106
ELEKTRIČNE MAŠINE ELEKTRIČNE MAŠINE Elektrostatika teorijske osnove ELEKTRIČNE MAŠINE ELEKTRIČNE MAŠINE Elektrostatika, teorijske osnove

Elektrostatika

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Elektricne masine fakultet tehnickih nauka , graficko inzenjerstvo i dizajn

Citation preview

  • ELEKTRINE MAINEELEKTRINE MAINEElektrostatika teorijske osnove

    ELEKTRINE MAINEELEKTRINE MAINEElektrostatika, teorijske osnove

  • UvodUvodUvodUvodEl kt t h ik j k i t h ik k j b i Elektrotehnika je grana nauke i tehnike koja se baviprouavanjem i primenom fizikih pojava vezanih sanaelektrisanjima.naelektrisanjima.

    Elektrotehnika: Elektroenergetika Elektroenergetika, Telekomunikacije, Raunarska tehnika, Raunarska tehnika, Elektronika, Automatika.

  • UvodUvodUvodUvodEl kt t tik j bl t fi ik k j j j Elektrostatika je oblast fizike u kojoj se prouava uzajamnodelovanje naelektrisanih tela u mirovanju.

    Tela postaju naelektrisana prelaskom elektrona sa tela na Tela postaju naelektrisana prelaskom elektrona sa tela natelo.

    Elektron je elementarna estica koju odreuju: Elektron je elementarna estica, koju odreuju: masa, me = 9,1 10-31 [kg], elementarno naelektrisanje q = -1 6 10-19 [C] elementarno naelektrisanje, qe -1,6 10 [C].

    Negativno naelektrisanje tela proizilazi iz vika elektrona, apozitivno naelektrisanje iz manjka elektrona na telu.pozitivno naelektrisanje iz manjka elektrona na telu.

  • Kako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloAt i ki b t l i j d j j d k Atomi su svaki za sebe neutralni, jer poseduju jednakbroj estica pozitivnog naelektrisanja - protona, vrstovezanih u jezgru i elektrona u omotau jezgravezanih u jezgru, i elektrona u omotau jezgra.

    Tela se mogu naelektrisati:d di i j dodirom i trenjem,

    putem elektrostatike indukcije (razdvajanje pozitivnih inegativnih naelektrisanja u nenaelektrisanom telu podnegativnih naelektrisanja u nenaelektrisanom telu poduticajem naelektrisanog tela u blizini),

    polarizacijom. polarizacijom.

  • Kako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloN l k i j j Naelektrisanje trenjem Na staklenoj ipci

    t lj j ilprotrljanoj svilom javlja se +naelektrisanje a na

    krzno

    plastika

    naelektrisanje, a na plastinoj ipci protrljanoj vunom

    ----

    p j jjavlja se naelektrisanje.

  • Kako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati telo

    Naelektrisanje dodirom

  • Kako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati telo

    Naelektrisanje indukcijom

  • Kako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati telo

    Polarizacija Telo je idalje neutralno Telo je idalje neutralno

    ali su razdvojena naelektrisanja

    naelektrisaniealjnaelektrisanja

    +

    +

    + ++

    ealj

    H O l i l k li

    +

    +

    +

    ++

    vodaH2O su polarni molekuli

  • Kako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati teloKako naelektrisati telo

    Veina tela u prirodi je elektroneutralna. Stepen naelektrisanja se odreuje elektroskopom Stepen naelektrisanja se odreuje elektroskopom.

  • KakoKako razelektrisatirazelektrisati teloteloKako Kako razelektrisatirazelektrisati telotelo

  • Vrste naelektrisanjaVrste naelektrisanjaVrste naelektrisanjaVrste naelektrisanjaT k l k Takasto naelektrisanje

    dQ Naelektrisanje rasporeeno u zapremini dV

    dQ=

    Naelektrisanje resporeeno po povrini dSdQ

    =

    Naelektrisanje rasporeeno po tankom provodniku

    dS

    dldQq =, Naelektrisanje rasporeeno po tankom provodniku dl

    q

  • Kulonova silaKulonova silaKulonova silaKulonova sila

    Iznos sile kojom dva naelektrisana tela deluju jednona drugo, odredio je Kulon, (Charlesg , j , (Coulomb,1785). Zakon vredi za "takastanaelektrisanja" tj za naelektrisana tela ije sunaelektrisanja tj. za naelektrisana tela ije sudimenzija mnogo manje od njihove meusobneudaljenosti.

