upornost in prevodnost. Z enačbama R = U/I in G = I/U tako uvajamo enakovredni poti za reševanje nalog v električnih tokokrogih. Katero pot bomo izbrali, je odvisno od naloge in razpoložljivih podatkov. Računanje tokov, npr. pri vzporedni vezavi porabnikov, je enostavnejše, če računamo s prevodnostmi. Pri računanju npr. padcev napetosti na vodnikih električnih omrežij, zaporedno vezanih elementih elektronskih vezjih, … pa je računanje enostavnejše z upornostmi. Na način raču-nanja lahko vplivajo že nazivni podatki elektronskih elementov in naprav (upori, diode merilniki, ojačevalniki, … ).

  
     
 

Enačbe Ohmovega zakona in druge podobne enačbe, ki jih bomo še spoznali, so enačbe fizikalnih količin ali količinske enačbe. Osnovne enote fizikalnih količin SI so med seboj ubrane tako, da je v količinskih enačbah zagotovljena tudi dimenzijska enakost.

 
     
 
►  

Če v količinske enačbe vstavljamo fizikalne količine v osnovnih enotah, dobimo tudi količino, ki jo računamo, v osnovni enoti.

     
 
A = 
V

Ω
    
Ω = 
V

A

V = A ·sΩ
S = 
A

V
  
     

Spoznali pa bomo tudi, da je v elektrotehniški praksi kar nekaj primerov (polprevodniški elementi, elektronske naprave … ) za katere enačbi Ohmovega zakona 2.3.1.1.1 in 2.31.1.2, ki temeljita na konstantni upornosti ter premem sorazmerju napetosti in toka, ne veljata.

  
     
   
 

1 Werner von Siemens, nemški elektroinženir