8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 1/12

GRAFIČKI FAKULTET KISELJAK FIZIKA

SEMINARSKI RADISTOSMJERNA STRUJA

16.1.2011. Mentor: dr.sc. Hrustem Smailhodžić

I semestar Student: Haris Rahmanović

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 2/12

SADRŽAJ

UVOD.........................................................................................................................................31. Električni n !"n ............................................................................................................4

1.1. De#ini$i% n !"n..........................................................................................................41.&. M%eren%e n !"n...........................................................................................................4&. Električn 'tr(% ...........................................................................................................5&.1. J čin električne 'tr(%e.................................................................................................5&.&. I't"')%ern električn 'tr(% .......................................................................................6*. Električni "t!"r .............................................................................................................7*.1. Ot!"rnik .........................................................................................................................7*.1.1. +ri)%en "t!"rnik .......................................................................................................7*.1.&. Ve,i- n%e "t!"rnik......................................................................................................8. O/)"- , k"n ...............................................................................................................10.1. + 0 n !"n ..................................................................................................................10

LITERATURA............................................................................................................12

2

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 3/12

UVOD

Istosmjerna struja je pojam koji označavaelektričnu strujučiji tok elektrona nemijenja smjer kretanja, tj. izvori istosmjerne el. Struje imaju tačno o re!en plus i minus. "oistosmjerne struje u i ealnim uslovima napon je uvijek isti, ok u realnim opa a #prazni se $aterija % izvor struje&. 'ri osnovne veličine u istosmjernoj struji su(

) *apon, označava se sa + a mjerna je ini a je volt #-&) ačina struje, označava se sa I a mjerna je ini a je amper #/&) tpor, označava se sa a mjerna je ini a je om # &

ve tri mjerne je ini e su me!uso$no povezane movim zakonom.

3

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 4/12

1. Električni n !"n

lektrični napon jemjerna veličina kojom se iskazuje ukupno jelovanje električno polja na nekom putu. esto se po re no e inira kao razlikaelektrično poten ijala, me!utimta je nakost vrije i samo uelektrostati i, tj. ka a ne postoji komponenta električno poljanastala z$o elektroma netske in uk ije.

+o$ičajeni znak za napon jeU, prema lat. urgere , iako se susre e iV, prema en l.voltage.

1.1. De#ini$i% n !"n

lektrični napon je omjerra a 9 /: potre$no za premje tanje električno na$oja poo re!enom putu izme!u vije tačke u električnom polju i nje ove količine ;.<ri tome vrije i(

I

to za napon aje(

pri čemu su(UA ) električni napon na putu izme!u tačaka / i :2 A ) ra #razlika električne ener ije& izme!u tačaka / i :3 ) količina električno na$ojaE ) jakost električno polja' A ) prije!eni putF ) sila kojom električno polje jeluje na na$oj

1.&. M%eren%e n !"n

=jerna je ini a za električni napon u=e!unaro nom sistemu je volt. -e e je ini e zamjerenje napona su kilovolt #1 k- > 1000 -& i me avolt #1 =- > 1.000.000 -&. e ini e zamjerenje vrlo mali? napona su milivolt #1 m- > 1@1000 -& i mikrovolt #1 A- > 1@1.000.000-&. Instrument za mjerenje napona zove se voltmetar , ali se često za prikaz i mjerenjeizmjenični? napona uelektroni i koristios iloskop.

-olt #sim$ol( -& jemjerna je ini a SI sustava za napon. :roj volti je mjera jakostielektrično izvora u smislu koliko je sna e potre$no proizvesti za Beljenu jakost struje.e ini a volt je ime o$ila u čast/lessan ra -olte #1745%1827&, koji je izumioalvanskičlanak, prvu kemijsku $ateriju.

4

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 5/12

Slika 1. Multimetar ili !"metar # m$er!olt"hm%

&. Električn 'tr(%lektrična struja je tokelektrično na$oja, tj. usmjereno i$anje nje ovi? nosila a.

lektrična struja moBe $itiistosmjerna ili izmjenična.Struja teče krozmetale, elektrolite, plinove i poluvo iče. *osio i na$oja u metalima suslo$o ni elektroni, u elektrolitima ne ativni i pozitivniioni #anioni i kationi&, u plinovimaioni i elektroni, a u poluvo ičima elektroni iupljine.

=etali koji o$iluju slo$o nim elektronima su o$rivo iči struje, npr. sre$ro, $akar i zlato.Slo$o ni elektroni su oni elektroni koji nisu u atomu, npr. omjer slo$o ni? i neslo$o ni?elektrona u $akru je 1(1, a to znači a na svaki ku$ični entimetar $akra olazi1C1022 slo$o ni? elektrona, pa se $akar o likuje o$rom vo ljivo u.