  • Kulonova silaKulonova silaKulonova silaKulonova sila

    Kulonov zakon glasi: Intenzitet sile uzajamnog delovanja dva naelektrisana Intenzitet sile uzajamnog delovanja dva naelektrisana

    tela je direktno proporcionalan proizvodu njihovih koliina naelektrisanja a obrnuto proporcionalankoliina naelektrisanja, a obrnuto proporcionalan kvadratu njihovog rastojanja.

    Kulonov zakon u matematikom obliku:

    ]N[1 21 QQF = ]N[4 20 r

    F

    =

  • Kulonova silaKulonova silaKulonova silaKulonova silaI h d Izraz vai za homogene sredine.

    Sila deluje du linije koja spaja dva naelektrisanja.j j j p j j Intenzitet sile je najvei u vakuumu. Sila je privlana meu esticama naelektrisanim Sila je privlana meu esticama naelektrisanim

    razliitim vrstama naelektrisanja, a odbojna meuesticama naelektrisanim istom vrstom naelektrisanjaesticama naelektrisanim istom vrstom naelektrisanja.

    0 - dielektrina konstanta za vakuum (8,85410-12F/m).

  • Kulonova silaKulonova silaKulonova silaKulonova sila

    + +

    rF12 F21

    Q1 Q2

    r

    + Q1 Q2

    F12 F21

    rF12 F21

    Q1 Q2

  • Kulonova silaKulonova silaKulonova silaKulonova sila

    Dielektrina konstanta zavisi od sredine. Najmanja je u vakuumu (0 ). Najmanja je u vakuumu (0 ). U ostalim sredinama je vea i iznosi:

    = 0r r>1

    je relativna dielektrina konstanta r je relativna dielektrina konstanta.

  • Elektrostatiko poljeElektrostatiko poljeElektrostatiko poljeElektrostatiko polje

    Elektrostatiko polje je naroito fiziko stanje kojepostoji oko naelektrisane estice koja miruje.p j j j

    Opisuje se preko dve veliine koje govore o b l k l kosobinama elektrinog polja u taki:

    Vektorska veliina: jaina polja,j p j , Skalarna veliina: potencijal.

  • Jaina elektrinog poljaJaina elektrinog poljaJaina elektrinog poljaJaina elektrinog polja

    Vektor koji opisuje elektrino polje. Govori o sili koju polje moe da stvori Govori o sili koju polje moe da stvori.

    probnoFErr ][][ VN

    J i l k i lj i l k i j Qprobno

    probno

    QE =

    ][][

    ][][

    mV

    CN

    =

    Jaina elektrinog polja estice naelektrisanja Q:

    2 141

    QQQ

    Fprobno

    2

    2

    414

    rQ

    Qr

    QF

    Eprobnoprobno

    probno

    ===

  • Jaina elektrinog poljaJaina elektrinog poljaJaina elektrinog poljaJaina elektrinog polja

    Jaina elektrinog polja:Grafiko predstavljanje linijama sile,Grafiko predstavljanje linijama sile, Pravac linija pokazuje pravac polja,Gustina pokazuje intenzitet polja.

    +Q -QQ

  • Jaina elektrinog poljaJaina elektrinog poljaJaina elektrinog poljaJaina elektrinog polja

    a) b) c)a) b) c)

  • Potencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaT k l l k l k l To je skalarna veliina koja opisuje elektrino polje.

    Govori o energiji koju imaju naelektrisane estice u g j j jpolju.

    W ][J

    l l k l l k

    probno

    probno

    QW

    V = ][][][ V

    CJ

    =

    Potencijal elektrinog polja naelektrisane estice(referentna taka u beskonanosti):

    Q1rQV

    41

    =

  • Potencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog polja

    Potencijal elektrinog polja:Grafiki se opisuje ekvipotencijalnim linijama,Grafiki se opisuje ekvipotencijalnim linijama, Linije spajaju take istog potencijla, Normalne su na linije sile.

