Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: Zespół Szkół Technicznych w Pleszewie • ID grupy: 97/90_mf_g2 • Opiekun: Ryszard Walczak • Kompetencja: Matematyczno-Fizyczna • Temat projektu: Stały i przemienny prąd elektryczny. • Semestr/rok szkolny: Semestr 2 2011/2012

3. Różne źródła prądu – siła elektromotoryczna • Siła elektromotoryczna (SEM) – czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek. • Energia elektryczna uzyskana przez jednostkowy ładunek przemieszczany przez SEM • w źródle prądu w kierunku przeciwnym do sił pola elektrycznego równa jest różnicy potencjałów na końcówkach otwartego źródła prądu. Pomiar tej różnicy (napięcia) wymaga metody lub układu nie pobierającego prądu z mierzonego obwodu. Mierzona różnica potencjałów ma polaryzację przeciwną do kierunku działania SEM. W przypadku układów w których wielkość siły elektromotorycznej zależy od natężenia płynącego prądu (np. niektóre rodzaje prądnic), bezpośredni pomiar SEM nie jest możliwy i wymaga pomiarów pośrednich i obliczeń.

4. Ogniwo galwaniczne – układ złożony z dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie (dwa półogniwa). Źródłem różnicy potencjałów elektrod są reakcje chemiczne, zachodzące między elektrodami a elektrolitem. Gdy przez ogniwo nie płynie prąd (ogniwo otwarte), różnica potencjałów jest równa sile elektromotorycznej (SEM). Zamknięcie obwodu elektrycznego umożliwia przepływ ładunków pojawienie się nadnapięcia, wskutek polaryzacji elektrod. • Bateria ogniw - zestaw dwóch lub więcej pojedynczych ogniw elektrycznych • Akumulator elektryczny– rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod. • W akumulatorach występują dwa cykle pracy. • ładowanie– w czasie którego akumulator jest odbiornikiem energii elektrycznej, wewnątrz akumulatora energia elektryczna jest przetwarzana na energię chemiczną, • praca– akumulator jest źródłem prądu elektrycznego na skutek przemiany energii chemicznej na energię elektryczną; rezultatem pracy jest stopniowe rozładowywanie akumulatora.

5. Ogniwo słoneczne,ogniwo fotowoltaiczne, ogniwo fotoelektryczne, fotoogniwo – to element półprzewodnikowy, w którym następuje przemiana (konwersja) energii promieniowania słonecznego (światła) w energię elektryczną w wyniku zjawiska fotowoltaicznego, czyli poprzez wykorzystanie półprzewodnikowego złącza typu p-n, w którym pod wpływem fotonów o energii większej, niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika, elektrony przemieszczają się do obszaru n, a dziury (zob. nośniki ładunku) do obszaru p. Takie przemieszczenie ładunków elektrycznych powoduje pojawienie się różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego. • Po raz pierwszy efekt fotowoltaiczny zaobserwował A.C. Becquerel w 1839 r. w obwodzie oświetlonych elektrod umieszczonych w elektrolicie, a obserwacji tego zjawiska na granicy dwóch ciał stałych dokonali 37 lat później W. Adams i R. Day. • Fotoogniwa słoneczne są produkowane z materiałów półprzewodnikowych, najczęściej z krzemu (Si), germanu (Ge), selenu (Se). Zwykłe ogniwo słoneczne z krystalicznego krzemu ma nominalne napięcie ok. 0,5 wolta. Poprzez połączenie szeregowe ogniw słonecznych można otrzymać baterie słoneczne. Istnieją baterie z różną liczbą ogniw, • w zależności od zastosowania, jak i od jakości ogniw.

6. Prądnica, będąc szczególnym przypadkiem maszyny elektrycznej i generatora elektrycznego jest urządzeniem przekształcającym energię mechaniczną w energię elektryczną. Wytwarzanie energii elektrycznej odbywa się w prądnicach dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Odbywa się to na skutek względnego ruchu przewodnika i zewnętrznego pola magnetycznego. • Dynamo (z języka niemieckiego) – dawna nazwa prądnicy, aktualnie rzadko używana. Obecnie nazwa stosowana potocznie tylko dla prądnic rowerowych napędzanych przez obracające się koło rowerowe. Dynamo rowerowe jest prądnicą, w której wirnik jest magnesem trwałym, a w stojanie znajduje się uzwojenie otoczone magnetowodem przełączającym kierunek pola magnetycznego przy obrocie magnesu. • Jasność świecenia lampki zależy od prędkości obrotów koła (szybkości jazdy roweru). • W przypadku zatrzymania roweru dynamo nie wytwarza prądu, a lampka rowerowa gaśnie, co jest największą wadą najprostszej instalacji elektrycznej opartej na dynamie. Odpowiednimi układami elektronicznymi można ten efekt zniwelować.

