ELEKTRODINAMIKA ELEMENTI STRUJNOG KRUGA IZVOR ELEKTRIČNE ENERGIJE

Σχετικά έγγραφα
konst. Električni otpor

Elektrodinamika ( ) ELEKTRODINAMIKA Q t l R = ρ R R R R = W = U I t P = U I

Elektrodinamika

ELEK 3. ISTOSMJERNA ELEKTRIČNA STRUJA I STRUJNI KRUGOVI ELEKTROTEHNIKA. Doc. dr. sc. Vitomir Komen, dipl. ing. el. 1/77. Komen

Zadatak 161 (Igor, gimnazija) Koliki je promjer manganinske žice duge 31.4 m, kroz koju teče struja 0.8 A, ako je napon

Što je to struja (općenito)? = tok čestica kroz neku plohu u jedinici vremena -molekule tekućine struja tekućine (vode) -molekule plina struja plina

Priprema za državnu maturu

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Informacije o predmetu

Električne struje. Električne struje. Električne struje. Električne struje

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

OSNOVE ELEKTROTEHNIKE 1 POJMOVI DEFINICIJE ZADACI. Prvo obrazovno razdoblje 2014./2015. školske godine Zdravko Borić, prof.

1. As (Amper sekunda) upotrebljava se kao mjerna jedinica za. A) jakost električne struje B) influenciju C) elektromotornu silu D) kapacitet E) naboj

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

( , 2. kolokvij)

Elektrodinamika Elektrodinamika

Snage u kolima naizmjenične struje

kondenzatori električna struja i otpor Istosmjerni strujni krugovi

Magnetsko polje ravnog vodiča, strujne petlje i zavojnice

Periodičke izmjenične veličine

Elektrodinamika Elektrodinamika

Vježba 081. ako zavojnicom teče struja jakosti 5 A? A. Rezultat: m

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

, Zagreb. Prvi kolokvij iz Analognih sklopova i Elektroničkih sklopova

Osnove elektrotehnike I popravni parcijalni ispit VARIJANTA A

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

Ampèreova i Lorentzova sila zadatci za vježbu

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

Alarmni sustavi 07/08 predavanja 12. i 13. Detekcija metala, izvori napajanja u sustavima TZ

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Rad, energija i snaga

namotanih samo u jednom sloju. Krajevi zavojnice spojeni su s kondenzatorom kapaciteta 10 µf. Odredite naboj na kondenzatoru.

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

18. listopada listopada / 13

RAD, SNAGA I ENERGIJA

Informacije o predmetu

OSNOVI ELEKTRONIKE. Vežbe (2 časa nedeljno): mr Goran Savić

Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

4. Koliki naboj treba dati kugli mase 1 kg da ona lebdi ispod kugle s nabojem 0,07 µc na udaljenosti 5 cm?

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

Rad, snaga, energija. Tehnička fizika 1 03/11/2017 Tehnološki fakultet

Ovisnost ustaljenih stanja uzlaznog pretvarača 16V/0,16A o sklopnoj frekvenciji

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

UVOD U VJEŽBE IZ PODRUČJA ELEKTRIČNIH STRUJNIH KRUGOVA

2 / U t U t R m c t m c ( t t 2 1) 2. J 1 kg 4186 ( ) kg K

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

5. Koliki naboj treba dati kugli mase 1 kg da ona lebdi ispod kugle s nabojem 0,07 µc na udaljenosti 5 cm?

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Električne struje. EE15 8a Elektricne struje kratko.pdf

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

numeričkih deskriptivnih mera.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Elektricitet i magnetizam. 1. Elektricitet

Trofazno trošilo je simetrično ako su impedanse u sve tri faze međusobno potpuno jednake, tj. ako su istog karaktera i imaju isti modul.

Snaga izmjenične sinusne struje

Kaskadna kompenzacija SAU

='5$9.2 STRUJNI IZVOR

Električni strujni krug

7 Algebarske jednadžbe

#6 Istosmjerne struje

Rješenje 469. m = 200 g = 0.2 kg, v 0 = 5 m / s, h = 1.75 m, h 1 = 0.6 m, g = 9.81 m / s 2, E k =?

