Ladijski strojni elektrosistemi

1. Ladijski strojni elektrosistemi Leto 2012/2013 F. Dimc

2. Uvod • Predstavitev stik, domača stran predmeta • Namen predmeta osnovna načela elektrotehnike za vaše strokovno delo so podprta s teorijo • Literatura primeren učbenik osnov elektrotehnike, zapiski s predavanj, izročki, strokovni članki, medomrežje. • Obveznost opraviti izpit. • Teorijo se bomo trudili razumeti.

3. Uvod • Zapiski predavanj? • Obveznost • udeležiti se vsaj enih pog. ur najavite se po e-pošti • opraviti lab. vaje in • opraviti DN • Ocena izpit/vaje • vaje: LabVajeIN(2KolokvijaALIPisniDel(5/6)INDomačeNaloge(1/6)) • izpit: dve vprašanji(4/5) IN seminar(1/5) • Primeri: • Vaje = 5/6*(kol(60% + 40%))+1/6*(DN(0%)) = 42% .. NZ(4) • Vaje = 5/6*(pis(80%))+1/6*(DN(100%)) = 83% .. PD(8) • Izpit = 4/5*(ust(100%))+1/5*(izd(0%)) = 80% .. PD(8) • Izpit = 4/5*(ust(100%))+1/5*(izd(50%)) = 90% .. OD(9)

4. Literatura • DIMC, Franc, ČOP, Rudi. Elektrotehniški praktikum : za študente pomorstva in tehnologije prometa. 2., popravljena izd. Portorož: Fakulteta za pomorstvo in promet, 2011. ISBN 9616044737. • HAMLER, Anton. Elektrotehnika. Maribor, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, 2004. ISBN 864350596X. • KERNEV, Dušan. Ladijska elektrotehnika II. Portorož: Visoka pomorska in prometna šola v Piranu, 1993, 339 str COBISS.SI-ID: 800027. • HALL, D. T., Practical marine electrical knowledge, Second edition, Witherby's Seamanship, 1999, ISBN 1 85609 182 3. • A Pocket Book of Marine Engineering: Questions & Answers, Witherby Seamanship International Ltd, 2009, ISBN 139781905331802. • JOFFE, Elya B., LOCK, Kai-Sang. Grounds for Grounding, Wiley, 2010, ISBN 978-0-471-66008-8.

5. Nekaj definicij • STCW konvencija (Standards of Training Certification and Watchkeeping convention) je dokument, ki določa katero znanje mora vsaj obvladovati pomorščak, kakšne preizkuse mora opraviti, kako mora znanje osveževati in kako se njegovo znanje preverja. Dokument je izdala Mednarodna pomorska organizacija (IMO), v veljavi je tudi v Sloveniji kot podpisnici konvencije. • Potrdilo o kompetencah izdaja pomorščakom, ki opravijo preizkus in obnavljajo znanje v skladu s konvencijo vsaka država podpisnica. • Poveljnik (master) oseba, ki poveljuje ladji (kapitan) • Častnik član posadke, ki ni poveljnik • Častnik krova je častnik, ki je usposobljen v skladu z II poglavjem konvencije • II poglavje konvencije je namenjeno za potrjevanje častnikov, zadolženih za navigacijsko stražo na do 500 tonskih ladjah • Častnik inženir je častnik, ki je usposobljen v skladu s III poglavjem konvencije • III poglavje konvencije je namenjeno za potrjevanje častnikov, zadolženih za inženirsko stražo v ladijskih strojnicah. Strojnice so bodisi ročno upravljane ali periodično samodejno upravljane. • Radijski operater je oseba, ki ima ustrezna potrdila, ki jih je v skladu s Predpisi o radijski službi (Radio Regulations) izdala ali priznala administracija države podpisnice • GMDSS (‘splošni sistem obveščanja v stiski za pomorstvo’)

6. Snov (STCW) • Glede na zahteve STCW predmet vsebuje • Varnostne zahteve za delo z elektriškimi sistemi na ladjah, vključujoč tudi navodila za varen odklop elektriške opreme, ki omogočajo, da osebje lahko začne delati (menjava, popravila) na omenjenih sistemih • Razlago običajnih razlogov za kratke stike in odpravljanje vzrokov zanje • Risanje in razlaga preprostih električnih vezij • Ponazoritev kako se tokokrog zaključuje z ozemljitvijo v skupni točki • Dejstvo, da je jakost toka sorazmerna priključeni napetosti (Ohmov zakon) • Osnovne konfiguracije in načela delovanja: • elektriške opreme: • generator in razvodni sistem • priprava, zagon in preklapljanje generatorjev • osnovne vrste elektriških motorjev, vključno s posebnostmi zagona • visokonapetostne instalacije • sekvenčni regulacijski sistemi in pripadajoče naprave • elektronske opreme: • karakteristike osnovnih elementov elektronskih vezij (upor, kondenzator, tuljava, dioda, integrirano vezje) • Razlaga elektriških in preprostih elektronskih shem • Vzdrževalna dela in popravila opreme elektriških sistemov, stikališč (komandnih pultov), elektriških motorjev, generatorjev ter enosmernih elektriških sistemov in naprav • Zaznavanje nepravilnega delovanja elektriških naprav ali instalacij, lociranje napak in načini kako odpraviti škodljive posledice. • Zasnova in delovanje elektriških preizkusnih naprav in merilne opreme.

