Најважније из лекције
Јачина струје: Физичка величина \( I = \frac{q}{t} \), мери се у амперима (\( \text{A} \)), где је \( 1\text{ A} = \frac{1\text{ C}}{1\text{ s}} \).
Број електрона: Израчунава се као \( n = \frac{q}{e} \), где је \( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C} \).
Амперметар (A): Служи за мерење струје и увек се у коло везује редно.
Волтметар (V): Служи за мерење електричног напона и увек се везује паралелно потрошачу.
Број електрона: Израчунава се као \( n = \frac{q}{e} \), где је \( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C} \).
Амперметар (A): Служи за мерење струје и увек се у коло везује редно.
Волтметар (V): Служи за мерење електричног напона и увек се везује паралелно потрошачу.
Јачина електричне струје једнака је количини наелектрисања која протекне кроз попречни пресек проводника у јединици времена.
\( I \)
Ампер (\( \text{A} \)) – једна од седам основних физичких величина у SI систему.
\[ I = \frac{q}{t} \quad \implies \quad q = I \cdot t \]
\( I \) – јачина електричне струје (\( \text{A} \)), \( q \) – количина наелектрисања (\( \text{C} \)), \( t \) – време протицања (\( \text{s} \))
Јединица за наелектрисање – кулон (\( \text{C} \)), изражава се преко ампера и секунде:
\[ 1\text{ A} = \frac{1\text{ C}}{1\text{ s}} \quad \iff \quad 1\text{ C} = 1\text{ A} \cdot 1\text{ s} \]
Често се користе и мање јединице за јачину струје:
- милиампер: \( 1\text{ mA} = 10^{-3}\text{ A} = 0{,}001\text{ A} \)
- микроампер: \( 1\text{ }\mu\text{A} = 10^{-6}\text{ A} = 0{,}000001\text{ A} \)
Ако кроз проводник за време од \( 0{,}5\text{ s} \) протекне количина наелектрисања од \( 1{,}2\text{ C} \), јачина струје износи:
\[ I = \frac{1{,}2\text{ C}}{0{,}5\text{ s}} = 2{,}4\text{ A} \]
Колика количина наелектрисања протекне кроз сијалицу за \( 2\text{ минута} \) ако кроз њу тече струја јачине \( 0{,}3\text{ A} \)?
Време морамо претворити у секунде: \( t = 2\text{ min} = 120\text{ s} \).
Количина наелектрисања је: \[ q = I \cdot t = 0{,}3\text{ A} \cdot 120\text{ s} = 36\text{ C} \] Одговор: Протекне количина наелектрисања од \( 36\text{ C} \).
Количина наелектрисања је: \[ q = I \cdot t = 0{,}3\text{ A} \cdot 120\text{ s} = 36\text{ C} \] Одговор: Протекне количина наелектрисања од \( 36\text{ C} \).
Укупна количина наелектрисања (\( q \)) која протекне кроз проводник једнака је производу укупног броја честица (\( n \)) и елементарног наелектрисања (\( e \)).
\[ q = n \cdot e \quad \implies \quad n = \frac{q}{e} = \frac{I \cdot t}{e} \]
\( n \) – број електрона, \( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C} \) – елементарно наелектрисање (наелектрисање једног електрона)
Ако кроз проводник тече струја јачине \( 8\text{ A} \) у трајању од \( 2\text{ s} \):
\[ q = I \cdot t = 8\text{ A} \cdot 2\text{ s} = 16\text{ C} \]
Број електрона који су протекли је:
\[ n = \frac{q}{e} = \frac{16\text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C}} = 10^{20}\text{ електрона} \]
Колико електрона протекне кроз пресек проводника за \( 1\text{ s} \) при струји јачине \( 1{,}6\text{ A} \)?
Наелектрисање: \( q = I \cdot t = 1{,}6\text{ A} \cdot 1\text{ s} = 1{,}6\text{ C} \).
Број електрона: \[ n = \frac{q}{e} = \frac{1{,}6\text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C}} = 10^{19}\text{ електрона} \]
Број електрона: \[ n = \frac{q}{e} = \frac{1{,}6\text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C}} = 10^{19}\text{ електрона} \]
Амперметар је мерни инструмент који служи за мерење јачине електричне струје у струјном колу.
Симболичка ознака: кружић са великим латиничним словом A.
Амперметар се у струјно коло увек везује редно (серијски) са потрошачем.