MEHANIKA FLUIDA. Prosti cevovodi

Popis oznaka. Elektrotehnički fakultet Osijek Stručni studij. Osnove elektrotehnike I. A el A meh. a a 1 a 2 a v a v. a v. B 1n. B 1t. B 2t.

Klizni otpornik. Ampermetar. Slika 2.1 Jednostavni strujni krug

Rotacija krutog tijela

OBRTNA TELA. Vladimir Marinkov OBRTNA TELA VALJAK

ELEKTROTEHNIKA ISTOSMJERNA STRUJA 2

Elementi spektralne teorije matrica

Trofazni sustav. Uvodni pojmovi. Uvodni pojmovi. Uvodni pojmovi

Metode rješavanja električnih strujnih krugova

HIDRODINAMIKA JEDNADŽBA KONTINUITETA I BERNOULLIJEVA JEDNADŽBA JEDNADŽBA KONTINUITETA. s1 =

Značenje indeksa. Konvencija o predznaku napona

Elektron u magnetskom polju

Mehatronika - Metode i Sklopovi za Povezivanje Senzora i Aktuatora. Sadržaj predavanja: 1. Operacijsko pojačalo

ELEKTROTEHNIKA 6. TROFAZNI SUSTAV IZMJENIČNE STRUJE. Izv.prof. dr.sc. Vitomir Komen, dipl.ing. el.

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

mr. sc. Boris Ožanić, dipl. ing. SIGURNOST U PRIMJENI ELEKTRIČNE ENERGIJE Veleučilište u Karlovcu

Elektronički Elementi i Sklopovi. Sadržaj predavanja: 1. Mreže sa kombiniranim DC i AC izvorima 2. Sklopovi sa Zenner diodama 3. Zennerov regulator

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

5. PARCIJALNE DERIVACIJE

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

5. Ako žica ima otpor 10,94 Ω, duljine je l=750 m i presjeka 1,2 mm²:

Elektricitet i magnetizam. 2. Magnetizam

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

šupanijsko natjecanje iz zike 2017/2018 Srednje ²kole 1. grupa Rje²enja i smjernice za bodovanje 1. zadatak (11 bodova)

Vremenski konstantne struje, teorijske osnove

Transcript:

ELEKTRODINAMIKA ELEKTRIČNA STRUJA I PRIPADNE POJAVE ELEMENTI STRUJNOG KRUGA Strujni krug je sastavljen od: izvora u kojemu se neki oblik energije pretvara u električnu energiju, spojnih vodiča i trošila 21.12.2006 1 21.12.2006 2 IZVOR ELEKTRIČNE ENERGIJE Da bi se u tijelu izvora razdvojili pozitivni i negativni naboji, potrebno je na njih djelovati nekom vanjskom silom F.. Razdvojeni naboji stvaraju električno polje E u tijelu izvora. Povećanjem količine ine razdvojenih naboja jača polje (tj( tj.. privlačna Coulomb-ova ova sila F EL ), a proces razdvajanja zaustavlja se u trenutku kada nastupa ravnoteža: a: F EL = - F Sva vanjska energija utrošena na razdvajanje naboja ostaje očuvana o u obliku potencijalne energije razdvojenih naboja i predstavlja elektromotornu silu (EMS)) izvora, a izražava ava se u voltima. Opisano stanje izvora naziva se stanje praznog hoda izvora. 21.12.2006 3 21.12.2006 4

