V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema...
Transcript of V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema...
![Page 1: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/1.jpg)
2. Elektrostatika2.1 Kratak istorijski uvodTales iz Mileta (624. p.n.e. – 546 p.n.e.)
ćilibar
![Page 2: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/2.jpg)
Empedokle (490 - 430 p.n.e.) postoje osnovni elementi supstance kao
što su voda, oganj, vazduh i zemlja
![Page 3: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/3.jpg)
Anaksagora (520 - 428 p.n.e.) atomističko shvatanje materije
![Page 4: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/4.jpg)
Leukip (V vek p.n.e.) atomistička filozofija
![Page 5: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/5.jpg)
Aristotel (384 - 322 p.n.e.) Izvršio sintezu skoro svih znanja. On je
učenju o supstanci dao značajan prilog uvodeći i peti element strukture - etar
![Page 6: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/6.jpg)
Činjenica da je moralo da prođe 2000 godina pa daDžilbert objavi svoj čuveni rad 1600 godine,
- prva naučna rasprava o elektricitetu i magnetizmu."O magnetu, magnetnim telima i velikom magnetu u
Zemlji"
![Page 7: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/7.jpg)
Magnetna igla kao kompas datira iz ranogsrednjeg veka. Magnetnu iglu pronašao je Nekam 1186. godine (Alexander Neckam 1157-1217).
![Page 8: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/8.jpg)
Prvi prototip električne mašine. Oto Gerike (Otto von Guericke, 1602-1686) konstruisao je elektrostatički generator U Lajdenu su 1745. godine izvršeni čuveni
eksperimenti sa Lajdenskom bocom. To je bio prvi poznati kondenzator, jedan od najinteresantnijih električnih aparata.
![Page 9: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/9.jpg)
Američki naučnik Franklin (Benjamin Franklin, 1706-
1790) eksperimentima sa električnom varnicom
![Page 10: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/10.jpg)
Isak Njutn (Isaac Newton, 1642-1727) je proučavao ne samo mehaniku, već i elektricitet imagnetizam. Zakonitosti delovanja magnetaobjašnjavao je zakonima mehanike, kao što je zakon akcije i reakcije.
![Page 11: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/11.jpg)
Kulon (Charles Coulomb, 1736-1806)
![Page 12: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/12.jpg)
Prve značajne rezultate otkrićaelektrične struje Luigi Galvani1737-1798) eksperimentiše sa mišićima preparirane
žabe
![Page 13: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/13.jpg)
Alessandro Volta, 1745-1827) U svom radu 1793. godine Volta negira životinjski
elektricitet, a galvanizam tumači pomeranjem fluida utelima pri kontaktu.
![Page 14: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/14.jpg)
Hans Christian Oersted, 1777-1851
1820. godine uspeo da skrenemagnetnu iglu pomoću električne struje
![Page 15: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/15.jpg)
André Marie Ampère , 1775-1836
Veliki doprinos razvojuelektromagnetizma
utvrđuje silu interakcije između strujnih provodnika i njen smer, uvodeći termineelektrična struja i električni napon
![Page 16: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/16.jpg)
Michael Faraday, 1791 -1867
енглески физичар и хемичар, члан краљевског друштва. Значајан по многим научним открићима, првенствено у области електрицитета и магнетизма.
![Page 17: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/17.jpg)
Faradej je 1831 godine postigao najznačajniji uspeh u istoriji elektrotehnike proizvevšielektricitet iz "magneta", odnosno otkrivšiprincip elektromagnetne indukcije i dinamomašine.
![Page 18: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/18.jpg)
Faradejeve ideje i zaključke razvio je čuveni engleski fizičar Maksvel (James Clerk Maxwell, 1831 - 1879). Vrhunac svojih istraživanja unauci o elektromagnetizmu Maksvel publikuje 1864 godine u svom radu "Dinamička teorija elektromagnetnog polja" celokupnu teorijuelektromagnetizma.
