Jak se připravit na test ASVAB Informace o elektronice
Všeobecné informace
Část testu ASVAB Informace o elektronice zahrnuje různé položky, od otázek týkajících se vodičů a měřidel až po otázky týkající se základních elektrických funkcí. Chcete-li se připravit na tuto část testu, nastudujte si základní informace o elektronice, například jak fungují vodiče, funkce různých elektrických proudů a vodičů a Ohmův zákon. Více informací o každé z těchto oblastí se dozvíte níže.
Významná část testu ASVAB obsahuje otázky týkající se slovní zásoby, které testují schopnost studentů rozpoznat jednoduchá slovíčka z oblasti elektrotechniky. Při studiu pojmů ASVAB se zaměřte na základní definice elektrických slov a pojmů, včetně výše uvedených pojmů a slov specifických pro spotřebiče, jako je napětí a frekvence. Při studiu slovníkové části se zaměřte na základní definice pojmů, abyste rozpoznali, co určité slovo nebo slovní spojení znamená.
Teorie toku elektronů
Teorie toku elektronů popisuje chování elektronů při pohybu vodičem. Záporně nabité elektrony v obvodu proudí od záporného pólu (neboli anody) ke kladnému pólu (neboli katodě). Elektrony takto proudí v reakci na přitažlivé a odpudivé síly mezi nabitými částicemi.
Atomy, protony, neutrony, elektrony a valenční obal
Všechna hmota se skládá z menších částic zvaných atomy. Atomy vykazují různé vlastnosti v závislosti na složení atomu. Skládají se z menších částic zvaných protony, elektrony a neutrony. Jediný proton je prvek známý jako vodík. Přidáním dalšího protonu vznikne nový prvek známý jako helium. Pokud je místo toho uvnitř jádra (protonů a neutronů v atomu) jiný počet neutronů, jedná se o tzv. izotop.
Tři částice uvnitř jádra se liší zajímavým způsobem: protony a elektrony jsou opačně nabité a neutrony náboj nemají; protony a neutrony jsou podobně velké a tvoří naprostou většinu hustoty atomu.
Elektrony jsou mnohem menší než protony a neutrony a existují kolem jádra uvnitř energetických orbitalů. Tyto energetické orbitaly obklopují jádro v závislosti na počtu elektronů a jejich vzdálenosti od atomového jádra. Tyto elektrony, které jsou nejdále od jádra, jsou nejreaktivnější.
Vodič, polovodič a izolant
Vodivost měří snadnost, s jakou mohou elektrony proudit materiálem. Kovy jsou dobrými vodiči, protože jimi elektrony snadno protékají bez většího odporu. Materiály vykazující velmi nízkou vodivost se nazývají izolanty. Izolátory mají vysoký odpor.
Polovodiče mají vodivost mezi vodiči a izolanty. Na rozdíl od vodičů, u kterých se při zahřívání zvyšuje odpor, u polovodičů se při zahřívání zvyšuje vodivost.
Proud
Proud je rychlost, s jakou proudí náboje částí vodiče v elektrickém obvodu. Měří se v coulombech za sekundu nebo v ampérech. Proud, napětí a odpor spolu souvisejí prostřednictvím Ohmova zákona:
\
kde I je proud, V je napětí a R je odpor.
Napětí
Napětí je rozdíl elektrických potenciálů mezi dvěma nabitými body v elektrickém poli. Protože se jedná o rozdíl potenciálů, má napětí smysl pouze tehdy, když uvažujeme jeden bod ve vztahu k druhému. Měří se ve voltech.
Napětí se také označuje jako elektromotorická síla, protože je to síla zodpovědná za pohánění proudu obvodem. Lze ji přirovnat k rozdílu tlaku, protože v jednom bodě je vyšší koncentrace náboje než v jiném. Tento rozdíl v koncentraci náboje má za následek vznik napětí.
Odpor
Odpor je přirozená vlastnost materiálů, která brání průchodu proudu vodičem. Odpor a vodivost jsou v nepřímém vztahu; velmi vodivý materiál má malý odpor a materiál s velkým odporem má malou vodivost. Odpor se měří v ohmech.