ZATVORENI STRUJNI KRUG Istoimeni naboji nagomilani na krajevima izvora nastoje se raspodijeliti po što većoj površini (odbojna Coulomb-ova ova sila). Zato, u trenutku kada se na izvor priključi i trošilo (zatvaranjem sklopke), dolazi do premještanja naboja prema trošilu, odnosno do pojave električne struje I. 21.12.2006 5 21.12.2006 6 ELEKTRIČNA STRUJA Električna struja je usmjereno gibanje naboja pod djelovanje stalno prisutnog električnog polja. Stalno električno polje koje uzrokuje struju daje vanjski izvor. Struju u vodičima ima (metalima) čine gibanje slobodnih elektrona. Struju u elektrolitima i plinovima čine gibanje elektrona i iona Električna struja koja nastaje pod djelovanjem električnog polja u vodičima, ima, nazivamo, provodne struje MODEL VOĐENJA ELEKTRIČNE STRUJE Na krajeve cilindričnog nog vodiča a duljine l, površine presjeka S doveden je napon: U AB =φ Α φ Β >0 Jakost električnog polja E u vodiču u može e se odrediti kao: U AB ϕ A ϕb E = = l l 21.12.2006 7 21.12.2006 8

Smjer struje: Fizikalni smjer struje: smjer gibanja slobodnih elektrona (smjer suprotan smjeru električnog polja). Tehnički (konvencionalni smjer struje), suprotan smjeru slobodnih elektrona (u smjeru električnog polja) Protok naboja, odnosno električna struja ista je na svim presjecima (princip kontinuiteta). U vodičima, ima, zbog termičkog gibanja jezgri, postoji otpor gibanju elektrona električni otpor. JAKOST ELEKTRIČNE STRUJE Gibanje elektrona odvija se pod djelovanjem električnog polja, u nizu uzastopnih ubrzavanja i usporavanja (udaranje elektrona u čestice koje im se nalaze na putu). Zbog takve promjenjive brzine uvodi se pojam srednje brzine gibanja naboja v 21.12.2006 9 21.12.2006 10 Na temelju poznatog broja slobodnih elektrona N u m 3 metala, i njihove srednje brzine, može se izračunati količina ina naboja koja prođe kroz presjek S u vremenskom intervalu t Q = N qe S v t Gdje je q e naboj elektrona Jakost električne struje I je količina ina naboja u jedinici vremena koja prođe kroz presjek vodiča Q I = t Struja čija je jakost konstantna jest vremenski nepromjenjiva struja. Ukoliko je dotok vanjske energije izvora vremenski promjenjiv, takva energija stvarati će vremenski promjenjivu EMS koja će e kroz vodič tjerati vremenski promjenjivu struju. Istosmjerna struja: : može e mijenjati svoju jakost ali ne i smjer u vremenu (uvijek isti smjer električnog polja). Izmjenična na struja: : mijenja svoj smjer u vremenu (mijenja se smjer električnog polja) 21.12.2006 11 21.12.2006 12

GUSTOĆA A STRUJE Prema principu kontinuiteta električne struje, jakost struje unutar vodiča a jednaka je na svim presjecima (npr( npr.. S 1 i S 2 ), u svakom trenutku. Struju možemo prikazati strujnicama.. Gustoća struje je veća a tamo gdje je presjek manji. Kao mjeru te gustoće e uvodimo pojam gustoće e struje J,, koju definiramo kao omjer jakosti struje i površine presjeka kroz koju ta struja prolazi J = I S A ( 2 mm ) 21.12.2006 13 21.12.2006 14 PRIMJER Vodič presjeka 1 (mm 2 ), duljine 2 (m), priključen je na napon od 2 (V). Ako kroz vodič prostruji 6,25x10 18 elektrona u 250 (ms), odrediti: a) Struju kroz vodič b) Gustoću u struje c) Jakost električnog polja d) Gustoću u struje ako se presjek vodiča smanji na 0,1 (mm 2 ) ELEKTRIČNA PROVODNOST (SPECIFIČNA VODLJIVOST) Gustoća a električne struje koju u različitim itim materijalima pokrene isto električno polje je različita ita χ kapa χ = J E ( m S ) Verner von Siemens (1816-1892) 21.12.2006 15 21.12.2006 16