![Page 19: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/19.jpg)
Thomas Alva Edison, 1847-1931
Nikola Tesla, 1856-1943
![Page 20: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/20.jpg)
Mihajlo Pupin (1858, Idvor, 1935, Njujork)
![Page 21: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/21.jpg)
Velika otkrića 1752. godine američki naučnik B.
Frenklin prvi otkriva električnu prirodu minje i goma i pronalazi gromobran.
1758.godine francuski fizičar Š. Kulon utvrđuje zakon elektrostatičke interakcije.
![Page 22: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/22.jpg)
1819.godine danski fizičar H. Ersted otkriva međusobnu povezanost električnih i magnetnih pojava (skretanje magnetne igle u blizini provodnika).
1820. godine francuski fizičar A. Amper otkriva kvantitativne odnose između lektričnih i magnetnih pojava.
1831. godine engleski fizičar M.Faradej otkriva zakon elektromagnetne indukcije, zakone elektrolize, dijamagnetizam i paramagnetizam.
![Page 23: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/23.jpg)
•1864. godine engleski fizičar Dž. Maksvel razrađuje opštu teoriju elektromagnetnih pojava uvodeći pojam elektromagnetnih talasa.
1887. godine njemački fizičar H. Herc potvrđuje eksperimentima ispravnost maksvelove teorije dokazujući da je svetlost elektromagnetni talas.
1886. godine Simens pronalazi generator jednosmerne struje.
![Page 24: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/24.jpg)
1873,godine Pačinoti pronalazi motor jednosmerne struje.
1876. Bel patentira telefon. 1879.godine Edison pronalazi
sijalicu. 1887. godine Tesla pronalazi
asinhroni motor. 1897-1898. Tesla daje princip
prenosa signala na daljinu(elektromagnetni talasi).
![Page 25: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/25.jpg)
1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos signala.
1904. godine engleski naučnik Dž. Fleming pronalazi vakumsku diodu.
1907. godine američki naučnik L. de Forest pronalazi vakumsku triodu.
Razvoj elektronike skače do neslućenih visina otkrivanjem tranzistora 1947. godine od strane trojice naučnika V. Šokli, Dž. Bardin i V. Bretejn.
![Page 26: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/26.jpg)
2.2 Pojam materije i osnovne karakteristike
SupstancaMateijal Fizičko poljegravitaciono, električno, magnetno,
elektromagnetno
![Page 27: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/27.jpg)
Najbitnije karakteristike materije su njena masa i energija. Masu je Njutn definisao 1687. godine kao meru za količinu materije, dok savremena fizika masu posmatra kao meru za inerciju tela. Masu obeležavamo simbolom m. Drugo svojstvo materije, energija (E), predstavlja sposobnost tela da izvrši rad. Rezultat obavljenog radajesta prelazak energije iz jednog oblika u drugi. Masa ienergija su povezane međusobno i ta veza je dataAjnštajnovom (A. Einstein, 1879—1955) jednačinom
2mcE 2mcE
![Page 28: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/28.jpg)
Elementarne čestice od kojih je izgrađen sav materijalnisvet su elektron, proton i neutron. Oni, zajedno, sačinjavaju atom, najmanju česticu koja u hemijskim reakcijama ostaje neoromenjena (atomos — grčki nedeljiv).
Elektron je negativno naelektrisana čestica i nosinajmanje negativno naelektrisanje koje se može naćiu prirodi. Masa elektrona u stanju mirovanja iznosi:
kg1019 310
,me
eqe C1016,0aC16,0 18e
20
1
c
mm e
v
![Page 29: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/29.jpg)
Proton je pozitivno naelektrisana čestica. Naelektrisanje protona je po apsolutnoj vrednosti jednako naelektrisanju elektrona i to je najmanja količinapozitivnog elektriciteta u prirodi — elementarni kvantpozitivnog elektriciteta. Masa protona je oko 1840 putaveća od mase elektrona:
eqp
kg10672,1 270
pm
![Page 30: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/30.jpg)
Neutron n je elektroneutralna čestica. Masa neutrona je približno jednaka masi protona
kg106741 27 ,mn
0nq
![Page 31: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/31.jpg)
Da bismo objasnili pojave koje se javljaju među naelektrisanim telima, dovoljno je predstaviti atom po Borovom planetarnom modelu (Niels Bohr, 1885—1962), slika 2.2.1.
