spojevi izvora struje. mjerenje napona i jakosti struje ...bonato/6.predav..pdf · 6.predavanje...
TRANSCRIPT
-
6.predavanje
Uinci elektrine struje.
Spojevi izvora struje. Mjerenje napona i jakosti struje.
Izvori istosmjerne elektrine struje.
Akumulatori. Uporaba i smjetaj akumulatora na brodovima.
-
Uinci elektrine struje
Pod elektrinom strujom podrazumijeva se usmjereno gibanje elektrinih naboja.
Elektrina struja ostvaruje se gibanjem elektrona
u metalima (pri gibanju elektrona ne dolazi do
prijenosa materije).
Elektrina struja ostvaruje se i gibanjem pozitivnih
i negativnih iona u tekuinama i plinovima (pri
gibanju iona dolazi do prijenosa materije).
-
Elektrina struja iskazuje se svojim uincima. To su:
- toplinski uinak,
- kemijski uinak,
- magnetski uinak.
Toplinski uinak je fizikalna pojava zagrijavanja vodia
kojim prolazi elektrina struja.
Kemijski uinak oituje se u razdvajanju pojedinih vodia
na sastavne dijelove pri prolasku elektrine struje -
elektroliza. Magnetski uinak se oituje stvaranjem magnetnih sila oko
vodia, jakost kojih je vea u blizini vodia, a s udaljenou
opada.
-
Fiziologijski uinci struje utjecaj na ovjeka, vrijeme
prolaska struje kroz tijelo je izrazito bitno.
(50-100 mA je smrtno !! tu struju moe
izazvati napon vei od 60 V ovisi o
otporu).
-
Spojevi izvora
Serijski spoj
E=
-
Paralelni spoj izvora
-
Mjerenje napona
Za mjerenje napona koristi se instrument
voltmetar.
Voltmetar se u strujni krug prikljuuje
paralelno.
-
Mjerenje jakosti struje
Za mjerenje jakosti elektrine struje koristi se
instrument ampermetar.
Ampermetar se u strujni krug prikljuuje
serijski.
-
Mjerenje otpora
Ommetrom (analognim ili digitalnim, univerzalnim
instrumentom)
U-I postupkom (mjeri se U i I, te rauna R = U/I)
-
Prolazak elektrine struje kroz tekuine
Mogua je podjela vodia na vodie prve i druge vrste, gdje su
metali vodii prve, a otopine luina, soli i kiselina vodii druge vrste. Osim kemijski iste vode sve tekuine vode elektrinu struju. Pri
prolasku elektrine struje dolazi do kemijskih promjena tekuih vodia. Spomenute otopine nazivaju se elektroliti, a elektrolizom se nazivaju
kemijski procesi koji se zbivaju pri prolasku elektrine struje kroz
elektrolite. Prolazak elektrine struje prati razvijanje Jouleove topline, i
rastavljanje molekula elektrolita na ione. Ta se pojava naziva
elektrolitikom disocijacijom.
-
Elektrolit mora biti dobar vodi iona, ali ne smije biti
elektriki vodi jer bi to uzrokovalo unutarnji kratki spoj.
Elektrolit ne smije reagirati s materijalima od kojih su
izraene elektrode, svojstva se ne smiju znaajno mijenjati s
temperaturom, mora biti siguran za rukovanje i jeftin.
Veina elektrolita su vodene otopine, osim u sluajevima
izbjegavanja reakcije s anodom (primjerice u kombinaciji s
anodom od litija koriste se rastaljene soli).
-
Izvori istosmjerne elektrine struje
Izvori elektrine struje mogu biti:
-kemijski,
-toplinski (nuklearne baterije),
-svjetlosni, (fotonaponski elementi - solarne
elije)
-mehaniki (istosmjerni generatori)
-
Kemijski izvori elektrine energije:
Ako se u elektrolit urone dvije elektrode od razliitih materijala, svaka elektroda dobiva prema elektrolitu odreeni potencijal, kojemu je uzrok elektrolitika polarizacija
- primarni izvori, ili galvanski lanci (elementi)
neobnovljivi izvori
- sekundarni izvori, ili akumulatori obnovljivi
izvori
Primarni kemijski izvori
-
Prvi primarni lanak napravio je Alessandro Volta (1745-
1827), a kasnije su razvijeni i mnogi drugi: Leclanchov,
alkalni-MnO2, litijev, itd.