ELEKTRIČNA OTPORNOST (SPECIFIČNA VODLJIVOST) Češće e se koristi recipročna vrijednost specifične vodljivosti koju zovemo specifični otpor Često se spec.. otpor izražava ava u Ωmm 2 Podaci za spec.. otpornost nekih m metala: bakar 0,0169 (Ωmm( 2 /m) aluminij 0,0265 (Ωmm( 2 /m) srebro 0,0165 (Ωmm( 2 /m) 1 ρ = χ OHMOV ZAKON Ohmov zakon (1826) Jakost struje u vodiču proporcionalna je naponu na njegovim krajevima Georg Simon Ohm (1787 1854) 21.12.2006 17 21.12.2006 18 Struja ulazi u vodič otpora R na njegov kraj koji je na višem potencijalu, a izlazi na kraju koji je na nižem potencijalu (pad napona na otporu) OTPORNICI Vodič ili skup vodiča a kojemu je otpor puno veći od otpora spojnih vodiča a spojenih na izvor, zovemo, otpornik. 21.12.2006 19 21.12.2006 20

ELEKTRIČNA SHEMA JEDNOSTAVNOG STRUJNOG KRUGA U električnoj shemi se izvor i trošilo predstavljaju idealnim elementima: idealnim naponskim izvorom elektromotorne sile (EMS) i otpornikom otpora R dok se otpor spojnih vodova zanemaruje. Na slici su prikazani simboli izvora i otpornika, a označeni su i smjerovi napona na elementima i smjer struje u krugu Vrijedi: Primjeri: 2. Električna peć priključena je preko bakrenih vodiča a duljine 10 (m), presjeka 1,5 (mm 2 ) na električnu mrežu u napona 230 (V). Ako je struja u krugu 10 (A), odredi koliki je pad napona u vodičima. ima. 3. Ako se želi postići i da dva vodiča a iste duljine načinjeni od bakra i aluminija imaju isti otpor, koliki je omjer njihovih presjeka? 21.12.2006 21 21.12.2006 22 ZAVISNOST OTPORA O TEMPERATURI Kod metala, termička gibanja porastom temperature postaju jača a te raste otpor gibanju slobodnih elektrona. Otpornost metala povećava se porastom temperature Ovu ovisnost otpora o temperaturi možemo izraziti obrascem: R t = R 20 (1 + α t) R t.. Otpor na nekoj temperaturi različitoj itoj od 20 0 C R 20 Otpor na sobnoj temperaturi od 20 0 C α.. Temperaturni koeficijent otpora ( 0 C - 1 ) (npr.. temperaturni koeficijent bakra je 0,0039 0 C - 1 ) t promjena temperature ( t=t( 1 -t 2 ) Na temperaturi bliskoj apsolutnoj nuli, vodiči prelaze u supravodljivo stanje. 21.12.2006 23 21.12.2006 24

Primjeri: 1. Otpor namota električnog motora koji se nalazi u prostoriji u kojoj je temperatura 30 0 C, iznosi 1,3 (Ω). U trajnom pogonu motora izmjeren mu je otpor namota od 1,606 (Ω).( Kolika je temperatura namota motora u trajnom pogonu, ako je on izrađen od bakra? JOULEOVA TOPLINA Pri prolasku struje kroz vodič,, otpora R, elektroni se ubrzavaju i sudaraju s jezgrama i drugim elektronima, gubeći i pri tome kinetičku ku energiju. Ta kinetička ka energija pretvara se u toplinsku. W U I t 2 Snaga je P = = = U I = I R t t To je Jouleov zakon (1841) James Prescott Joule (1818 1889) 21.12.2006 25 21.12.2006 26 Primjeri: 1. Na otporniku za kočenje vjetrogeneratora koji ima otpor 1/8 (Ω) razvija se snaga od 2(kW). Kolika je struja kroz otpornik? Kolika se energija troši i na otporniku ako u jednom danu kroz njega teče e struja u ukupnom vremenu od 2 sata? 2. Električna peć priključena je preko bakrenih vodiča a duljine 10 (m), presjeka 1,5 (mm 2 ), na električnu mrežu u napona 230 (V). Ako je struja u krugu 10 (A), odredi snagu trošila te snagu na spojnim vodovima. Kolika je snaga na spojnim vodovima ako im se presjek poveća a na 3 (mm 2 ) 21.12.2006 27