Neutroni i protoni obrazuju kompaktnu grupu koja se naziva jezgro(nukleus) atoma. Otuda se ove dve vrete častica nazivaju nukleoni. Uzima se da jezgro atoma ima oblik sfere. Elektroni se nalaze izvanjezgra na relativno velikim odstojanjima i kreću se po kružnim i eliptičnim putanjama oko jezgra, kao planete oko Sunca. Elektroni obrazuju elektronski omotač.
![Page 32: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/32.jpg)
Broj elektrona u osnovnom stanju atoma jednak je brojuprotona, tako da se ovakvi atomi u odnosu na svojuokolinu ponašaju elektroneutralno, odnosno ukupnonaelektrisanje svakog potpunog atoma je jednako nuli.Redni broj elementa u tablici periodnog sistema Zodređen je brojem elektrona u osnovnom stanju atoma. Masa atoma približno je određena zbirom broja protona i neutrona i predstavlja atomski broj A, tako da se brojneutrona N u atomu određuje:
Atom urana koji ima 92 elektrona, ajezgro mu se sastoji od 92 protona i 146 neutrona.
ZAN
![Page 33: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/33.jpg)
Ako atomi jednog elementa imaju isti broj protona, a različit atomski broj, onda sadrže različit broj neutrona inazivaju se izotopi tog elementa. Primer izotopa dat je na slici 2.2.2: a - vodonik; b - deuterijum: c - tricijum.
vodonik
H11
deuterijum
H21
tricijum
H31
![Page 34: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/34.jpg)
2.3 Pojam naelektrisanja Naelektrisanje tela se opisuje količinom
elektriciteta, fizičkom veličinom koja se obeležava simbolom Q ili q, pri čemu se često veliko slovo upotrebljava za vremenski nepromenljive, a malo slovo za količine elektriciteta koje se menjaju u vremenu. Da bismo količinu naelektrisanja nekog tela opisali, potrebno je da odredimo jedinicu kojom ga merimo. Ta jedinica je Kulon C.
eNQ
C101,602 -19e
![Page 35: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/35.jpg)
2.4 Provodnici, poluprovodnici i izolatori
Svi materijali koje srećemo u prirodi u električnom pogledu mogu se podeliti u tri grupe: izolatore, provodnike i poluprovodnike. Osnovu za ovakvu podelu čini sposobnost ovih materijalada provode elektricitet.
![Page 36: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/36.jpg)
U grupu izolatora, koji se nazivaju i dielektrici, spadaju materijali kod kojih su u normalnim uslovima elektroni izspoljašnje ljuske čvrsto vezani za svoj atom ili grupu atoma koja obrazuje molekul. U dielektricima postoje i naelektrisane čestice koje mogu slobodno da se kreću,ali je njihov broj veoma mali. U grupu izolatora spadaju:porculan, liskun, elastične mase, guma, mineralna ulja, vazduh itd. U drugu grupu spadaju provodnici. Postoji više vrsta
provodnika ali svi imaju jedno zajedničko svojstvo: unjihovom sastavu postoji veliki broj naelektrisanih čestica koje mogu slobodno da se kreću kroz materijal. Najvažniji provodnici su metali, kao bakar,aluminijum, srebro itd.
![Page 37: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/37.jpg)
U slučaju tečnih rastvora neutralni molekuli rastvorenesupstance se raspadaju na dva suprotno naelektrisanadela — pozitivne i negativne jone.
Treću grupu materijala čine poluprovodnici. Unjima je broj naelektrisanih čestica, koje mogu da se slobodno kreću pod dejstvom električnih sila, mnogo manji nego u slučaju provodnika, ali i mnogo veći nego kodizolatora. U poluprovodnike spadaju silicijum, germanijum i neki drugi materijali.
