Bazat e Elektroteknikës Ligjërata: 4 Rryma Elektrike Akademik Alajdin Abazi e-mail: a.abazi@seeu.edu.mk , Tel: (044)3

1. Bazat e Elektroteknikës Ligjërata: 4 Rryma Elektrike Akademik Alajdin Abazie-mail:a.abazi@seeu.edu.mk , Tel: (044)356-110

2. Fusha Elektrike në Përçues Shpejtësia e ç’vendosjes vp është në përpjestim të drejtë me intensitetin e fushës el. në përçues E: p– lëvizshmëria e bartësve të ngarkesës Në përçues nuk ka fushë E=0 Në përçueska fushë E>0 Ç’do elektron përfiton komponentë të shpejtësisë në drejtim të forcës elektrike të fushës Lëvizja e lirë e elektroneveShuma algjebrike e shpejtësive = 0

3. Lëvizja e Orientuar e Elektroneve • Gjatë ç’vendosjes së elektroneve të lira në përçues (nën ndikimin e fushës elektrike), ata ndeshen me atomet e ndërlidhura në rrjetën kristalore të përçuesit, në ç’rast humbin një pjesë të shpejtësisë dhe energjisë vehtiake. • Shpejtësia e ç’vendosjes së elektroneve në drejtim të fushës së jashtme elektrike nuk është konstante, ajo rritet (nën ndikim të forcës së përhershme të fushës) dhe zvoglohet (gjatë ndeshjeve me atomet e përçuesit), kurse vlera mesatare e saj shprehet përmes shpejtësisë së ç’vendosjes vp. • Pra, fusha e jashtme ndikon që shpejtësia ç’vendosjes së elektroneve në përçues të jetë vp>0, që rezulton në lëvizje të orientuar të elektroneve.

4. Rryma Elektrike • Rrymë elektrike = lëvizja e orientuar e elektroneve. • Intensiteti i rrymës (i) = sasia e ngarkesave që kalojnë në prerjen tërthore të përçuesit në njësi të kohës. Në rastin e përgjithshëm: ose kurse për i=konst.[i] = A (Amper) • Dendësia e rrymës (J) = intensiteti i rrymës në njësi të prerjes tërthore të përçuesit. Në rastin e përgjithshëm: ose kurse për J=konst.[J] = A/m2

5. Rryma dhe Intensiteti i Fushës Elektrike • Dendësia e rrymës është vektor qëtregon kahjen e rrymës në përçues: - dendësia hapsirore e ng. të lira - shpejtësia e lëviz. së ng. të lira • Ndërlidhja mes rrymës dhe intensitetit të fushës elektrike: Nëse në: , zëvendësojmë dhe : ose κ – përçueshmëria , [κ]=A/Vm=S/m (simens në metër) • Përçueshmëria, në fakt paraqet aftësinë e materialeve për përçueshmëri të rrymës. Zakonisht varet nga numri i ngarkesave të lira (gazra, lëngje, t. ng.)

6. Përçueshmëria Elektrike dhe Rezistenca • Vlera reciproke e përçueshmërisë 1/κ=ρ quhet rezistencë, ose rezistencë specifike e materialeve. ( ρ – paraqet faktor të ngadalësimit të rrjedhës së rrymës elektrike) • Njësia: [ρ] = Vm/A = Ωm (Om metër) • Shembuj të rezistencës dhe përçueshmërisë së disa materialeve:

7. Ndërlidhja mes Tensionit dhe Rrymës • Poqëse mes skajeve A dhe B të përçuesit sigurohetdallim i qëndrueshëm i potencialit (tension U)atëherë edhe fusha el. do të jetë e përherëshmedhe nëpër përçues do të rrjedhë rrymë medendësi konstante: • Në fushën homogjene të përçuesit, intensiteti i fushës elektrike E është i ndërlidhur me tensionin në skajet e përçuesit përmes gjatësisë së përçuesit l, ashtuqë E=U/l, që rezulton në: Intensiteti i rrymës në përçues është në përpjestim të drejtë me tensionin. • G–përçueshmëria elektrike varet nga materiali dhe dimenzionet e përç. [G] = A/V = S (Simens) • Vlera reciproke e G përcakton rezistencën elektrike të përçuesit R dhe shprehet si raport i tensionit dhe rrymës: [R]=V/A=Ω (om)

