literatura: marinović – opća elektrotehnika i elektronika 1,
DESCRIPTION
Informacije o predmetu. Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1, Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 2, Marinović – Rudarska elektrotehnika (str. 345-458, Protueksplozijska zaštita) Zorić, Kuhinek – Zbirka zadataka iz osnova elektrotehnike - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/1.jpg)
Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 2,Marinović – Rudarska elektrotehnika (str. 345-458, Protueksplozijska
zaštita)Zorić, Kuhinek – Zbirka zadataka iz osnova elektrotehnikeZorić, Kuhinek – Upute i podloge za laboratorijske vježbe iz elektrotehnike i
elektronike
Informacije o predmetu
![Page 2: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/2.jpg)
Ostale informacije na web stranicama:
http://rgn.hr/~dkuhinek/nids_daliborkuhinek/1%20OEE-RN/elteh_OE.htm
Predavanja 50 %
Auditorne vježbe 50 %
Laboratorijske vježbe 100 %
Teorija
Usmeni dio ispita - kvalifikacijska pitanja
OEE1 i OEE2 2 od 8PEX 2 od 2
Za veću ocjenu od predložene nepotpuni odgovori na Pismenom - teorija
Kolokviranje laboratorijskih vježbi potpis (i mogućnost prijave ispita na studomatu
Zadaci
OSTALI ROKOVI
![Page 3: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/3.jpg)
Svrha predmeta: upoznavanje sa osnovnim zakonitostima iz elektrotehnike
Cilj: upoznavanje sa terminologijom i njenim značenjem, primjenazakonitosti na konkretne probleme u praksi i životu.
![Page 4: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/4.jpg)
Simboli i njihovo značenje
![Page 5: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/5.jpg)
Definicija električne struje:U čvrstim tvarima – usmjereno gibanje slobodnih elektrona od mjesta viška elektrona
prema mjestu manjka elektrona
U tekućinama i plinovima – usmjereno gibanje iona
Tehnički smjer struje - smjer struje kakav se pretpostavlja pri rješavanju strujnih krugova.STRUJA TEČE OD POZITIVNOG PREMA NEGATIVNOM POLU IZVORA.
Stvarni smjer struje – smjer kretanja elektrona kroz vodičeSUPROTAN OD TEHNIČKOG SMJERA STRUJE PREMA NEGATIVNOM POLU IZVORA.
Fizikalne pojave koje nastaju kod tijeka električne struje:-Toplinski efekti (zagrijavanje)-Magnetski efekti (magnetsko polje)-Elektrokemijski efekti (struja – voda – kisik + vodik)
![Page 6: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/6.jpg)
protoni + neutroni
elektroni
STRUKTURA ATOMA
e=-1,602·10-19 C (As)
e=+1,602·10-19 C (As)
me=9,107·10-31 kg
mp=1,6729·10-27 kg
mp=1837meslobodni elektroni
potrebne zaoslobađanjeelektona
atom s neuravnoteženim nabojem - ion
valentna ljuska
vodljivost
![Page 7: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/7.jpg)
Gibanje elektrona i šupljina u materiji
prema potrebnoj energiji zaoslobađanje elektona:
- izolatori (velika - proboj) – jakomalo slobodnih elektrona
- poluvodiči – (ovisi o temperaturikod čistih poluvodiča)
- vodiči (mala) – obiluju slobodnimelektronima
“vanjska” energija
šupljina
slobodni elektron
![Page 8: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/8.jpg)
razlika električnih potencijala električni napon kretanje slobodnih elektrona (struja)
električni generatori stvaraju razliku električnog potencijala
Generiranje potencijala
jednaki materijali narazličitim temperaturama
različiti materijali naistoj temperaturi
- termoelektrični
- elektromagnetnim zračenjem (fotoćelije)- mehanički (trenjem izolacijske površine)- kemijski (elektrolitička disocijacija)- elektrodinamski (gibanje vodiča u magnetnom polju)
