Feszültség, áramerősség

Az elektromos feszültség

Egy atomban egyenlő számú negatív (elektron) és pozitív (proton) töltés található, ezért kívülről nézve az atom, valamint az anyag egésze, amely ezekből az atomokból áll, elektromosan semleges.

Abban az esetben, ha ez a természetes egyensúly valamilyen okból megváltozik, az atomok a köztük lévő összetartó erő miatt megpróbálják az egyensúlyt visszaállítani.

Az elektromos tér egy adott pontjához viszonyított munkavégző képességet potenciálnak, két pont munkavégző képességének különbségét potenciálkülönbségnek vagy feszültsé gnek nevezzük.

Elektromos feszültségforrás töltéseinek megváltoztatásához munkavégzésre van szükség. Például: dörzsölés, súrlódás (üvegrúd), kémiai folyamatok (elemek, akkumulátorok), mágnes mozgatása tekercsben (indukció), hőmérsékletváltozás (termoelem), fényváltozás (fotoelem), nyomásváltozás (piezoeffektus) és így tovább.

Egy feszültségforrás azon csatlakozóját, ahol elektrontöbblet van, negatív pólusnak, míg ahol elektronhiány van, pozitív pólusnak nevezzük.

Az elektronikában található valamennyi alkatrész jelölését szabvány határozza meg. Az egyenfeszültségű feszültségforrás szabványos jelölése a következő ábrán látható.


1. ábra: Feszültségforrás kapcsolási rajza

Ez nem szabványos jelölés!!!!!!!!

Az elektromos feszültség jele az U mértékegysége a volt, rövidítve: V

Példák: A háztartásban lévő feszültség: U = 230 V. A gépkocsikban használt akkumulátorok feszültsége: U = 12 V.

A mindennapokban az 1 Vvolt mértékegység többszöröseit és részeit is használjuk, mint például a méter esetében a kilométer és milliméter.

  • 1 kilovolt = 1 kV = 103 V = 1000 V
  • 1 millivolt = 1 mV = 10-3 V = 1/1000 V
  • 1 mikrovolt = 1 µV = 10-6 V = 1/1000000 V

A feszültségmérés

Egy elektromos kapcsolás azon két pontja között, ahol potenciálkülönbség van, feszültségmérővel feszültség mérhető. Feszültségmérés esetén, a mérendő feszültséggel párhuzamosan kell a mérőműszert az áramkörbe kapcsolni.


2. ábra: Feszültség mérése

A feszültségmérő jele egy kör, melyben a volt rövidített jelölése "V" található. (lásd: 2. ábra)

Mérés esetén ügyelnünk kell a polaritáshelyes bekötésre, ami azt jelenti, hogy a mérőműszer pozitív mérőkábelét a pozitív, míg negatív mérőkábelét a negatív kapcsokra kell kötnünk. Elektronikus (digitális) mérőműszereknél ez nem szükséges, vagy amelyiknél igen, ott válasszuk az automatikus polaritás átkapcsolás beállítást. Ekkor a polaritást egy plusz vagy mínusz jellel jelzi a műszer.

Vigyázat! Valamennyi 50 volt feletti feszültség életveszélyes! Érintése halált okozhat!

Szabvány írja elő, hogy a 42 voltnál nagyobb feszültségen üzemelő elektromos kapcsolások esetén meg kell akadályozni azon részek véletlen érintését, amelyek feszültség alá kerülhetnek. Az 50 volt feletti feszültségek esetén pedig különösen ügyelni kell a védőintézkedések betartására. Elektromos készülékek szerelésénél gondoljunk ezekre, és vegyük nagyon komolyan az érintésvédelmi szabályokat!

Az elektromos áram

Az elektromos töltések különbségét elektromos feszültségnek nevezzük. Abban az esetben, ha egy áramforrás pólusait egy vezetővel összekötjük, és ezáltal egy zárt áramkört hozunk létre, a töltéskülönbség kiegyenlítődik. A töltések kiegyenlítődését, ill. mozgását elektromos áramnak hívjuk.

A töltéshordozók mozgását azonban még nem nevezhetjük elektromos áramnak, hiszen például a hőmérséklet hatására is állandóan és rendezetlenül mozognak az elektronok. Abban az esetben, ha az elektromos töltéshordozók egy adott irányban mozognak, beszélhetünk elektromos áramról.

Definíció: Elektromos áramnak nevezzük a töltéshordozók rendezett egyirányú mozgását.


3. ábra: Zárt áramkör

Elektromos áram akkor folyhat, ha egy feszültségforrást, egy zárt áramkörbe kapcsolunk. (3. ábra).

Kérdés: Folyhat-e áram a 4. ábra szerinti kapcsoláson, ha a feszültségforrás pozitív és negatív pólusai egy-egy különböző feszültségforráshoz vannak kapcsolva?


4. ábra: Folyhat-e áram?

Válasz: Nem, mert ez nem egy zárt kapcsolás. Az ábrán csak a feszültségforrások sorba kapcsolását láthatjuk.

Az áramerősség

Az elektromos áram mérését csak arra alkalmas mérőműszerrel végezhetjük. A mért érték meghatározásához tudnunk kell az elektromos áram mértékegységét.