    Ekvipotencijalne linije +Q

    Linije sile

  • Potencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog polja

    a) b)

  • Potencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljaPotencijal elektrinog poljal k l d k l b k Elektrini potencijal je jednak nuli na beskonanoj

    udaljenosti od naelektrisanja. Znak potencijala je isti kao znak naelektrisanja. Elektrini potencijal opada sa rastojanjem po Elektrini potencijal opada sa rastojanjem po

    zakonu 1/r. Razlika potencijala dve take se naziva napon U

    [V] (UAB=VA-VB).[ ] ( AB A B)

  • Elektrini materijaliElektrini materijaliElektrini materijaliElektrini materijaliP d i i t ij li k ji d k t l kt i j Provodnici: materijali koji sadre pokretna naelektrisanja. Metali (elektroni), Elektroliti (pozitivni i negativni joni) Elektroliti (pozitivni i negativni joni), Jonizovani gasovi (elektroni i joni).

    Izolatori: materijali koji ne sadre pokretna naelektrisanja (staklo,j j p j ( ,porcelan, liskun, ulja...).

    Poluprovodnici: izolatori u kojima pod odreenim uslovima nastajuk t l kt i jpokretna naelektrisanja.

    Superprovodnici: materijali u kojima se pokretni nosioci kreu bezikakvog otpora (primer: magnetna levitacija).ikakvog otpora (primer: magnetna levitacija).

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodniciN l k d k l b d l k Naelektrisan provodnik ima slobodna naelektrisanjasamo po povrini!

    Jaina elektrinog polja unutar provodnika je nula! Jaina elektrinog polja unutar provodnika je nula!

    Vektor jaine polja na povrini provodnika imapravac normale na tu povrinu!pravac normale na tu povrinu!

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodnici

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodnici

    Potencijal svih taaka idealnog provodnika je isti! efekat vrapca: napon izmeu dve take idealnog efekat vrapca : napon izmeu dve take idealnog

    provodnika je nula.

    U=0U=0

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodnicid l k d k Raspored naelektrisanja na provodniku

    Naelektrisanja se lake razdvajaju na ispupenjimaj j j p p jnego na ravnim delovima.

    Posebno se nakupljaju na iljcima (efekat iljka).p j j j ( j ) Primena:

    G b iGromobrani, Elektrostatiki filtri.

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodniciVeoma veliki intenzitet elektrinog polja je na telima u obliku iljka!!!

    ++

    +

    ++

    + +++

    ++

    +++++++ + +

    ++

    ++++

    ++++

    +

    +++

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodniciN t k Nastanak groma Oblaci sadre naelektrisane estice. Ako nema kretanja vazdunih masa,

    naelektrisanja su ravnomerno raspodeljena i oblaci su neutralni. Pri kretanjubl k d l i d t j i j d l l kt i joblaka dolazi do trenja i remeenja ravnomerne raspodele naelektrisanja.

    Negativno naelektrisanje na donjim slojevima oblaka izaziva gomilanjepozitivnog naelektrisanja na objektima na povrini zemlje.

    U sluaju da je ovako stvoreno elektrino polje dovoljno veliko, dolazi dojonizacije vazduha izmeu oblaka i objekta na zemlji i elektrinog pranjenjakroz jonizovan vazduh.

    Pranjenje (grom) je praeno bljeskom, dok je grmljavina zvuni efekat kojinastaje zbog zagrevanja i irenja vazduha.

    Prirodu nastanka groma je 1752. god. objasnio Bendamin Franklin. Prirodu nastanka groma je 1752. god. objasnio Bendamin Franklin.

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodnici Nastanak groma

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodnici

    ++ +

    ++ +++ +

    ++++

    +++

    ++++ +

    +++++

    ++

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodnici

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodniciG b Gromobran Metalna ipka povezana provodnikom sa zemljom ini

    gromobran.gromobran. Na vrhu ipke je iljak koji se naelektrie (indukcijom) pod

    dejstvom naelektrisanja oblaka. Izuzetno jako polje jonizuje vazduh izmeu oblaka i iljka. U kratkom vremenskom intervalu se naelektrisanje sa oblaka

    k j i i d h ilj k k i k ljprenese kroz jonizovani vazduh na iljak, pa kroz ipku u zemlju. Gromobran preuzima naelektrisanje oblaka i sprovodi ga u

    zemljuzemlju.

  • Provodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom polju Grom moe udariti i u avion, ali predstavlja malu opasnost za

    putnike. Ako grom udari u avion, aluminijumski oklop iliprovodna vlakna pomeraju elektricitet du povrinskog slojaaviona, a odatle naelektrisanje curi u vazduh. Zato?

  • Provodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom polju

    provodnikjonizacija

    d h provodnik(krilo aviona)

    vazduha

  • ProvodniciProvodniciProvodniciProvodniciEl kt t tiki filt i Elektrostatiki filtri Dim u fabrikim postrojenjima, koji nastaje sagorevanjem fosilnih

    goriva sadri veliku koliinu sitnih estica neistoagoriva, sadri veliku koliinu sitnih estica neistoa. Primenom elektrostatikih filtara veliki deo tih neistoa se moe

    ukloniti iz fabrikih dimnjaka.

    elektroda

    +

    visokinapon

    iljci+

  • Provodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom polju Unoenje provodnika u strano polje stvara preraspodelu

    naelektrisanja (elektrona) po njegovoj povrini: jedna strana postajeiti d ti l kt ipozitivna, a druga negativno naelektrisana.

    Polje u provodniku ostaje nula, ukupno naelektrisanje provodnika je ostalo nula, naelektrisanje je neravnomerno rasporeeno., j j p

  • Provodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuF d k Faradejev kavez: Elektrostatiko polje ne prodire u unutranjost provodnika

    (kao ni upljeg provodnika).

    Faradejev kavez predstavlja metalnu konstrukciju kojaslui zatiti od spoljanjeg elektrinog poljaslui zatiti od spoljanjeg elektrinog polja.

  • Provodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom polju

    Oklapanje operacione sale Faradejevim kavezom.

  • Provodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom poljuProvodnici u elektrinom polju

    Oklop mikrotalasne penice obrazuje Faradejevkavez (ak i vrata na kojima je metalna mrea).( j j )

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)l Izolatori:

    Nemaju slobodnih naelektrisanja,j j Izgraeni su od neutralnih molekula koji ine kristalnu

    reetku. Dielektrici se dele u dve grupe:

    S l i l k li Sa polarnim molekulima, Sa nepolarnim molekulima.

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)P l i l k li Polarni molekuli Teite pozitivnog i negativnog naelektrisanja se nep g g g j

    poklapa. Dipolni moment: )(

    + == rrqdqprrrr

    p Imaju permanentan dipolni moment, ali je rezultujui

    moment 0 zbog haotinog rasporeda

    )( +qqp

    moment 0 zbog haotinog rasporeda. Primeri: HCl, H2O,...

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Polarni molekuli

    q

    + drq

    +

    rrr

    r

    +r

    0=pr

    )(+ == rrqdqprrrr

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Polarni molekuli H+

    H H+ O p

    Cl Clp

    +

    C3010433 H

    +

    Molekul HCl Cmp 301043,3 = Molekul H2O

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Dejstvo polja na polarne molekule++

    -++++

    ----

    ++

    +++

    --

    --

    ++++

    ----

    E=0+ -

    E0

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Dejstvo polja na polarne molekule: Kada je E=0, permanentni dipolni momenti su haotino Kada je E 0, permanentni dipolni momenti su haotino

    rasporeeni pa je ukupni moment nula. U l j i k d t ji lj j l kt i lj U sluajevima kada postoji spoljnje elektrino polje, ono

    delimino usmerava dipolne momente (u zavisnosti odintenziteta polja) u smeru polja, pa je ukupni dipolnimoment materijal sada razliit od nule.

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Nepolarni molekuli Nemaju permanentni dipolni moment. Nemaju permanentni dipolni moment. Elektrino polje moe stvoriti dipolni moment

    d j j i + i l kt i j ( l i ij )razdvajajui + i naelektrisanja (polarizacija). Primeri: H2, N2, O2,...

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Dejstvo polja na nepolarne molekule++

    -++++

    ----

    ++

    +++

    --

    --

    E=0

    ++++

    ----

    E0+ -

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)

    Dejstvo polja na nepolarne molekule: Kada je E=0, nema dipolnog momenta. Kada je E 0, nema dipolnog momenta. U sluajevima kada postoji spoljnje elektrino polje,

    t di l i t t d j jstvara se dipolni moment, a stepen razdvajanjanaelektrisanja je proporcionalan jaini polja.

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)f h d l Proses formiranja mnotva usmerenih dipola u

    dielektricima se naziva polarizacija dielektrika. Za dielektrik u kome je dolo do polarizacije

    kaemo da je polarizovankaemo da je polarizovan. Polarizacija u sluaju polarnih molekula se naziva

    di l l i ij l j l ihdipolna polarizacija, a u sluaju nepolarnihmolekula elektronska polarizacija.

  • Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)Izolatori (dielektrici)l k d l k k Elektrina vrstina dielektrika: Svaki dielektrik se ponaa kao izolator samo do izvesne

    jaine elektrinog polja u njemu. Preko te kritine jainepolja dielektrici gube svoja izolatorska svojstva. Elektrinavrstina dielektrika se definie kao najvea vrednostjaine elektrinog polja koja moe da postoji u njemu, ad di l kt ik d i j i l t k j tda dielektrik zadri svoja izolatorska svojstva.

    Dielektrina vrstoa vazduha je priblino 30 kV/cm.

  • KondenzatoriKondenzatoriKondenzatoriKondenzatori

    Kondenzatori su sastavni delovi mnogih ureaja kaoto su: kompjuter, TV, muzike linije, telefoni...pj , , j ,

  • KondenzatoriKondenzatoriKondenzatoriKondenzatori

    Sistem dva provodnika naelektrisana jednakimkoliinama naelektrisanja suprotnog znaka izmeuj p gkojih se nalazi izolator je kondenzator.

    ++

    +

    ++

    Oznaka kondenzatoraOznaka kondenzatora u elektrinom koluKondenzator

  • KondenzatoriKondenzatoriKondenzatoriKondenzatori

    Prikljuenjem kondenzatora na izvor elektrinognapajanja ploe kondenzatora se naelektriu.p j j p

    + +Q Q C+++

    --

    ++++

    ++++++

    ------+

    + +

    ++++++

    ------

    izvorUPolje unutar kondenzatora

    je homogeno

  • Kapacitivnost kondenzatoraKapacitivnost kondenzatoraKapacitivnost kondenzatoraKapacitivnost kondenzatora Kapacitet opisuje koliku koliinu naelektrisanja

    kondenzator moe da uskladiti. Kapacitet: koliina elektriciteta koja treba da se

    nagomila na oblogama kondezatora da bi se naponnagomila na oblogama kondezatora da bi se naponizmeu njih promenio za 1 V.

    ][FUQC = Q+ QU

    U

  • Konstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatora

    Ploasti kondenzator

    rS SdSC r 0= d

    d

  • Konstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatora

    Sferni kondenzator1R2R

    4 RRr

    1

    12

    124RR

    RRC

    =

  • Konstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraKonstrukcija kondenzatoraR Cilindrini kondenzator

    1R

    2R

    1

    r

    l2l

    2R

    lC =

    1

    2lnRR

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Naini povezivanja kondenzatora: Paralelno, Paralelno, Redno, Kombinovano (paralelno i redno).

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Paralelna veza kondenzatora Kondenzatori su paralelno vezani ako su naponi na Kondenzatori su paralelno vezani ako su naponi na

    njima jednaki. N l l t i k d t i i Napomena: paralelno nacrtani kondenzatori ne znai

    paralelno vezani!

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Paralelna veza kondenzatora1C

    1Q

    A BABQ

    1Q

    A B

    ekvCABQ

    A B2Q

    A B21

    21 CCU

    QQUQC

    ABAB

    ABekv +=

    +==

    2C

    ABU ABU21 CCCekv +=

    ABU

    21 QQQAB +=ABU

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Paralelna veza veeg broja kondenzatora1C ekvC

    2C

    =

    =+++=N

    iiNekv CCCCC

    121 ...

    NC Paralelna veza kondenzatorapoveava kapacitivnost sistema.

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Redna veza kondenzatora Kondenzatori su redno vezani ako kroz njih protiu Kondenzatori su redno vezani ako kroz njih protiu

    jednake koliine naelektrisanja.

    2U1UQ

    ekvCQ

    1C 2CQ Q

    U U

    1C 2C

    21 UUU +=

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Redna veza kondenzatoraQQ

    21 UUQ

    UQCekv +

    ==

    111 UUUUU21

    2121 111CCQ

    UQU

    QUU

    QU

    Cekv+=+=

    +==

    111CCC

    +=21 CCCekv

  • Povezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatoraPovezivanje kondenzatora

    Redna veza veeg broja kondenzatoraekvC2CC NC ekv2C1C NC

    =+++= N 11...111 =

    +++i iNekv CCCCC 121

    ...

    R d k d j j k i i iRedna veza kondenzatora smanjuje kapacitivnost sistema.