8. Ligji i Omit • Ligji i Omit - raporti mes tensionit dhe rrymës i përshkruar në tri rastet vijuese: • Raporti mes tensionit dhe rrymës në përçues ështëmadhësi konstante dhe e barabartë me rezistencëne përçuesit R: • Nëse në përçues vendoset tensioni U, nëpër të do tërrjedhë rrymë me intensitet I, që është në përpjestimtë drejtë me tensionin përkatës: • Nëse në përçues rrjedh rrymë me intensitet I, atëherëtensioni në përçues U do të jetë në përpjestim të drejtëme rrymën përkatëse: • Rezistorët për të cilët (në kufijtë e përdorimit të tyre) vlen Ligji i Omit (d.t.th. të pavarur nga rryma) i quajmë Rezistorë Omik. • Zakonisht rezistencat në qarqet elektrike i konsiderojmë si rezistenca omike (kuptohet, po të mos jenë definuar ndryshe).

9. Energjia Elektrike dhe Fuqia • Gjatë mëkëmbjes së rrymës në përçues, elektronet përshpejtohen dhe njëkohësisht ndeshen me atomet e rrjetës kristalore, në ç’rast zvoglohet shpejtësia e tyre dhe poashtu edhe energjia kinetike. • Energjia kinetike shndërrohet në nxehtësi dhe përçuesi nxehet! • Për rrymë konstante I, sasia e ngarkesave që në intervalin kalon nëpër përçues është: • Nën ndikim të dallimit të potencialit (tensionit) U=φA- φB në skaje të përçuesit, ngarkesa në atë rast humbën energjinë:

10. Energjia Elektrike dhe Fuqia- Ligji i Xhulit • Fuqia definohet si shpejtësi e ndërimit të energjisë në varshmëri të kohës. Andaj, fuqia me rastin e shndërimit të energjisë së ngarkesës në nxehtësi gjatë rrjedhës së rrymës në përçues, do të jetë: • Prodhimi mes tensionit dhe rrymës quhet fuqi elektrike dhe shënohet me P. Njësia: [P] = VA = W (vat) • Sipas ligjit të Xhulit,gjatë rrjedhjes së rrymës përçuesi nxehet, kurse sasia e asaj nxehtësie (nxehtësia e Xhulit) W përcaktohet përmes fuqisë P dhe kohës t:

11. Rezistori dhe Rezistenca • Elementet fizike që posedojnë veti të rezistencës elektrike quhen rezistorë elektrik. Në qarqe elektrike zakonisht takohen me simbolin vijues: • Karakteristikat e rezistorëve: • Rezistenca (për të cilën është dedikuar) • Toleranca (ndaj vlerës së dedikuar) • Fuqia maksimale (ngarkesa) • Rezistenca është karakteristikë e elementit fizik (rezistorit) me të cilën paraqitet në qarqe elektrike. • Elementi i tillë i idealizuar (që ka vetëm një veti) dhe shpesh takohet vetëm me terminin rezistencë dhe në q.e. përfaqsohet me simbolin e njejtë me ate të rezistorit!

12. Rezistori dhe Rezistenca • Pamja e rezistorëve: Tipe dhe dimenzione të ndryshme • Po të mos jetë e përcaktuar ndryshe, rezistorët në qarqe elektrike zakonisht trajtohen si rezistenca omike.

13. Rezistenca Lineare dhe Jolineare • Rezistenca lineare quhen rezistencat omike, karakteristikat voltamper (UI) të të cilave paraqesin drejtëz që kalon nëpër origjinë. • Raporti tension-rrymë (rezistenca statike) ështëi njejtë në ç’do pikë (pikë pune) të karakt. UI. • Simboli i rezistencave lineare: • Rezistorët te të cilët raporti tension-rrymë (rezistenca statike) nuk është i njejtë në ç’do pikë të karakte-ristikës (UI) quhen rezistorë jolinearëose elememte jolineare (p.sh. dioda) • Simboli i rezistencave jolineare: • Rst=U/I=tgα rd=dU/dI=tgβ