Az elektromos áramerősség jele az: I. Az elektromos áramerősség mértékegysége az amper, jele: "A". A rádióamatőr technikában többnyire az 1 amper egység részeit szokták alkalmazni.

  • 1 milliamper = 1 mA = 10-3 A = 1/1000 A
  • 1 mikroamper = 1 µA = 10-6 A = 1/1000 000 A

Az áramsűrűség

Áramsűrűségnek nevezzük az egységnyi felületre eső áramerősséget.



A elektromos vezetőknél megadják az adott vezetőn megengedett maximális áramsűrűséget. Az adat birtokában meg tudjuk határozni a maximális áramerősséget, aminél a vezeték még nem melegszik túl.

Vizsgakérdések: TC511

Egy transzformátor tekercsének vezeték átmérője 0,5 mm. A megengedett áramsűrűség 2,5 A/mm2. Mekkora a megengedett legnagyobb áramerősség? Figyelem! Ez egy vizsgafeladat!

Megoldás: első lépésként ki kell számítanunk a vezeték keresztmetszetét.


Ezt követően ki tudjuk számítani az áram erősségét.


A kapott eredmény azt mutatja, hogy a megengedett áramerősség fél amper.

Amennyiben a számítás gondot okozott, elég annyit megjegyezni, hogy 2,5 A/mm2 áramsűrűség és egy 0,5 mm átmérőjű vezeték esetén a megengedett áramerősség kb. fél amper.

Ennyi elég is a feladat megoldásához. A témával kapcsolatban többet a „B” vizsga anyagában fogunk tanulni.

A vezetőképesség

A különböző anyagok különbözőképpen vezetik az elektromos áramot. A fémek nagyon jól vezetik az áramot, ezeket elektromos vezetőknek hívjuk. A TB503 vizsgakérdésben (lásd lent) a grafit is szerepelt. A grafit szénmódosulat, szürkés, fémes fényű laza kristályszerkezetű anyag. A grafit a vezetők közé tartozik. Műanyagok, üvegek, száraz fa és így tovább szinte egy általán nem vezetik az elektromos áramot ezeket az anyagokat szigetelőknek nevezzük.

Az anyagok vezetőképességét egy számmal jelölik, amely megadja, hogy az adott anyagból 1 méter hosszúságú, 1 négyzetmilliméter felületű rész, 1 volt feszültség esetén hány ampert képes vezetni. A táblázatban összehasonlíthatjuk néhány anyag vezetőképességét.

Anyagok Fajlagos vezetőképesség


ezüst 63
réz 56
arany 45
alumínium 37
vas 10
ón 8
ólom 5

Minél nagyobb a vezetőképességnél szereplő érték, annál nagyobb az anyag vezetőképessége. A táblázatból kiderül, hogy az ezüstnek jobb a vezetőképessége, mint az aranynak. Az arany viszont nem oxidálódik, ezért az elektromos kontaktusokhoz jobban alkalmazható, mint az ezüst. Az ón (forrasztóón) pedig rosszabb tulajdonságokat mutat, mint a réz. A rézhuzalok végeit tehát ne forrasszuk ónnal, ha az elektromos kapcsolat minősége a fő szempont. (Akkor mivel????)

Vizsgafeladatok

TB500 Az alábbi kérdésekben mely anyagoknak legjobb az elektromos vezetőképessége?

  • a) ezüst, réz, alumínium
  • b) ezüst, réz, ólom
  • c) réz, vas, ón
  • d) alumínium, réz, higany

TB501 Az alábbi fémek közül melyiknek a legjobb az elektromos vezetőképessége?

  • a) arany
  • b) réz
  • c) ezüst
  • d) ón

TB502 Az alábbi fémek közül melyiknek a legrosszabb az elektromos vezetőképessége?

  • a) ón
  • b) réz
  • c) arany
  • d) alumínium

TB503 Melyik csoport tartalmazza a legtöb nem vezető (szigetelő) anyagot?

  • a) teflon, pertinax, bronz
  • b) pertinax, polivinilklorid (PVC), grafit
  • c) polietilén (PE), sárgaréz, különböző fémek ötvözete
  • d) epoxid, polietilén (PE), polisztirol (PS)

TC523 Melyik alkatrész rendelkezik negatív és pozitív pólussal is?

  • a) egy ellenállás
  • b) egy potenciométer
  • c) egy biztosító
  • d) egy akkumulátor

TC511 Egy transzformátor tekercs vezetékének átmérője 0,5 mm. A megengedett áramsűrűség 2,5 A/mm2. Mekkora a megengedett legnagyobb áramerősség?

  • a) 0,23 A
  • b) 0,49 A
  • c) 1,39 A
  • d) 3,93 A

Tesztfeladatok

Az alábbi tesztekkel lemérhető a saját tudásunk..

TB500 TB501 TB502 TB503 TC523 TC511

Megoldó kulcs a vizsgakérdésekhez: a c a d d b


Creative Commons License © http://tankonyv.ham.hu, utolsó módosítás: 2006.02.06. 13:32
Eredeti mű: © Eckart Moltrecht DJ4UF, http://www.amateurfunkpruefung.de