Jednosmerna struja

Jačina električne struje (I) :

t

qI [A]

dt

dqI

Električna struja predstavlja usmereno kretanje naelektrisanih

čestica.

Omov zakon

R

UI

U

I

Jačina električne struje u nekom delu kola, upravo je

srazmerna naponu na krajevima tog dela kola a obrnuto

srazmerna njegovom električnom otporu.

- specifični otpor –

zavisi od vrste materijala i temperature

Materijal ρ0

Srebro 1.59 ·10-8

Bakar 1.68 ·10-8

Aluminijum 2.65 ·10-8

Gvožđe 9.71 ·10-8

Platina 10.6 ·10-8

Germanijum 1-500 ·10-3

Staklo 1-10000 ·109

Kvarc 7.5 ·1017

Guma 1-100 ·1013

[ Ωm]

Zadatak: Za provodnik napravljen od materijala čijispecifični otpor iznosi 1,68·10-8 Ωm izračunati nepoznatefizičke veličine i popuniti tabelu.

napon [V]jačina struje

[A]otpor [Ω]

dužina

provodnika

površina

poprečnog

preseka

provodnika

3 1.5 1 m

6 50 cm 2 mm2

8 4 1 mm2

24 2 0,5 cm2

0.025 100 2 mm2

10 50 2 m

200 250 mm 10 mm2

2 150 cm 5 mm2

0.002 500 10 mm2

0.1 300 0,02 cm2

12 200 5 mm2

Rad i snaga električne struje

]W[

tRI2

Rad

UIt A

Snaga

t

Q

t

AP

R

URIUIP

22

QtR

U2

Zadatak: Struja jačine 10 A prolazi bakarnom žicom dužine

1 m i površine poprečnog preseka 0,1mm2. Koliko se toplote

oslobodi u žici svake dve sekunde? Specifični električni

otpor bakra je 0,017210-6 m.

Rešenje:

I = 10 Al = 1 mS = 0,1 mm2 = 10-7 m2

t = 2 s

Q = ?

tS

lIQ 2

Q = 34,4 J

= 0,017210-6 m

Elektromotorna sila -EMS

• U svakom izvoru električne struje,neki vid energije

(mehanička,hemijska, svetlosna) se pretvara u električnu

energiju.

• EMS, brojno je jednaka radu potrebnom za razdvajanje i

premeštanje 1C pozitivnog naelektrisanja sa negativnog na

pozitivan pol izvora, unutar samog izvora.

Redna veza dva otpornika

U = U1 + U2I1 = I2 = I3 = I

I

R1 R2

V

V1 V2

A1 A3A2

Paralelna veza dva otpornika

R1

R2

U1 = U2 = U I = I1 + I2

I

I2

I1

A2

A

A1

Redna i paralelna veza n otpornika

n

1i

ie RR

n

1i ie R

1

R

1

R1 R2 Rn

R1

R2

Rn

-

+

I

Linije sila magnetnog polja provodnika

Magnetno polje električne struje

Magnetni fluks

S

cos

S

B

BS BS

= BS cos = BS = 0

[Wb = T m2]SB

Do elektromagnetne indukcije u strujnom kolu dolazi ukoliko se

menja magnetni fluks kroz površinu koju obuhvata provodnik

(strujno kolo).

dt

di

Faradejev zakon

Lencovo pravilo – znak minus

Indukovana struja ima takav smer da se svojim magnetnim

poljem kompenzuje promenu magnetnog fluksa koja je uzrok

indukcije.

Elektromagnetna indukcija

B

Naizmenična struja

Zadatak: Frekvencija gradske mreže je 50 Hz. Za koje vreme napon gradske mreže naraste od nule do maksimalne vrednosti?

Rešenje:

ν= 50 Hz

4

Tt

t = 0,005 s

Kola naizmenične struje

tsinRR

I o

Kolo sa omskim otporom R

ε = εo sint

tsinII 0

ε,I

tT

Io

ε

I

oε

A

V t

ε, I ε I

2

Kolo sa kapacitivnim otporom

A

V

Kolo sa induktivnim otporom

t

ε, I

ε

I

2

Serijski spoj otpornika, kalema i

kondenzatora

- fazni pomak

ε,I

t

ε

I

Efektivne vrednosti struje i napona

Impedanca

2

0UUef

2

0IIef

2

2 1

CLRZ

Zadatak 1: Kalem koeficijenta samoindukcije 0,2 H i omskog otpora 13,5 priključen je serijski sa kondenzatorom kapaciteta 20 Fna izvor naizmeničnog napona 218 V i frekvencije 50 Hz.

Izračunati: a) induktivni i kapacitivni otporb) jačinu struje u kolu

Rešenje:

L = 0,2 H

a) ZL = 2vL = 62, 8 = 20·10-6 F

= 159,2 v = 50 Hz

R = 13,5

C = 20 F

Uef = 218 V

C

1ZC

F 1020Hz 502

16-

97,4 Ief = 2,2 A b) CLRZ

Rezonancija u kolu naizmenične

struje