7. Prąd stały • Prąd stały charakteryzuje się stałą wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu. • Zaletą prądu stałego jest to, że w przypadku zasilania takim prądem wartość chwilowa dostarczanej mocy jest stała, co ma duże znaczenie dla wszelkich układów wzmacniania i przetwarzania sygnałów. Większość półprzewodnikowych układów elektronicznych zasilana jest prądem stałym (a przynajmniej napięciem stałym). Główną zaletą takiego rozwiązania jest to, że urządzenia zawierające układy elektroniczne mogą być zasilane bezpośrednio z przenośnych źródeł energii (baterii lub akumulatorów). • Dla urządzeń, które używane są w pobliżu sieciowej energii elektrycznej stosuje się zasilanie prądem stałym wytwarzanym przez zasilacze sieciowe. W zasilaczu sieciowe napięcie przemienne jest najpierw transformowane na odpowiedni poziom napięcia, prostowane (na przykład za pomocą mostka Graetza) oraz filtrowane, tak aby jego ostateczny przebieg był jak najbardziej zbliżony do wartości stałej. • Moc dowolnego odbiornika w układzie prądu stałego jest obliczana jako: • gdzie: P – moc,  • U – stałe napięcie elektryczne,  • I – stały prąd elektryczny.

8. Prąd przemienny • Charakterystyczny przypadek prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób, z określoną częstotliwością. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne (stąd nazwa przemienny). Najczęściej pożądanym jest, aby wartość średnia całookresowa (tzn.składowa stała) wynosiła zero. • Stosunkowo największe znaczenie praktyczne mają prąd i napięcie o przebiegu sinusoidalnym. Dlatego też, w żargonie technicznym często nazwa prąd przemienny oznacza po prostu prąd sinusoidalny. Jeśli zakłócenia lub nieliniowość powodują zdeformowanie sinusoidalnego kształtu, wówczas taki niesinusoidalny przebieg nosi nazwę przebiegu odkształconego. • Cecha sinusoidalności przebiegów przemiennych jest wykorzystana w jednej • z najważniejszych maszyn elektrycznych używanych obecnie, tj.transformatorze. Napięcie przemienne zasilające transformator powoduje występowanie przemiennego prądu płynącego w uzwojeniu pierwotnym. Generuje to sinusoidalnie zmienny (przemienny) strumień magnetyczny płynący w rdzeniu transformatora. Sinusoidalny strumień magnetyczny, zgodnie z prawem Faradaya, powoduje powstanie sinusoidalnego napięcia w uzwojeniu wtórnym, które z kolei przyczynia się do sinusoidalnego prądu wyjściowego transformatora.

9. opory • Rezystancja (opór, opór czynny, oporność, oporność czynna) – wielkość charakteryzująca relacje między napięciem a natężeniem prądu elektrycznego w obwodach prądu stałego. W obwodach prądu przemiennego rezystancją nazywa się część rzeczywistą zespolonej impedancji. • Zwyczajowo rezystancję oznacza się często symbolem R. Jednostką rezystancji • w układzie SI jest om, którego symbolem jest Ω.

10. OPÓR POJEMNOŚCIOWY • Reaktancjato wielkość charakteryzująca obwód elektryczny zawierający element o charakterze pojemnościowym (np. kondensator) lub element o charakterze indukcyjnym (np. cewkę). Reaktancję oznacza się na ogół symbolem X. • Gdy przez cewkę lub kondensator płynie prąd przemienny, wtedy część energii magazynowana jest w polu, odpowiednio magnetycznym lub elektrycznym. Wywołuje to spadek napięcia wprost proporcjonalny do iloczynu prądu i reaktancji. W przypadku obwodów prądu stałego nie mówi się o reaktancji, bowiem (pomijając stan nieustalony) cewka stanowi zwarcie, zaś kondensator przerwę w obwodzie. • Reaktancja idealnej cewki i kondensatora jest równa co do wartości bezwzględnej ich impedancji. Napięcie i prąd w takich elementach są przesunięte w fazie o 90 stopni względem siebie. • Reaktancja cewki (opór indukcyjny, induktancja) ma znak dodatni i oblicza się ją ze wzoru: • Gdzie: L – indukcyjność własna cewki • ω – pulsacja

11. OPÓR OMOWY • W latach 1825 - 1827 Georg Simon Ohm badał zależność prądu płynącego przez przewodniki od ich wymiarów oraz przyłożonego napięcia. Odkrył przy tym, że prąd płynący przez przewodnik (I) i przyłożone napięcie (U) są do siebie wprost proporcjonalne. Proporcjonalność ta zwana jest prawem Ohma: • Współczynnik proporcjonalności R nazywa się rezystancją (oporem elektrycznym). Współcześnie wiadomo, że wiele materiałów zachowuje się inaczej i proporcjonalność nie jest zachowana (prawo Ohma nie jest spełnione, a opór, czyli współczynnik R, nie jest stały). Materiały i elementy elektroniczne, dla których spełnione jest prawo Ohma nazywa się liniowymi (lub omowymi), a dla których nie - nieliniowymi (lub nieomowymi). • Mimo, że prawo Ohma nie jest uniwersalnym prawem przyrody, ale jedynie właściwością pewnej klasy materiałów w ograniczonym zakresie napięć i prądów, ma duże znaczenie historyczne, a także praktyczne. Było pierwszym ilościowym matematycznym opisem przepływu prądu elektrycznego, a opór elektryczny R i jego uogólnienia są szeroko stosowane w praktycznej analizie obwodów elektrycznych.