Do ovorom maučnika o re!en je te?nički smjer struje kao smjer i$anja pozitivnona$oja #o pozitivno prema ne ativnom polu&. "ako se elektroni i$aju u suprotnom smjeruto znači a je nji?ov na$oj ne ativan.

lektroni se u vo iču usmjereno i$aju po utje ajemelektrično polja, pa z$o to a nakrajevima vo iča mora postojati razlika poten ijala, tj.napon. "a nema električno polja,i$anje elektrona je kaotično, to znači a je svaki smjer je nako mo u i to $rzinom o oko1000 km@s #sre nja termička $rzina&. Djelovanjem električno polja elektroni o$ivajuo atnu zaje ničku komponentu $rzine i$anja prema pozitivnom polu #klizanje& o sve anekoliko mm@s # ri tna $rzina&.

"oličina na$oja ; u nekom vo iču je naka je umno ku na$oja elektrona e i $roju ti?elektrona *(

&.1. J čin električne 'tr(%eačina električne struje I je naka je količini na$oja ; koja pro!e kroz poprečni presjek

vo iča u vremenskom intervalu t(

e in a za jačinu električne struje jest amper #/&, nazvana prema ran uskom izičaru i je na je o osnovni? mjerni? je ini a. <o e ini iji je an amper je jačina struje koja teče krozva $eskonačno u a i tanka vo iča u vakuumu me!uso$no u aljena je anmetar ka a sila stvorena strujom iznosi 2C10E7 * po svakom metru uBine vo iča.

5

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 6/12

&.&. I't"')%ern električn 'tr(%/ko pozitivni priključak izvora preko neko potro ača #npr. sijali e& poveBemo na

ne ativni priključak izvora, elektroni e na rnuti sa ne ativno pola je su na uBvani, prema pozitivnom polu je i? ne ostaje tako snaBno, a e se tanka otporna Bi a sijali e usijati, tee ona zasvijetliti. Dru im riječima, o ne ativno pola $aterije pote i e struja elektrona

#tzv. električna struja& prema pozitivnom polu. Fa rijavanje vo iča z$o prolaska strujezovemo toplinskim učinkom električne struje.S o$zirom a $i $ilo te ko često rtati $ateriju, Barlji u i ru e električne elemente i

naprave, o ovoreni su sim$oli za razne vrste električni? elemenata, pa opisani sklopematski smo prikazali na Slika 2.. 'akav sklop zovemo strujnim kru om. Strujni kru aklesa rBi neki izvor struje napona + na stezaljkama, neki potro ač i električne vo ove. + na em primjeru uključili smo i preki ač #sklopku& S, za uključenje @ isključenje strujno toka.

Slika 2. Stru&ni krug

Smjer struje je naime o re!en o ovorno, z$o e iniranja zakonitosti prema kojima seo vijaju električni pro esi, jo u vrijeme ka a nije $io etaljnije poznat me?anizam nastajanja

električni? pojava.Dakle, kao pozitivan, smjer struje je e iniran o G prema ) polu, iako se ustvari slo$o nielektroni kroz strujni kru izvan izvora kre u u o$rnutom smjeru. /ko se polaritet izvora nemijenja kao ko $aterijsko izvora, ne mijenja se ni smjer struje kroz strujni kru , pa ta takvustruju zovemo istosmjernom.

Struja kroz vo ič putuje velikom $rzinom, me!utim tre$a imati u vi u a je to ustvari $rzina putovanja pojave premje tanja elektrona s atoma na atom. lektroni naime ne prelazečitav strujni kru jure i kroz nje a, ne o samo preskaču sa ljuskaste putanje je no atoma naljuskastu putanju susje no , prelaze i samo kratak put kroz vo ič. 'o sliči putovanju vala pomorskoj povr ini. =orem ne putuju česti e vo e, ne o samo pojava nji?ovo iz izanja ispu tanja.

