Čo je elektrický obvod?

Stlačíš tlačidlo na baterke a rozsvieti sa. Stlačíš ho znova a zhasne. Tlačidlo vo vnútri otvára a zatvára cestu pre elektrinu. Tejto ceste hovoríme elektrický obvod.

Prečo elektrina potrebuje okruh?

Elektrina v drôte je tok drobných čiastočiek, ktoré sa volajú elektróny. Tomuto toku hovoríme elektrický prúd. Batéria elektróny tlačí dopredu. Tiecť však môžu len po celej ceste: z batérie, dookola a späť do nej.

Takej úplnej ceste hovoríme obvod. Slovo obvod poznáš aj z matematiky – je to cesta dookola, ktorá sa vráti tam, kde začala.

Z čoho sa obvod skladá?

Jednoduchý obvod má štyri druhy častí:

Zdroj, napríklad batéria. Dáva tlačenie, ktorému hovoríme napätie.
Vodiče (drôty), ktoré vedú elektrinu.
Spotrebič, napríklad žiarovka, bzučiak alebo motorček. Mení energiu, ktorú prináša elektrina, na svetlo, zvuk alebo pohyb.
Vypínač, ktorý okruh otvára alebo zatvára.

Drôty sú vo vnútri z kovu, lebo kov je dobrý vodič: ľahko prepúšťa elektróny. Ich plastový obal je izolant, ktorý drží elektrinu vo vnútri.

Otvorený, či uzavretý?

Obvod bez medzier je uzavretý. Elektróny obiehajú celým okruhom a žiarovka svieti.

Obvod s medzerou je otvorený. Elektróny sa zastavia v celom okruhu – nielen pri medzere. Žiarovka zhasne.

Hore je vypínač vypnutý, v okruhu je medzera a žiarovka nesvieti. Elektróny sú stále v drôtoch, ale nehýbu sa. Dole je vypínač zapnutý, elektróny obiehajú okruhom a žiarovka svieti.

Pozor na slovíčka! Pri obvode „uzavretý“ znamená, že elektrina tečie, a „otvorený“, že netečie. Pri dverách alebo pri kohútiku je to naopak.

Ako je to s obvodmi doma?

Svetlá u vás doma sú tiež zapojené v obvodoch. Ich okruhy sú schované v stenách. Keď stlačíš vypínač, uzavrieš medzeru v okruhu, ktorý vedie k lampe.

Každá zástrčka má aspoň dva kovové kolíky, lebo elektrina potrebuje cestu k lampe a cestu späť.

Aj tvoje telo sa môže stať súčasťou obvodu. Ak elektrina zo zásuvky alebo z vedenia prejde cez teba do zeme alebo do iného drôtu, môže zabiť. Vták, ktorý sedí na jednom drôte, je v bezpečí, lebo sa oboma nohami dotýka toho istého drôtu. Viac sa dozvieš v článku prečo sú vtáky na drôtoch v bezpečí.

Ako sa obvod kreslí?

Kresliť skutočné batérie a žiarovky trvá dlho, preto sa používajú jednoduché značky. Nákresu z takých značiek hovoríme schéma zapojenia.

Dlhá tenká čiara vedľa krátkej hrubej čiary je batéria. Dlhá čiara je plus.
Krúžok s krížikom je žiarovka.
Čiara s nadvihnutou páčkou je vypínač.
Rovné čiary sú vodiče.

Každá časť má svoju značku. Dole je nimi nakreslený celý obvod s batériou, vypínačom a žiarovkou.

Za sebou, alebo vedľa seba?

V obvode môže byť aj viac žiaroviek. Dajú sa zapojiť dvoma spôsobmi:

Za sebou, čiže sériovo. Žiarovky sú v tom istom okruhu ako korálky na šnúrke. Keď sa jedna pokazí, okruh sa preruší a zhasnú všetky.
Vedľa seba, čiže paralelne. Každá žiarovka má vlastnú cestu. Keď sa jedna pokazí, ostatné svietia ďalej.

Vľavo sú dve žiarovky za sebou v jednom okruhu. Vpravo sú dve žiarovky vedľa seba a každá má vlastnú cestu.

Svetlá u vás doma sú zapojené vedľa seba. Preto môžeš jedno zhasnúť a ostatné svietia ďalej. Ako sa prúd medzi žiarovky rozdeľuje, sa dozvieš v článku ako sa správa elektrický prúd.

Čo je skrat?

Čo ak drôt spojí oba konce batérie priamo, bez žiarovky? Elektróny sa potom okruhom preženú až príliš ľahko. Drôt aj batéria sa zohrejú a batéria sa môže pokaziť. Tomu hovoríme skrat.

Doma na to dávajú pozor poistky a ističe. Keď tečie priveľa elektriny, obvod otvoria.

Poďme hlbšie: Akým smerom tečie prúd? pre dospelých a extra zvedavých

Elektróny tečú z mínusového konca batérie cez obvod späť do jej plusového konca. Šípky pre prúd v schémach však zvyčajne mieria opačne, od plusu k mínusu. Tento technický smer prúdu pochádza z 18. storočia, keď Benjamin Franklin pomenoval dva druhy náboja – dávno predtým, ako ktokoľvek vedel o elektrónoch. Oba spôsoby dávajú rovnaké výsledky, pokiaľ sa človek drží jedného z nich.

Podobné značky sa používajú na celom svete, takže schéme zapojenia rozumejú ľudia, nech hovoria akýmkoľvek jazykom. Značky na obrázku vyššie zodpovedajú medzinárodnej norme (IEC 60617), ale v niektorých krajinách sa pár z nich kreslí inak. V USA sa napríklad žiarovka často kreslí ako krúžok s malou slučkou vo vnútri.

Poďme hlbšie: Kde obrázok s rúrami nesedí pre dospelých a extra zvedavých

Z prerezanej rúrky voda vytečie. Z prerezaného drôtu elektróny nevytečú: prúd sa zastaví v celom okruhu.
Zatvorený kohútik vodu zastaví, ale uzavretý obvod elektrinu púšťa. Slová tu fungujú naopak.
Batérii sa neminú elektróny – tie už v drôtoch sú. Minie sa jej chemická energia.
Doma tečie striedavý prúd: elektróny sa kývajú tam a späť 50-krát za sekundu (v niektorých krajinách 60-krát), namiesto toho, aby obiehali dookola. Obvod však aj tak musí byť uzavretý – cez lampu a späť.

Over sa

Prečo žiarovka zhasne, keď vypínač vypneš?

Ukáž odpoveď

V okruhu je medzera, a tak elektróny prestanú tiecť — Elektrina potrebuje uzavretý okruh. Vypnutý vypínač urobí medzeru, a tak sa tok zastaví v celom obvode.