12. OPÓR INDUKCYJNY • Opór stawiany przez indukcyjność L prądowi zmiennemu. Powstająca w cewce siła elektromotoryczna indukcji przeciwstawia się płynącemu prądowi wywołując prąd indukcyjny płynący w kierunku przeciwnym. • ZAWADA • Impedancja– wielkość charakteryzująca zależność między natężeniem prądu i napięciem w obwodach prądu zmiennego. • Impedancja jest uogólnieniem oporu elektrycznego. charakteryzującego tę zależność • w obwodach prądu stałego. Impedancja jest wielkością zespoloną. Część rzeczywista impedancji opisuje opór związany z prądem płynącym w fazie zgodnej z przyłożonym napięciem, część urojona – z prądem przesuniętym w fazie, który wyprzedza przyłożone napięcie lub jest opóźniony względem niego. • Uwaga: Czasem skrótowo i błędnie impedancją jest nazywany moduł impedancji czyli zawada, ale także odwrotnie – impedancja zawadą.

13. Elektrownie • ELEKTROWNIA WODNA –  zakład przemysłowy • zamieniający energię potencjalną wody na elektryczną. • Rodzaje elektrowni wodnych: • Zapory – budowane ze względu na energię jaką uzyskuje się ze spiętrzenia wody • Elektrownie szczytowo pompowe – elektrownie szczytowo pompowe służą do dostosowywania produkcji energii do jej chwilowego zapotrzebowania.  • Elektrownie przepływowe – ich moc jest ograniczona przez moc płynącej naturalnie wody • Elektrownie pływowe – Elektrownie pływowe wykorzystują energię potencjalną wody morskiej spiętrzonych w czasie pływów • Elektrownie wodne są najintensywniej wykorzystywanym źródłem wśród odnawialnych źródeł energii. Działają w 150 krajach i w 2010 roku dostarczyły łącznie 3427 TWh energii elektrycznej, co stanowi 16% całkowitej produkcji energii elektrycznej na świecie. Paragwaj i Norwegia opierają swój rynek energii elektrycznej w całości na elektrowniach wodnych.

14. KRAJE O NAJWIĘKSZEJ PRODUKCJI ENERGII Z ENERGII WODNEJ • WIĘKSZE ELEKTROWNIE WODNE W POLSCE • Elektrownia wodna na Odrze Południowej we Wrocławiu – moc łączna 1,6 MW • Elektrownia wodna we Włocławku • Elektrownia przepływowa w Porąbce • Elektrownia Wodna Żarnowiec • Elektrownia Porąbka-Żar • Zespół Elektrowni Wodnych Solina-Myczkowce • Elektrownia Żydowo

15. ELEKTROWNIA WĘGLOWA – to elektrownia cieplna, • w której paliwem jest węgiel brunatny lub węgiel kamienny.Elektrownia węglowa jest elektrownią parową, w której • głównymi podzespołami biorącymi udział w konwersji energii są: • kocioł parowy, • turbina parowa kondensacyjna, • skraplacz, • pompa zasilająca.W celu podniesienia sprawności cieplej obiegu termodynamicznego stosowane są zwykle następujące podzespoły: • przegrzewacz wtórny (nieraz stosowane są dwa przegrzewacze wtórne) • podgrzewacze regeneracyjne w ilości zwykle od 5 do 11.Ponieważ spaliny powstałe ze spalania węgla zawierają zwykle szkodliwe związki siarki • i azotu oraz y, więc konieczne jest stosowanie instalacji odsiarczania, odazotowania • i odpylania spalin.W Polsce znaczna większość energii elektrycznej (ponad 90 %) pozyskiwana jest • w elektrowniach węglowych.

16. ELEKTROWNIA ATOMOWA – obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop 235U), w której ciepło konieczne do uzyskania pary wodnej, jest otrzymywane z reaktora jądrowego.

17. TRANSFORMATORY • Urządzenie elektryczne służące do przenoszenia energii elektrycznej prądu przemiennego drogą indukcji z jednego obwodu elektrycznego do drugiego, z zachowaniem pierwotnej częstotliwości. Zwykle zmieniane jest równocześnie napięcie elektryczne (wyjątek stanowi transformator separacyjny, w którym napięcie nie ulega zmianie). • Transformator umożliwia w ten sposób na przykład zmianę napięcia panującego w sieci wysokiego napięcia, które jest odpowiednie do przesyłania energii elektrycznej na duże odległości, na niskie napięcie, do którego dostosowane są poszczególne odbiorniki. W sieci elektroenergetycznej zmiana napięcia zachodzi kilkustopniowo w stacjach transformatorowych. • ZASADA DZIAŁANIA • Jedno z uzwojeń (zwane pierwotnym) podłączone jest do źródła prądu przemiennego. Powoduje to przepływ w nim prądu przemiennego. Przemienny prąd wywołuje powstanie zmiennego pola magnetycznego. Zmienny strumień pola magnetycznego, przewodzony przez rdzeń transformatora, przepływa przez pozostałe cewki (zwane wtórnymi). Zmiana strumienia pola magnetycznego w cewkach wtórnych wywołuje zjawisko indukcji elektromagnetycznej – powstaje w nich zmienna siła elektromotoryczna (napięcie).