Primjer: Al/Cu spojnica
![Page 9: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/9.jpg)
Tipični naponi nekih izvora
Primjer Napon
V Primjer
Napon V
Signal u elektroencefalografiji (EEG)
do 5 10-5 Električna jegulja (nabijena) 650
Signal u elektrokardiografiji (EKG)
do 0,005 Željeznička mreža 3000
Baterije 1 članak 1,5 Kineskop 16000 Olovni akumulator 2,12 Dalekovodi 4∙105
Efektivni napon električne mreže
230 Najviši dalekovodni naponi 1,5∙106
Tramvajska mreža 600 Između zemlje i olujnih oblaka
do 108
![Page 10: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/10.jpg)
kretanje nabijenih čestica, slobodnih elektrona, (struja) ovisi o karakteru i obliku napona
istosmjerni tok izmjenični tok
![Page 11: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/11.jpg)
ELEKTRIČNE STRUJE
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ VODIČE - metale
Električni otpor
- specifični električni otpor (za materijal duljine 1 m i presjeka 1 mm2) “suprotstavljanje protoku struje”
23
2
As
kgm11Ω jedinica stara definicija (Hg duljine 1,06246m i presjeka 1 mm2 pri 0°C)
električni otpor općenito - l - duljina vodiča u m S - presjek vodiča u mm2
2 2
-3 -6
3 3
Ωmm Ωmm Ωmm (jedinica) 1 1 1 1 Ωmm 10 1 Ωm 10
m 10 mm 10
RG
1
1 lR
S
Ω S
lR
- specifična električna vodljivost (za materijal duljine 1 m i presjeka 1 mm2) “koliko dobro vodi struju”
električna vodljivost općenito - )m(Ω 1 11-
![Page 12: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/12.jpg)
specifični otpor pri temperaturi
specifični otpor pri temperaturi 20°C
temperaturni koeficijent otpora
201 20R R
R - otpor pri temperaturi
R - vrijednost otpora pri početnoj temperaturi
- razlika temperature
- temperaturni koeficijent otpora
201 o
ovisnost otporavodiča otemperaturi
supravodljivost
![Page 13: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/13.jpg)
Specifični otpor i temperaturni koeficijent otpora nekih materijala
Materijal
Specifični otpor ρ pri 20 °C
2Ωmm
m
Temperaturni koeficijent otpora α (1/°C)
Bakar 1
0,017557
0,004
Aluminij 1
0,03330
0,0037
Srebro 0,0159 0,0038 Zlato 0,0244 0,0034 Bronza 0,02…0,028 0,001 Željezo 0,13…0,18 0,0048 Mjed (žuta) 0,07…0,08 0,0015 Nikelin 0,4 - Kromnikal (Cekas) 1…1,1 - Konstantan 0,5 - Manganin 0,42 - Platina 0,094 0,0024 Ugljen 50…100 negativni
![Page 14: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/14.jpg)
Ohmov zakon
As
kgm11V
3
2
23
2
As
kgm11Ω uz slijedi
izvedena jedinca za volt
prema
AU
R
ΩU
RI
VU I R
uz 1,5 V i 100 Ω struja je
1 5 V=0,015 A=15 mA
100 Ω
,
![Page 15: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/15.jpg)
Kirchhoffovi zakoni
054321
01
n
ii
I. (struje u čvorovima)
II. (naponi u zatvorenim petljama)
0 vvu RRRRE
01
n
iiU
![Page 16: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/16.jpg)
Spajanje otpornika
Serijsko spajanje otpornika
n
iRR1
n
in RR....
RRRR 1321
111111
Paralelno spajanje otpornika
Ωl
RS
uk 1 2 ml l l
uk 1 2 ΩR l lS
uk 1 2
2=2 =2 Ωl
R R RS
dva vodiča jednakih dimenzija spojeni jedan na drugi:->povećanje duljine
dva vodiča jednakih dimenzija spojeni jedan pored drugog:->povećanje površine presjeka
Ωl
RS
uk 1 2 mS S S
uk1 2
Ωl
RS S
1 2
uk = = Ω2 2 2
R RlR
S
![Page 17: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/17.jpg)
Strujni krug
RU
RUU
RUE
v
u
2
21
1
2
21 UUE
idealni izvor – nema unutrašnjeg otporarealni izvor – ima unutrašnji otpor -> kada je I=0 A, U=E, u svim ostalim slučajevimanapon U na stezaljkama je manji od elektromotorne sile E.
