EVO MI SE POTRUDILI DA ODGOVORIMO FIZIKA ELEKTROSTATIKA 1. Šta je to električni naboj?
Za sva tijela, koja poslije trljanja privlače ruge premete kaže se da su naelektrisana. (Električni naboj je pojava kaa tijela poslije trljanja privlače ruge predmete). C jelokupni umnožak elementarnog naelektrisanja. 2. Koje vrste naboja postoje postoje u prirodi? Postoji pozitivan i negativan naboj. 3. Koje međujelovanje je karakteristično za naelektrisana tijela? Elektromagnetno međujelovanje. 4. Kako se manifestu je to međujelovanje? Manifestuje se djelovanjem Kulonove sile koja može biti privlačna i odbojna. 5. Koja sila se javlja između va naelektrisana tijela? Kulonova sila, zavisno od naelektrisanja može biti privlačna (raznoimena) i obojna (istoimena nael) 6. Čime se bavi elektrostatika? Dio nauke o elektricitetu koja proučava naelektrisanja (naboje) u mirovanju je elektrostatika. elektrostatika. 7. Objasni princip rada elektroskopa! Elektroskop je uređaj kojim se utvrđuje a li je neko tijelo naelektrisano, kojom vrstom elektriciteta i kolikom koli činom elektriciteta. Sastoji se o metalnog kudišta u obliku valjka u kojem se nalazi
metalni štap sa va tanka listida (o aluminija ili staniola). Na rugom kraju štapa je metalna ploča ili kugla. Kada naelektrisano tijelo dodirne kuglicu elektroskopa, naelektrisanje se djeli mično prenese na njegove listide. Istoimeni elektricitet na listidima izaziva njihovo obijanje. Razmak između raširenih listida proporcionalan je njihovom naelektrisanju. ELEKTROSKOP (slika) izolator
kučište
listid
8. Šta je to elektrometar?
Ako se otklon listida ili igle može očitavati na nekoj skali onda se takav elektroskop naziva ELEKTROMETAR (to je ustvari kalibrisani elektroskop). elektroskop). ELEKTROMETAR(slika)
+
+
9. Kaa kažemo a je tijelo pozitivno, a kaa negativno naelektrisano? Tijelo je pozitivno naelektrisano ako ima manjak elektrona, a ako ima višak elektrona ona je negativno naelektrisano. 10. Kaa kažemo a je električki neutralno? Kaa ima istu količinu negativnog i pozitivnog naelektrisanja. 11. O čega zavisi količina naelektrisanja i navei matematičku formulu?
Količina naelektrisanja zavisi o toga koliki je broj elektrona u višku ili manjku u onosu na neutralno stanje. Svaka količina naelektrisanja jenaka je cjelobrojnom umnošku jenog elektrona q=n*e
n - cio broj, e - naelektrisanje jednog elektrona
12. Šta je elementarni naboj i koliko iznosi?
Naelektrisanje jenog elektrona je, najmanja poznata količina elektriciteta i naziva se još elementarni naboj, iznosi
naboj jednog jedinog elektrona -19
e=1,602*10
C
13. Kako glasi zakon oržanja količine elektriciteta? Algebarski zbir naelektrisanja u izolovanom sistemu je konstantan. 14. Kako glasi Kulonov zakon i navedi matematički oblik?
Sila uzajamnog jelovanja vije tačkaste količine elektriciteta upravo je proporcionalna tim količinama elektriciteta, a obrnuto proporcionalna kvaratu njegove ualjenosti. q1 * q2 F= k* r2
15. Šta je relativna električna permitivnost i o čega zavisi? Relativna permitivnost neke sredine pokazuje koliko je puta sila uzajamnog djelovanja dva naelektrisanja manja u toj sredini nego u vakuumu, a zavisi od upravo od sredine u kojoj se nalazi. 16. Definiši električno polje i objasni kako zavisi smjer vektora o smjera vektora sile! Prostor oko naelektrisanog tijela u kojem se očituje jelovanje na ruga naelektrisana tijela zove se električno polje ili prostor u kojem se očituje jelovanje električne sile. Smjer zavisi od sile. 17. Nacrtaj linije homogenog i centralnog električnog polja! CENTRALNO (RADIJALNO) POLJE (najvedi efekat sile u centru smanjuje se ka periferiji)- intenzitet je najveci u centru a slabi kako se udaljenost povecava.