  • Energija optereenog kondenzatoraEnergija optereenog kondenzatoraEnergija optereenog kondenzatora Energija optereenog kondenzatora Svaki optereen kondenzator sadri izvesnu koliinu

    energije. U pitanju je elektrina potencijalna energija kojaje u vezi sa koliinom naelektrisanja i naponomkondenzatora. Rad koji se mora uloiti da bi se kondenzator

    kapacitivnosti C opteretio koliinom naelektrisanja Q je:kapacitivnosti C opteretio koliinom naelektrisanja Q je:

    ]J[2QA ]J[

    2 CQA

    =

  • Energija optereenog kondenzatoraEnergija optereenog kondenzatoraEnergija optereenog kondenzatora Energija optereenog kondenzatora Po zakonu odranja energije uloeni rad se pretvorio u

    neku vrstu energije sadrane u kondenzatoru. Ta energija sadrana u optereenom kondenzatoru se

    naziva elektrina energija. Dakle, energijanaziva elektrina energija. Dakle, energijaoptereenog kondenzatora je:

    ]J[21

    21

    22

    2UCUQ

    CQW ==

    =

  • Energija optereenog kondenzatoraEnergija optereenog kondenzatoraEnergija optereenog kondenzatora Energija optereenog kondenzatora

    Namerno pranjenje optereenog kondenzatora

  • Primena kondenzatoraPrimena kondenzatoraPrimena kondenzatora Primena kondenzatora Kondenzatori su sastavni delovi mnogih ureaja kao to

    su: kompjuteri, TV, muzike linije, telefoni... Sastavni su deo bliceva za fotoaparate.

  • Primena kondenzatoraPrimena kondenzatoraPrimena kondenzatora Primena kondenzatora Kapacitivni efekat se koristi i kod odreenih tipova

    ekrana osetljivih na dodir (touch-sensitive screen).

  • Primena kondenzatoraPrimena kondenzatoraPrimena kondenzatora Primena kondenzatora Defibrilator

  • Elektrostatika mainaElektrostatika mainaElektrostatika mainaElektrostatika maina Analiza elektromehanikog pretvaranja energije zasnovanog

    na elektrinom sprenom polju moe se sprovesti na primeruploastog kondenzatora sa pokretnim ploama. Sile kojedeluju na ploe zavise od naelektrisanja kondenzatora.Ukoliko postoji mogunost da se jedna od ploa pomera, tadaproizvod sile i pomeraja daje mehaniki rad. Mehaniki rad semoe dobiti na raun elektrine energije polja ili rada izvorana koji su ploe prikljuene. Na datom principu radeelektrostatike maine.

  • Elektrostatika mainaElektrostatika mainaElektrostatika mainaElektrostatika maina Elektromehaniko pretvaranje u elektrostatikoj maini

    postoji zahvaljujui elektrinom polju.

    +C U

    F

    F

  • Gustina energije poljaGustina energije poljaGustina energije poljaGustina energije polja Snaga elektromehanikog pretvaraa zavisi od prostorne

    gustine energije sprenog polja. Elektrine maine su veinom pretvarai sa magnetnim

    sprenim poljem zato to ostvariva gustina energijesprenim poljem zato to ostvariva gustina energijemagnetnog polja znaajno prelazi gustinu elektrinogpolja!!!polja!!!

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Elektrostatiki filtri (uklanjanje neistoa)

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaL ki t Laserski tampa Princip rada: Strana koja se tampa alje se u memoriju

    tampaa koja kreira virtuelnu sliku stranice. Na osnovu ove sliketampaa koja kreira virtuelnu sliku stranice. Na osnovu ove slikeelektronika tampaa upravlja laserskim zrakom, koji nafotoosetljivom bubnju kreira virtuelnu sliku. Povrina bubnja jenegativno naelektrisana a na svakom mestu koji osvetli laserkinegativno naelektrisana, a na svakom mestu koji osvetli laserkizrak menja se polaritet. estice tonera koje imaju negativnipolaritet nee biti privuene na onim mestima na bubnju koje su

    k S k b l ltakoe negativne. Samo ona mesta koja su bila osvetljenalaserskim zrakom prihvatie estice tonera.

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaL ki Laserski tampa Papir se pre nailaska na bubanj polarie pozitivno tako da se

    t l kt i ti l i i isuprotno naelektrisnae estice lepe na papir im on naie nafotoosetljivi bubanj. Sada je jo potrebno fiksirati otisak koje sevri termo putem, tako da je dobijeni otisak otporan na spoljnevri termo putem, tako da je dobijeni otisak otporan na spoljneuticaje.

