BRODSKA ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA

1. BRODSKA ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA ZABILJEŠKE S PREDAVANJA 4 Napomena: kompletno gradivo je u literaturi, ovo su samo bitne natuknice

2. NA PROŠLOM PREDAVANJU OBRAĐENO JE: • Spojevi otpornika, • vrste otpornika i tehnologija izrade, označavanje otpornika, • statički i dinamički otpor na linearnoj i nelinearnoj karakteristici, • naponsko i strujno djelilo, • serijski i paralelni spoj izvora, • proširenje mjernog područja ampermetra

3. PROŠIRENJE MJERNOG PODRUČJA VOLTMETRA Za mjerenje napona koristi se instrument voltmetar. On se u strujni krug priključuje paralelno. Mjerno područje voltmetra proširuje se tako da se serijski s voltmetrom priključi jedan predotpornik na kojem će se stvarati pad napona tako da cijeli napon ne bude samo na voltmetru.

4. MJERENJE OTPORA • Ommetrom (analognim ili digitalnim, univerzalnim instrumentom) • U-I postupkom (mjeri se U i I te računa R = U/I) • Mosni postupci (kompenzacija jednim od nekoliko izvedbi i vrsta mostova).

5. U-I POSTUPAK MJERENJA OTPORA U-I postupak mjerenja otpora sastoji se od mjerenja jakosti električne struje kroz nepoznati otpornik, ampermetrom, i mjerenja pada napona na tom otporniku, voltmetrom. Tako očitani podaci uvrste se u jednadžbu Ohmova zakona. Prvo se piše Ohmov zakon za Rx, a onda nepoznanice izražavaju preko poznanica. Rx=Ux/Ix, Iv=Uv/Rv na prvoj slici, a Ua=IaRa na drugoj slici. Dobijaju se donji izrazi. U-I postupak, mjerenje po iznosu malih otpora U-I postupak, mjerenje po iznosu velikih otpora Izvedite ove izraze Iz Ohmovog zakona te 1. i 2. KZ!!!!!!! Kako Ua→0, mjeri se točni napon i struja, tj. mogućnost greške je malena. U slučaju da je Rx malen, Ua je veći pa nastaje pogreška u mjerenju napona. Da je Rx malen, npr. Rx=Ra, tada bi Ua = Ux pa bi Uv=2Ux, tj. Ima li bi 50% pogrešku. Kako IV→0, mjeri se točni napon i struja, tj. mogućnost greške je malena. U slučaju da je Rx velik, IV nije više nula. Da je Rv = RX (veliki otpor), Iv=IX pa je 50% pogreške.

6. WHEATSTONEOV MOST Jedan od načina mjerenja otpora je i primjena mjernih mostova. Mosni postupci vrlo često se koriste u regulacijskoj i mjernoj tehnici. Wheatstoneov most koristi se za mjerenje otpora, po iznosu, većih otpornika. Uloga galvanometra u Wheatstoneovom mostu je registriranje postojanja električne struje među čvorovima C i D. Između točaka A i C postavlja se nepoznati otpornik, Rx kojemu se određuje iznos otpora. Između čvorova C i B nalazi se promjenljivi otpornik s pomoću kojega se most dovodi u ravnotežu, a kojemu se vrijednost može lako očitati. Pogledajte laboratorijsku vježbu 9 za više detalja.

7. REOSTAT Promjenljivi otpornici, zvani reostati, služe za regulaciju jakosti električne struje u onim strujnim krugovima u kojima je trošilu potrebna električna struja promjenljive jakosti. Reostat, ovisno o izvedbi, može regulirati električnu struju neprekinuto ili skokovito. Reostati se primjenjuju pri pokretanju elektromotora, pri nabijanju akumulatora, itd.

8. POTENCIOMETAR • Otpornik koji pored priključnih stezaljki ima i klizni kontakt naziva se potenciometrom. Može se koristiti kao djelitelj napona (regulator napona). Na krajeve otpornika privodi se napon, a između jednog kraja i kliznika uzima se umanjeni napon. Taj umanjeni napon ovisi o položaju kliznika. • Potenciometar omogućuje jednostavno i neprekinuto reguliranje istosmjernog napona. Nedostatak mu je što se na otporu potenciometra tijekom rada gubi dosta energije pretvaranjem u toplinu.

9. KOMPENZATOR • Kompenzacijski mjerni postupci često se koriste u mjernoj tehnici pri mjerenju napona i jakosti električne struje. Prednost kompenzacijskih mjernih postupaka je u tome što je za trajanja mjerenja izvor neopterećen. • Pri korištenju kompenzacijskih mjernih postupaka treba paziti na ispunjenje dvaju uvjeta: - potrebno je da donji i gornji električni strujni krug budu u opoziciji (plus pol izvora na plus pol mjerenog izvora), - pad napona U1 na mjernoj žici mora biti najmanje reda veličine Ux. Pomicanjem kliznika C dolazi se do položaja u kojem galvanometar ne pokazuje nikakav otklon (kompenzacija). Tada je Ux neopterećen - ne prolazi električna struja u gornjem strujnom krugu, a njegov je iznos jednak padu napona na dijelu otporne žice AC

10. PRETVORBA ELEKTRIČNE ENERGIJE

11. ELEKTRIČNA ENERGIJA Kada je neki strujni krug priključen na izvor napona U pod utjecajem tog napona u krugu poteče električna struja jakosti I. Jasno je da se radi o gibanju nositelja električnog naboja, te se tu, kao i kod svakog gibanja, obavlja određeni rad. U slučaju električne struje to je: A = Q U. Q je količina elektriciteta koja sudjeluje u tom gibanju. Znajući da je:Q = I tmože se pisati:A = U I t  V A s = W s = J . Za električnu energiju, odnosno električni rad, u svakodnevnom životu često se koristi jedinica kilovatsat. Energija od jednog kilovatsata odgovara radu koji je nužan da se teret mase 100 kg podigne na visinu 3670 metara.

