1 / 32

II nastava

II nastava. Zadaci iz STRUJA, OTPORA, NAPONA. Zadatak za početak!. Prema konvenciji, protonu se pripisuje pozitivni naboj, a elektronu negativni naboj koji su istog iznosa e = 1,6  10 - 19 C (elementarni naboj). Koliko elementarnih naboja n ima u količini naboja Q od 1C?.

fontaine-callum
Download Presentation

II nastava

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. II nastava Zadaci iz STRUJA, OTPORA, NAPONA

  2. Zadatak za početak! • Prema konvenciji, protonu se pripisuje pozitivni naboj, a elektronu negativni naboj koji su istog iznosa e = 1,610 - 19 C (elementarni naboj). • Kolikoelementarnihnabojanima u količininaboja Q od 1C? Q = ne n = Q/e = 1C/1,610-19C = 6,251018 Pročitaj taj broj? Naboj od 1C sadrži oko 6,25 trilijuna elementarnih naboja!

  3. Da pojasnimo! • Čitav je atom, tjpromjerelektronskihputanjaredaveličina 2-310-10m. Jezgruatomačineteškečestice, protoniineutroni. Masa protonaineutronasujednake, iznose 1,6710-27kg, dok je masa elektronaoko 1840 putamanjaiiznosi 9,1110-31kg. • Izmeđuprotonaielektronadjelujeprivlačnasila, a izmeđudvaprotona, odnosnodvaelektronadjelujeodbojnasila. Postojanjetihsilaobjašnjava se time da postojedvijevrsteelektričnognabojapridruženogelementarnimatomskimčesticama, protonimaielektronima, pričemu se jednakinabojiodbijaju, a različitinabojiprivlače. • Premakonvenciji, protonu se pripisujepozitivninaboj, a elektronunegativninabojkojisuistogiznosa: • e = 1,610 - 19 C (elementarninaboj).

  4. Atomska jezgra helija sastoji se od 2 neutrona i 2 protona.. Kolika je odbojna sila između dvije jezgre helija koje se nalaze na udaljenosti od 10-13m? k = 8,987109 9109

  5. 1. Krozpoprečnipresjekprovodnikatokomjedne minute prostrujikoličinanaboja Q = 30 C. Uzevšibrzinukretanjanabojastalnom, odreditejačinustrujekrozprovodnik u tom vremenu? 2. Krozpoprečnipresjekprovodnika tokomjedne minute prostrujikoličinanaboja Q = 30 C. Kolika je gustoća struje ako je presjek provodnika 2,5 mm2?

  6. 3. Električni naboj Q=100 As, dok miruje u tački A, ima energiju W=5 mWs. Koliki je potencijal tačke A ? • 4. Potencijal tačke A j e , a potencijal tačke B • je . Koliki je napon a koliki je napon • ?

  7. 5. Koliki je otpor bakrenog provodnika dužine 700mm a presjeka provodnika 1,5 mm2? 6. Otporbakrenognamotajapri 200C iznosi 30 . Zakoliko se tajotporpovećanatemperaturi od 800C?

  8. 7. U nekomskloputrebabitiugrađenotpornik od 360.Kolikometaražicetrebazatajotpornikako se uzmeotpornažica od nikelina = 0,4 promjerad = 0,3 mm?

  9. SNAGA, RAD, ENERGIJA Pretvaranjeelektrične energije Energijase ne moženiizčegastvoriti, a nitiuništiti – zakonodržanjaenergije. Prilikompretvaranja energijeizjednogoblika u drugivrijediW = Wk + Wg Wk- korisni(željeni) oblikenergije, Wg - gubitakenergije. Primjeripretvaranjaelektrične energije Kadaje strujnikrugpriključen nanapon U, u krugupoteče električnastrujaI. Količinaelektriciteta Q = I t kojaučestvuje u tom kretanju obavljarad: A = Q U=U I t [VAs = Ws = J] Zaelektričnu energiju, odnosnoelektričnirad, u svakodnevnomživotučestose koristijedinicakilovatsat. Energija od 1 KWh odgovararadukoji je nužan da se teretmase 100 kg podignenavisinu 3670 metara. [1 KWh=3,6 MJ]

  10. Električnasnaga je brzinakojom se nekaradnjamožeizvršiti, a određujese radnjomkoja se izvrši u jedinicivremena(p = dA/dt): Jedinicuza rad, energiju i količinutoplotesadamožemopisatikao: 1J =1VAs =1Ws Nazivnailinominalnasnaga-najvećidopušteniiznossnage s kojom potrošač može u pogonutrajnoraditi, a da se pri tome ne ošteti. Stepen iskorišćenja Šta znači stepe iskorišćenja = 90% prikazuje slika!

