1
STRUJNI KRUG ISTOSMJERNE STRUJE
2
SADRAJ
1.
Strujni krug istosmjerne struje 2.
Osnovni zakon elektrinog strujanja3.
Sloeni krugovi istosmjerne struje4.
Temeljni zakoni za krugove istosmjerne struje
3
Jakost elektrike struje I je koliina elektriciteta (naboja) Q koja je prola presjekom vodia u jedinici vremena t
I -
jakost elektrike struje ; jedinica : Amper [A]tQI =
Strujni krug istosmjerne struje
Ev- +
---
- --
4
ampermetar zapravo mjeri uinak koji odgovara jakosti struje
struja se mjeri u nekoj toki strujnog kruga
ampermetar se prikljuuje serijski
struja je u svakoj toki jednostrukog strujnog kruga ista
Jakost elektrike struje mjeri se ampermetrom
Strujni krug istosmjerne struje
5
Strujni krug istosmjerne struje
elektriki izvor (aktivni element)
troilo (pasivni element)
vod (spajanje pojedinih elemenata str. kruga)
jednostavan strujni krug
u ovakvom strujnom krugu (sklopka zatvorena) tee struja
6
Trenutna vrijednost elektrine struje
vrijedi samo za istosmjernu konstantnu struju izraz
i
trenutna vrijednost struje
dt
dovoljno mali vremenski intervali za koje se moe pretpostaviti da je tok elektriciteta dq u tom intervalu jednolian
tQI =
trenutna
vrijednosti struje i (ili izraz za struju) odreuje se iz
dtdqi =
Smjer elektrine struje
el. struja
gibanje elektrona u vodiima od (-) pola prema (+) polu
dogovor (povijesni razlozi)
smjer elektrine struje je od (+) pola prema (-) polu (gibanje pozitivnih naboja od plusa prema minusu
Strujni krug istosmjerne struje
Is m
je r ele ktro nasmje
rstr u
je
7
Elektriki napon U
elektriki napon je uzrok strujanja elektrona u strujnom krug na (-) polu viak elektrona, na (+) polu manjak elektrona
elektroni se pomiu sa (-
) pola na (+) pol
oznaka za napon U ; jedinica Volt
[V]
Napon se mjeri voltmetrom
voltmetar mjeri potencijalnu razliku izmeu dvije toke (napon se mjeri izmeu dvije toke)
voltmetar se prikljuuje paralelno
Strujni krug istosmjerne struje
8
Elektromotorna sila
Da bi izvor imao razliku potencijala na polovima potrebno je elektrone premjestiti
s jednog pola na drugi, odnosno potrebno je uloiti rad za
razdvajanje naboja
Rad po jedinici naboja koju obavi neka vanjska sila razdavajui naboje u izvoru elektrine struje nazvan je slikovito elektromotorna sila
Elektromotorna sila (oznaka E) ima dimenziju napona (jedinica Volt), a naziva se jo
i unutranji napon izvora (oznaka U0 )
u sluaju ako nema gubitaka u izvoru vanjski napon U jednak je elektromotornoj sili E
Smjer djelovanja elektromotorne sile E je od (-) prema (+),
Smjer djelovanja vanjskog napona U od (+) prema (-)
Strujni krug istosmjerne struje
9
Elektriki otpor
elektrika veliina koja opisuje vodie i troila
svojstvo vodia i troila da prua otpor prolasku struje
oznaka za otpor : R jedinica : ohm
[]
Ohmov
zakon
jakost struje I direktno je proporcionalna naponu U, a obrnuto proporcionalna otporu R
Otpor od 1
: to je otpor to ga elektrinoj struji prua stupac ive dug 106,25 cm poprenog presjeka 1 mm2, na temperaturi 0C
==
111 VA
RUI
Osnovni zakon elektrinog strujanja
10
Elektriki otpor vodia
ukoliko se temperatura i vanjske prilike ne mijenjaju otpor vodia je konstantna veliina
Vrijednost otpora moe se dobiti mjerenjem napona na krajevima vodia i struje kroz vodi
Omjer napona i struje konstanta veliina (pod odreenim uvjetima)
Otpor vodia (ako se temperatura ne mijenja) ovisi o : materiji od koje je izraen vodi, duljini vodia, poprenom presjeku vodia
konst.IUR ==
SlR =
U
Ipravac
1 UR
UkonstI ==
-
specifina otpornost materijala [m]
[mm2/m]
l
duljina vodia
S
popreni presjek vodia
Osnovni zakon elektrinog strujanja
11
Ovisnost elektrikog otpora o temperaturi
Elektriki otpor sa poveanjem temperature redovito se poveava
Osnovni zakon elektrinog strujanja
( )TRRT += 120RT
otpor vodia na temp. TR20
otpor vodia na temp. 20C
-
temperaturni koeficijent otpora [1/ C]
T = T-
20C razlika temperatura
-Karakteristika otpora (na slici primjer Cu bakar) odgovara izrazu samo u odreenom opsegu temperatura
-
prema izrazu otpor R=0 za bakar trebao bi biti na -
234,15 C
12
a-
