Elektrické obvody se zdroji harmonického napětí ve výuce fyziky

Abstract

Tato práce má za cíl definovat pojmy fázor a fázorový diagram pro žáky na úrovni střední školy. Zároveň propojuje tyto pojmy s dostupnými matematickými učebnicemi na teoretické úrovni a motivuje jejich zavedení. Pojmy fázor a fázorový diagram jsou aplikovány v elektrických obvodech se zdrojem harmonického napětí, ve kterém se nachází některý z lineárních prvků (rezistor, cívka, kondenzátor). Následně je na stejnou problematiku použito symboliky komplexních čísel, abychom čtenáři ukázali jedno z jejich konkrétních využití. Čtenář zde také nalezne řešení sériového a paralelního RLC obvodu právě za pomoci fázorového diagramu a také za pomoci komplexních čísel. Na konci je i několik početně řešených úloh. Přínosem této práce je především ucelené shrnutí poznatků ohledně fázorů a fázorových diagramů a jejich aplikace a dále propojení těchto pojmů s komplexní symbolikou a teoretickým podkladem.

The aim of the paper is to define and explain terms of phasor and phasor diagram for students of secondary education level in the Czech republic. It is providing a link between the theoretical foundation of the terms in the mathematics based textbooks available on the market and its establishement and practical use in the teaching process. The purpose of the thesis is to explain the problematic of phasor and phasor diagram in the elecrtic load with the alternating current power supply, which consists of rezistor (R), inductor (L) and capacitor (C). In the second part of the paper, the problematic of the complex numbers and its use is described. In this part, the solution of series or parallel RLC circuit is found by the use of phasor diagram or complex numbers. The paper is furthermore providing reader with problems with solution, which serve as an example for the teaching purposes. The paper is providing the reader with a combination of the theoretical foundation of phasor and phasor diagram with their practical use and application, in order to enable a coherent and understandable explanation of the terms.