  11. R1 =2 R3 =3 R2 = 12 P2 = 3W R4 =10 8. Izračunaj napon U na složenom otporu, snagu otpora R3 te snagu složenog spoja otpora.

  12. 9. Imamo sijalice snage 25W, 25W i 50W, predviđene za napon od 110V. a)Kako ih treba priključiti na izvor napona 220V da rade nazivnom snagom? b)Odredi tada jaćinu struje u svakoj sijalici.

  13. a. Ako žarulje od 25W spojimo paralelno dobit ćemo kao rezultat otpor dvostruko manji. b. Iz toga dolazimo do prvog mogućeg odgovora da će paralelno spojene žarulje od 25W imati isti otpor kao i jedna žarulja od 50W, a naponi će im se jednako dijeliti. c. Na istom naponu žarulje snage 25W ima dva puta veći otpor od žarulja snage 50W. d. Dvije žarulje od 25W paralelno spojimo i te žarulje imaju jednak otpor kao žarulja od 50W koja se s njima treba spojiti u seriju. Stoga će se napon izvora podijeliti na dva jednaka dijela 2x110V.

  14. I1 , U12 = 110V , 25W I , U3 = 110V , 50W I2 , U12 = 110V , 25W U=220V P3 = U3 I 50 = 110  I I = I1 + I2 I1 = I2 =

  15. Ri Ri E E I1 = Iks = 6A I2 = 4A R = 2  10. Izvor u kratkom spoju daje struju I1 = 6A. Ako na izvor spojimo potrošač otpora R = 2, jačina struje u krugu I2 = 4A. Izračunaj elektromotornu silu E i unutrašnji otpor izvora Ri. Kolika je najveća korisna snaga koju može dati ovaj izvor? Nacrtaj U – I karakteristiku ovor naponskog izvora.

  16. Ri = 4 E = 24V R = 4  I = 3A U 24V 6A I

  17. PODJELA ELEKTRIČNIH MATERIJALA Provodnici, izolatoriipoluprovodnici Provodnici - materijaličijaatomskastrukturaomogućujeslobodnokretanjeelektronaizvanjskogprstena pri sobnoj temperaturi (20 °C) - imajuvrlovelikibrojslobodnihelektrona - dobriprovodnici- metali (kovine) / srebro, bakar, aluminij - elektroliti (otopine soli i sl.) - vodljive tekućine (kiseline i sl.) - ionizirani gasovi Izolatori (dielektrici) - nemajuslobodnihelektronaprisobnojtemperaturi (20 °C) - materijaličijaatomskastrukturanastojiodržatielektrone u svojimprstenovima - ne dopuštajuprotokelektrične struje, a moguskladištitielektričninaboj (elektricitet)u kondenzatorima - izolatori – staklo, plastika, guma, papir, vazduh, vještački materijali Poluprovodnici - materijalikojipropuštajustrujuslabije od metalnih (kovinskih) provodnikaa boljeodizolatora - Poluprovodnici – selen (Se), germanij (Ge), silicij (Si) - materijalizaizradupoluprovodničkih elektronskihkomponenata (dioda, tranzistori sl.)