Primarni lanak - Leclanchov lanak
Pozitivni pol - anoda je ugljeni tapi
Negativni pol - katoda, je od cinka (Zn) i
ujedno je i posuda.
Napon lanka je 1,5 (V). Serijski spojena
takva tri lanka, daju plosnatu bateriju od
4,5 (V).
-
Primarni lanak - Alkalni lanak
- razlikuje se od Leclanchovog lanka samo po
elektrolitu
Napon lanka je 1,5 V
Moe se dugo skladititi i podnosi
niske temperature
-
Primarni lanak - Litijev lanak
Moe se dugo skladititi i podnosi niske
temperature -40 +100
Najbolji primarni izvor energije
Napon lanka je 3 V
-
Sekundarni kemijski izvori
Sekundarni kemijski izvori elektrine struje ili
akumulatori su obnovljivi izvori elektrine
energije.
Mogu se nakon pranjenja ponovo napuniti
prikljuivanjem na ispravlja efikasnost punjenja.
Broj ciklusa punjenja i panjenja moe biti vrlo
velik (tisuu i vie puta)
-
Kemijski izvori elektrine struje - akumulatori
Klasini akumulatori s tekuim elektrolitom
Olovni,
-Srebreni (u kombinaciji s cinkom
i s kadmijem),
-elini,
-Nikal kadmijev
-Nikal - metalhidridni
-
Klasini akumulatori s tekuim
elektrolitom
-
Prednost:
-Znaajno niu cijena,
-manja teina,
-maksimalna tolerancija napona punjenja,
Mane:
-montiraju se na plovilima jedino u vertikalnom poloaju,
-mogunost curenja elektolita,
-potrebna je stalna kontola i odravanje,
-potrebna je ventilacija prostora,
-manji broj ciklusa pranjenja i punjenja,
-prosjeni vijek trajanja 2-3 godine,
-mogu kratki spoj unutar olovnog akumulatora zbog olovnog
sulfata koji se s vremenom taloi na dnu akumulatora.
-
Olovni akumulatori
Anoda je olovni superoksid, a
katoda olovo.
Sumporna kiselina je elektrolit
koji se razblauje destiliranom
vodom.
Napon koji daje takva elija je 2V
-
Dok se akumulator prazni on predaje troilu elektrinu
energiju , elektrina struja prolazi i kroz elektrolit.
Pranjenjem akumulatora elektrode se po sastavu
postupno izjednaavaju (sulfatiziraju) te napon
postupno opada.
Kada napon padne ispod 1,85 V, zabranjena je daljnja uporaba, jer bi
to otealo/ onemoguilo postupak punjenja .
-
Kapacitet akumulatora umnoak jakosti struje i
vremena pranjenja [Ah].
Akumulator koji ima 45 Ah moe davati struju od 45 A
u vremenu od 1 sat ili na primjer 15 A u vremenu od 3
sata.
-
Uporaba i smjetaj akumulatora na brodovima
Akumulatori na brodu namijenjeni su za rasvjetu u nunosti,
signalizaciju, telefoniju, rasvjetu u nunosti, dojavu poara,
alarmna zvonca, pozivna zvonca, rezervne radioureaje,
elektrine satove, itd. Najei napon baterija u uporabi je 24 V i 60 V.
Na brodu se akumulatorijske baterije uvaju u posebnim prostorijama.
-
Prostorije u kojima se uvaju akumulatori trebaju biti
smjetene visoko na brodu, da u sluaju nesree mogu biti
to dulje izvan vode, jer se njima u principu opskrbljuju
elektrinom energijom ureaji za nunost.
U tim prostorijama nuna je dobra provjetrenost, zbog
plinova koji se oslobaaju, pod treba biti otporan na
djelovanje kiselina i luina.
U tim prostorijama sve elektrine naprave ili ureaji
moraju imati protueksplozijsku zatitu