19. Instalacja elektryczna • Potocznie, instalacje elektryczną rozumie się często tylko jako • ułożone na stałe przewody elektryczne. • Instalacja elektryczna w budynku mieszkalnym składa się • z układu zasilania niskiego napięcia, obejmującego: • przyłącze i złącze kablowe, • tablicę rozdzielczą, • piony i linie zasilające, • instalację odbiorczą, • odpowiednią liczbę obwodów. • Instalacja taka obejmuje nie tylko przewody i kable elektroenergetyczne, urządzenia zabezpieczające i przyrządy łączeniowe, zabezpieczające, ochronne, sterujące i pomiarowe wraz z ich obudowami i konstrukcjami wsporczymi, lecz także rezerwowe źródła energii elektrycznej, takie jak baterie akumulatorowe, urządzenia bezprzerwowego zasilania (UPS) oraz zespoły prądotwórcze, wraz z instalacjami przynależnymi do tych urządzeń.

20. W naszych mieszkaniach i domach jest wiele urządzeń elektrycznych zasilanych prądem. Jest to prąd zmienny, który jest doprowadzany do domów za pomocą tzw. przyłączy. Są to odgałęzienia od sieci ulicznej, najczęściej prowadzone pod ziemią do piwnic. Napięcie w przewodach doprowadzanych do mieszkań wynosi 220 V. Mieszkaniowa sieć elektryczna umieszczana jest w ścianach ze względu na bezpieczeństwo. Na ścianach widoczne są tylko gniazdka wtyczkowe, wyłączniki, liczniki energii elektrycznej, bezpieczniki (korki) itp.Ponieważ w każdym odbiorniku w mieszkaniu jest napięcie 220 V, więc muszą być one połączone równolegle. Gdy włączymy kilka odbiorników, w każdym popłynie prąd o określonym natężeniu. • Aby uniknąć przepalania się przewodów stosuje się różnego rodzaju bezpieczniki. Znajdują się one najczęściej przy licznikach energii elektrycznej. Najstarszy typ to bezpiecznik topikowy. Składa się on z główki i wkładki, wewnątrz której poprowadzony jest cienki drucik z łatwo topliwego materiału. Opór drucika dobrany jest tak, aby spowodował jego stopienie przy odpowiednio dużym natężeniu, co powoduje przerwanie obwodu i tzw. "wysadzenie korka". Należy go wtedy wymienić i doszukać się przyczyny awarii.Obecnie stosuje się bezpieczniki automatyczne oraz wyłączniki nadmiarowo-prądowe. Urządzenia te przerywają dopływ prądu samoczynnie w przypadku zwarcia lub przeciążenia sieci elektrycznej. Po usunięciu problemu można je włączyć i w ten sposób przywrócić dopływ prądu.

21. żarówka • Żarówka, lampa żarowa– elektryczne źródło światła, w którym ciałem świecącym jest włókno wykonane z trudno topliwego materiału (pierwotnie grafit, obecnie wolfram). Drut wolframowy jest umieszczony w bańce szklanej wypełnionej mieszaniną gazów szlachetnych (np. argon z 10-procentową domieszką azotu). Włókno osiąga temperaturę ok. 2500–3000 K na skutek przepływu prądu elektrycznego. Wynalazek powstał w połowieXIX w. • Światło uzyskiwane z żarówek jest światłem zbliżonym do słonecznego i cechuje się dobrym wskaźnikiem oddawania barw oglądanych w tym świetle przedmiotów, świeci cały czas jednakowo, nie powodując efektu stroboskopowego. Widmo światła emitowanego przez żarówkę jest ciągłe, o niższej temperaturze barwowej (bardziej żółte) niż słoneczne. Temperatura barwowa światła emitowanego przez żarówkę wynosi ok. 2700 K. Wadą żarówek jest ich mała skuteczność świetlna, wynosząca zazwyczaj około 12 (od 8 do 16) lumenów/wat (niektóre mają sprawność poniżej 6 lumenów/wat), a także niska trwałość. Żarówka wykorzystuje ok. 5% energii na światło widzialne, a reszta energii jest tracona w emisji ciepła. Edisson

23. Odbiornik energii elektrycznej • Jest to urządzenie, którego funkcjonowanie jest uzależnione od pobierania energii dostarczanej w postaci prądu elektrycznego. • W obwodach prądu przemiennego odbiornik może mieć charakter: • indukcyjny • pojemnościowy • rezystancyjny • mieszany: indukcyjno-rezystancyjny lub pojemnościowo-rezystancyjny. • Do domowej instalacji elektrycznej podłączane są różnorodne urządzenia nazywane ogólnie odbiornikami energii elektrycznej. Ze względu na przeznaczenie oraz zasadę działania, klasyfikowane są one do kilku grup - oświetlenia, urządzeń grzewczych, sprzętu AGD, urządzeń elektronicznych oraz silników elektrycznych dużej mocy. Każda z tych grup wymaga nieco innej instalacji oraz doboru odpowiednich zabezpieczeń gwarantujących bezpieczną i niezawodną pracę.