  18. Električno nabijenatijelamogu se dobitiodvajanjemelektronaizatomautroškomnekedrugevrstienergije, npr. mehaničke, svjetlosneilihemijske. Takvoodvajanjepostoji u električnomizvoru. Zbogdjelovanjaenergije u izvorunastajeelektromotornanapon (sila) E kojauzrokuje da jednastezaljkaizvoraimavišaknegativnognaboja(negativni pol), a drugamanjaknegativnognaboja(pozitivni pol) – između stezaljkinastajerazlikapotencijala. Krug istosmjernestruje Elektromotorninaponilisila RadnjadW u izvorupomičenabojdQu izvoruistvaranapon E nastezaljkama Svakiizvorimadefinisan električninaponE koji se mjeriu voltima(V). Napon je “sila” koja “gura” strujukrozpotrošačiprovodnike. Strujaprotiče kada se zatvoristrujnikrug

  19. Električnipotencijal Svakastezaljkaizvoraimaodređenipotencijal. Elektrićnipotencijaloznačavase s φ, i on je skalarnaveličina, mjeri se u voltima (V). Razlika u potencijalu između bilo koje dvije tačkestrujnogkruganaziva se naponom, Naponizmeđu tačakastrujnogkrugamože se odreditikaorazlikapotencijalaizmeđu promatranihtačaka

  20. Električniotporivodljivost Provodnikpruža otporprolaskustruje – efektsudaranjaelektronasačesticamamaterijeOtporovisi o vrstimaterijala, dužini provodnikaipovršinipoprečnogpresjekaprovodnika. Supravodljivost Pojavaiščezavanjaelektričneotpornostikojanastajekaorezultatpodhlađivanjaprovodnikado kritične temperature , naziva se supravodljivošću. Sredstvozahlađenjeje zate temperature tekućihelij. Tehnologijatekućeghelijaje vrlosloženaiskupa. VisokotemperaturnisupraprovodniciTc=100 Kº – te temperature mogućepostićitekućimazotom. Mogućapodručjaprimjenesu: prenosenergije, izgradnjajakihmagneta, transport, električniuređaji, računarskatehnika, medicinai sl. Otpornicisuelementikrugakojiregulišu jačinustrujeiliostvarujupad napona u strujnomkrugu.

  21. ELEKTRIČNI OTPORNICI Nosioci električnognabojapridjelovanjuismjerenogelektričnogpoljasudaraju se sačesticamamaterijalakoje se nalaze u haotičnomgibanju. Suprotstavljanjematerijalaprolaskuelektričnestrujenaziva se električnimotporom. Otporograničavatokstruje u krugu. Njegova uloga je transformacija električnog rada u toplotu(elektrotermički uređaji, sijalicesa žarnom niti, topivi osigurača) ili dobijanje određenog pada napona na krajevima elementa, kao što je to slučaj u raznim električnim krugovima u elektronici, gdje su oni najčešće uporabljivana pasivna komponenta. Elementi projektovani s ciljem da u krug unesu određeni otpor, koji je velik u odnosu na otpor spojnih vodova i spojeva, nazivaju se električnim otpornicima. Jedinicaotpora je Ohm (Ω), a veličinaotporapremaOhmovomzakonu je: Vrijednostikojedefinišepojediniotporniksunjegovanazivnavrijednost, tolerancijatevrijednosti u % iopteretivost (maksimalnodozvoljenasnaga). Opteretivost je onasnagakojudatiotpornikmožeprimiti, a da se ne oštetenjegovevitalnefunkcije. Snaga se možeodreditiizrelacija: a jedinica je vat (W). Otporniciimajurazličitatemperaturnasvojstvaovisno o upotrijebljenommaterijalu. Ona se opisujusa:

  22. SERIJSKI SPOJ OTPORNIKA (potrošača) Kako u krugunemagrananjastrujeočigledno je da krozsveotporetečeistastruja: Na krajevima pojedinih otpornika naponi su prema Ohmovu zakonu: Zaključak: Ukupniotporserijskogkrugajednak je zbirupojedinačnihotpora. Serijskimspajanjemukupniotporraste, pa je nadomjesniotporuvijekveći od najvećegpojedinačnogotpora. Ako je serijski krug sastavljen od n jednakih otpora R tada je:

  23. PARALELNI SPOJ OTPORNIKA (potrošača) U paralelnom spoju ukupna struja se grana na n grana. Svaki je otpornik spojen između dvije zajedničke tačke (čvora) A i B, pa je razlika potencijala (električni napon) na bilo kojem otporniku jednaka razlici potencijala između zajedničkih tačaka. Prema tomu za paralelni spoj vrijedi da su naponi na svim otpornicima jednaki. Ako je paralelni spoj vezan neposredno na izvor EMS, napon na svakome otporniku jednak je naponu na terminalima izvora: Pojedinačnestrujedobiju se izOhmovogzakona: Zaključak: Recipročnavrijednostnadomjesnogotporaparalelnogkrugajednaka je zbiru recipročnihvrijednostipojedinačnihotpora. Paralelnimspajanjemukupni se otporsmanjuje, pa je nadomjesniotporuvijekmanji od najmanjegpojedinačnogotpora.

