6.predavanje
Uinci elektrine struje.
Spojevi izvora struje. Mjerenje napona i jakosti struje.
Izvori istosmjerne elektrine struje.
Akumulatori. Uporaba i smjetaj akumulatora na brodovima.
Uinci elektrine struje
Pod elektrinom strujom podrazumijeva se usmjereno gibanje elektrinih naboja.
Elektrina struja ostvaruje se gibanjem elektrona
u metalima (pri gibanju elektrona ne dolazi do
prijenosa materije).
Elektrina struja ostvaruje se i gibanjem pozitivnih
i negativnih iona u tekuinama i plinovima (pri
gibanju iona dolazi do prijenosa materije).
Elektrina struja iskazuje se svojim uincima. To su:
- toplinski uinak,
- kemijski uinak,
- magnetski uinak.
Toplinski uinak je fizikalna pojava zagrijavanja vodia
kojim prolazi elektrina struja.
Kemijski uinak oituje se u razdvajanju pojedinih vodia
na sastavne dijelove pri prolasku elektrine struje -
elektroliza. Magnetski uinak se oituje stvaranjem magnetnih sila oko
vodia, jakost kojih je vea u blizini vodia, a s udaljenou
opada.
Fiziologijski uinci struje utjecaj na ovjeka, vrijeme
prolaska struje kroz tijelo je izrazito bitno.
(50-100 mA je smrtno !! tu struju moe
izazvati napon vei od 60 V ovisi o
otporu).
Spojevi izvora
Serijski spoj
E=
Paralelni spoj izvora
Mjerenje napona
Za mjerenje napona koristi se instrument
voltmetar.
Voltmetar se u strujni krug prikljuuje
paralelno.
Mjerenje jakosti struje
Za mjerenje jakosti elektrine struje koristi se
instrument ampermetar.
Ampermetar se u strujni krug prikljuuje
serijski.
Mjerenje otpora
Ommetrom (analognim ili digitalnim, univerzalnim
instrumentom)
U-I postupkom (mjeri se U i I, te rauna R = U/I)
Prolazak elektrine struje kroz tekuine
Mogua je podjela vodia na vodie prve i druge vrste, gdje su
metali vodii prve, a otopine luina, soli i kiselina vodii druge vrste. Osim kemijski iste vode sve tekuine vode elektrinu struju. Pri
prolasku elektrine struje dolazi do kemijskih promjena tekuih vodia. Spomenute otopine nazivaju se elektroliti, a elektrolizom se nazivaju
kemijski procesi koji se zbivaju pri prolasku elektrine struje kroz
elektrolite. Prolazak elektrine struje prati razvijanje Jouleove topline, i
rastavljanje molekula elektrolita na ione. Ta se pojava naziva
elektrolitikom disocijacijom.
Elektrolit mora biti dobar vodi iona, ali ne smije biti
elektriki vodi jer bi to uzrokovalo unutarnji kratki spoj.
Elektrolit ne smije reagirati s materijalima od kojih su
izraene elektrode, svojstva se ne smiju znaajno mijenjati s
temperaturom, mora biti siguran za rukovanje i jeftin.
Veina elektrolita su vodene otopine, osim u sluajevima
izbjegavanja reakcije s anodom (primjerice u kombinaciji s
anodom od litija koriste se rastaljene soli).
Izvori istosmjerne elektrine struje
Izvori elektrine struje mogu biti:
-kemijski,
-toplinski (nuklearne baterije),
-svjetlosni, (fotonaponski elementi - solarne
elije)
-mehaniki (istosmjerni generatori)
Kemijski izvori elektrine energije:
Ako se u elektrolit urone dvije elektrode od razliitih materijala, svaka elektroda dobiva prema elektrolitu odreeni potencijal, kojemu je uzrok elektrolitika polarizacija
- primarni izvori, ili galvanski lanci (elementi)
neobnovljivi izvori
- sekundarni izvori, ili akumulatori obnovljivi
izvori
Primarni kemijski izvori
Prvi primarni lanak napravio je Alessandro Volta (1745-
1827), a kasnije su razvijeni i mnogi drugi: Leclanchov,
alkalni-MnO2, litijev, itd.
