Колото на следниот цртеж е прекинато (бидејќи воздухот помеѓу двајцата
1. ЕЛЕКТРИЧНО ТЕКОВНО се користат и множителите и деловите од единичниот ампер: 1 ma = 1 1000 A = 10 3 A = 0,001 A 1 μa = 1 1000000 A = 10 6 A = 0,000001 A 1 ka = 1000 A = 10 3 A. Кварцна сијалица за ладилник од 100 W (електричен радијатор) машина за перење со ладилник машина за миење стартер локомотива молња 0, 001 ma 0, 43 A 0, 5 A 1, 8 A 9 A 16 A 100 A 200 A 300,000 A Табела 1: Примери за Јачини на струјата 1.3.3 Јачина на струја и пресек на спроводникот Колку е поголем пресекот на спроводникот долг 1 см (на пр. Бакарна жица), толку повеќе слободни електрони содржи. Ако електричната струја во две бакарни жици со различни пресеци има иста вредност, електроните во нив треба да се движат со различна брзина: во тенка жица, електроните треба да бидат побрзи отколку во густа жица: пресекот на двата спроводници се зголемува во секунда ист број на електрони поминува низ бавна брзина побрза брзина Слика 3: различен пресек, иста јачина на струја 1.3.4 Мерење на јачините на струјата За да се измери јачината на струјата, се користи амперметр, исто така наречен амперметр. 4c Y. Reiser
1. ЕЛЕКТРИЧНО ТЕКТОР DC 0.000 ma ma 150 50 500 1 A 5 A OFF AC DC ma A COM Слика 5: Уред за мерење на дигитална струја 1.3.5 Споредба со коло на вода За подобро разбирање на протокот на струја, може да се види движењето на електроните во затворен Споредете го електричното коло со движењето на молекулите на водата во циклус на вода: Извор на напојување Пумпа М Вентил за исклучување Електричен мотор Хидраулична турбина Слика 6: Електрично коло/циклус на вода Во циклусот на вода, пумпата ги става молекулите на водата во движење. Овие можат да се движат кога стоперот е отворен. Кога молекулите на водата течат низ турбината, таа започнува да се движи. Протокот може да се измери во која било точка од колото (бидејќи има насекаде иста вредност). Тоа одговара на бројот на молекули на вода кои пресекуваат пресек на циклусот во секунда. Во електричното коло, извор на енергија ги става електроните во движење. Тие по- 6 в Y. Reiser
1. ЕЛЕКТРИЧНО ТЕКОВНО ќе го помине колото кога прекинувачот е затворен. Кога електроните ќе поминат низ електричниот мотор, тој почнува да се врти. Тековната јачина може да се измери во која било точка од колото (бидејќи таа има иста вредност насекаде). Тоа одговара на полнежот што преминува еден пресек на спроводникот во секунда. Водно коло електрично коло извор на енергија пумпа извор на енергија вклучување/исклучување прекинувач на потрошувачот турбина брзина на проток на електричен мотор број на молекули/сек. Полнење/сек. (Јачина на струја) Табела 2: Споредба на воден круг и електрично коло Исто како и кај електричното коло, водата може да тече во колото за вода само кога е затворено колото. Ако имате ист проток во тесна цевка за вода, молекулите мора да се движат побрзо отколку во цевка со поголем пресек. 7c Y. Reiser
2. ЕЛЕКТРИЧНИ ВОЛИКИ DC 0.000 VV 100 10 OFF 500 1 kv 5 kv AC DC V COM Слика 9: Уред за мерење на дигитален напон Изборот на мерниот опсег и видот на струјата треба да се изведат на ист начин како и за тековниот мерен уред (види 1.3.4 стр. 4 ) 10c Y. Reiser
3. ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА 3 Електрична енергија Според дефиницијата, електричен напон е енергијата разменета помеѓу полнеж од 1 C и извор на енергија или потрошувач (види страница 8): Значи, важи следново: U = E el QE el = UQ (1) Електричната струја е дефинирана со (види стр. 3): = Q t Значи: Q = t (2) Комбинирање на равенки (1) и (2), се добива: Е ел = У т Единицата S на електричен напон е волти (1 V = 1 J). Единицата S на електричната струја е ампер (1 A = 1 C). S-единицата на времето е втора (и). s Од ова заклучуваме: [E el] = J C C s s = J Единицата на електрична енергија е иста како и кај сите други форми на енергија: ouул. Пример за пресметка: Електричниот напон што се применува на железо е 230 V. Електричната струја што поминува низ електричното коло на пеглата е 5 A. Ако пеглото е вклучено половина час, потрошената електрична енергија е: Ел = U t = 230 V 5 A 1800s = 230 JC 5 C s 1800 s = 2.070.000 J = 2,07 MJ. 11c Y. Reiser
4. ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА 4 Електрична моќност 4.1 Дефиниција на електрична енергија Електричната моќност на изворот на енергија/електричен потрошувач е електрична енергија што се разменува во секунда помеѓу електричните полнежи и изворот на енергија/потрошувачот. Симбол на електрична енергија: П ел Формула: П ел = Е ел т Единица S на електрична енергија е вати (Ш) 4. Бидејќи единицата С на електрична енергија е џул (Ј), што одговара на второто (и) ), добиваме: 1 W = 1 J s Ако електроните добиваат енергија од 1 J во 1 s од извор на енергија, моќноста што ја испорачува изворот на енергија е 1 W. Da (види стр. 11): добиваме: E el = U t P el = U tt = U Ако го знаете напонот U што се применува на електрична компонента, како и јачината на струјата во оваа компонента, можете лесно да ја пресметате излезната моќност/потрошувачката со оваа формула: P el = U 4 во чест на шкотскиот инженер Jamesејмс Ват (1736-1819) 12 c Y. Reiser
4. ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА Пример: Електричниот напон што се применува на блескаво ламба е U = 5 V. Струјата во влакното е 1,3 А. Електричната моќност што ја троши блескаво светилката е: P el = U = 5 V 1.3 A = 6,5 W. Белешка: Исто така се користат множителите и деловите од S-единицата на моќност: 1 kw = 10 3 W = 1000 W 1 MW = 10 6 W = 1.000.000 W. Pебен калкулатор замрзнувач на велосипедски ламби железна рингла електрична локомотива соларна ќелија; Центар за напојување со динамо напојување од 1cm 2 батерии 0,4 mw 2,4 W 150 W 1 kw 6 kw 3 MW 5 mw 2 W 3 W 300 MW Табела 3: Примери за електрична енергија 13 c Y. Reiser
5. ЕЛЕКТРИЧНА ОТПОР Пример: Техн. Отпорот на цртежот 11 е обележан со следниве прстени: Симбол на тех. Отпорност: црвено сино портокалово сребро Значи важи следново: R = 26 10 3 Ω ± 10% R = 26 kω = 26,000 Ω Во дијаграмите со електрични кола, техничкиот отпор е претставен со следниот симбол: R Слика 12: техн. Отпорност во дијаграм на струјното коло 17 c Y. Reiser
5. ЕЛЕКТРИЧНА РЕЗИТАЦИЈА 5,5 Ом закон 5.5.1 Експеримент Применуваме различни напони на парче жица од константа. За секој напон U, ја мериме јачината на струјата што поминува низ жицата. AUV константна жица Слика 13: Закон на Ом: Коло U (V) (A) U (VA) O Забелешка (освен грешките во мерењето): Табела 5: Табела за мерење ако напонот U е двојно зголемен, напонот U исто така се зголемува тројно се зголемува и јачината на струјата тројно. Ако напонот U се помножи со n, тогаш и јачината на струјата се множи со n. Заклучок: 18 c Y. Reiser
5. ЕЛЕКТРИЧНА РЕЗИТАЦИЈА Јачината на струјата што минува низ жицата константан е пропорционална на напонот што се применува на жицата. Пресметка на количниците на измерените вредности: Дозволете ни да го пресметаме количникот U за секоја измерена вредност: Можете да видите дека овој количник, освен грешките во мерењето е константа. Ова ја потврдува пропорционалноста помеѓу струјата и напонот U. Графички приказ: Ако ги претставиме измерените вредности во графички приказ (U на оската y, на x-оската): Откриваме дека сите точки (освен грешките во мерењето) се наоѓаат на една Права нулта точка. Да додадеме приближна права линија на права и да го пресметаме нејзиниот наклон: Координати на две точки на права: A (,) B (,) Наклон = U B U A B A = 19 c Y. Reiser
6. СЕРИЈА И ПАРАЛЕЛНА ВРСКА НА ОТПОРНИЦИ ЗАСТАНУВА U 1 U 2 R 1 R 1 R tot. У тот. У тот. Слика 15: Два отпорници поврзани во серија се заменуваат со еден Ом закон се применува на првиот отпорник: U 1 = R 1 (1) Ом законот важи на ист начин и на вториот отпорник: U 2 = R 2 (2 ) Ом законот важи за вкупниот отпор: U tot. = Р тотал. (3) Бидејќи се додаваат напони на двата отпорници, важи следново: U tot. = U 1 + U 2 () Ако ги замените (1), (2) и (3) во (*): R tot. = R 1 + R 2 по поедноставување со еден добива: R tot. = R 1 + R 2 Вкупната вредност на двата отпорника поврзани во серија одговара на збирот на вредностите на одделните отпорници. 22c Y. Reiser
6. СЕРИЈА И ПАРАЛЕЛНА ВРСКА НА ОПОЛНИТЕЛИ 6.2 Паралелно поврзување Да го разгледаме следното коло во кое два отпорници се поврзани паралелно со изворот на напојување: UA 1 U 1 R 1 1 BU 2 2 R 2 2 Слика 16: Паралелно поврзување на два отпорници 6.2.1 Ампература На јазолот А, интензитетот на струјата е поделен на интензитет на струјата 1 што го преминува делот од колото што содржи R 1 и интензитет на струјата 2 што поминува низ R 2. Се применува следново: 6.2.2 Напон = 1 + 2 Сите полнења што се наоѓаат на левата страна на колото имаат иста енергија. Истото важи и за обвиненијата десно. Ако полнежот од 1 C се движи одлево надесно, енергетската разлика (а со тоа и напон) е иста, без оглед низ кој дел од колото се преселил полнежот: 6.2.3 Отпорност U = U 1 = U 2 Сега сакаме двата паралелни отпорници R 1 и R 2 повторно со еден отпорник R tot. заменете без промена на струјата во колото: 23 c Y. Reiser
6. СЕРИЈА И ПАРАЛЕЛНА ВРСКА НА ОТПОРНИЦИ U A 1 U R 1 1 B U U R tot. 2 R 2 2 Слика 17: два паралелни отпорници се заменуваат со еден единствен Ом закон е напишан: за првиот отпор: за вториот отпор: за вкупниот отпор: Бидејќи струите се собираат: U = R 1 1 1 = UR 1 (1) U = R 2 2 2 = UR 2 (2) U = R вкупно. = U R tot. (3) = 1 + 2 () Ако ги замениме (1), (2) и (3) во (*), ќе добиеме: U R tot. = U R 1 + U R 2 После поедноставување со U конечно се добива: 1 R tot. = 1 R 1 + 1 R 2 Ако се поврзани два отпорници паралелно, инверзната вредност на вкупниот отпор е еднаква на збирот на инверзните вредности на одделните отпори. 24c Y. Reiser