osnove elektrotehnike i dio

8/8/2019 Osnove Elektrotehnike I Dio

1/10

to je to atom ?

Atomje najsitnija estica elemenata koje se ne moze razloiti, a da se pri tom ne promjene osnovna svojstvasamog elementa. Atom se sastoji od: atomske jezgre i atomske ljuske. Atomska jezgra sastavljena je od

protona (nosioci pozitivnog elektrinog naboja) i neutrona (bez naboja). Atomska ljuska obavija atomskujezgru i u njoj se nalaze elektroni (negativnog naboja) koji krue oko atomske jezgre.

Slika 1 Primjer sastava helija

to je eletrina struja?

Elektrina strujaje usmjereno gibanje slobodnih elektrona od mjesta vika elektrona prema mjestu manjka elektrona.

Slika 2 Usmjereno gibanje elektrona

to je elektrini vodi?

Elektrini vodije materijal koji obiluje slobodnim elektronima pa stoga dobro provodi elektrinu struju. Elektrini vodiimogu biti metali (zlato, srebro, bakar, aluminij i dr.), ugljen za etkice elektromotora i elektroliti (otopinesoli, kiselina i luina).

to su elektrini izolatori?

Elektrini izolatorisu materijali koji gotovo nemaju slobodnih elektrona pa stoga ne provode elektricnu struju. Elektriniizolatori mogu biti neorganskog podrijetla (porculan, staklo, mramor, azbest i dr.) i mogu biti organskog

podrijetla (guma, papir, prepan, fiber, pamuk, PVC mase i dr.).

Koji su uinci elektrine struje?


2/10

Uinci elektrine struje u vodiima i njegovoj okolini mogu biti:

Kemijski uinak, gdje elektrina struja pri prolazu kroz neke kemijske spojeve rastavlja te spojeve nasastavne dijelove. Primjena kemijskog uinka je u elektrolizi, punjenju akumulatora i dr.

Magnetski uinak, gdje elektrina struja pri prolazu kroz vodi stvara oko njega magnetsko polje.Magnetski uinci elektrine struje omoguuju rad generatora, elektromotora i transformatora, a osnova je idjelovanja veine drugih ureaja.

Toplinski uinak, gdje elektrina struja zagrijava svaki vodi kroz koji prolazi. Korisno zagrijavanje, gdjese elektrina energija pretvara u toplinu, bilo bi kod: tednjaka, glaala, grijala, lemila i dr. tetnozagrijavanje, gdje se u elektrinim strojevima i vodovima stvara nepotrebno zagrijavanje uslijed ega se

beskorisno troi elektrina energija.

Svjetlosni uinak, gdje elektrina struja, na primjer, pri prolazu kroz arnu nit arulje, ari nit i kaoposljedica toplinskog uinka svijetli.

Fizioloki uinci, gdje elektrina struja pri prolazu kroz ziva bia stvara kemijski i toplinski uinak.Korisna primjena je u medicini, a moe biti i opasna po ivot nepropisnim rukovanjem. ?

Slika 3 Elektrina struja opasna po ivot

to je elektrini strujni krug?

Elektrini strujni krugdobivamo kada elektrini izvor spojimo vodiem na troilo, a tada se elektroni gibaju od negativnog pola

prema pozitivnom polu izvora, tj. potei ce elektrina struja. Tehniki smjer elektrine struje je odpozitivnog prema negativnom polu izvora.

Slika 4 Smjer struje i elektrona

to je jakost elektrine struje I?

Jakost elektrine struje Ije mnoina elektrona koja za vrijeme jedne sekunde proe kroz dio strujnog kruga.

to je jedan amper [1A]?

Jedan amper [1A]


3/10

je jedinica za mjerenje jakosti struje, a definira se kao ona struja koja pri prolazu kroz dva vrlo duga ka itanka paralelna vodia, meusobno udaljena jedan metar, stvara oko njih magnetska polja koja meusobno

djeluju silom od 2*10-7 njutna po metru svoje duljine.

Slika 5 Definicija ampera

to je koliina elektriciteta Q?