linearni otpor (linearna karakteristika)b
arulja s metalnom arnom nitic
arulja s ugljenom nitid
eljezo u atmosferi vodika (temp. 500C)
Razliite U-I karakteristike realnih otpora (nelinearni otpori)
Osnovni zakon elektrinog strujanja
13
Elektrina vodljivost vodia
Elektrina vodljivost vodia obrnuto je proporcionalna elektrinom otporu
Osnovni zakon elektrinog strujanja
RG 1=
vodljivost vodia opisuje se specifinom vodljivou
[S/m]
G
elektrina vodljivost, jedinica : Siemens [S]
m/, mm2
http://hr.wikipedia.org/wiki/Slika:T-vodljivost.jpg
14
Pad napona na otporu
Kada kroz otpornik R tee struja I na njegovim krajevima (stezaljkama) pojavljuje se napon
pad napona na otporu
Pad napona na otporu jednak je umnoku struje i iznosa otpora (Ohmov zakon)
RIUR =
Osnovni zakon elektrinog strujanja
15
Stezaljka otpora R na koju struja ulazi je pozitivna i oznaava sa (+), a stezaljka otpora na koju struja izlazi je negativna i oznaava sa (-)
U strujnom krugu na slici
pad napona na otporu jednak je naponu izvora (vanjskom naponu)
voltmetri pokazuju jednake vrijednosti napona
UUR =
Osnovni zakon elektrinog strujanja
16
Serijski spoj otpora
Sloeni krugovi istosmjerne struje
Struja je u svakom mjestu strujnog kruga jednake jakosti
21 III ==
Pad napona na otporima
11 RIUR =
22 RIUR =
Ukupni pad napona na otporima jednak je naponu izvora
21
21
21
)(RRR
IRRRIUUU RR
+==+==+=
Ekvivalentni (nadomjesni) otpor:
17
Ukupni otpor n serijski spojenih otpora
=
=n
iiUK RR
1
R2 R3 ... RnR1
Sloeni krugovi istosmjerne struje
18
Paralelni spoj otpora
Napon na izmeu stezaljki izvora je jednak (padovi napona su meusobno jednaki i jednaki naponu na izvoru)
212
2
1
1
21
RU
RU
RU
RU
IIRUI
RR +=+=
=+==
Struja kroz otpornike
2
22
1
11 ; R
UIR
UI RRRR ==
Zajedniki izvor
struja izvora jednaka je zbroju struja kroz otpore
21 RR UUU ==
21
111RRR
+=
Ekvivalentni (nadomjesni) otpor:
Sloeni krugovi istosmjerne struje
19
Ukupni otpor n paralelno spojenih otpora
=
=n
i iUK RR 111
R2
R3
...
Rn
R1
Sloeni krugovi istosmjerne struje
20054321 =++ IIIII
Primjer
01
==
n
iiI
Prvi Kirchhoffov
zakon
(strujni zakon)
Algebarska suma svih struja koje se sastaju u jednoj toki jednaka je nuli.
pri strujanju elektriciteta (naboja) mora u svakom trenutku iz promatrane toke naboja otii, koliko ga je u toku dolo
(slinost s prometnim vorom)
struje koje ulaze u vor uzimaju se s pozitivnim predznakom, a koje izlaze s negativnim predznakom (stvar dogovora)
Temeljni zakoni za krugove istosmjerne struje
21
BA RIERIERI =+ 32211
Primjer
u algebarskoj sumi pozitivan predznak imaju unutarnji naponi E iji smjer se podudara sa smjerom struje I, dok negativni predznak imaju oni kojih je smjer suprotan smjeru struje
==
=m
ii
n
iiAB ERIU
11alg
Ohmov
zakon za dio strujnog kruga
(grana)
napon izmeu dvije toke u strujnom krugu
( ) 21321 EERRRIBA +++=( ) ( )21321 EERRRIU AB +++=
Temeljni zakoni za krugove istosmjerne struje
22
ili u zatvorenoj petlji suma svih unutarnjih izvora napona i suma svih padova napona jednaka je nuli
==
=m
iii
n
ii RIE
11algalg
Drugi Kirchhoffov
zakon
u zatvorenom strujnom krugu koji moe biti dio bilo koje spojne sheme, algebarska suma svih unutarnjih napona izvora jednaka je algebarskoj sumi svih padova napona
0algalg11
= ==
m
iii
n
ii RIE
Temeljni zakoni za krugove istosmjerne struje
23
044333222111 =++ RIRIERIERIE
Primjer Postavljanje jednadbe prema II Kirc. zakonu1)
odredi se poetna toka (primjerice A)2)
odredi se smjer obilaska 3)
prema pretpost. smjerovima struja odrede se padovi napona na otporima
4)
krene se u obilazak od toke A do toke Au algebarskom zbroju prilikom obilaska
polaritet napona (-
+) na elementima uzima se s pozitivnim predznakom, a (+-) s negativnim predznakom ( stvar dogovora)
044332211321 =++ RIRIRIRIEEE
Temeljni zakoni za krugove istosmjerne struje
STRUJNI KRUG ISTOSMJERNE STRUJESlide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Strujni krug istosmjerne strujeSlide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Sloeni krugovi istosmjerne strujeSlide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23
Top Related