+
HOMOGENO POLJE (intenzitet polja isti u svakoj tački) +
-
+
-
+
-
+
-
+
-
Linije sile pozitivnog naelektrisanja imaju smjer od naelektrisanja, a linije sile negativnog naelektrisanja imaju smjer ka naelektrisanju.
Linije sile počinju na pozitivnom, a završavaju na negativnom naelektrisanju. 18. Definiši električni potencijal i napon , napiši matematičke izraze i jeinice! Potencijal električnog polja u nekoj tački jenak je potencijalnoj energiji jeiničnog probnog nael. El. potencijal je količnik potencijalne energije i probnog naelektrisanja. – V = Ep /q [volt] Razlika potencijala između vije tačke električnog polja zove se električni napon. MATEMATIČKI IZRAZI: Epa Va=
Epb Vb=
A = F*d
q q Ep = Epa – Epb = Va*q - Vb*q = (Va - Vb)*q
JEDINICE: (Va) =
1J 1C
F = E*q
Potencijalna razlika ili napon
=1V --> jedan volt
19. Objasni ponašanje provonika i ielektrika u el. polju! Kada se provonik unese u električno polje, naelektrisanje unutar provodnika se raspodijeli tako da je jačina el. polja unutar provodnika jednaka nuli. Dielektrik je ustvari izolator i ne provodi el. struju, ponaša se tako a se atomi eformišu, formiraju se dipoli, jedan kraj je negativno naelektrisan, a drugi pozitivno.
20. Kojom brzinom se krede naelektrisana čestica u el. polju? Krede se po pravilu horizontalnog hica. 21. Objasni fenomen “električni vjetar”! Raspored elektriciteta na tijelima nepravilnog oblika nije ravnomjeran. Na slici najveda površinska
gustoda elektriciteta je na šiljku. Na njegovom vrhu električno polje može biti toliko jako a jonizuje zrak ispo šiljka. Joni istog znaka naelektrisanja kao i šiljak ualjavaju se velikom brzinom i povlače za sobom neutralne molekule zraka, na taj način se stvara električni vjetar koji može saviti plamen svijede. + + + + ++++ + +
-
+
+
++ + + + + + + + +
-
+
22. Objasni šta je ipol! Kada se dielektrik stavi u el. polje, ona de se njegovi atomi polarizovati. Pozitivna jezgra atoma
nede se više nalaziti u centru el. omotača, jer se el. omotač pomjerio. Atom i alje ostaje kao cjelina elektroneutralan, ali de jean njegov kraj biti naelektrisan negativno, a rugi pozitivno. Dobili smo el. dipol. – molekula, deformisani atom, gje se tačno zna + i – strana.
-
+
23. Šta je el. konenzator i čemu služi? Sistem od 2 provodnika koji može primiti vedu količinu elektriciteta nego kaa su odvojeni naziva se
električni konenzator. U tehnici imaju široku primjenu! 24. Definiši električni kapacitet konenzatora riječima, matematički i navei mjernu jeinicu! Kapacitet konenzatora se efiniše onosom količine elektriciteta na jenoj o ploča i razlike potencijala između ploča. C = q/U (F) 25. Zašto se u praksi koriste manje jeinice o 1 faraa? To je vrlo velika jeinica. Čak ni Zemljina kugla nema toliki kapacitet. Zbog toga se u praksi koriste manje jedinice. 26. Koje vrste el. kondenzatora poznajete?
Pločasti, sferni i cilinrični. 27. O čega zavisi kapacitet el. konenzatora? O površine jene o ploča i razmaka između njih. C = ε0*S d 28. Nacrtaj shemu 2 konenzatora i napiši čemu je jenak kapacitet PARALELNO VEZIVANJE Kod paralelno vezanih kondenzatora ukupan kapacitet je jednak zbiru kapaciteta pojedinih kondenzatora. C = C1 + C2 + Q1 C1 + Q2 C2
SERIJSKO VEZIVANJE
Ko serijski vezanih konenzatora recipročna vrijenost ukupnog kapaciteta jenaka je zbiru recipročnih vrijenosti kapaciteta pojeinoh konenzatra. 1 C
= 1 C1
+
1 C2 + Q -
+ Q -
C1
C2 U1
U
U2
29. Koja fizikalna veličina se ne mijenja pri serijskoj vezi, a koja pri paralelnoj vezi konenzatora? Kod serijske veze naboj (q) ostaje konstantan, a kod paralelnog vezivanja to je napon (U).