![Page 18: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/18.jpg)
strujni krug s izvorom itrošilom električne energijeu normalnim uvjetima rada
kratki spoj u strujnom krugu izvora s trošilom električne energije
k
kvuk R
E
RR
E
R
U2
Napon varira od E do 0 V pri kratkom spoju.
Osigurači, svrha, shema, izvedba
![Page 19: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/19.jpg)
Spajanje otpornika
Serijsko spajanje otpornika 01
n
iiU
RRR...RRUn
in 1
21
nR...RRRR 321 n
iRR1
prema II. KZ slijedi
n
11 0 RnRRR ..... 321
n
Ri1
nR....
RRRU
R
U 1111
321
n
in RR....
RRRR 1321
111111
RnRRR G....GGGG 321 n
iGG1
n
i
n
iR
GR
11
111
21
21
21
111
RR
RR
RR
R
213132
321
321
213132
321
1111
1
RRRRRR
RRR
RRR
RRRRRRRRR
R
Paralelno spajanje otpornikaprema I. KZ slijedi
odnosno
ili preko vodljivosti
trošila sva kroz 21 nR...RRU
![Page 20: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/20.jpg)
Mješovito spajanje otpornika
4321
4321
1
1
'
'
RRRR
RRRR
RR
RRRe
Svrha – dobivanje otpora određene vrijednosti(npr. 127,63 Ω=120 Ω + 6,8 Ω + 0,82 Ω=127,62 Ω)
– dobivanje veće snage koju otpornik može disipirati (trošiti) ada ne dođe do oštećenja
Postupak rješavanja – pronalaženje serija/paralela koje se mogu pojednostaviti iračunanje nadomjesnih otpora
![Page 21: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/21.jpg)
Mjerenje otpora U-I metodom
RRV mjerenje malih otpora
mjerenje velikih otpora RRA
RV tada jeR odnosno
RR RAR tada je
Ω U
R
V V
VA VA
V
U UR
UI I IR
V A VA
A A
U U UR R
I I
![Page 22: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/22.jpg)
Wheatstoneov most
4231
42
44332211 RRRRU
055 R
21 43
3311 RR
44
33
22
11
R
R
R
R
4422 RR
3241 RRRR 4
321 R
RRR
ravnoteža mosta
534 )( 534
512 )( 512
31
Primjeri korištenja:Nul metode – za mjerenje nepoznatog otpora, induktiviteta, kapaciteta, impedancijeMjerenje deformacija elektrootpornim trakama (jedna ili više, spojena u Wheatstoneov most)Mjerenje temperature – osjetilu se mijenja otpor s temperaturom
![Page 23: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/23.jpg)
Strujna gustoća
2mm
A
SJ
nejednolikaraspodjela
strujne gustoće
U žici valjkastog oblika strujna gustoća je jednolika – paziti na ograničenje za vodič
![Page 24: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/24.jpg)
J;U
x
lJS
lRU Z
22
A/m 2 x
JX
Ω 2 r
URZ
V 11
2 2112
2
1
xxJUUU
x
xXXXk
JX - strujna gustoća
- struja uzemljivača
X - udaljenost od uzemljivača
pad napona izražen strujnom gustoćom
V 11
22 2
xrx
dxJU
x
r
x
rXX
napon koraka
za uzemljivač oblika kugle polumjera r
otpor
točkasto uzemljenje
![Page 25: Literatura: Marinović – Opća elektrotehnika i elektronika 1,](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081416/568157a3550346895dc533ec/html5/thumbnails/25.jpg)
Rad
(Ws) (J)W U t
U - napon u V - struja u A t - vrijeme u s
Snaga
(VA) (W) (J/s) (Nm/s) W U t
P Ut t
Proizvedena toplina razmjerna je kvadratu struje, električnom otporui vremenu prolaza struje kroz otpornik.
uz korištenje Ohmovog zakona dobiva se
22 U
P I RR
2W I R t
za vodiče vrijedi lSJP 2
2JkP
uz lSk
Snaga (gubici) su proporcionalni kvadratu strujne gustoće(zagrijavanje u normalnom radu i tijekom greške)
Joulov zakon