6

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 7/12

*. Električni "t!"rlektrični otpor #znak( & % jeizikalna veličina kojom se izraBava omjernapona i jačine

električne struje, to je za mno e materijale stalna vrije nost #?mov zakon&.=jerna je ini a u =e!unaro nom sustavu #SI& je om # &.

lektrični otpor, suprotan je pojam o električne vo ljivosti. =aterijali sa mno tvomslo$o ni? elektrona pruBaju mali otpor prolasku struje, o nosno imaju mali tzv. spe i ičniotpor. 'o je ustvari otpor koje a prolasku struje pruBa Bi a presjeka 1mm2 uBine 1 m. :iljeBise sa znakom H #ro&. -o ič presjeka S mm2 uBine m pruBat e prolasku struje otpor(

je je H spe i ični otpor zavisan o vrsti materijala vo iča=aterije s puno slo$o ni? elektrona o$ro provo e struju. 'o su u prvom re u metali, a

pose$no mali otpor imaju sre$ro i $akar. nji? se izra!uju električni vo ovi. Jeljezo imaoko 7 puta ve i otpor o $akreno vo iča isti? imenzija. -eliki spe i ični otporkarakterizira izolatore. *eki materijali pruBaju umjereno veliki otpor prolasku struje, pa se

zato koriste za namjerno za rijavanje Bi e ili me ija kojim prolaze ili za pove anje otporastrujni? kru ova, o nosno o nji? se izra!uju električni rijači iotporni i.

*.1. Ot!"rnik

tpornik je voprilazna, pasivnaelektronička komponenta koja pruBaotpor struji, pričemu je o nos izme!u jačine struje inapona izme!u priključaka u skla u s?movimzakonom. "arakteristična veličina otpornika jeelektrični otpor koji je je nak naponu naotporniku po ijeljenom sa strujom koja protječe kroz otpornik. tpornik se koristi kaoelementelektrični? mreBa i elektronički? sklopova. znake otpornika u električnim s?emama(Slika 3. europski iI K sim$ol, Slika 4. američki #/*SI & sim$ol.

Slika '. "(naka ot$ornika $rema I)* standardu

Slika +. "(naka ot$ornika $rema ,SI standardu

*.1.1. +ri)%en "t!"rnik

tpornik se op enito koristi za stvaranje poznato naponsko)strujno o nosa uelektričnim kru ovima. /ko je struja u kru u poznata, ta a se otpornik koristi za stvaranje poznate razlike poten ijala propor ionalne toj struji. $rnuto, ukoliko je poznata razlika poten ijala izme!u viju točaka u kru u, ta a se otpornik moBe koristiti za stvaranje poznatestruje propor ionalne toj razli i poten ijala.

raničavanje struje. <ostavljanjem otpornika u seriju s nekom ru om komponentom,kao to jesvjetle a io a # D &, struja kroz tu komponentu se o raničava na poznatu i

ozvoljenu vrije nost.

7

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 8/12

<ri u ivač #atenuator& je mreBa va ili vi e otpornika #jelilo napona& koji sluBe zasmanjenje napona si nala.

inijski terminator je otpornik na kraju prijenosne linije#kao to jeSKSI&, konstruiran kaozaključnaimpen an ija#otpor čija vrije nost otpora o ovara otporu ostatka kru a na koji jespojen& i time minimizira re leksiju si nala.

*.1.&. Ve,i- n%e "t!"rnik

tporni i se mo u vezivati serijski ili pralelno, a o na ina vezivanja i zavisi i ukupanotpor.

tporni i u paralelnom spoju imaju istu razliku poten ijala #napon& na svojim izvo ima.Fa izračunavanje ukupno ekvivalentno otpora # eL&(

Slika -. aralelno ve(ani ot$ornici

Fapis paralelno spoja se u je na B$ama moBe prikazati kao vije vertikalne linije MM #istokao u eometriji&, čime se poje nostavljuje je na B$a. Fa va otpornika,

Struja kroz otpornike spojene u seriju ostaje ista, ali napon na poje inom otporniku moBe $iti različit. Suma razlika poten ijala #napon& je naka je ukupnom naponu. re!ivanjeukupno otpora(

Slika 6. Seri&ska ve(a ot$ornika

tpornička mreBa, kom$ina ija paralela i serija, se poneka moBe rastaviti na manjeijelove koji su ili paralele ili serije. *a primjer,

8

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 9/12

Slika /. om inovana ve(a ot$ornika

Sveje no mno e otporničke mreBe ne moBemo rastaviti na ovaj način. azmotrimoko ku,čiji je svaki $ri zamijenjen otpornikom. *a primjer, o re!ivanje otpora izme!u va suprotnavr?a u op em slučaju traBi matričnu meto u rje avanja. Ipak, ako je svi? vanaest otpornikaisto, on a je otpor o vr?a o suprotno vr?a je nak 5@6 otpora poje ino otpornika.