14. Varshmëria e Rezistencës nga Temperatura • Me rritjen e temperatrurës,te metalet rritet edhe rezistenca e tyre dhe ate nëvarëshmëri jolineare. • Për ndërime të vogla të temp.ndërimet e rezistencës mund të konsiderohen si lineare dhemund të shprehen në varësi tëtemp. referente (zakonisht 20°C) α – koeficienti termik i temperaturës [α]=1/K=1/°C R20- Rezistenca në temperaturë 20°C , ndryshimi i temperaturës

15. Varshmëria e Rezistencës nga Temperatura • Koeficienti α varet nga temperatura referente (α=α20) • Për shumicën e metaleve të pastra: • (P. sh. Cu: 0,00394 K-1) • Karboni: α=-0,0008 K-1 (!) • α> 0 : Koeficienti termik pozitiv i temp. • α< 0 : Koeficienti termik negativ i temp. • Disa materiale gjysëmpërçuese kanë ndjeshmëri mjaftë të shprehur në ndërime të temperaturës (termistorë) • Superpërçueshmëria – Në temperaturë afër zeros absolute, rezistenca e disa materialeve në mënyrë drastike tenton kah zeroja (Gjendja e superpërçueshmërisë: R=0) • Shembuj tëtemp. kritike: Hg=4.2 K ; Pb=7.2 K ; MgB2=39 K ; etj.

16. Burimi i Energjisë Elektrike • Që të rrjedhë rrymë elektrike në përçues është e nevojshme që në skajet e tij të sigurohet fushë elektrostatike, d.t.th. ndryshim potenciali, gjegjësisht tension elektrik. • Burime të energjisë elektrike = quhen paisjet që kanë vetinë e sigurimit dhe ruajtjes së tensionit elektrik mes dy poleve të ndryshme. • Në burimet elektrike, forcat joelektrike i ndajnëngarkesat elektrike (krijojnë tension) mes pikavekyçëse (poleve) të burimit. Kështu ndikojnë përkundrejt forcave të fushës elektrike, duke rritur energjinë e ngarkesave në llogari të ndonjëlloji tjetër të energjisë (mekanike, kimike, etj.) • Në skemat e qarqeve elektrike, burimet paraqiten si vijon: , ku përveç tensionit U, me rëndësi është edhe polariteti

17. Kuptimi i Qarkut Elektrik • Nëqoftëse në polet e burimit elektrik kyçim një përçues, atëherë në skajet e tij paraqitet ndryshim potenciali që siguron fushën elektrike në përçues, e me këte edhe rrjedhjen e rrymës elektrike në përçues (ç’vendosjen e orientuar të elektroneve). • Përçuesi në fakt paraqet rrugën e elektroneve, të cilat çvendosen nga poli negativ (ku janë në shumicë), në drejtim të polit pozitiv, ku takohen me bërthamat e pozitive të atomeve. Atje, nën ndikim të forcave joelektrike sërish elektronet ndahen nga bërthamat pozitive dhe ç’vendosen në polin negativ, për të vazhduar qarkullimin në pjesën e jashtme sërish deri te poli pozitiv dhe kështu elektronet vazhdimisht qarkullojnë në rrethin që e quajmë qark elektrik. • Në qark elektrik patjetër të egziston një burim. • Në burim, zakonisht përveç përçuesit kyçetedhe ndonjë paisje që shfrytëzon rr. elektrikeqë e quajmë harxhues (p.sh. Poç elektrik)

18. Qarku Elektrik dhe Kahja e Rrymës • Qarku elektrik zakonisht ilustrohet përmesskemës elektrike, ku burimi dhe harxhuesi paraqiten përmes simboleve përkatëse,kurse përçuesit përmes vijave ndërlidhëse • Në qarkun elektrik, rrymën e përbën çvendosja e orientuar të elektroneve dhe kahja e ç’vendosjes së tyre në fakt e përcakton edhe kahjen fizike të rrjedhës së rrymës. (Efekti është i njejtë sikurse ngark. pozitive të ç’vendosen në kahje të kundërt) • Në elektrolitë, njëkohësisht ç’vendosen edhe jonet negative (në njërën kahje) edhe ata pozitive (në kahjen tjetër), kështuqë kemi dy kahje fizike të rrjedhës së rrymës! • Në qarqet elektrike, zakonisht për nga aspekti teknik me marëveshje është e përcaktuar që kahja e rrymës të identifikohet me kahjen e ç’vendosjes së ngarkesave pozitive.

19. Pyetje!