Laboratorijske vježbe 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%20OEE-RN/elteh_OE.htm http://rgn.hr/~dkuhinek/nids_daliborkuhinek/1%20OEE-RN/elteh_OE.htm PEX 2 od 2 OEE1 i OEE2 4 od 8 OSTALI ROKOVI Zadaci Teorija http://rgn.hr/~dkuhinek/nids_daliborkuhinek/1%20OEE-RN/elteh_OE.htm PEX 2 od 2 OEE1 i OEE2 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 protoni + neutroni mp=1837me slobodni elektroni e=+1,602·10-19 C (As) vodljivost mp=1,6729·10-27 kg atom s neuravnoteženim nabojem - ion

Podjela materijala prema potrebnoj energiji za oslobađanje elektona 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 disocijacija) - 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 ELEKTRIČNA STRUJA KROZ VODIČE - metale Električni otpor - specifični električni otpor (za materijal dužine 1m i presjeka 1mm2) “suprotstavljanje protoku struje” jedinica stara definicija (Hg dužine 1,06246m i presjeka 1mm2 pri 0°C) električni otpor općenito - l - dužina vodiča u m S - presjek vodiča u mm2 - specifična električna vodljivost (za materijal dužine 1m i presjeka 1mm2) “koliko dobro vodi struju” električna vodljivost općenito -

temperaturni koeficijent otpora specifični otpor pri temperaturi  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

II. (naponi u zatvorenim petljama) 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

X - udaljenost od uzemljivača točkasto uzemljenje J;DU x JX - strujna gustoća  - struja uzemljivača X - udaljenost od uzemljivača pad napona izražen strujnom gustoćom za uzemljivač oblika kugle polumjera r otpor napon koraka

Joulov zakon Rad U - napon u V  - struja u A t - vrijeme u s Snaga uz korištenje Ohmovog zakona imamo Joulov zakon Proizvedena toplina razmjerna je kvadratu struje, električnom otporu i vremenu prolaza struje kroz otpor. za vodiče vrijedi uz Snaga (gubici) su proporcionalni kvadratu strujne gustoće

ELEKTRIČNA STRUJA KROZ TEKUĆINE Elektrolitička disocijacija 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 disocijacija = 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 - SO4, 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 m1 - masa iona u kg t - vrijeme u s e - električki naboj jednog iona kg 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 1F = 96489 C (Broj molekula u molu određen je Avogadrovim brojem N = 6,022 1023)

Elektrokemijski elementi - primarni razlika elektrokemijskog potencijala različitih materijala otvoreni strujni krug razlika elektrokemijskog potencijala istih materijala

Elektrokemijski elementi - sekundarni polarizacija anoda (-SO2 ) katoda (+H2 ) izvor (W) 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

prazan gustoća = 1,1 g/cm3 pun gustoća = 1,285 g/cm3 Olovni akumulatori PUNJENJE anoda PbSO4 +SO4 + H2O  PbO2 + 2H2SO4 anoda+katoda PbSO4 +H2SO4 + 2H2O + PbSO4  PbO2 + 3H2SO4 + Pb katoda PbSO4 +2 H  Pb + H2SO4 PbSO4 prazan gustoća = 1,1 g/cm3 pun gustoća = 1,285 g/cm3 U=Eo+pRa

PRAŽNJENJE anoda PbO2 + 2H + H2SO4  PbSO4 + 2H2O anoda+katoda PbO2 + H2SO4 + Pb  2PbSO4 + 2H2O katoda Pb + SO4  PbSO4 pun gustoća = 1,285 g/cm3 prazan gustoća = 1,1 g/cm3 Ipr=Eo/(R+Ra)

Alkalni akumulatori (Fe) PUNJENJE U=Eo+ IpRa (Fe) anoda 2Ni(OH)2  2Ni(OH)3 katoda Cd(OH)2  Cd ili Fe(OH)2  Fe anoda + katoda 2Ni(OH)2 + KOH+Cd(OH)2  2Ni(OH)3 + KOH + Cd ili 2Ni(OH)2 + KOH+Fe(OH)2  2Ni(OH)3 + KOH + Fe

PRAŽNJENJE (Fe) Fe U=Epr- IprRa Fe (OH2) anoda 2Ni(OH)3  2Ni(OH)2 katoda Cd  Cd(OH)2 ili Fe  Fe(OH)2 anoda + katoda 2Ni(OH)3 + KOH + Cd  2Ni(OH)2 + KOH + Cd(OH)2 ili 2Ni(OH)3 + KOH + Fe  2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2 U=Epr- IprRa kalijeva lužina - izvor iona za provođenje struje – nema promjene gustoće