Струја која тече кроз коло мора проћи и кроз сам амперметар.
Струја која тече кроз коло мора проћи и кроз сам амперметар.
Пошто је јачина струје у простом (неразгранатом) струјном колу свуда иста, амперметар се може везати на било ком месту у колу.
Како се амперметар правилно везује у коло са сијалицом и батеријом?
Одговор: Амперметар се везује редно (серијски) са сијалицом – један извод амперметра се повезује на пол извора (батерије), а други извод на контакт сијалице, тако да струја протиче кроз оба елемента.
Волтметар је мерни инструмент који служи за мерење електричног напона (разлике потенцијала) између две тачке у колу.
Симболичка ознака: кружић са великим латиничним словом V.
Волтметар се у струјно коло увек везује паралелно са делом кола (потрошачем или извором) чији напон меримо.
Крајеви волтметра прикључују се са различитих страна потрошача.
Крајеви волтметра прикључују се са различитих страна потрошача.
Неправилно везивање мерних инструмената (нпр. везивање амперметра паралелно) може довести до њиховог оштећења!
Која је основна разлика у начину везивања амперметра и волтметра?
Одговор: Амперметар се везује редно (у прекид гране проводника да би струја прошла кроз њега), док се волтметар везује паралелно потрошачу (на његове крајеве, ради мерења разлике потенцијала).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Израчунај јачину струје која протиче кроз грејач ако кроз његов пресек за \( 20\text{ s} \) протекне наелектрисање од \( 80\text{ C} \).
Подаци:
\( t = 20\text{ s} \)
\( q = 80\text{ C} \)
Рачун: \[ I = \frac{q}{t} = \frac{80\text{ C}}{20\text{ s}} = 4\text{ A} \] Одговор: Јачина електричне струје је \( 4\text{ A} \).
\( t = 20\text{ s} \)
\( q = 80\text{ C} \)
Рачун: \[ I = \frac{q}{t} = \frac{80\text{ C}}{20\text{ s}} = 4\text{ A} \] Одговор: Јачина електричне струје је \( 4\text{ A} \).
Задатак 2 (средњи): Кроз електрични апарат тече струја јачине \( 250\text{ mA} \). Колика количина наелектрисања протекне кроз апарат за \( 4\text{ минута} \)?
Претварамо вредности у основне јединице:
\( I = 250\text{ mA} = 0{,}25\text{ A} \)
\( t = 4\text{ min} = 4 \cdot 60\text{ s} = 240\text{ s} \)
Рачун: \[ q = I \cdot t = 0{,}25\text{ A} \cdot 240\text{ s} = 60\text{ C} \] Одговор: Кроз апарат протекне наелектрисање од \( 60\text{ C} \).
\( I = 250\text{ mA} = 0{,}25\text{ A} \)
\( t = 4\text{ min} = 4 \cdot 60\text{ s} = 240\text{ s} \)
Рачун: \[ q = I \cdot t = 0{,}25\text{ A} \cdot 240\text{ s} = 60\text{ C} \] Одговор: Кроз апарат протекне наелектрисање од \( 60\text{ C} \).
Задатак 3 (тежак): Кроз сијалицу протиче једносмерна струја јачине \( 0{,}8\text{ A} \). Колико електрона прође кроз уже сијалично влакно током \( 10\text{ секунди} \)? (\( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C} \))
Подаци:
\( I = 0{,}8\text{ A} \)
\( t = 10\text{ s} \)
\( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C} \)
Прво израчунавамо укупно протекло наелектрисање: \[ q = I \cdot t = 0{,}8\text{ A} \cdot 10\text{ s} = 8\text{ C} \] Затим рачунамо број електрона: \[ n = \frac{q}{e} = \frac{8\text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C}} = 5 \cdot 10^{19} \] Одговор: Кроз сијалично влакно прође \( 5 \cdot 10^{19} \) електрона.
\( I = 0{,}8\text{ A} \)
\( t = 10\text{ s} \)
\( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C} \)
Прво израчунавамо укупно протекло наелектрисање: \[ q = I \cdot t = 0{,}8\text{ A} \cdot 10\text{ s} = 8\text{ C} \] Затим рачунамо број електрона: \[ n = \frac{q}{e} = \frac{8\text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19}\text{ C}} = 5 \cdot 10^{19} \] Одговор: Кроз сијалично влакно прође \( 5 \cdot 10^{19} \) електрона.
