Transcript Elektromotorna sila

•Izvori struje
•Eletromotorna sila izvora struje
Izvori struje
 Elektricna struja je usmereno kretanje naelektrisanja
pod uticajem elektricnog polja ili razlike potencijala.
SI jedinica za elektricnu struju je amper (A), sto je
jednako protoku jednog kulona naelektrisanja u
sekundi.
 Elektricna struja tece dok god se potencijali ne
izjednace. Da bi struja trajno proticala potrebno je da
se odrzava stalna razlika potencijala. Uredjaji
pomocu kojih se to postize su izvori elektricne struje.
•Italijan Luidji Galvani je primetio
prilikom sekciranja zaba da se njihovi
bataci trzaju pri istovremenom dodiru sa
dva razlicita metala. On objasnjava da su
nervi i misici usled zivotnog procesa
raznovrsno naelektrisani, pa kroz zicu
kojom ih dodiruje nastaje praznjenje
,,zivotnog elektriciteta’’.
•Italijanski fizicar Volta je inspiraciju za
svoja istrazivanja nasao u nekim ogledima
lekara Galvanija.
Prvi izvor eletricne
struje napravljen je
krajem 18. veka. Do
tada se znalo samo
za naelektrisanje
proizvedeno trenjem
ili elektrostatickom
indukcijom.
Volta je utvrdio da se pri dodiru nekih tecnosti sa dva razlicita
metala ti metali razlicito naelektrisu, pa, kada se povezu
provodnom zicom, kroz zicu pocinje da tece elektricna struja.
Voltin izvor struje je posuda sa 10%-nim vodenim rastvorom
sumporne kiseline u koju su potopljene bakarna i cinkana
ploca.
Postoje razne vrste izvora struje. Neki od njih su
hemijski, solarni, mehanicki…
Hemijski izvori struje
Zorz Leklanseov element (1866)
 Leklanseov element sastoji se od cinkanog suda u kome se
nalazi sipka od grafita. Grafitna sipka stavljena je u
platnenu vrecicu napunjenu mangan-dioksidom i
ugljenikom. Kao elektrolit u ovom elementu sluzi rastvor
nisadora (NH4Cl). On je pomesan sa skrobom, tako da
obrazuje vlaznu kasu. Cinkani sud u kome se ovo nalazi
zaliven je s gornje strane smolom, u kojoj je napravljen vrlo
mali otvor kroz koji izlaze gasovi koji se pri radu obrazuju.
U elementu se odvija hemijski proces naelektrisanja:
 NH4Cl→NH4+Cl gde je NH4 sa pozitivnim
naelektrisanjem a Cl sa negativnim.
 Joni NH4 se krecu prema
grafitnoj sipki, a joni Cl
prema cinkanom sudu,
usled kojeg se cinkani sud
naelektrise negativno, a
grafitna sipka pozitivno.
Elektricni napon izmedju
polova Leklanseovog
elementa, dakle izmedju
grafitne sipke i cinkanog
suda, iznosi 1,5V.
Vezivanjem vise
Leklanseovih elemenata u
bateriju dobija se izvor
struje koji ima visi elektricni
napon izmedju polova.
Strane sile u izvoru struje
 Razdvajanje naelektrisanih cestica u izvorima struje vrsi se delovanjem
tzv stranih sila. Strana sila moze biti bilo koja sila, jedino ne
elektrostaticka (jel se suprotstavlja razdvajanju naelektrisanja
razlicitog znaka). Pretpostavimo da su nosioci struje u izvoru pozitivno
naelektrisani. Pod dejstvom stranih sila nosioci struje krecu se kroz
izvor i gomilaju na jednom njegovom kraju – samim tim drugi kraj
izvora (p)ostaje negativno naelekrisan. Tako se dobijaju polovi izvora
struje. Izmedju njih postoji elektrostaticko polje, pa na nosioce struje
deluju i elektrostaticke sile. Elektrostaticke sile deluju u suprotnom
smeru od smera delovanja stranih sila. Razdvajanje naelektrisanja u
izvoru prestaje onda kada elektrostaticka sila ima isti intenzitet kao
strana sila. Tada izmedju polova izvora postoji odredjena razlika
potencijala, karakteristicna za svaki pojedinacni izvor struje.
Strujno kolo sa jednim izvorom
 Kada je izvor struje ukljucen u strujno
kolo sa nekim provodnikom, kroz kolo
tece struja: kroz izvor struja tece u smeru
od nizeg ka visem tj od negativnog ka
pozitivnom polu. U ovom slucaju nisu
isti intenziteti strane i elektrostaticke
sile – elektrostaticka je slabija. Odmah
nakon zatvaranja strujnog kola sa
pozitivnog pola izvora odlazi pozitivno
naelektrisanje a na negativni pol dolazi,
pa se malo smanjuje razlika potencijala
izmedju polova, a time i intenzitet
elektrostaticke sile. S obzirom da su sada
strane sile jace, pozitivno naelektrisane
cestice ce neprekidno prelaziti sa
negativnog na pozitivni pol i stalno ce se
odrzavati razlika potencijala.
Strujno kolo sa vise izvora
 Kada u kolu ima vise izvora,
moze se desiti da kroz neki
izvor struja tece od
pozitivnog ka negativnom
polu (desni izvor na slici). U
levom izvoru strane sile su
jace nego strane sile u
desnom izvoru i zato struja
tece u smeru delovanja strane
sile Fs1. U desnom izvoru
svaki nosilac struje se krece u
smeru delovanja
elektrostaticke sile, dok
strana sila i sila otpora deluju
u suprotnom smeru.
Vezivanje otpornika
 Redna veza otpornika
 Otpornici koji su vezani serijski, tj. redno, imaju
osobinu da kroz sve njih tece ista struja. Iz tog razloga
ekvivalentna otpornost ovako vezanih otpornika se
dobija kao suma njihovih pojedinacnih otpora:
 Paralelna veza otpornika
 Otpornici koji su vezani paralelno imaju isti
potencijal na svojim krajevima. Reciprocna vrednost
ekvivalentne vrednosti ukupnog otpora jednaka je
sumi reciprocnih vrednosti svih otpornika.
•Pri razdvajanju naelekrisanja u izvoru
strane sile vrse odgovarajuci rad. Rad koji
izvrsi strana sila na jedinicnom pozitivnom
naelektrisanju koje prodje kroz izvor zove se
elektromotorna sila izvora struje.
 Definicija elektromotorne sile i razlike potencijala vrlo
su slicne, ali ove dve velicine nisu jedno isto: razlika
potencijala definise se radom elektrostaticke sile pri
kretanju naelektrisanja, a elektromotorna sila je
definisana radom sile koja nije elektrostaticka.
Ae=As
q(ϕ+-ϕ-)=q*ξ
ϕ+-ϕ-=ξ
 Ako kroz izvor ne tece struja, razlika potencijala
pozitivnog i negativnog polja izvora jednaka je
elektromotornoj sili.