    Kod ink jet tampaa umesto tonera nanose se naelektrisanimlazevi osnovnih boja ijim meanjem se dobijaju boje koje trebada se odtampaju (odreeni tipovi ink jet tampaa).

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Laserski tampa

    visokonaponskiizvor

    negativnanaelektrisanja fotoosetljivi

    bubanj

    valjaktoplotniizvor

    fotoosetljivi memorijasoivo

    jbubanj

    ogledalolaser

    valjak

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Laserski tampa

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Laserski tampa

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta\ Laserski\LED tampa

    Ispisivanje laserskog tampa Ispisivanje LED tampaaIspisivanje laserskog tampa Ispisivanje LED tampaa

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaF t k i i Fotokopir maina Proces koji se odvija moe se uproeno opisati na sledei nain:

    Deo koji se naziva korotron (visokonaponski izvor) "prska" snopomDeo koji se naziva korotron (visokonaponski izvor) prska snopompozitivno naelektrisanih estica aluminijumski valjak prevuenselenom. Selen je supstanca koja spada u takozvanefotoprovodnike to znai da se ponaa kao izolator kada je ufotoprovodnike, to znai da se ponaa kao izolator kada je umraku, a kao provodnik kada je osvetljena. U prvoj fazi procesaprovodni aluminijumski valjak je uzemljen tako da se na njemu

    d k d k l l k dindukuje odreena koliina negativnog naelektrisanja poduticajem pozitivnih naelektrisanja koja se nalaze na tankomselenskom sloju valjka.j j

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaF t k i i Fotokopir maina U drugoj fazi, na povrinu prekrivenu selenom se projektuje slika,

    odnosno ono to treba da se iskopira. Na mestima gde je slikaodnosno ono to treba da se iskopira. Na mestima gde je slikasvetla selen e postati provodan i negativna naelektrisanja e seneutralizovati. U tamnim oblastima negativna naelektrisanjaostaju pa je na taj nain slika ostavila odreeni otisak na valjakostaju pa je na taj nain slika ostavila odreeni otisak na valjak.Sledea faza se sastoji u nanoenju pozitivno naelektrisanogtonera na valjak. Obzirom na znak njegovog naelektrisanja on e

    l d l l k k l kse zalepiti za delove na valjku koji su negativno naelektrisani.Prisetimo se da oni odgovaraju crnim delovima na originalu kogaelimo da kopiramo.p

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Fotokopir maina Nakon toga maina uvlai papir koji biva negativno naelektrisan

    pa e usled toga papir da privue toner sa valjka i zalepi ga zasebe na tano odreenim mestima. I na kraju, papir prolazi

    h l k k lizmeu zagrejanih valjaka koji tope toner i lepe ga na papir.

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Fotokopir maina Princip rada je slian principu radu laserskih tampaa.

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta Elektrostatiko farbanje Rasprena boja je pozitivno naelektrisana usled trenja. Predmet

    koji se farba se negativno naelektrie te tako privlai boju izkompresora.

    ++ +++++

  • Primene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektricitetaPrimene statikog elektriciteta istai praine Statiko naelektrisanje privlai estice praine

  • PojavePojave izazvanizazvanee elektrostatikomelektrostatikomPojavePojave izazvanizazvanee elektrostatikomelektrostatikom Elektrostatiko pranjenje (izazvano indukovanim statikim

    elektricitetom na telu) prilikom dodira metalnih delova. Elektronski ipovi mogu biti uniteni elektrostatikim pranjenjem.

    Zbog toga radnici ponekad na zglobovima imaju trake zaodvoenje elektriciteta.

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Osetljive elektronske komponente se postavljaju u antistatike

    kese (princip Faradejevog kaveza.)

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomSt tiki l kt i it t lj d k t l i d i b Statiki elektricitet ljudskog tela i odee i obue Svim licima koja bi mogla pokupiti sa bilo kog dela tela statiki

    elektricitet ne treba dozvoliti ulaz u pogone u kojima postojielektricitet ne treba dozvoliti ulaz u pogone u kojima postojiopasnost od eksplozivnih smea i materijala, ako nisu prethodnoosloboena od statikog elektriciteta. To se moe postiib i j j lj ih t l jobaveznim pranjenjem pomou uzemljenih vrata pre ulaenja u

    ugroenu prostoriju. Noenje odee od sintetikih materijala ili vune treba izbegavati Noenje odee od sintetikih materijala ili vune treba izbegavati

    u svim pogonima u kojima statiki elektricitet moe prouzrokovatiopasnost.