7. Snov (ostalo) • Poleg minimalnih izrecno zahtevanih STCW vsebin program vsebuje: • Elektrostatika: električni naboj, električno polje. • Elektrodinamika: električna napetost, električni tokokrog, električni tok, osnovni zakoni električnega tokokroga. • Elementi električnega tokokroga: vodniki, izolatorji in njihova izolacijske upornost; polprevodniki: polprevodniške diode in tranzistorji, integrirana vezja, močnostni polprevodniki • Uporaba električne energije: elektrotermija, električna razsvetljava in pogon; elektrokemija: galvanski členi in akumulatorji. • Elektromagnetizem in električna indukcija. • Generiranje, transformiranje in razvod električne energije: generator enosmernega toka, generator izmeničnega toka: dušilka v izmeničnem tokokrogu, jalov tok in jalova moč, električni transformator, vodniki, stikala, varovala in izklopni elementi. • Trifazni prenos električne energije: trifazni transformator. • Asinhroni stroj: osnovne konstrukcije, energijska bilanca, karakteristika momenta, pogonska stabilnost, zagon, regulacija vrtljajev. • Sinhroni stroj: osnovne konstrukcije, sinhronska reaktanca, vektorski diagrami, vzbujevalni tok, sinhronizacija. • Komutatorski stroji: osnovne konstrukcije, osnovne vezave, karakteristike momentov; navitja električnih rotacijskih strojev. • Statični pretvorniki električne energije: delovanje pretvornikov, usmerniki, krmiljeni usmerniki (diodni usmernik (SCR) in tiristorski usmernik (GTO)), razsmerniki. • Ozemljenost ladijskih električnih naprav, zagotavljanje varnosti in gospodarnosti plovbe z vidika rabe električne energije • Seznanitev z zahtevami po rednih kalibracijah in certificiranju merilnih naprav

8. Sprehod po poglavjih • Elektrostatika • Elektrodinamika • Elementi električnega tokokroga • Veriga generiranja, transformiranja in uporabe električne energije • Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

9. F .. sila (N) q .. naboj (As) Elektrostatika • Jantar (grško elektron) … če drgnemo jantar z mačjim krznom, lahko dvignemo ptičje pero… William Gilbert ~1600, elektroskop, prvi uporabil izraze kot so: električna sila, električna privlačnost, električna sila šibkejša od magnetne pozitivni in negativni električni naboj

10. Elektrostatika • Zgodovina začenši z elektronom, William Gilbertov prvi elektroskop, Galvani, galvanski člen naredi Volta, Oersted opazi vpliv el. toka na smer magnetne igle, Ohm je iskal naravo stvari – splošna načela narave, Ampere je bil natančen opazovalec in popisovalec • Elektriški pojavi - fenomenološka metoda, pogosta v naravoslovju • Naelektreni mirujoči delci so vzrok elektrostatičnega polja • Električni naboj (poskusCoulombova tehtnica) • Charles Augustin de Coulomb 1777, uporabil izraz (formula!) za odbojno silo F med identičnimi in privlačno med različnimi naboji, ki pada pada s kvadratom razdalje

11. R q1 q2 Kaj pomeni sila PADA s kvadratom razdalje? • Polje: vpliv naboja na okoliški prostor F ( ) 1 1/4 1/9 ? R (m) 3 0 1 2

12. Primerjava s težnostnim poljem • Polje: vpliv mase na okoliški prostor Kaj pa v težnostnem polju RASTE s kvadratom? Preletena pot raste s kvadratom časa: R m2 m1

13. Elektrostatika • Orbite(http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/orbits.html) • Prebojna napetost razelektritev v ozračju nosi s seboj posledice? Benjamin Franklin 1752 dokazal, da je atmosferska strela enaka iskri, ki nastane med nasprotno naelektrenimi kovinskimi kroglami Razelektritev s strelo (influenca, ionizacija, naelektritev oblakov)

14. Q = C U E .. el. polj. jakost (V/m) U .. potencial, napetost (V) W .. el. energija (Ws) C .. kapacitivnost (F) Elektrostatika • Elektrostatično polje, izraženo z E • Napetost je razlika dveh POTENCIALOV v električnem polju E. Vektor E je usmerjen v smeri delovanja sile. Polje E se vzpostavi že, če je naboj en sam; če sta naboja dva, je le drugače oblikovano. Prebojna napetost. • Energija Kdaj opravljamo DELO v električnem polju? Le če spreminjamo RADIJ oziroma ODDALJENOST spreminjamo tudi POTENCIALNO energijo. • Kapacitivnost Koliko naboja shranimo v en element pri določeni napetosti? S čim vplivamo na kapacitivnost? Poskus s kondenzatorjema. Zaradi velike hitrosti IONIZACIJE se mora zrak sunkovito premakniti, slišimo pok. Luigi Galvani (Bologna) 1791, od zunaj dovedeni električni signal, mišice kot motor (vzbujal živec, proizvedeni sunek dal ukaz mišici) Da je potencial rečemo tudi človeku. Ko taka oseba potenciale izkoristi, kaj doseže?

15. ET2 ET2’ Elektrostatika T2’ r2’ T2 q2 r2 T1 q1 DELO PRI PREMIKANJU naboja q2

16. Elektrostatika kapacitivnost C izražena na dva načina Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta(Pavia) opazil sorazmerje med napetostjo na elementu in vanj shranjenim nabojem. Iznašel je električno baterijo, enota za napetost se imenuje po njem. Q A U d

17. Sklep • Zapomnimo si • Coulombov zakon, • definiciji potenciala in napetosti, • Kdaj opravimo delo v el. polju? in • definicijo kapacitivnosti Prihodnji teden • Uporaba elektrostatike • Elektrodinamika