Predavanja 50 Auditorne vjebe 50 Laboratorijske vjebe 100
Predavanja 50% Auditorne vježbe 50% Laboratorijske vježbe 100% Kolokviranje laboratorijskih vježbi potpis ZIMSKI ISPITNI ROK usmeni prema http: //rgn. hr/~dkuhinek/nids_daliborkuhinek/1%20 OEE-RN/elteh_OE. htm PEX 2 od 2 OEE 1 i OEE 2 4 od 8 OSTALI ROKOVI Zadaci Teorija http: //rgn. hr/~dkuhinek/nids_daliborkuhinek/1%20 OEE-RN/elteh_OE. htm PEX 2 od 2 OEE 1 i OEE 2 4 od 8
STRUKTURA ATOMA elektroni e=-1, 602· 10 -19 C (As) me=9, 107· 10 -31 kg potrebne za oslobađanje elektona valentna ljuska slobodni elektroni protoni + neutroni mp=1837 me vodljivost atom s neuravnoteženim nabojem - ion e=+1, 602· 10 -19 C (As) mp=1, 6729· 10 -27 kg
Gibanje elektrona i šupljina u materiji slobodni elektron “vanjska” energija šupljina Podjela materijala prema potrebnoj energiji za oslobađanje elektona - vodiči (mala) - poluvodiči - izolatori (velika - proboj)
Generiranje potencijala Generatori stvaraju razliku električnog potencijala (pretvaranje energije) - termoelektrični (termoparovi) - elektrodinamski (gibanje vodiča u magnetnom polju) - kemijski (elektroilitička disocija) - mehanički (trenjem izolacijske površine) - elektromegnetnim zračenjem (fotočelije) razlika električnih potencijala električni napon kretanje nabijenih čestica (struja)
kretanje nabijenih čestica, slobodnih elektrona, (struja) ovisi o karakteru i obliku napona istosmjerni tok izmjenični tok
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ VODIČE - metale Električni otpor r- specifični električni otpor (za materijal dužine 1 m i presjeka 1 mm 2) “suprotstavljanje protoku struje” jedinica električni otpor općenito - stara definicija (Hg dužine 1, 06246 m i presjeka 1 mm 2 pri 0°C) l - dužina vodiča u m S - presjek vodiča u mm 2 k- specifična električna vodljivost (za materijal dužine 1 m i presjeka 1 mm 2) “koliko dobro vodi struju” električna vodljivost općenito -
temperaturni koeficijent otpora specifični otpor pri temperaturi 20°C R - otpor pri temperaturi R - vrijednost otpora pri početnoj temperaturi - razlika temperature - temperaturni koeficijent otpora ovisnost otpora vodiča o temperaturi supravodljivost
Ohmov zakon Strujni krug
Kirchhoffovi zakoni I. (struje u čvorovim) II. (naponi u zatvorenim petljama)
strujni krug s izvorom i trošilom električne energije u normalnim uvjetima rada kratki spoj u strujnom krugu izvora s trošilom električne energije
Spajanje otpora Serijsko spajanje otpora prema II. KZ slijedi Paralelno spajanje otpora prema I. KZ slijedi odnosno ili preko vodljivosti
Mješovito spajanje otpora Proširenje mjernog područja voltmetra vrijednost R’ za proširenje mjernog područja
Proširenje mjernog područja ampermetra vrijednost R’’ za proširenje mjernog područja
Mjerenje otpora U-I metodom mjerenje malih otpora tada je odnosno te je mjerenje velikih otpora tada je
Wheatstoneov most ravnoteža mosta
Strujna gustoća nejednolika raspodjela strujne gustoće
J; U točkasto uzemljenje JX - strujna gustoća x - struja uzemljivača X - udaljenost od uzemljivača pad napona izražen strujnom gustoćom za uzemljivač oblika kugle polumjera r otpor napon koraka
Rad U - napon u V - struja u A t - vrijeme u s Snaga uz korištenje Ohmovog zakona imamo Proizvedena toplina razmjerna je kvadratu struje, električnom otporu i vremenu prolaza struje kroz otpor. za vodiče vrijedi Joulov zakon uz Snaga (gubici) su proporcionalni kvadratu strujne gustoće
