• fpp.pttl@gmail.com za sporočila vsem• Z dropboxa si:

– (obvezno) natisnite predloge za vaje– (neobvezno) preglejte teme za IZD in

začnete s pripravo– (priporočam) študirajte izbrano literaturo

Skupen naslov e-pošte

• Domače naloge: predah 1 teden• Laboratorijske (od 10. marca):

– izvedli smo z vajo Enosmerni izvori – izkušnje vam bodo prišle prav za:

•premislek o rabi baterij

– Naslednji teden prinesite: • Izkoristek

Vaje

Sprehod po poglavjih

• Elektrodinamika – Električna napetost nastane zaradi:

• (ESt) prenašanja naboja. Naboj se običajno prenaša s pomočjo trenja in se kopiči na površini teles. V elektrostatiki srečamo najvišje U, I=0 (stanje tik pred strelo).

• (EDn) kemijskih reakcij med snovmi. Reakcija steče, ko postavimo prevodnik med reagenta (baterije)

• (EDn) elektromehanskih pojavov. Električna napetost nastane v tuljavi, ki se vrti v magnetnem polju. (električni generatorji v elektrarnah, vozilih..)

• (EMg) elektromagnetnih pojavov. Električna napetost nastane v tuljavi v spreminjajočem se magnetnem polju. (transformatorji, radio, RFID, ..)

Vsaka lastnost na dva načina

• Kapacitivnost

• Upornost

ll2

4

dS

S

l

U

IU

I

U

QC

AC

d

A

d

Q

U

Tudi induktivnost

• Za dolgo tuljavo

+ -ll

IL

l

NAL

2

I A

Sprehod po poglavjih

• Elektrostatika • Elektrodinamika• Elementi električnega tokokroga

• Veriga generiranja, transformiranja in

uporabe električne energije

• Elektronika v prometu • Osnovni pojmi regulacije v prometu

Kondenzator, upor in tuljava

II

UU

R

ΦΦ

II

L

QQ

UU

C

UPOR

Ukd

Uk0

Uef

T

Uk0

frekvenca: f = 0,2 Hz = 2 f

• Periodično vzbujanje• Elementi, ki jih vzbujamo, se odzivajo

(periodično vzbujanje povzroča periodični odziv)

• Odziv zaostaja za vzbujanjem (preračun časa v fazni kot φ s pomočjo periode T)

(upor se odzove s φ =0, torej brez zakasnitve)

• Fazni kot v prometu (na primer vzbujanje: gorenje zelene luči na semaforju in odziv: pretok vozil čez črto stop)

• Kondenzator (vzb. i povzroča odz. u), Tuljava (vzb. u povzroča odz. i)

Elementi električnega tokokroga

izmeničnega

360T

t

Impedanca (1)

• pomeni odnos u(t) in i(t): – razmerje amplitud U/I in – fazni kot med u in i

UPOR

KONDENZATOR

TULJAVA

Impedanca (2)

• Poleg rezistivne upornosti (upornost sama

po sebi, upiranje toku je konstantno, neodvisno od frekvence) poznamo tudi reaktivno upornost (odziv je odvisen od frekvence vzbujanja – odziv je reakcija na vzbujanje)

• Impedanca Z predstavlja vektorsko vsoto rezistivnerezistivne in reaktivnereaktivne upornosti

|Z|

φ

Izkoristek naprav

• Kolikšno razmerje nastane med energijo na koncu puščice, glede na energijo na začetku puščice?

• Razmerje med izkoriščeno energijo (konec puščice) in vloženo energijo (začetek puščice) imenujemo izkoristek. Energiji nista enaki, ker med pretvorbo nastajajo izgube.

enosmerna napetost: upornost → → izmenična napetost:

impedanca• Rezistivna (čisti upor)

• Reaktivna (kondenzator, tuljava)

• Impedanca

R

1 1

2

2

C

L

Xf C C

X f L L

Z

Energija na L in C ostane v vezju

Energija se na R pretvori v toploto

POMNILNIKI

GRELNIKI

Kondenzator, upor in tuljava

II

UU

R

ΦΦ

II

L

QQ

UU

C

• Realna kondenzator in tuljava imata izgube kar ponazarja njuna upornost R

• Sčasoma se R, L in C ne spreminjajo

Realni elementi električnega tokokroga

izmeničnega

UR

L LZ R jX

R j L

IR

ICI

IR

IC

I

UR

UL

U

U

UL

1 1 1

1C C

jZ R X

j CR

Fazni kot φ z vektorji (kazalci)

!!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

RURI

φ = 0º

Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo)

UPOR

CU

CI φ=90º

Na kondenzatorju se tok pojavi pred napetostjo (tok prehiteva napetost)

i C e

KONDENZATOR

Primer: vzporedna vezava R in C in kot φ

• Vsota tokov je tudi vektor • Pojavi se kot φ med vsoto tokov in skupno

napetostjo

2

2

C

R

C

C R C

Inasprotiležna k.tg

priležna k. I

U R R f CR

X U X

arctg f CR

φ=?

RI

C RU U

CI R CI I

R CI I

Primer: vzporedna vezava R in C

• U= 440V, R = 90Ω, C = 3μF, f = 60Hz

1/R

1/XC

1/|Z|

φ

22 22

2 26

225

2 2

24 6 2

2 2

1 1 1 12

1440 2 60 3 10

90

1440 113 10

8100

1,235440 10 1,279 10 440 1,17 10 5,15

C

I U U U fCZ R X R

sAV

sV

AV

V

AV A A

V

Fazni kot φ z vektorji (kazalci)

!!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

RURI

φ = 0º

Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo)

UPOR

Na tuljavi se napetost pojavi pred tokom (napetost prehiteva tok)

LU

LI φ=90º

e L i

TULJAVA

Primer: zaporedna vezava R in L in kot φ

• Vsota napetosti je tudi vektor • Pojavi se kot φ med vsoto napetosti in

skupnim tokom

R LU UJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

.

.

2 L

2

L

R

L L L

R

Unasprotiležna ktg

priležna k U

I X X f

I R R R

f Larctg

R

φ=?

RU

L RI I

LU R LU UJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

Primer: zaporedna vezava R in L

• U= 440V, R = 90Ω, L = 300mH, f = 60Hz

2 2 22

2 2 2 22 3

2 2

2

440 440

8100 (113)90 2 60 300 10

440 4403,05

1448100 12769

L

U U UI

Z R X R fL

V V

VsAs

V VA

R

XL

|Z|

φ

Kondenzator, upor in tuljava

II

UU

R

ΦΦ

II

L

QQ

UU

C

Elementi električnega tokokroga

• Izmerimo fazni kot iz trikotnika moči. Rabimo: volt-, amper- in vat-meter.

• Merjenje moči žarnice in sijalke.

P navidezn

a = U

U II

PPdelovnadelovna

Pja

lova

φ

izmeničnega

= UI cos= UI cosφφ

= U

I sin

φ

Linearni in nelinearni elementi

II

UU

R

ΦΦ

II

L

QQ

UU

CII

UUNELINEARNI

DIODA

Izvori enosmerne napetosti

• Galvanski členi – Primarni (baterije)

– Sekundarni (akumulatorji)

• Usmerniki (v ozadju je elektrarna)• Termočleni• Gorivne celice• Sončne celice

Vir: wikipedia

Izvori izmenične napetosti

Generator HE Medvode

Po predavanju

• doslej zakoni: Coulomb, Ohm, BiotSavart, Joule, dva Kirchoffova izreka

• Naslednjič: izkoristek naprav (gorivna celica), delovanje izmeničnih izvorov