![Page 38: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/38.jpg)
2.5 Razvoj savremenih naučnih disciplina
- tranzistor ili poluprovodničku (kristalnu) triodu iz1948. godine, koji je izazvao revoluciju u elektronici iizgradnji računskih mašina velikog kapaciteta i brzine, prenosnih komunikacionih uređaja malih dimenzija, raznih sistema za automatsko i daljinsko upravljanje;
- integrisano kolo iz 1959. godine, koje je bitnopromenilo postupke projektovanja i proizvodnje elektronskih kola i uređaja. Počinje razvoj mikroelektronike. Dolazi do takvog stepenaminijaturizacije da se upotrebom integrisanih kolanajnovije generacije grade složeni uređaji sa više miliona osnovnih elemenata. To je bio početak nove -kompjuterske ere.
![Page 39: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/39.jpg)
Ipak, glavno obeležje današnjeg doba je sve većaprimena računara i mikroelektronike, telekomunikacionih sistema, multimedija i informatikekoja je dovela ljudsku civilizaciju pred najveći izazovu njenoj dugoj istoriji. Uz neverovatno i stalno smanjenje dimenzija i troškova proizvodnje, povećanje brzine obavljanja operacija i smanjenje potrošnje energije kompjuteri doživljavaju česte ivelike preporode. Kakva je to dinamika razvoja najbolje ilustruje sledeći primer: da se avionskaindustrija razvijala u poslednjih 25 godina tako brzokao proizvodnja i primena kompjutera danas bi Boing767 koštao samo 500$, a mogao bi da obiđe zemlju za svega 20 minuta, uz potrošnju od 19 litarabenzina.
![Page 40: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/40.jpg)
2.6 Kulonov zakon
Dva naelektrisana tela se privlače ako su im naelektrisanja suprotnog znaka, a odbijaju ako su im naelektrisanja istog znaka, odnosno da u stanju mirovanja deluju uzajamnom silom koja se naziva elektrostatička. Francuski fizičar Šarl Kulon (C. A. Coulomb, 1736—1806) proučavao je elektrostatičku siluizmeđu dva naelektrisana tela u stanju mirovanja čije su dimenzije znatno manje od njihovog rastojanja. Takva dva naelektrisanja nazivaju se tačkasta.
![Page 41: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/41.jpg)
Menjajući količine naelektrisanja i njihovo međusobno rastojanje, Kulon je zaključio da je intenzntet sile direktno srazmeran proizvodu količine naelektrisanja oba tela, a obrnuto srazmeran kvadratu njihovog rastojanja. Sila deluje duž linije koja najkraćim putemspaja tela, privlačna je ako su tela raznoimeno naelektrisana (slika 2.6.1), odnosno odbojna ako su tela naelektrisana istom vrstom elektriciteta (slika 2.6.2).
Q1
F12Q2
F21
r
Q1
F12
Q2
F21
r
![Page 42: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/42.jpg)
Intenzitet sile zavisi i od sredine u kojoj se tela nalaze. Ovako definisana sila uzajamnog dejstva dva naelektrisana tela predstavlja Kulonov zakon i matematički se označava jednačinom:
gde su i količine naelektrisanja tačkastih tela, a rnjihovo međusobno rastojanje.