ELEKTRIČNA STRUJA 1. Šta je električna struja? Usmjereni tok/kretanje naelektrisanja kroz provodnike 2. Koji smjer je smjer električne struje? Tehnički smjer ( od + ka -) 3. Objasni razliku između tehničkog i fizičkog smjera električne struje. Tehnički smjer ide od + ka –, usvojeni smjer, smjer električne struje tj. smjer elektri čnog polja Fizički smjer ide od – ka +, tj. suprotno od tehničkog, smjer kretanja elektrona i suprotan je od smjera električnog pol ja, jer su elektroni negativno naelektrisani. 4. Koje tipove električne struje poznaješ? AC – naizmjeni čna DC - istosmjerna Razlika je u tome što istosmjerna ima stalni in tenzitet i smjer, ok naizmjenična povremeno mijenja i intenzitet i smjer. 5. Navedi primjere primjene električne struje u svakonevnom životu. istosmjerna- daljinski upravljaci, mobiteli, vaga, sat, sve sto je na baterije naizmjenicna – frizier, pecnica, mikrovalna... ( za velike potrošače – graska mreža, trafo stanica ..) 6. Definiši jačinu električne struje. Jačina električne struje brojno je jenaka količini elektriciteta koja protekne kroz presjek provodnika u jedinici vremena. 7. Definiši matematički jačinu električne struje i navei mjernu jeinicu za tu fizikalnu veličinu.
I=
=> I = = A
8. Definiši gustinu električne struje i objasni to na primjeru provonika koji nema konstantan
poprečni presjek? Gustina električne struje se efiniše kao jačina električne struje po jedinici površine.
J= [j] =
gustoda je manja na širem djelu provodnika, jer je obrnuto proporcionalna sa S;
Gustina el. struje se oređuje kao jačina struje koja protekne kroz poprečni presjek površine S. 9. Kako glasi Ohmov zakon za dio strujnog kola? Jačina električne struje u provodniku je direktno proporcionalna naponu na njegovim krajevima, a obrnuto proporcionalna njegovom otporu pri konstantnoj temperaturi.
R = ; (I = )
10.Kako glasi Ohmov zakon za kompletno strujno kolo?
Jačina struje u zatvorenom kolu proporcionalna je elektromotornoj sili (izvora), a obrnuto proporcionalna zbiru svih otpora u kolu
I=
11.Šta je to električni otpor i kako se oređuje? To je pojava koja se javlja zbog protoka električne struje kroz provodnik.
R= ∫ *Ω+
El. otpor je posljedica proticanja el. struje kroz provodnik. Može se oreiti pomodu paralelno
vezanog Ohm metra, kombinacijom voltmetra i ampermetra ili mjerenjem parametara žice (el. otpor zavisi o užine, poprečnog presjeka i materijala od kojeg je žica napravljena)
12.Šta je ampermetar i kako se koristi? Ampermetar je uređaj koji služi za mjerenje jačine električne struje u električnom kolu i vezuje se u seriju i ima mali otpor. 13.O čega sve zavisi otpor provonika? Dužina provodnika, debljina provodnika, materijal, jačina el. struje kroz provodnik i napon na krajevima, temperatura i osvjetljenost. 14.Koja mjerna jeinica je efinisana za specifični otpor provonika? ommetar --> 1Ωm; ro = 1Ωm 15.Objasni eksperimentalno oređivanje el. otpora pomodu Ohmovog zakona, nacrtaj shemu i
objasni kako se grafički izračunava vrijenost otpora na osnovu mjerenja. Kada se spoji električno kolo kao na slici, potom o čitavamo vrijednosti jačine električne struje na ampermetru i vrijednosti napona na voltmetru za različite dužine zica i unesemo vrijednosti u tabelu. Što je dužina zice veda, otpor i napon su vedi, ali se ja čina električne struje smanjuje. Za otpor na y osu ide U, a na x osu I i gradijent je k = R, a za specifični otpor na y osi ide R, na x osi l i gradijent k = ro/ s
16.Koje otpornike poznaješ i za šta se koriste u praksi? Koji su njihovi simboli u strujnom kolu? Obični otpornik - konstantnu vrijenost, R= const., u uređ ajima u kojima ne želimo mijenjati otpor S klizačem-s promjenjivim vrijednostima otpora i kostisti se u uređajima gje želimo mijenjati struju PTC (mjere temperaturu), NTC (mjere i regulišu temperaturu), LDR (upravljaju releom) i VDR (stabiluzuju napon). Imamo još i r eostat i potenciometar.