N

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 10/12

. O/)"- , k"n

Slika . "hmov (akon $redstavl&en u trouglu

?mov zakon je temeljni zakon elektrike #elektrote?nike&. Oovori o o nosu jačinestruje, napona i otpora u strujnom kru u.ksperimentalno je utvr!eno, a e jačina struje kroz vo ič $iti to ve a to je ve i napon

me!u nje ovim krajevima i to je manji otpor strujno kru a u koji je vo ič uključen.=atematski se ovo moBe izraziti ormulom(

I>+@ +>IP >+@I

m # & se uvijek moBe napisati kao volt@amper. <a se ko ormule I>+@ volt i volt se mo ukratitiQQačina struje u strujnom kru u propor ionalna je naponu, a o$rnuto propor ionalna otporu.O je je uz konstantnu temperaturu(

I > jačina struje kroz strujni kru u amperima #/& +> napon izvora u -oltima #-& > ukupanotpor strujno kru a #otpor tro ila G otpor električni? vo ova G unutarnji otpor izvora struje&u omima # &?mov zakon vrije i za metale i vo ljive otopine. 'akvi se vo iči zovu omski vo iči. Fa nekematerijale ?mov zakon ne vrije i a takvi se vo iči zovu neomski.

.1. + 0 n !"n *apon izvora + #-& tjera strujni tok jačine I #/& kroz otpornik . *a krajevima otpornika

napon je je nak naponu izvora, to znači a uBotpornika napon nije sva je je nak, ne o sesmanjuje o pozitivno kraja prema ne ativnom.

-e i napon na stezaljkama izvora # akle i na krajevima otpornika& protjerat e jaču strujukroz otpornik, a me!u poje inim tačkama otpornika i razlike u naponu $it e ve e. <rekinemoli strujni tok, otpornik e u svim tačkama imati isti napon je nak naponu stezaljke na koju je priključen. Slije i, a razlike u naponu poje ini? tačaka otpornika postoje samo u zatvorenomstrujnom kru u, ako kroz nje a protječe struja.

ksperimentima se moBe pokazati, a je pa napona na $ilo kom o sječku ) ijelu otporneBi e to ve i, to je ve i otpor izme!u mjerni? tačaka i to je jača struja koja teče kroz otpornik

=atematički se pa napona moBe o re iti po izrazu(

+ > I P 1

je 1 pre stavlja #rezultiraju i& otpor me!u mjernim tačkama. Izraz ustvari pre stavlja primjenu ?movo zakona na promatrani o sječak otpornika ili promatrani io strujno

10

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 11/12

kru a, pa i on a ako taj io sa rBi sloBeniji sustav o vi e različito vezani? tro ila iliotpornika.

Faključimo a prolaskom struje kroz $ilo koji otpornik ili vo ič, na tom otporniku ilivo iču nastaje pa napona je nak umno ku jakosti struje i otpora me!u mjernim tačkama

Skla no tome, pa napona je neiz$jeBan i u vo ovima ra ske električne mreBe. Da $i

tro ila o$ila propisani? 220)230 - i u vrijeme jače optere enja mreBe, vo ovi moraju $itiovoljno e$eli, a se smanji nji?ov otpor, a time i pa napona, kako $i se razlike napona uneoptere enoj i optere enoj mreBi za rBale u rani ama opu teni? o stupanja. 'o je tako!errazlo , to električne instala ije tre$aju projektirati stručnja i, kako $i ispravno o re ili potre$ne e$ljine vo iča za svaku instala iju. *a alje, pa napona nastaje i na za titnomvo iču, ako $i kroz nje a prolazila struja. *a ijelu u o i tanko ili sla$o spojenoza titno vo iča, mo ao $i zato nastati i opasan napon u slučaju a azni napon pro$ije nametalne ijelove opreme ili instala ije #tzv. masu&. F$o to a za titni vo ič tre$a $iti ovoljnee$ljine, ne smije se vo iti preko preki ača, a ako ima spojeva, oni moraju $iti o$roizve eni.

11

8/15/2019 Grafički Fakultet Kiseljak Fizika

http://slidepdf.com/reader/full/graficki-fakultet-kiseljak-fizika 12/12

LITERATURA4

1. snove elektrote?nikeR pro . r. nver e?ovi , pro . r. =la en'kali , mr. Ivan TeljaR kolska knji a Fa re$R 1N84.

&. snovi elektrote?nikeR r. Izu in "apetanovi , r. -la o =a Barevi , *ermin Sarajli , 'atjana Fu$erR +niverzitet u 'uzliR 1NN5.*. snove elektrote?nike, za 2. razre elektrote?ni ke koleR <ero Ki i R

Svjetslost SarajevoR 2003.. ?ttp(@@?r.Uikipe ia.orR ?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@"ate orija( lektrote?nikaR

?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@-oltR?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@ lektriVK4V8DnaWstrujaR ?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@ lektriVK4V8DniWotpor R?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@*aponR ?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@ ?movWzakonR?ttp(@@?r.Uikipe ia.or @Uiki@ tpornik .

12