Koliina elektriciteta Qje umnoak jakosti struje kroz vodi I [A] i odredenog vremena t [s], a jedinica za mjerenje je [1As] ilikulon [1C]:

Q = I * t

1. Zadatak: kolika je koliina elektriciteta prola kroz glaalo ako tee struja 4,54 A za vrijeme od 1 sata?

I = 4,54 A

t = 1 h

Q = ?

_________

Q = I * t

Q = 4,54 * 3600 =16344 As = 4,54 Ah

to je gustoa struje J?

Gustoa struje J je odnos jakosti struje I [A] i povrine presjeka vodia S [m2], a jedinica za mjerenje jeamper po kvadratnom metru:

I

J = ------- [A/m2]

S

Kako se mjeri jakost struje?

Jakost elektrine struje mjerimo ampermetrom. Upotrebljavaju se: termiki ampermetar, ampermetar spominim eljezom, ampermetar s pominim svitkom i dr. Ampermetar se uvijek spaja u strujnom krugu

serijski jer ima mali unutarnj otpor.


4/10

Slika 6 Spajanje ampermetra

to je elektromotorna sila EMS?

Elektromotorna sila EMS izvora je koliina energije koju elektrini izvor moe dati jedinici naboja.

to je elektrini napon U?

Elektrini napon U je dio elektromotorne sile koji djeluje u strujnom krugu.

to je jedan volt [1V]?Jedan volt [1V]

je napon izmedu dviju toaka kojim tee konstantna struja jakosti 1A ako se pri tome troi snaga jednogvata.

Slika 7 Definicija volta

Kako se mjeri napon?

Napon mjerimo voltmetrom. Voltmetar je po svojoj konstrukciji potpuno jednak ampermetru, ali seuvijek u strujnom krugu spaja paralelno jer ima veliki unutarnji otpor.

Slika 8 Spajanje ampermetra i voltmetra

to je elektrini otpor R?

Elektrini otpor Rje otpor kojim se materijal opire prolazu elektrona.

to je jedan ohm []?


5/10

Jedan ohm [] je otpor kroz koji napon od jednog volta tjera struju jakosti jednog ampera.

Slika 9 Definicija oma

to je specifini otpor materijala ?

Specifini otpor materijala [mm2/m] je otpor materijala koju prua materijal duljine l = 1 m,

presjeka S = 1 mm2 pri 20 C.

Slika 10 Definicija specifinog otpora

Kako se proraunava otpor vodia R?

Proraun otpora vodia Rdan je jednadzbom :

2. Zadatak: koliki je otpor vodia duljine l = 100 m, od bakra = 0,0175 i presjeka S = 1,5 mm2 ?

to je elektrina vodljivost G?

Elektrina vodljivost G je reciprona vrijednost elektrinog otpora, a jedinica za mjerenje je simens [ S ].

1

G=-------- [ S ]

R

to je specificna vodljivost ?


6/10

Specifina vodljivost [m/mm2] je reciprona vrijednost speificnog otpora.

=1/

3. Zadatak: koliki presjek S mora imati bakreni vodi duljine l = 100 m, a da mu je otpor R = 1,166 ?

to je temperaturni koeficijent ?

Temperaturni koeficijent

je broj koji pokazuje za koliko se promjenio 1 otpora nekog materijala pri promjeni temperature za 10 C.

Kako se proraunava "topli otpor" Rt?Proraun "topliog otpora" Rt dan je jednadbom :

Rt = Rh (1 + * )gdje je Rh "hladni otpor", temperaturni koeficijent, temperaturna razlika.

4. Zadatak: bakreni vodi ima pri 200 C otpor 1,166 . Koliki je njegov otpor ako se ugrije na 650 C? (za bakar iznosi 0,0039)

Rt = Rh ( 1+ * ) = 1,166 ( 1 + 0,0039 * 45 ) = 1,370

Kako glasi Ohmov zakon?

Ohmov zakon kaze da je jakost struje razmjerna s naponom, a obrnuto razmjerna s otporom.

