Најважније из лекције
Услови за струју: Слободни носиоци наелектрисања, електрично поље (напон/разлика потенцијала) и затворено струјно коло.
Извори струје: Уређаји који претварају друге видове енергије (хемијску, механичку...) у електричну и одржавају сталну разлику потенцијала. Најчешћи једносмерни извори су батерије, акумулатори и генератори.
Електромоторна сила (\(\varepsilon\)): Напон на половима извора у отвореном колу; мери се у волтима (\(\text{V}\)).
Елементи струјног кола: Извор, потрошач, прекидач и проводници.
Смер струје: Физички смер је од \(-\) ка \(+\) (кретање електрона), док је технички смер од \(+\) ка \(-\) (од вишег ка нижем потенцијалу).
Извори струје: Уређаји који претварају друге видове енергије (хемијску, механичку...) у електричну и одржавају сталну разлику потенцијала. Најчешћи једносмерни извори су батерије, акумулатори и генератори.
Електромоторна сила (\(\varepsilon\)): Напон на половима извора у отвореном колу; мери се у волтима (\(\text{V}\)).
Елементи струјног кола: Извор, потрошач, прекидач и проводници.
Смер струје: Физички смер је од \(-\) ка \(+\) (кретање електрона), док је технички смер од \(+\) ка \(-\) (од вишег ка нижем потенцијалу).
Електрична струја представља усмерено кретање наелектрисаних честица кроз проводник.
Услови за настанак и протицање струје:
- Постојање слободних носилаца наелектрисања (слободни електрони у металима, позитивни и негативни јони у електролитима и гасовима).
- Постојање електричног поља, односно сталне разлике потенцијала (напона) на крајевима проводника.
- Затворено струјно коло.
Два наелектрисана тела спојена проводником дају само краткотрајну струју. Да би струја трајно текла, неопходан је извор који константно одржава разлику потенцијала.
Да ли ће кроз бакарну жицу протицати електрична струја ако се она само остави на столу без повезивања на извор? Зашто?
Одговор: Неће. Иако бакар има мноштво слободних електрона, они се крећу хаотично у свим правцима. Да би се кретали усмерено (као струја), потребно је електрично поље, односно напон који обезбеђује извор струје.
Извори електричне струје су уређаји који одржавају сталну разлику потенцијала на крајевима проводника претварањем различитих видова енергије у електричну енергију.
Врсте извора струје:
- Извори једносмерне струје: батерије, акумулатори и генератори једносмерне струје.
- Извори наизменичне струје: генератори наизменичне струје (нпр. у електранама).
У батеријама и акумулаторима хемијска енергија се претвара у електричну. Акумулатори су врста батерија које се након пражњења могу поново пунити.
Истрошене батерије и акумулатори садрже токсичне тешке метале (олово, кадмијум, жива) и морају се одлагати на посебна места ради рециклаже.
Стандардна галванска батерија даје напон од \(1,5\text{ V}\). Њиховим редним везивањем добијају се већи напони (нпр. две батерије дају \(3\text{ V}\)).
Електромоторна сила (ЕМС) представља основну карактеристику извора струје. Бројно је једнака раду који се изврши при премештању јединичног позитивног наелектрисања са негативног на позитивни пол унутар самог извора струје.
\(\varepsilon\) (мало грчко слово епсилон)
Волт (\(\text{V}\))
Иако у називу садржи реч „сила”, ЕМС у физичком смислу није сила, већ мера уложеног рада по јединици наелектрисања (напон на отвореним половима извора).
Која је мерна јединица за електромоторну силу извора и коме у част је добила име?
Одговор: Мерна јединица је волт (\(\text{V}\)), названа у част италијанског физичара Алесандра Волте, конструктора прве електричне батерије.
Струјно коло је затворени систем кроз који протиче електрична струја.
Основни елементи струјног кола су:
- Извор електричне струје – обезбеђује напон (ЕМС).
- Потрошач – уређај који електричну енергију претвара у друге видове енергије (нпр. сијалица претвара у светлосну и топлотну).
- Прекидач – служи за укључивање и искључивање струје (затварање и отварање кола).
- Проводници – повезују све елементе у затворену целину.
Струја тече само када је струјно коло затворено. Када се прекидач отвори, коло се прекида и струја престаје да тече.
Разликујемо два смера електричне струје:
- Физички (стварни) смер: Смер кретања слободних електрона – од негативног (\(-\)) ка позитивном (\(+\)) полу извора кроз спољашњи део кола.
- Технички (договорени) смер: Смер од позитивног (\(+\)) ка негативном (\(-\)) полу извора, односно од вишег ка нижем потенцијалу.
У физици и електротехници, када се каже „смер струје”, увек се мисли на технички смер (од \(+\) ка \(-\)).
Ако се електрони у металном проводнику крећу с десна на лево, у ком смеру тече електрична струја у том проводнику?
Одговор: Електрична струја (технички смер) тече с лева на десно, јер је технички смер струје по договору супротан смеру кретања негативно наелектрисаних честица (електрона).
Задаци за вежбање
Лаки задатак: Наброј четири основна елемента струјног кола и наведи улогу прекидача.
Одговор:
Основни елементи су: извор струје, проводници, потрошач и прекидач.
Улога прекидача је да затвара струјно коло (када струја тече) или га отвара/прекида (када нема потребе за радом потрошача).
Основни елементи су: извор струје, проводници, потрошач и прекидач.
Улога прекидача је да затвара струјно коло (када струја тече) или га отвара/прекида (када нема потребе за радом потрошача).
Средњи задатак: Који вид енергије се у батеријама и акумулаторима претвара у електричну енергију и која је основна разлика између обичне батерије и акумулатора?
Одговор:
У батеријама и акумулаторима се хемијска енергија претвара у електричну путем хемијских реакција на електродама.
Основна разлика је у томе што су обичне батерије (нпр. Лекланшеов елемент) једнократне, док су акумулатори пуњиви извори струје који се након пражњења могу поново напунити прикључивањем на спољашњи извор струје.
У батеријама и акумулаторима се хемијска енергија претвара у електричну путем хемијских реакција на електродама.
Основна разлика је у томе што су обичне батерије (нпр. Лекланшеов елемент) једнократне, док су акумулатори пуњиви извори струје који се након пражњења могу поново напунити прикључивањем на спољашњи извор струје.
Тежи задатак: Објасни појам електромоторне силе (ЕМС): шта она представља, зашто се не може сматрати силом у Њутновом смислу и која је њена мерна јединица?
Одговор:
1. Електромоторна сила (\(\varepsilon\)) је карактеристика извора струје која је бројно једнака раду потребном да се јединично позитивно наелектрисање премести са негативног на позитиван пол унутар извора.
2. У Њутновом смислу сила се мери у њутнима (\(\text{N}\)) и представља меру узајамног деловања тела, док је ЕМС заправо мера напона (уложеног рада по јединици наелектрисања) и назив је добила искључиво из историјских разлога.
3. Њена мерна јединица је волт (\(\text{V}\)).
1. Електромоторна сила (\(\varepsilon\)) је карактеристика извора струје која је бројно једнака раду потребном да се јединично позитивно наелектрисање премести са негативног на позитиван пол унутар извора.
2. У Њутновом смислу сила се мери у њутнима (\(\text{N}\)) и представља меру узајамног деловања тела, док је ЕМС заправо мера напона (уложеног рада по јединици наелектрисања) и назив је добила искључиво из историјских разлога.
3. Њена мерна јединица је волт (\(\text{V}\)).
