6.predavanje

Uinci elektrine struje.

Spojevi izvora struje. Mjerenje napona i jakosti struje.

Izvori istosmjerne elektrine struje.

Akumulatori. Uporaba i smjetaj akumulatora na brodovima.

Uinci elektrine struje

Pod elektrinom strujom podrazumijeva se usmjereno gibanje elektrinih naboja.

Elektrina struja ostvaruje se gibanjem elektrona

u metalima (pri gibanju elektrona ne dolazi do

prijenosa materije).

Elektrina struja ostvaruje se i gibanjem pozitivnih

i negativnih iona u tekuinama i plinovima (pri

gibanju iona dolazi do prijenosa materije).

Elektrina struja iskazuje se svojim uincima. To su:

- toplinski uinak,

- kemijski uinak,

- magnetski uinak.

Toplinski uinak je fizikalna pojava zagrijavanja vodia

kojim prolazi elektrina struja.

Kemijski uinak oituje se u razdvajanju pojedinih vodia

na sastavne dijelove pri prolasku elektrine struje -

elektroliza. Magnetski uinak se oituje stvaranjem magnetnih sila oko

vodia, jakost kojih je vea u blizini vodia, a s udaljenou

opada.

Fiziologijski uinci struje utjecaj na ovjeka, vrijeme

prolaska struje kroz tijelo je izrazito bitno.

(50-100 mA je smrtno !! tu struju moe

izazvati napon vei od 60 V ovisi o

otporu).

Spojevi izvora

Serijski spoj

E=

Paralelni spoj izvora

Mjerenje napona

Za mjerenje napona koristi se instrument

voltmetar.

Voltmetar se u strujni krug prikljuuje

paralelno.

Mjerenje jakosti struje

Za mjerenje jakosti elektrine struje koristi se

instrument ampermetar.

Ampermetar se u strujni krug prikljuuje

serijski.

Mjerenje otpora

Ommetrom (analognim ili digitalnim, univerzalnim

instrumentom)

U-I postupkom (mjeri se U i I, te rauna R = U/I)

Prolazak elektrine struje kroz tekuine

Mogua je podjela vodia na vodie prve i druge vrste, gdje su

metali vodii prve, a otopine luina, soli i kiselina vodii druge vrste. Osim kemijski iste vode sve tekuine vode elektrinu struju. Pri

prolasku elektrine struje dolazi do kemijskih promjena tekuih vodia. Spomenute otopine nazivaju se elektroliti, a elektrolizom se nazivaju

kemijski procesi koji se zbivaju pri prolasku elektrine struje kroz

elektrolite. Prolazak elektrine struje prati razvijanje Jouleove topline, i

rastavljanje molekula elektrolita na ione. Ta se pojava naziva

elektrolitikom disocijacijom.

Elektrolit mora biti dobar vodi iona, ali ne smije biti

elektriki vodi jer bi to uzrokovalo unutarnji kratki spoj.

Elektrolit ne smije reagirati s materijalima od kojih su

izraene elektrode, svojstva se ne smiju znaajno mijenjati s

temperaturom, mora biti siguran za rukovanje i jeftin.

Veina elektrolita su vodene otopine, osim u sluajevima

izbjegavanja reakcije s anodom (primjerice u kombinaciji s

anodom od litija koriste se rastaljene soli).

Izvori istosmjerne elektrine struje

Izvori elektrine struje mogu biti:

-kemijski,

-toplinski (nuklearne baterije),

-svjetlosni, (fotonaponski elementi - solarne

elije)

-mehaniki (istosmjerni generatori)

Kemijski izvori elektrine energije:

Ako se u elektrolit urone dvije elektrode od razliitih materijala, svaka elektroda dobiva prema elektrolitu odreeni potencijal, kojemu je uzrok elektrolitika polarizacija

- primarni izvori, ili galvanski lanci (elementi)

neobnovljivi izvori

- sekundarni izvori, ili akumulatori obnovljivi

izvori

Primarni kemijski izvori

Prvi primarni lanak napravio je Alessandro Volta (1745-

1827), a kasnije su razvijeni i mnogi drugi: Leclanchov,

alkalni-MnO2, litijev, itd.