12. ELEKTRIČNA SNAGA

13. PRILAGODBA TROŠILA IZVORU Najveća snaga na trošilu se postiže kada je otpor trošila jednak unutarnjem otporu izvora. Tada se kaže da je otpor trošila prilagođen unutarnjem otporu izvora. To je veoma važno za telekomunikacijske uređaje, gdje se radi s malim apsolutnim iznosima snaga, te je bitno da se primaju signali što je moguće veće snage, da bi se bolje prenijeli ili registrirali. Tu nije bitno što postoje i veliki gubici, to jest što je u slučaju prilagodbe stupanj iskorištenosti samo 50%

14. PRILAGODBA TROŠILA IZVORU • Kod elektroenergetskih uređaja i u elektroenergetici općenito, npr. pri prijenosu električne energije, stupanj iskorištenosti je iznimno značajan. Tada se ne ide na prilagodbu. • Često se nailazi na izraz nazivna ili nominalna snaga. To je veličina koja se u skladu s propisima vidljivo označava na trošilima (i generatorima), a predstavlja najveći dopušteni iznos snage s kojim trošilo može u pogonu trajno raditi, a da se pri tome ne ošteti.

15. JOULEOV ZAKON

16. PRIMJENA RAZVIJANJA JOULEOVE TOPLINE U DOBIVANJU SVJETLOSTI Električni izvori svjetlosti su uređaji koji električnu energiju pretvaraju u svjetlosnu. Izvori svjetlosti zrače i elektromagnetske valove duljine od 380 do 780 nm, koje čovjek okom registrira kao svjetlost. Do pretvorbe električne energije u svjetlosnu može doći: - na temelju temperaturnog zračenja, - na temelju luminescencije (emitiranja “hladne” svjetlosti). Na prvom principu, zagrijavanju do tzv. bijelog usijanja, rade žarulje sa žarnom niti, a na drugom principu svjetleće cijevi, sijalice s pražnjenjem u plinu, fluorescentne sijalice i svjetleće ploče.

17. POSEBNOSTI BRODSKE RASVJETE Pod svjetlošću, u ovom kontekstu, podrazumijeva se elektromagnetsko zračenje, koje izaziva neposredni vidni opažaj. Čovjekovo oko opaža zračenja valnih duljina od 380 nm do 780 nm. Dvije su temeljne vrsti osjetnih stanica u ljudskom oku: štapići i stošci (čunjići). Štapići su stanice za osjet svjetla, koje služe posebice za noćni akromatski vid, te omogućuju prilagodbu oka u tami.Stošci su osjetne stanice koje služe vidu pri dnevnom svjetlu za precizni centralni vid i raspoznavanje boja, tj. kromatski vid. Električni strojevi i uređaji, pa tako i rasvjetna tijela koja se koriste na plovećim objektima nisu sasvim jednaki onima koji se koriste na kopnu. Razlozi su: klimatske prilike, posebice na palubi, koje su ovisne o zemljopisnom položaju, godišnjem dobu i sl.; morski zrak s velikim postotkom vlage i soli; vibracije uslijed ljuljanja i posrtanja broda na valovima; potreba za pouzdanim radom električnih strojeva i uređaja i u uvjetima kada je brod nagnut uzdužno 10 i popriječno 15, a pri bočnom ljuljanju i do 22,5.

18. POSEBNOSTI BRODSKE RASVJETE Armatura rasvjetnih tijela mora biti podudarna s okolinom u kojoj se nalazi, a izrađuje se od materijala otpornih na koroziju, ili se prevlače antikorozijskim sredstvom. Površina rasvjetnih tijela zaštićuje se lakom, da se odstrani negativni utjecaj morske soli. Armatura rasvjetnih tijela može biti: - nepromočive izvedbe, - otporna na djelovanje vlage, - protueksplozijske izvedbe, - otporna na djelovanje vode. Kao stalna rasvjetna tijela na brodovima se susreću uglavnom fluorescentne cijevi i sijalice visoke jačine električnog pražnjenja, te izvori svjetlosti sa žarnom niti - žarulje. Fluorescentna rasvjeta ima niz prednosti, te se koristi u podjednakom opsegu kao i žarna rasvjeta. Posebno se ističe njihova velika svjetlosna učinkovitost. Žarulje su manje osjetljive na promjene temperature od ostalih izvora svjetlosti, te se koriste na niskim i visokim temperaturama, na mjestima izloženim promjenama vremenskih prilika, i sl. Pogodne su za detaljnu rasvjetu manjih prostora i kao indikatorska svjetla.

19. POSEBNOSTI BRODSKE RASVJETE Sijalice s visokom jačinom električnog pražnjenja uglavnom se koriste za osvjetljenje jarbola i ostalih manje pristupačnih mjesta. Svojstven im je dug vijek trajanja, oko 24000 sati rada. Nedostatak koji im donekle ograničava uporabu je opasnost od izazivanja požara i pojave korozije ako se razbiju. Navigacijska i signalna svjetla moraju biti vodonepropusna, izrađena od materijala otpornih na djelovanje korozije, s posebnim Fresnelovim lećama. Njihov položaj (svjetlo na jarbolu, krmeno svjetlo, pramčano svjetlo, pramčano sidreno svjetlo, svjetlosne oznake pri tegljenju) i boja zadani su međunarodnim propisima. Ta rasvjeta nadzire se s posebne kontrolne ploče iz kormilarnice.