U

I = ---------

R

5. Zadatak: Pri naponu od 220 V kroz glaalo tee struja jakosti 4,54 A. Koliki je otpor glaala?

U

R = ---------=

I

220


7/10

=------------------= 48,45

4,54

to je pad napona U?

Pad napona Uje dio napona potroen u pojedinom otporu, a razmjeran je s jainom struje i veliinom otpora, a to jeprema Ohmovom zakonu :

U = I * R

6. Zadatak: na shemi sl. 11 otpornici R1, R2 iznose svaki 48,45 , a struja u strujnom krugu iznosi I =2,26 A. Koliki su padovi napona u pojedinim otpornicima?

Slika 11

U1 = I * R1 = 2,26 * 48,45 = 109,49 V

U2 = I * R2 = 2,26 * 48,45 = 109,49 V

to je gubitak napona?Gubitak napona je pad napona u vodovima kao beskoristan gubitak energije.

7. Zadatak: koliki je gubitak napona U na vodu duljine l = 100 m, od bakra = 0,0175 i presjeka S = 1,5

mm2 , ako provodi struju jakosti 2,26 A?

U = I * R

* l

R = -----------=

S

0,0175 * 100

=----------------------------=

1,5

= 1,166 []

U = I * R = 2,26 * 1,166 = 2,235 V


8/10

to je unutarnji pad napona Uu?

Unutarnji pad napona Uu je pad napona na unutarnjem otporu izvora, a prikazan je jednadbom:

Uu = I * Ru

Koliki je napon na stezaljkama izvora?

Napon na stezaljkama izvorajednak je elektromotornoj sili izvora umanjenoj za pad napona u izvoru, a prikazan je jednadbom:

U = E - I * Ru

Koliki je unutarnji otpor izvora Ru?

Unutarnji otpor izvora Ru prikazan je jednadbom:

E - U

Ru = ----------

I

8. Zadatak: koliki je napon na troilu U i unutarnji pad napona Uu, ako je elektromotorna sila galvanskoglanka E = 1,6 V, unutarnji otpor clanka Ru = 0,3 , a struja kroz troilo iznosi I = 1,5 A?

Slika 12

E - U

Ru = -----------

I

U = E - Ru * I = 1,6 - 0,3 * 1,5 = 1,15 V

Uu = I * Ru = 1,5 * 0,3 = 0,45 V

to kae I Kirchhoffov zakon?

I Kirchhoffov zakon kaze: zbroj svih struja koje ulaze u voriste jednak je zbroju svih struja koje izlaze izvorista, primjer na sl. 13:


9/10

Slika 13

I = I1 + I2 + I3

9. Zadatak: prema shemi na sl.13 zadane su struje I1 = 2,5 A, I2 = 5A i I = 10 A. Kolika je struja krozotpor R3?

I = I1 + I2 + I3

I3 = I - I1 - I2 = 10 - 2,5 - 5 = 2,5 A

Koliki je ukupni otpor paralelno spojenih otpora?

Ukupni otpor paralelno spojenih otporaprikazan je jednadbom kao: reciprona vrijednost ukupnog otpora jednaka je zbroju recipronihvrijednosti pojedinih otpora.

Ukupni otpor dva paralelno spojena otpora iznosi:

R1 * R2

R = -------------

R1 + R2

10. Zadatak: koliki je ukupni otpor R paralelno spojenih otpora prema sl. 14, ako je R1 = 2 , R2 = R3 =4

?

Slika 14


10/10

11. Zadatak: koliki je ukupni otpor R paralelno spojenih otpora prema sl. 15, ako je R1 = 210 , R2 = 210

Slika 15

Kako se proiruje mjerno podruje ampermetra?

Proirenje mjernog podrucja ampermetrapostiemo paralelnim spajanjem otpornika s ampermetrom (shunt), kao prema sl. 16.

Slika 16

Kakemo izraunati otpor shunta?

Izraunat cemo otpor shuntaprema jednadbi:

Ra

Rs = -------

n - 1

gdje je n broj koji pokazuje koliko puta proirujemo mjerno podruje ampermetra.

osnove elektrotehnike i dio

Documents