Elektrické obvody
Prečo sa vodič pri prechode prúdu môže zahrievať?
Redakcia Atlasu vedomostí · Publikované 11. 11. 2026
Vodič sa pri priechode prúdu zahrieva, lebo elektrická práca na odpore neostáva ako usporiadaný pohyb náboja. V rezistore sa mení na teplo.
Náboj sa vo vodiči posúva elektrickým poľom a naráža na mriežku. Usporiadaná práca poľa sa premieňa na neusporiadaný pohyb častíc. To je Jouleovo teplo. Čím väčší je odpor pri danom prúde, tým viac práce pripadá na meter vodiča.
Výpočet v bezpečnom modeli
Nechaj rezistor 8 Ω a prúd 0,5 A. Napätie na ňom je 4 V, hlboko v školskom rozsahu. Výkon je I²R = 2 W, čiže 2 J za každú sekundu. Za 20 s je energia 40 J. V čistom rezistore berieme celý tento výkon ako teplo. Nie je to návod, ako zohriať drôt na batérii. Krátky spoj článku vie prekročiť bezpečný prúd skôr, ako výpočet stihneš dopočítať.
Žiarovka je iný spotrebič. Horúce vlákno žiari, preto časť výkonu odchádza ako svetlo a časť ako teplo. Vzťah P = U · I stále dáva elektrický príkon, nerozdelí ho však na svetlo a teplo. Výpočet príkonu žiarovky je preto samostatný príklad, nie tento výklad.
Predlžovačka z tenkého drôtu sa hreje z toho istého dôvodu: malý prierez, väčší odpor, väčší I²R. Sieťový kábel tu nemodelujeme. V lekcii príkonu a energie je školský rezistor 12 V a 4 Ω s príkonom 36 W. Ako z wattov spraviť watthodiny, rieši článok spotreby za hodinu. Samotný súčin U · I pre žiarovku je vo výpočte príkonu. Kategória: elektrické obvody.
Pri 0,5 A na 8 Ω je výkon 2 W. Za 10 s je energia 20 J. To je teplo v modeli, nie účet za kúrenie.
Vyriešené príklady
1. Výkon na rezistore
Zadanie. I = 0,5 A, R = 8 Ω, ustálený prúd.
Vzťah. P = I · I · R
Výsledok. 2 W
Dva watty znamenajú dve jouly za sekundu. Napätie na rezistore je 4 V, lebo U = I · R.
2. Energia za 20 sekúnd
Zadanie. P = 2 W, t = 20 s, príkon stály.
Vzťah. E = P · t
Výsledok. 40 J
Za 20 s prejde na teplo 40 J. Pri žiarovke by časť z tohto výkonu odišla ako svetlo.
Úloha na precvičenie
Aké napätie je na rezistore 8 Ω pri prúde 0,5 A?
Odpoveď. 4 V U = I · R = 4 V. Súčin U · I je opäť 2 W, tá istá hodnota ako I²R.
Kontrolný zoznam
- Teplo súvisí s výkonom, nie so samotným slovom prúd.
- Pri stálom prúde väčší odpor znamená väčší výkon I²R.
- Žiarovka nie je čistý ohrievač, časť energie je svetlo.
- Výpočet nerob na sieťovom predlžovacom kábli.
- Skrat batérie nie je pokus o Jouleovo teplo.
Otázky a odpovede
Prečo sa hrubý medený vodič pri malom prúde takmer nehreje?
Má malý odpor. Výkon I²R je pri malom R malý, aj keď prúd tečie. Tenký dlhý vodič z toho istého kovu sa hreje viac.
Je teplo vo vodiči stratená energia?
Z elektrickej práce áno, z celkovej energie nie. Objaví sa ako vnútorná energia vodiča a okolia. Energia sa nestratí, zmení podobu.
Prečo sa článok nezaoberá cenou kúrenia?
Rieši fyzikálny výkon a energiu v jouloch. Cenu kilowatthodiny by bolo treba vziať z aktuálneho cenníka, ten tu nie je.
Súvisiace články
Súvisiace lekcie
Zdroje a predpoklady
- Zaokrúhlené školské hodnoty a vzťahy použité v simuláciách Atlasu vedomostí
Odbornú recenziu konkrétnou osobou tento text neuvádza. Autorom je Redakcia Atlasu vedomostí.