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ TEKUĆINE Elektrolitička disocija čista destilirana voda izolator otopine kiselina, lužina ili soli = elektroliti pozitivni i negativni ioni vođenje struje elektroliza = stvaranje pozitivnih i negativnih naboja pod djelovanjem električnog polja elektrolitička disocija = stvaranje pozitivnih i negativnih iona bez električnog polja disocirana tekućina sadrži pozitivno (kationi) i negativno (anioni) nabijene ione kationi - metali, vodik anioni - nemetali (kiselinski ili lužinski ostatak - SO 4, OH) ion najviše toliko naboja kolika je valentnost ( ) tog iona ioni u pokretu = struja n - broj iona - valencija e - elementarni naboj elektrona (1, 602 10 -19 C)
struja iona prijenos mase kg m 1 - masa iona u kg t - vrijeme u s e - električki naboj jednog iona elektrokemijski ekvivalent iona Faradayev zakon - ukupna prenesena masa elektrodi A - elektrokemijski ekvivalent u kg/C Q - električni naboj u C, izlučena masa prolazom struje kroz elektrolit proporcionalna je elektrokemijskom ekvivalentu i količini elektriciteta
prijenos mase - presvlačenje metalom (galvanizacija) - elektroliza (iz glinice Al; čisti bakar) izlučena masa u molima (metali gram-atomimi, spojevi gram-molekule) jedan mol (količina tvari) = masa u gramima (jednaka molekularnoj težini) uz isti broj molekula svaki mol prenosi istu količinu elektriciteta (naboj od jednog elektrona po molekuli) 1 mol može prenjeti a to je Faradayeva konstanta Tu količinu elektriciteta nazivamo farad (F), gdje je 1 F = 96489 C (Broj molekula u molu određen je Avogadrovim brojem N = 6, 022 1023)
Elektrokemijski elementi - primarni razlika elektrokemijskog potencijala različitih materijala razlika elektrokemijskog potencijala istih materijala otvoreni strujni krug
Elektrokemijski elementi - sekundarni polarizacija anoda (-SO 2 ) katoda (+H 2 ) (W) izvor kao različiti materijali
elektrokemijski izvori električne energije primarni elementi - suzbijanje polarizacije (nereverzibilna) - vijek trajanja sekundarni elementi - polarizacija (reverzibilna) stvara razliku potencijala (akumulatori) polarizacija - punjenje depolarizacija - pražnjenje
Olovni akumulatori PUNJENJE anoda Pb. SO 4 + H 2 O Pb. O 2 + 2 H 2 SO 4 anoda+katoda Pb. SO 4 +H 2 SO 4 + 2 H 2 O + Pb. SO 4 Pb. O 2 + 3 H 2 SO 4 + Pb katoda Pb. SO 4 +2 H Pb + H 2 SO 4 Pb. SO 4 U=Eo+ p. Ra prazan gustoća = 1, 1 g/cm 3 pun gustoća = 1, 285 g/cm 3
anoda Pb. O 2 + 2 H + H 2 SO 4 Pb. SO 4 + 2 H 2 O PRAŽNJENJE anoda+katoda Pb. O 2 + H 2 SO 4 + Pb 2 Pb. SO 4 + 2 H 2 O katoda Pb + SO 4 Pb. SO 4 Ipr=Eo/(R+Ra) pun gustoća = 1, 285 g/cm 3 prazan gustoća = 1, 1 g/cm 3
Alkalni akumulatori PUNJENJE anoda 2 Ni(OH)2 2 Ni(OH)3 katoda Cd(OH)2 Cd ili Fe(OH) 2 Fe anoda + katoda 2 Ni(OH)2 + KOH+Cd(OH)2 2 Ni(OH)3 + KOH + Cd ili 2 Ni(OH)2 + KOH+Fe(OH)2 2 Ni(OH)3 + KOH + Fe (Fe) U=Eo+ Ip. Ra (Fe)
PRAŽNJENJE anoda 2 Ni(OH)3 2 Ni(OH)2 katoda Cd Cd(OH)2 ili Fe Fe(OH)2 anoda + katoda 2 Ni(OH)3 + KOH + Cd 2 Ni(OH)2 + KOH + Cd(OH)2 ili 2 Ni(OH)3 + KOH + Fe 2 Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2 (Fe) U=Epr- Ipr. Ra Fe Fe (OH 2) kalijeva lužina - izvor iona za provođenje struje – nema promjene gustoće
- Slides: 30