24. ROCZNY KOSZT ZUŻYCIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ

25. BEZPIECZNE KORZYSTANIE Z URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH • Prąd elektryczny może być bardzo groźny dla organizmów żywych. Prąd o na tężeniu 5-10 mA wywołuje w organizmie lekki skurcz mięśni, o natężeniu 10-25 mA również niebezpieczny wzrost ciśnienia krwi. Prąd o natężeniu do 80 mA powoduje migotanie komór sercowych oraz częściowe porażenie ośrodków oddechowych, co może doprowadzić do utraty przytomności. Prąd o natężeniu powyżej 80 mA powoduje silne drgania komór sercowych, utratę przytomności i w końcu śmierć. Za bezpieczne napięcie, bez względu na wartość natężenia, uważa się wartość 24 V. • Skutki działania prądu na organizm człowieka można rozpatrzyć jako fizyczne (np. cieplne), chemiczne (np. zmiany elektrolityczne) lub biologiczne (np. zaburzenia czynności).Szczególnie niebezpieczny jest prąd stały, który może powodować zmiany elektrolityczne prowadzące do zaburzeń przemiany tlenowej. Częste stykanie się z prądem stałym prowadzi do zwyrodnienia nerwów i mięśni. Prąd zmienny o wysokim napięciu może doprowadzić do wrzenia płynu tkankowego, a po dłuższym czasie do zwęglenia kończyn lub całego ciała. Działanie prądu na układ nerwowy przejawia się zakłóceniem czynności centralnego układu nerwowego, w czego wyniku powstają zaburzenia słuchu, wzroku, utrata pamięci, zaburzenia psychiczne.

26. NAJWAŻNIEJSZE ZASADY • zabezpieczenia powinny być prawidłowo dobrane do wielkości obciążeń • w przypadku przepalenia bezpiecznika należy go wymienić na nowy bezpiecznik o tych samych parametrach, nie wolno go "drutować" lub zastępować czymkolwiek innym • w przypadku nowej lub modernizowanej instalacji stosuj najnowsze rozwiązania chroniące przed porażeniem prądem elektrycznym np. zabezpieczenie różnicowoprądowe • nie dopuszczaj do naprawy uszkodzonej instalacji lub urządzenia elektrycznego w sposób prowizoryczny • nie należy dotykać mokrymi rękami urządzeń zasilanych prądem • kąpiąc się w wannie nie używaj żadnych urządzeń elektrycznych np. suszarki • nie można wyciągać wtyczki z gniazda ciągnąc za sznur • jeżeli widzisz, że urządzenie elektryczne jest uszkodzone, iskrzy się w nim, brak jest osłony lub ulatnia się z niego dym odłącz je od gniazda • nie myj wodą odbiorników elektrycznych, czyszcząc je wyjmij przewód z gniazda • jeżeli nie znasz ułożenia przewodów elektrycznych wszelkie prace remontowe związane z wierceniem, kuciem, wbijaniem gwoździ wykonuj przy wyłączonym napięciu • przykręcając gniazdko lub wyłącznik zawsze wcześniej odłącz napięcie • nie zostawiaj urządzeń elektrycznych - głównie grzejnych: żelazko, piec - włączonych bez dłuższego nadzoru • urządzenia, których wtyczki mają miejsce na wtyk ochronny tzw. bolec należy podłączać do gniazd z wtykiem ochronnym.

27. UZIEMIENIE • Przewód wykonany z przewodnika łączący ciało naelektryzowane z ziemią. W wyniku połączenia ciało naelektryzowane oddaje lub przyjmuje odpowiednią liczbę ładunków ulegając zobojętnieniu (staje się elektrycznie obojętne). • W elektrotechnice i elektronicem– połączenie określonego punktu obwodu elektrycznego z ziemią, celem zapewnienia bezpiecznej i prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych. • Uziemienie ochronne – połączenie dostępnych dla dotyku metalowych części urządzeń elektrycznych w celu zapewnienia ochrony przeciwporażeniowej. • Uziemienie funkcjonalne lub inaczej uziemienie roboczeto uziemienie określonego punktu obwodu elektrycznego w celu zapewnienia prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych w warunkach zwykłych i zakłóceniowych. Uziemienie robocze umożliwia ochronę sieci niskiego napięcia przed skutkami przeniesienia się na nią wyższego napięcia. Uziemienie robocze wykonuje się w instalacjach i urządzeniach elektrycznych połączonych bezpośrednio z siecią rozdzielczą lub zasilanych z układu o napięciu wyższym niż 1 kV przez transformator lub przetwornicę. • Uziemienie odgromowe– służy do odprowadzenia do ziemi udarowych prądów wyładowań atmosferycznych. • Uziemienie pomocnicze – wykorzystuje się dla celów ochrony przeciwporażeniowej oraz w układach pomiarowych i zabezpieczających.