Primarni lanak - Leclanchov lanak

Pozitivni pol - anoda je ugljeni tapi

Negativni pol - katoda, je od cinka (Zn) i

ujedno je i posuda.

Napon lanka je 1,5 (V). Serijski spojena

takva tri lanka, daju plosnatu bateriju od

4,5 (V).

Primarni lanak - Alkalni lanak

- razlikuje se od Leclanchovog lanka samo po

elektrolitu

Napon lanka je 1,5 V

Moe se dugo skladititi i podnosi

niske temperature

Primarni lanak - Litijev lanak

Moe se dugo skladititi i podnosi niske

temperature -40 +100

Najbolji primarni izvor energije

Napon lanka je 3 V

Sekundarni kemijski izvori

Sekundarni kemijski izvori elektrine struje ili

akumulatori su obnovljivi izvori elektrine

energije.

Mogu se nakon pranjenja ponovo napuniti

prikljuivanjem na ispravlja efikasnost punjenja.

Broj ciklusa punjenja i panjenja moe biti vrlo

velik (tisuu i vie puta)

Kemijski izvori elektrine struje - akumulatori

Klasini akumulatori s tekuim elektrolitom

Olovni,

-Srebreni (u kombinaciji s cinkom

i s kadmijem),

-elini,

-Nikal kadmijev

-Nikal - metalhidridni

Klasini akumulatori s tekuim

elektrolitom

Prednost:

-Znaajno niu cijena,

-manja teina,

-maksimalna tolerancija napona punjenja,

Mane:

-montiraju se na plovilima jedino u vertikalnom poloaju,

-mogunost curenja elektolita,

-potrebna je stalna kontola i odravanje,

-potrebna je ventilacija prostora,

-manji broj ciklusa pranjenja i punjenja,

-prosjeni vijek trajanja 2-3 godine,

-mogu kratki spoj unutar olovnog akumulatora zbog olovnog

sulfata koji se s vremenom taloi na dnu akumulatora.

Olovni akumulatori

Anoda je olovni superoksid, a

katoda olovo.

Sumporna kiselina je elektrolit

koji se razblauje destiliranom

vodom.

Napon koji daje takva elija je 2V

Dok se akumulator prazni on predaje troilu elektrinu

energiju , elektrina struja prolazi i kroz elektrolit.

Pranjenjem akumulatora elektrode se po sastavu

postupno izjednaavaju (sulfatiziraju) te napon

postupno opada.

Kada napon padne ispod 1,85 V, zabranjena je daljnja uporaba, jer bi

to otealo/ onemoguilo postupak punjenja .

Kapacitet akumulatora umnoak jakosti struje i

vremena pranjenja [Ah].

Akumulator koji ima 45 Ah moe davati struju od 45 A

u vremenu od 1 sat ili na primjer 15 A u vremenu od 3

sata.

Uporaba i smjetaj akumulatora na brodovima

Akumulatori na brodu namijenjeni su za rasvjetu u nunosti,

signalizaciju, telefoniju, rasvjetu u nunosti, dojavu poara,

alarmna zvonca, pozivna zvonca, rezervne radioureaje,

elektrine satove, itd. Najei napon baterija u uporabi je 24 V i 60 V.

Na brodu se akumulatorijske baterije uvaju u posebnim prostorijama.

Prostorije u kojima se uvaju akumulatori trebaju biti

smjetene visoko na brodu, da u sluaju nesree mogu biti

to dulje izvan vode, jer se njima u principu opskrbljuju

elektrinom energijom ureaji za nunost.

U tim prostorijama nuna je dobra provjetrenost, zbog

plinova koji se oslobaaju, pod treba biti otporan na

djelovanje kiselina i luina.

U tim prostorijama sve elektrine naprave ili ureaji

moraju imati protueksplozijsku zatitu