ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA

1. ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA http://www.ttf.hr/studenti /infokolegija Elektrotehnika Z110 Fizikalni temelji elektrotehnike ee0107

2. Elektricitet - jedno od svojstava materije • Električna svojstva materije otkrili su stari Grci te Indijci. • Tales (Thales) iz Mileta je prvi proučavao električne pojave. ee0107

3. Tales iz Mileta • Najstariji od sedam starogrčkih mudraca. • Živio i radio u Miletu (danas u Turskoj) • Utemeljitelj Miletske filozofske škole, poznat po geometrijskim teoremima te kao prvi prirodoslovac ee0107

4. ee0107

5. Električna svojstva jantara • Jantar trljanjem o sukno može izazvati iskrice ili privlačiti manje predmete. • Iz tog vremena potječe pojam elektron – prema starogrčkoj riječi za jantar. ee0107

6. Elektrotehnika • Grana znanosti koja proučava elektricitet te djelatnosti povezane s proizvodnjom i korištenjem električne energije. ee0107

7. Atom • Prvu ideju o atomima kao osnovima građe prirode dao je Demokrit iz Abdere • Riječ atom potječe od starogrčke riječi atomos – nedjeljiv. ee0107

8. Atom - 2 • Električka svojstva materije ovise o njenoj građi. • Karakteristike svakog elementa definirane su građom atoma. • Prema najnovijim otkrićima u prirodi iam ukupno 117 različitih elemenata. ee0107

9. Kemijski element • John Dalton (1808.) je prihvatio ideju da se kemijski elementi sastoje iz međusobno jednakih atoma. • Na temelju eksperimenata pokušao je odrediti karakteristike elemenata. ee0107

10. Periodski sustav elemenata • Prvi sustavni prikaz kemijskih elemenata dao D.I. Mendeljejev 1869. • U svom sustavu on je uspio povezati kemijske i fizikalne karakteristike. ee0107

11. Elektron • Prvu subatomsku česticu – elektron otkrio je Joseph John Thompson 1897. • On je proučavao ponašanje aktodnih zraka u magnetskom i električnom polju. • Tri decenije kasnije njegov sin George Paget Thompson dokazao je da se u nekim eksperimentima elektron ponaša kao val. ee0107

12. Jezgra atoma • 1909. E. Rutheford je dokazao da je pozitivni naboj atoma koncentriran u jezgri atoma. • Ruheford je također pokazao da je jezgra atoma vrlo malena u odnosu na atom i da je u njoh koncentrirana velika većina mase atoma. ee0107

13. Subatomske čestice • Elektron – subatomska čestica jediničnog negativnog naboja. • Proton – subatomska čestica jediničnog pozitivnog naboja i mase 1836 puta veće od elektrona. • Neutron – neutralna čestica mase 1838 puta veće od elektrona. ee0107

14. Planetarni model atoma • Relativno malenu jezgru atoma čine protoni i neutroni koji su okruženi oblakom elektrona. ee0107

15. Bohrov model atoma ee0107

16. Bohrov model atoma - 2 • Niels Bohr je na atom primjenio hipotezu da oscilatori u atomu mogu biti samo u određenim diskretnim energetskim stanjima. • Dobio je model u kojem elektroni ne mogu zauzimati proizvoljne energetske vrijednosti nego su grupirani u tzv elektronske ljuske. ee0107

17. Izotopi • Uz jednak broj protona u jezgri pojedini elementi mogu imati različit broj neutrona. • Takve atome nazivamo izotopima nekog elementa. • Izotope je otkrio F.W. Aston 1919. ee0107

18. Moderni model atoma • Otkrića Erwina Shroedingera 1926. g. o dvojnom (čestica/val) karakteru elektrona • Princip neodređenosti koji je dokazao Werner Heisenberg 1927. g. • Kvantno definirane energetske razine. ee0107

19. Elektronska ljuska • Zbog Heisenbergova principa neodređenosti, točan položaj elektrona oko jezgre ne postiji, nego prostor vjerojatnosti u kojem se elektron nalazi. • Statistička funkcija vjerojatnost položaja 3d_yz orbitala ee0107

20. Elementarne čestice • Poznato je oko 100 subatomskih čestica koje tvore materiju te omogućuju interakciju između čestica. ee0107

21. Električna svojstva atoma • Atomi su električki neutralni jer imaju jednak broj elektrona u elektronskim ljuskama i protona u jezgri. Ravnotežu je moguće poremetiti dovođenjem ili odvođenjem jednog ili više elektrona. • Električko i kemijsko ponašanje nekog atoma uglavnom ovisi o popunjenosti vanjske (valentne) ljuske (odnosno vanjskih podljuski) s elektronima. ee0107

22. Ioni • Ioni su atomi ili grupe atoma koji u imaju višak ili manjak elektrona. • I neke molekule mogu postati električki aktivne. • Pozitivni ion ili kation nastaje tako da neutralni atom (molekula, grupa atoma) izgubi elektron(e). • Negativni ion ili anion nastaje kada neutralni atom (molekula, grupa atoma) primi jedan ili više elektrona. ee0107

23. Elektroliti • Elektroliti se otapanjem (rastaljivanjem) iz električki neutralne tvari rastavljaju na pozitivno i negativno nabijene ione. • Ioni koji čine električnu struju putuju u otopini i to tako da kationi (pozitivno nabijeni ioni) putuju prema anodi(negativnom polu) a anioni (negativno nabijeni ioni) putuju prema katodi (pozitivnom polu. ee0107

24. Elektronski plin • U nekim kristalnim strukturama imamo stanje kod kojega unutar cijelog kristala atomi dijele zajednički elektrone iz vanjskih elektronskih ljuski. • Ova pojava je posebno izražena kod nekih metala pa govorimo o elektronskom plinu. • Elektroni u metalnim kristalnim strukturama nisu čvrsto vezani uz jezgru atoma, pa se lagano pokreću vanjskim električnim poljem. ee0107

25. Plazma • Plazma je visoko ionizirani električki neutralni plin. ee0107

26. Slike: • Tales iz Mileta preuzeto s http://perso.orange.fr/debart/college/thales_classique.html • Jantar preuzeto s art78.ovh.org/.../182_bursztyn_-_zoto_batyku.jpg • Democritus preuzeto s http://www.hypatia-lovers.com/images/Democritus.jpg • Daltonovi simboli za elemente preuzeto sa: www.uh.edu/engines/jdsymbols.jpg • Mendeljejev preuzeto s http://www.geocities.com/dmitriy_mendeleev/ivanych.html • Faksimil Bohrovih bilješki s modelom atoma http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dp13at.html • 1.3.a. Statistička funkcija vjerojatnost položaja 3d_yz orbitala http://www.chemsoc.org/visElements/orbital/orbital_3d_yz.html • 1.3.c. Elementarne čestice preuzeto s http://www2.slac.stanford.edu/VVC/theory/fundamental.html ee0107