28. Porażenie prądem • Efekt powstający w wyniku przepływu znacznego prądu elektrycznego przez tkanki organizmów żywych - ludzi i zwierząt. • Funkcjonowanie każdego organizmu żywego wiąże się z przepływem przez tkanki bardzo słabych prądów elektrycznych o wartościach nieprzekraczających ułamków miliampera i z powstawaniem w organizmie minimalnych różnic napięć pomiędzy tkankami, nieprzekraczających ułamków wolta. • Zetknięcie jednak tkanek - np. skóry człowieka lub zwierzęcia - z zewnętrznymi źródłami prądu elektrycznego może doprowadzić do efektu porażenia, które w niekorzystnej sytuacji może skończyć się poparzeniem lub nawet spaleniem części tkanek, a także skurczem mięśni, utratą przytomności, zatrzymaniem pracy serca lub nawet śmiercią.

29. Działanie pośrednie Działanie bezpośrednie Działanie bezpośrednie - porażenie elektryczne wskutek przepływu prądu elektrycznego przez ciało ludzkie (tzw. prądu rażeniowego).  Porażenie elektryczne może objawiać się:  odczuwaniem bólu przy przepływie prądu, kurczami mięśni (skurcz mięśni dłoni może uniemożliwić samouwolnienie się porażonego) zatrzymaniem oddechu, zaburzeniami krążenia krwi zaburzeniami wzroku, słuchu i zmysłu równowagi utratą przytomności migotaniem komór sercowych (fibrylacja) - bardzo groźnym dla życia człowieka, gdyż zazwyczaj prowadzi ono do zejścia śmiertelnego oparzeniami skóry i wewnętrznych części ciała, do zwęglenia włącznie. Działanie pośrednie, powstające bez przepływu prądu przez ciało człowieka, powoduje takie urazy, jak:  • oparzenia ciała wskutek pożarów wywołanych zwarciem elektrycznym lub spowodowane dotknięciem do nagrzanych elementów • groźne dla życia oparzenia ciała łukiem elektrycznym, a także metalizacja skóry spowodowana osadzaniem się roztopionych cząstek metalu • uszkodzenia wzroku wskutek dużej jaskrawości łuku elektrycznego • uszkodzenia mechaniczne ciała w wyniku upadku z wysokości lub upuszczenia trzymanego przedmiotu.

30. WYŁADOWANIA • Przepływ prądu elektrycznego w dielektryku (izolatorze) następujący pod wpływem pola elektrycznego. Warunkiem wystąpienia wyładowania elektrycznego jest obecność czynników jonizujących lub źródeł swobodnych elektronów. Może ono zachodzić w dielektrykach stałych, gazowych i ciekłych. W gazach obserwuje się błyski świetlne w postaci łuku elektrycznego lub piorunu oraz towarzyszące im efekty akustyczne. • Piorun – w meteorologii bardzo silne wyładowanie elektryczne w atmosferze powstające naturalnie, zwykle towarzyszące burzom. Piorunowi często towarzyszy grom dźwiękowy oraz zjawisko świetlne zwane błyskawicą. Może ono przybierać rozmaite kształty i rozciągłości, tworzyć linie proste lub rozgałęziać się do góry lub w dół. Występują błyskawice, które widoczne są jedynie jako rozjaśnienie powierzchni chmury, inne znów w ciągu ułamka sekundy przypominają swym kształtem świecący sznur pereł. • Podczas uderzenia pioruna wyzwala się potężna energia. Główna jej część zostaje rozproszona w postaci ciepła w powietrzu tworzącym kanał plazmytzn. ogrzanie i jonizacja składników powietrza w kanale, energia cieplna w większości rozprasza się, niewielka jej część przekształca się na błysk i grzmot, który słychać na odległość 16-24 km. Część pierwotnej energii elektrycznej zostaje rozładowana w punkcie uderzenia łuku elektrycznego w powierzchnię ziemi, co może być bardzo niebezpieczne dla znajdujących się w pobliżu ludzi oraz urządzeń.

31. Wewnątrz chmury burzowej wieją silne wiatry mieszające krople wody i drobiny lodu, które trą mocno o siebie. Lód przemieszcza się ku górze chmury, po drodze oddając elektrony wodzie, więc szczyt chmury staje się elektrododatni.

32. Elektroliza • W chemii i fizyce - ogólna nazwa na wszelkie zmiany struktury chemicznej substancji, zachodzące pod wpływem przyłożonego do niej zewnętrznego napięcia elektrycznego. W węższym zakresie pojęcie to obejmuje tylko procesy rozkładu. Elektrolizie towarzyszyć może (choć nie musi) szereg dodatkowych zjawisk, takich jak dysocjacja elektrolityczna, transport jonów do elektrod, wtórne przemiany jonów na elektrodach i inne. W sensie technologicznym przez elektrolizę rozumie się wszystkie te procesy łącznie. • Elektroliza zachodzi w układach, w których występują substancje zdolne do jonizacji, czyli rozpadu na jony. Samo zjawisko jonizacji może być wywołane zarówno przyłożonym napięciem elektrycznym, jak i zjawiskami nie generowanymi bezpośrednio przez prąd - dysocjacją elektrolityczną, autodysocjacją, wysoką temperaturą, czy działaniem silnego promieniowania.