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomZ l l dl Zapaljive i loe provodljive tenosti Zapaljive i loe provodljive tenosti prilikom kretanja u

    posudama, odnosno pri protoku kroz cevi ili pri pretakanju,proizvode statiki elektricitet. Pojava statikog elektriciteta

    d t i l i k t ij l lik i moe da stvori vrlo visoku potencijalnu razliku izmeu sametenosti i zidova posude ili cevi.

    R di j k lj j t tik l kt i it t ilik Radi spreavanja skupljanja statikog elektriciteta prilikompunjenja odnosno pranjenja cisterne, dovodne cevi semoraju uzemljitimoraju uzemljiti.

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Zapaljive i loe provodljive tenosti

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomI d Industrija papira U poslednjoj fazi proizvodnje papira, suv papir se kao lo

    provodnik puni statikim elektricitetom prilikom kretanja krozvazduh, kao i prilikom trenja po povrini maine odnosno

    b K d l kt t tiki t ij l t t lik dmeusobno. Kad elektrostatiki potencijal naraste toliko dadolazi do preskoka, varnica moe da izazove paljenjeodnosno eksploziju naslaganih estica i praine Zaodnosno eksploziju naslaganih estica i praine. Zaotklanjanje opasnosti od statikog elektriciteta primenjuju seodgovarajue mere definisane tehnikim pravilnicima.g j p

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomt tampa tamparske boje koje sporo isparavaju nisu opasne u

    pogledu stvaranja statikog elektriciteta Opasne su onepogledu stvaranja statikog elektriciteta. Opasne su onetamparske boje koje se brzo sue i zahtevaju brzi radrotacionih maina. Radi toga se moraju primeniti mereg j pzatite predviene za manipulisanje sa zapaljivimtenostima. Sudovi za tamparske boje moraju se galvanskipovezati sa metalnom konstrukcijom tamparske mainepovezati sa metalnom konstrukcijom tamparske maine.Provodljivost tamparskih boja se moe poveatiantistatikim sredstvima.

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomt tampa Opasnost od eksplozivnih para se mora otkloniti

    odvoenjem para sa mesta na kojima se one stvarajuodvoenjem para sa mesta na kojima se one stvaraju. Prilikom galvanskog povezivanja na sistem uzemljenja kod

    tamparskih maina moraju se povezati i obrtni delovitamparskih maina moraju se povezati i obrtni deloviodnosno svi pokretni delovi maina.

    U prostorijama tamparije mora se odravati relativnap j p jvlanost vazduha od 70 %.

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomD l Digitaln tampa Digitalna tampa je osetljiva na statika naelektrisanja

    zbog privlaenja estica praine i kvaliteta tampe, kao izaglavljivanja papira. Zbog toga se primenjuju raznij i t i k ji d t j j l kt i tijonizatori koji odstranjuju naelektrisane estice.

    Odstranjiva statikog naelektrisanja: ureaj koji stvaral kt i lj k j i j i ij d h t t jelektrino polje koje vri jonizaciju vazduha te nastaju

    pozitivni i negativni joni. Oni neutraliu statikonaelektrisanje jer privlae suprotno naelektrisane esticenaelektrisanje jer privlae suprotno naelektrisane estice.

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Digitalna tampa Odstranjiva statikog naelektrisanjaj g j

    jonizator

    jonizator

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Digitalna tampa Odstranjiva statikog naelektrisanjaj g j

    jonizator

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Odstranjiva statikog naelektrisanja (maine za tampu)

  • Pojave izazvanePojave izazvane elektrostatikomelektrostatikomPojave izazvane Pojave izazvane elektrostatikomelektrostatikom Odstranjiva statikog naelektrisanja (Printing Press Machine)

  • Pojave izazvanePojave izazvane elektrostatikomelektrostatikomPojave izazvane Pojave izazvane elektrostatikomelektrostatikom Odstranjiva statikog naelektrisanja (Offset Printing Machines )

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Odstranjiva statikog naelektrisanja (maine za tampu)

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Odstranjiva statikog naelektrisanja (Flexo Printing)

  • Pojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikomPojave izazvane elektrostatikom Odstranjiva statikog naelektrisanja (maine za tampu)