Primarni lanak - Leclanchov lanak
Pozitivni pol - anoda je ugljeni tapi
Negativni pol - katoda, je od cinka (Zn) i
ujedno je i posuda.
Napon lanka je 1,5 (V). Serijski spojena
takva tri lanka, daju plosnatu bateriju od
4,5 (V).
Primarni lanak - Alkalni lanak
- razlikuje se od Leclanchovog lanka samo po
elektrolitu
Napon lanka je 1,5 V
Moe se dugo skladititi i podnosi
niske temperature
Primarni lanak - Litijev lanak
Moe se dugo skladititi i podnosi niske
temperature -40 +100
Najbolji primarni izvor energije
Napon lanka je 3 V
Sekundarni kemijski izvori
Sekundarni kemijski izvori elektrine struje ili
akumulatori su obnovljivi izvori elektrine
energije.
Mogu se nakon pranjenja ponovo napuniti
prikljuivanjem na ispravlja efikasnost punjenja.
Broj ciklusa punjenja i panjenja moe biti vrlo
velik (tisuu i vie puta)
Kemijski izvori elektrine struje - akumulatori
Klasini akumulatori s tekuim elektrolitom
Olovni,
-Srebreni (u kombinaciji s cinkom
i s kadmijem),
-elini,
-Nikal kadmijev
-Nikal - metalhidridni
Klasini akumulatori s tekuim
elektrolitom
Prednost:
-Znaajno niu cijena,
-manja teina,
-maksimalna tolerancija napona punjenja,
Mane:
-montiraju se na plovilima jedino u vertikalnom poloaju,
-mogunost curenja elektolita,
-potrebna je stalna kontola i odravanje,
-potrebna je ventilacija prostora,
-manji broj ciklusa pranjenja i punjenja,
-prosjeni vijek trajanja 2-3 godine,
-mogu kratki spoj unutar olovnog akumulatora zbog olovnog
sulfata koji se s vremenom taloi na dnu akumulatora.
Olovni akumulatori
Anoda je olovni superoksid, a
katoda olovo.
Sumporna kiselina je elektrolit
koji se razblauje destiliranom
vodom.
Napon koji daje takva elija je 2V
Dok se akumulator prazni on predaje troilu elektrinu
energiju , elektrina struja prolazi i kroz elektrolit.
Pranjenjem akumulatora elektrode se po sastavu
postupno izjednaavaju (sulfatiziraju) te napon
postupno opada.
Kada napon padne ispod 1,85 V, zabranjena je daljnja uporaba, jer bi
to otealo/ onemoguilo postupak punjenja .
Kapacitet akumulatora umnoak jakosti struje i
vremena pranjenja [Ah].
Akumulator koji ima 45 Ah moe davati struju od 45 A
u vremenu od 1 sat ili na primjer 15 A u vremenu od 3
sata.
Uporaba i smjetaj akumulatora na brodovima
Akumulatori na brodu namijenjeni su za rasvjetu u nunosti,
signalizaciju, telefoniju, rasvjetu u nunosti, dojavu poara,
alarmna zvonca, pozivna zvonca, rezervne radioureaje,
elektrine satove, itd. Najei napon baterija u uporabi je 24 V i 60 V.
Na brodu se akumulatorijske baterije uvaju u posebnim prostorijama.
Prostorije u kojima se uvaju akumulatori trebaju biti
smjetene visoko na brodu, da u sluaju nesree mogu biti
to dulje izvan vode, jer se njima u principu opskrbljuju
elektrinom energijom ureaji za nunost.
U tim prostorijama nuna je dobra provjetrenost, zbog
plinova koji se oslobaaju, pod treba biti otporan na
djelovanje kiselina i luina.
U tim prostorijama sve elektrine naprave ili ureaji
moraju imati protueksplozijsku zatitu
Top Related