33. Proces elektrolizy jest napędzany wymuszoną wędrówką jonów do elektrod, zanurzonych w substancji, po przyłożeniu do nich odpowiedniego napięcia prądu elektrycznego. W elektrolizie elektroda naładowana ujemnie jest nazywana katodą, a elektroda naładowana dodatnio anodą. Każda z elektrod przyciąga do siebie przeciwnie naładowane jony. Do katody dążą więc dodatnio naładowane kationy, a do anody ujemnie naładowane aniony. Po dotarciu do elektrod jony przekazują im swój ładunek, a czasami wchodzą też z nimi w reakcję chemiczną, na skutek czego zamieniają się w obojętne elektrycznie związki chemiczne lub pierwiastki. Ponadto, wędrujące przez substancję jony mogą po drodze ulegać rozmaitym reakcjom chemicznym z innymi jonami lub substancjami, które nie uległy rozpadowi na jony. Powstające w ten sposób substancje zwykle albo osadzają się na elektrodach albo wydzielają się z układu w postaci gazu. Proces elektrolizy wymaga stałego dostarczania energii elektrycznej. • Zjawisko elektrolizy zostało opisane ilościowo w dwóch prawach elektrolizy Faradaya. • Elektroliza jest procesem stosowanym na skalę przemysłową m.in. do: • produkcji metali: aluminium, litu, sodu, potasu • produkcji rozmaitych związków chemicznych, w tym kwasu trifluorooctowego, wodorotlenku sodu,  potasu, chloranu sodu i chloranu potasu • produkcji gazów: wodoru, chloru i tlenu. • galwanizacji - pokrywanie cienką warstwą metalu innego metalu

34. PRAWA FARADAYA • I • Masa substancji wydzielonej podczas elektrolizy jest zawsze proporcjonalna do ładunku, jaki przepłynął przez elektrolit, niezależnie od rodzaju elektrolitu i elektrod. • Prawo to można zapisać równaniem: • gdzie: • m – jest masą która podczas procesu wydziela się na danej elektrodzie • I – jest natężeniem prądu przepływającego przez roztwór •  t – to czas, w jakim trwa elektroliza, q jest ładunkiem unoszonym przez jony • k – stanowi pewien współczynnik proporcjonalności we wzorze [k] = kg/As. • Ten współczynnik nazywany jest także elektrochemicznym równoważnikiem substancji wydzielonej i ilościowo równa się całkowitej masie wydzielonych na elektrodzie jonów, jeżeli przez roztwór w jednostce czasu przepływa pojedyncza jednostka ładunku elektrycznego

35. I I • Ładunek wymagany do wydzielenia się lub wchłonięcia jednostkowej masy m • określony jest wzorem: • Gdzie: • Q jest tym ładunkiem, • M - tzw. masą molową danego jonu, • F - stałą Faradaya. 

36. ELEKTROBIOLOGIA • EKG • Elektrokardiografia (EKG) – zabieg diagnostyczny wykorzystywany w medycynie przede wszystkim w celu rozpoznawania chorób serca. • Pomijając EKG wykonywane w czasie operacji na sercu, jest to metoda pośrednia polegająca na rejestracji elektrycznej czynności mięśnia sercowego z powierzchni klatki piersiowej w postaci różnicy potencjałów (napięć) pomiędzy dwoma elektrodami, co graficznie odczytujemy w formie krzywej elektrokardiograficznej, na specjalnym papierze milimetrowym bądź na ekranie monitora. • Warto zauważyć, że EKG nie jest niezawodnym kryterium rozpoznania choroby: istnieje możliwość prawidłowego elektrokardiogramu przy schorzeniach kardiologicznych oraz nieprawidłowy zapis czynności elektrycznej przy prawidłowym stanie klinicznym.

37. WYKORZYSTANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO W MEDYCYNIE • PRĄD ELEKTRYCZNY : • zmniejsza dolegliwości , • poprawia ukrwienie tkanek, • nie pozwala mięśnią zwiotczeć poprzez elektrostymulację (na bazie prądu oczywiście) , polega na pobudzaniu mięśni do pracy za pomocą impulsów elektrycznych, • przygotowanie organizmu jeszcze lepiej do wytężonego wysiłku, • wykorzystywany jest także do elektrowstrząsów o ustalonych parametrach, aby pobudzić serce po utracie przytomności, • komórki rakowe niszczone impulsami prądu elektrycznego

38. Elektroforeza • Jest to technika analityczna, rzadziej preparatywna, stosowana w chemii i biologii molekularnej, zwłaszcza w genetyce. Jej istotą jest rozdzielenie mieszaniny związków chemicznych na możliwie jednorodne frakcje przez wymuszanie wędrówki ich cząsteczek w polu elektrycznym. • Cząsteczki różnych substancji różnią się zwykle ruchliwością elektroforetyczną. Parametr ten jest w przybliżeniu wprost proporcjonalny do ładunku elektrycznego cząsteczki i odwrotnie proporcjonalny do jej wielkości. Zależy także od kształtu cząsteczki. • Istnieje wiele wariantów tej techniki. W zależności od ośrodka, w którym następuje rozdział, wyróżnić można elektroforezę bibułową (dziś już przestarzałą i praktycznie nie używaną), żelową i kapilarną.