221
2112rQQkFFF
![Page 43: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/43.jpg)
Konstanta k je fizička veličina i određuje se iz jednačine2.6.1:
Merenjima je utvrđeno da je konstanta k u vakuumu jednaka:
21
2
QQFrk
-2-4322-222 IMTLITLLMTdimdimdimkdim QrF
2222 CNm QrFk
2290 CNm109 k
![Page 44: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/44.jpg)
Uobičajeno je da se ta konstanta piše u obliku:
gde je nova konstanta i naziva se električna konstanta vakuuma. Uvodeći u izraz zaKulonov zakon konstantu k napisanu u obliku jednačine (2.6.6), mnogi drugi zakoni u elektrotehnici imaju jednostavniji matematički oblik. Na osnovu jednačina 2.6.5 i 2.6.6 za električnu konstantu vakuuma dobijamo:
00 4
1
k
2
212
0NmC10858 ,
![Page 45: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/45.jpg)
S obzirom na to da se tačkasta naelektrisanja mogu naći i u drugim sredinama, u jednačinu (2.6.6) uvodi se električna konstanta ya bilo koju sredinu:
Relativna električna konstanta neke sredine je naimenovan broj koji pokazuje koliko je puta uzajamna sila tačkastih naelektrisanja u datoj sredini manja od sile koja deluje kada se ova naelektrisanjanađu u vakuumu na istom rastojanju.
r 0
0
r
![Page 46: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/46.jpg)
Uvodeći konstantu k, intenzitet sile, definisane Kulonovim zakonom, glasi u konačnom obliku:
Primer Ako posmatramo dejstvo više tačkastih naelektrisanja na jedno tačkasto naelektrisanje, onda je ukupna električna sila kojom ta opterećenja deluju na posmatrano jednaka vektorskom zbiru sila kojima ta tela deluju ponaosob. Ovaj eksperimentalno dobijen rezultat se obično naziva princip superpozicije električnih sila
221
041
r
QQF
r
![Page 47: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/47.jpg)
Sila koja deluje na tačkasto naelektrisanje je:
Primer Izračunati intenzitet Kulonove sile koja postoji između dvaju tela naelektrisanih količinama elektriciteta i u sredini relativne dielektrične propustljivosti 18 na rastojanju 0,01 m.
( )
Q1 Q2
Q3
F23
F13
r1r2
F
F
3Q
2313 FFF
C107,2 51
Q C102,1 72
Q
2
29
0 CNm109 k
![Page 48: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/48.jpg)
Prema Kulonovom zakonu:
Primer Između dvaju naelektrisanih tela u vakuumu na kojima se nalaze jednake količine naelektrisanja vlada odbojna sila intenziteta . Kolike su količine naelektrisanja kojima su tela naelektrisana ako je rastojanje između njih 3m?
N2162210 ,
rqqk
Fr
N109 5F
![Page 49: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/49.jpg)
Rešenje Pošto je
Primer Koliko je rastojanje na kome treba da se nalaze dva naelektrisana tela u vodi relativne dielektrične propustljivosti 81 da bi sila koja između njih deluje bila ista kao u vakuumu na rastojanju 18 cm?
qqq 21
2
20
rqk
Fr
C103 7
0
k
Frq r
![Page 50: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/50.jpg)
Rešenje Sila u vodi iznosi:
a u vakuumu između istih naelektrisanja:
Uzimajući u obzir uslove zadatka, dobijamo:
2210
1 81 xqqkF
2210
1 1 rqqk
F
21 FF
2210
2210
181 rqqk
xqqk
2281 rx cm2x
![Page 51: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/51.jpg)
Primer U temenima kvadrata smeštena su naelektrisana tela na kojima se nalaze jednake količine naelektrisanja. Kolikom količinom naelektrisanja i kako treba da bude naelektrisano telo koje se nalazi u centru da bi rezultujuće sile koje deluju na tela u temenima kvadrata bile jednake nuli?
![Page 52: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/52.jpg)
322
21' FFFF
F2
F1
r
r
q'
q
q
F'
F12F3
0'322
21 FFFFR
20 2'
rqqkF
r
2
20
21 rqkFF
r 2
20
3 2rqkF
r
![Page 53: V Sajfert Elektrotehnika sa elektronikom predavanje tema 02univerzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/02.pdf · 1900. godine M.pupin patentira kalemove neophodne za žičani prenos](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022053109/607cf9863fc56752af6d288c/html5/thumbnails/53.jpg)
2
2
2
20
20
22
r
qrqk
rqqk
rr