  24. Budući da je recipročnavrijednostotporaR jednakavodljivostiG (G=1/R), nadomjesniotpormože se lakšeodreditiračunajući s odgovarajućimvodljivostimamreže.Zamjenomotporavodljivostimadobije se nadomjesnavodljivostparalelnogspoja: Zaključak: Nadomjesnavodljivostjednaka je zbiruvodljivostiparalelnospojenihotpora. Paralelnimvezivanjempovećava se ukupnavodljivost. MJEŠOVITI (SERIJSKO-PARALELNI) SPOJEVI OTPORNIKA

  25. NEOPTEREĆENI NAPONSKI DJELILAC To su karakteristične relacije naponskog djelioca, a potvrđuju ranije iznesenu tvrdnju o proporcionalnom odnosu napona i odgovarajućih otpora. OPTEREĆENI NAPONSKI DJELILAC

  26. Georg Simon Ohm njedaojednuvažnuvezu, i to da je strujakrozjednumetalnužicusrazmjernapostavljenomnaponukaoiobrnutosrazmjernaunutrašnjemotporužice. Ova spomenutarelacijapublicirana je 1826.godinei od tadaostajepoznatakao"OmovZakon".Ohm je jedinicaelektričnogotpora. Jedan ohm (Ώ) je otporkojegimabakarnažicaotprilike 60 metaradužinesaprečnikom od 1mm2. e godine Ohm bilježi:  I = E/ROvo postaje poznato kao Omov zakon: I=E/R, gdje I predstavlja struju, E elektromotornu sagu (voltažu), i R je otpor. Što je kasnije preinačeno u I=U/R U jednom otporniku su:količnik napona preko otpornika i struje kroz otpornik konstantni. Ova konstanta ima omski otpor u formuli: R=U/A R=U/I.Napon od 1 volta (V) prouzrokuje otpor od 1 oma (Ώ) i jačinu struje od 1 ampera (A). Ovaj zakon predstavlja bazu nauke o elektricitetu.Nikada ne može samo jedna od ovih veličina, između kojih postoji čvrsta veza, da se individualno promijeni. Uz nju se uvijek promijene i druge dvije veličine. Volt - jedinica za mjerenje električnog napona, dobila ime po italijanskom fizičaru i pronalazaču: Alesandru Volti. Ova jedinica u međunarodnom sistemu jedinica; predstavlja onaj napon na homogenom žičanom provodniku kroz koji prolazi struja od 1 Ampera, a utrošena snaga između te dvije tačke iznosi 1 Watt. Pošto neki često upotrebljavaju naziv "Galvanijeva baterija", moramo reći i to da Galvani nikad nije napravio bateriju. On je eksperimentisao sa mišićima životinja, pritom tvrdeći da oni proizvode struju.

  27. Na ovojslici je prikazanOmovTrokutkojinamprikazujeOmovzakon. IzOmovogzakona je vidljivoslijedeće:- povećanjemnaponapovečavase jačnastruje u kolu- povečanjemotporasmanjuje se jačinastruje u kolu- smanjenjemnaponasmanjuje se jačinastruje u kolu- smanjenjemotporapovečavase jacčnastruje u kolu Na narednoj slicije prikazanOmov Krug kojinamtakođe prikazujeOmovZakon, alinamOmov Krug zarazliku od OmovogTrtokutaprikazujeOmovZakonza:- snagu- otpor- napon- jačinustruje

  28. Serijskispojotpora U krugu teče struja I, koja je proporcionalna naponu izvora Vs. Struju mjeri ampermetarkojispojenserijskisaotporimaR1 iR2. Paralelnispojotpora Voltmetar, koji je spojenparalelnostrujnomizvoru(a time iotpornicimaR1 iR2 ) mjeri napon na strujnom izvoru i na otpornicima.

More Related