39. W elektroforezie żelowej ośrodkiem, w którym przemieszczają się badane substancje, jest żel elektroforetyczny wykonany z agarozy, poliakrylamidów, agaru lub skrobi (metoda historyczna), uformowany w płytkę długości kilkunastu - kilkudziesięciu centymetrów i grubości od ułamka do kilku milimetrów (rzadziej jest to słupek - elektroforeza dyskowa). Kroplę analizowanej mieszaniny nanosi się w zagłębienie w żelu - studzienkę. Elektroforeza kapilarna , zwana też elektroforezą w wolnym buforze służy najczęściej do rozdziału niewielkich cząsteczek (podobnie jak HPLC). Metoda ta jest często stosowana w biologii molekularnej do analizy DNA, znacznie rzadziej do rozdziału peptydów. Rozdział mieszanin prowadzony jest w cienkiej (wewn. średnica 25-100 µm) i długiej (0.5-1 m) kapilarze kwarcowej, przypominającej z wyglądu światłowód. Kapilara ta wypełniana jest buforem.

40. Sztuczne i naturalne rozruszniki serca • SZTUCZNY • Sztuczny rozrusznik serca (inaczej stymulator serca, kardiostymulator) to urządzenie elektryczne (obecnie wszczepiane w ciało chorego) służące do elektrycznego pobudzania rytmu serca. Stosuje się go, gdy naturalny rozrusznik – węzeł zatokowy, w wyniku różnych schorzeń trwale przestaje spełniać swoją rolę (choroba węzła zatokowo-przedsionkowego), co prowadzi do objawów niedokrwienia mózgu lub niewydolności serca. Drugim wskazaniem do wszczepienia rozrusznika są zaburzenia przewodzenia (tzn. blok przewodnictwa przedsionkowo-komorowego) przez naturalne elektryczne połączenie pomiędzy przedsionkami i komorami serca – węzeł przedsionkowo-komorowy.

41. NATURALNY • Naturalny rozrusznik-węzeł zatokowo-przedsionkowy inicjujący akcję serca leży u ujścia żyły głównej do prawego przedsionka. Na granicy przedsionków i komór leży drugi węzeł przedsionkowo-komorowy, od którego odchodzi pęczek włókien (pęczek Hissa) przenikający swymi rozgałęzieniami do wszystkich okolic serca. Całość ta stanowi układ bodźco-przewodzący serca. Rozrusznik zbudowany jest z małych komórek mięśni gładkich, tworzących skupisko w kształcie przecinka.

42. ORGANIZMY WYTWARZAJĄCE IMPULSY ELEKTRYCZNE • Ryby elektryczne – ogólne określenie gatunków ryb, które posiadają zdolność wytwarzania pola elektrycznego lub odbierania jego obecności i zmian. Ryby takie występują w wielu niespokrewnionych ze sobą grupach systematycznych. Ich ciało zaopatrzone jest w narządy elektryczne – umożliwiające wytwarzanie impulsów elektrycznych w celu samoobrony lub obezwładnienia ofiary – bądź w elektro-receptory umożliwiające wykrywanie obecności oraz zmian pola elektrycznego. W węższym znaczeniu za ryby elektryczne uznawane są gatunki, u których występują narządy elektryczne. • Węgorz elektryczny występująca w Ameryce Południowej, w bagnistych wodach dorzeczy Orinoko i Amazonki. • Kształtem przypomina węgorzowate. Nie ma płetwy grzbietowej i brzusznej, płetwa ogonowa jest częściowo zredukowana, płetwa odbytowa ciągnie się wzdłuż prawie całego ciała węgorza elektrycznego (zawiera ponad 300 promieni). Nad tą płetwą znajdują się narządy elektryczne wytwarzające prąd o napięciu 300-500 V, służące do porażania zdobyczy. Biegun dodatni znajduje się przy głowie, ujemny przy ogonie.

43. Węgorz elektryczny występująca w Ameryce Południowej, w bagnistych wodach dorzeczy Orinoko i Amazonki. • Kształtem przypomina węgorzowate. Nie ma płetwy grzbietowej i brzusznej, płetwa ogonowa jest częściowo zredukowana, płetwa odbytowa ciągnie się wzdłuż prawie całego ciała węgorza elektrycznego (zawiera ponad 300 promieni). Nad tą płetwą znajdują się narządy elektryczne wytwarzające prąd o napięciu 300-500 V, służące do porażania zdobyczy. Biegun dodatni znajduje się przy głowie, ujemny przy ogonie.

44. SUM ELETRYCZNY • Kolejną rybą wyposażoną w tak specyficzny narząd jest sum elektryczny. Narząd elektryczny suma elektrycznego powstał z tkanki łącznej gruczołów podskórnych. Sum elektryczny potrafi wytworzyć napięcie elektryczne rzędu 350 voltów. • DRĘTWA ELEKTRYCZNA • U drętwy narządy elektryczne są umiejscowione pomiędzy głową a płetwami piersiowymi. • Starsze drętwy są w stanie wytworzyć prąd o napięciu 230 voltów i natężeniu 30 amperów.

45. zadania

46. -ε1 + I1 · r1 + I · R=0

48. GALERIA ZDJĘĆ