Materiály se liší v odporu podle toho, jak snadno (nebo obtížně) lze přemisťovat elektrony v atomu materiálu. Odpor také souvisí s plochou průřezu a délkou použitého materiálu; čím větší plocha, tím menší odpor, a čím delší vodič, tím větší odpor.
Kvantitativně lze odpor znázornit jako:
\(R = ⍴ \cdot \frac{L}{A}\), kde ⍴ představuje odpor vodivého materiálu, L je délka a A je plocha průřezu.
Obvody
Zdroj napětí, například baterie, s vodivými materiály, například izolovanými vodiči, připojenými a spojujícími oba vývody, tvoří obvod. Tento obvod by samozřejmě nedělal nic jiného, než že by vodivé dráty zahříval.
Připojení zátěže, například rezistoru nebo žárovky, k vodičům umožňuje, aby proud vykonával práci. Tyto zátěže mohou být k obvodu připojeny sériově, paralelně nebo sérioparalelně.
Zavřené a otevřené obvody
Zavřený obvod je takový obvod, ve kterém jsou všechny součásti obvodu spojeny vodivými vodiči navzájem a se zdrojem napětí. Pokud je některé z těchto spojení přerušeno, říká se, že obvod je otevřený a nebude správně fungovat. Uzavřený obvod může fungovat, otevřený nikoli.
Zátěž
Zátěž je jakákoli součástka, která z obvodu odčerpává energii. Žárovky, ledničky a počítače se chovají jako zátěž, pokud jsou součástí uzavřeného obvodu. Zátěže pouze odvádějí výkon z obvodu; nevytvářejí výkon.
Sériový obvod
V sériovém obvodu jsou všechny součásti obvodu zapojeny za sebou. Proud, který prochází sériovým obvodem, prochází každou součástkou v sérii. Proud prochází obvodem pouze jednou cestou.
Celkové napětí a celkový odpor v sériovém obvodu je součet úbytků napětí na jednotlivých součástkách, resp. součet odporů v obvodu. Součet jednotlivých odporů v obvodu se nazývá ekvivalentní odpor neboli \(R_eq\), a protože je v obvodu pouze jeden proud, používá se při výpočtech Ohmova zákona pro sériové obvody právě \(R_eq\).
Sériovými obvody prochází každým prvkem v obvodu stejný proud.
Paralelní obvod
Paralelní obvod obsahuje více než jednu cestu, kterou prochází proud. V případech, kdy se podél těchto samostatných cest nacházejí různé součástky, bude síla proudu různá. Úbytek napětí na každé větvi je však stejný.
Ekivalentní odpor v paralelním obvodu je roven:
\
kde \(R_eq\) je ekvivalentní odpor, \(R_1\) je první rezistor, \(R_2\) je druhý rezistor atd.
Na rozdíl od sériového obvodu v paralelním obvodu, je-li jedna větev od obvodu odpojena, proud bude nadále procházet zbývajícími větvemi.
Elektrický výkon
Elektrický výkon je kvantitativní měření množství práce, kterou může obvod vykonat za jednotku času. Vzorce, které lze použít k výpočtu vytvořeného nebo rozptýleného elektrického výkonu, jsou:
\\\
kde P je výkon, V je napětí, R je odpor a I je proud.
V obvodu je výkon vytvářen zdrojem napětí a je rozptylován zátěží.
Elektrické měrné jednotky:
Ohmy-měří odpor. Ohm = volt na ampér
Ampér-měří proud. Ampér = coulomb za sekundu
Volt-měří napětí. Volt = (Newton x metr) na coulomb
Watt-měří výkon. Watt = Joule za sekundu
Metrické předpony nano- je \(1 \cdot 10^{-9}\), mikro- je \(1 \cdot 10^{-6}\), mili- je \(1 \cdot 10^{-3}\), centi- je \(1 \cdot 10^{-2}\), kilo- je \(1 \cdot 10^3\) a mega- je \(1 \cdot 10^6\) a giga- je \(1 \cdot 10^9\)
.