R = const.
R = promjenjiv 17.Kretanje električne struje u metalima ? Atomi metala imaju slabo vezane elektrone u spolja šnoj ljusci na koje utiče električno polje susjednih atoma. Pod takvim okolnostima spolja šnji elektroni mogu lahko predi u domen susjednog atoma, pa zatim tredeg. Na taj način one postaju slobodni elektroni. Oni lutaju po cijeloj zapremnini provodnika i ravnomjerno su raspoređeni u prostoru između pozitivnih jona, koji osciluju oko ravnoteženog položaja.
18.Šta je elektromotorna sila? El. mot. sila izvora struje jednaka je rau spoljašnjih sila za prenošenje jeinične količine elektriciteta sa nižeg na viši potencijal
E=
[V]
19.Kako glasi Joule-Lentzov zakon? Šta nam on fizikalno znači?
"Oslobođena količina toplote u provoniku jenaka je proizvou otpora provodnika, kvadrata jačine struje i vremena proticanja"
E=R*t
20.Izvei matematičku formulaciju za J - L zakon koristedi Ohmov zakon za io strujnog kola. 2
E = A = q * U (q = I* t) => A= I*t* U (U = I * R ) => I * t* R 21.Navedi Kirchoffova pravila i napiši njihove matematičke formulacije. 1.: „Zbir svih struja koje ulaze u čvor jedna je zbiru svih struja koje izlaze iz čvora“ I = I1 + I2 + I3 2. (serijska veza): „Algebarski zbir svih elektromotornih sila u zatvorenoj strujnoj konturi jednaka je zbiru svih paova napona u toj strukturi“ I = const.
E = IR1 + IR2 = 0 = U1 + U2 22.Koji su načini vezivanja otpornika, a koji ko izvora i čemu su ona respektivno jenaki ukupni otpori u kolu i ukupna potencijalna razlika u kolu? Serijsko R
= R1 + R2 (npr. dvije baterije od po 1,5 v = 3) I=const. Paralelno 1/R = 1/R1 + 1/R2 ( -||- =1,5) U=const. 23.Definiši ra i snagu električne struje! Rad električne struje jednak je proizvodu napona, jačine struje i vremena proticanja
A = F*s , A = U*q, A = P*t 24.Snaga električne struje predstavlja izvršeni rad električne struje u jedinici vremena.
P=
= U*I
ELEKTROMAGNETIZAM 1. Koja tijela nazivamo magnetnima?
Magnetnim tijelima nazivamo tijela koja privlače premete o željeza i željeznih legura. 2. Za koja tijela kažemo a su trajno, a za koja a su privremeno namagnetisana? Koristi ogle. Tvrdi magnetici su trajno namag. tj. nakon prestanka djelovanja magneta (mag.sile) oni ne gube magnetna svojstva za razliku od mekih magnetika koji su privremeno namag. i gube svojstva pri prestanku djelovanja magnetne sile. Meki (privremeno) - željezo, tvri (trajni) - čelik
3. Definiši magnetno polje.
Mag. polje je prostor oko svakog namagnetisanog tijela i oko provonika kojim protiče struja. 4. Objasni kako izgledaju magnetne silnice, te koja je razlika u odnosu na električne. Mag. silnice idu od N ka S, one su zatvorene i kružne, dok su električne silnice otvorene, približno pravolinijske (parabolične) i idu od S ka N. 5. Šta su to magnetni polovi? Mag. polovi su mjesta gdje je mag. polje najjače.(S- južni, N- sjeverni, istoimeni se odbijaju) 6. Objasni pojavu magnetne influencije. To je pojava orijentisanja svih elementarnih magneta u jednom smijeru. (u smjeru vanjskog polja) 7. Šta je magnetna permeabilnost i o čega zavisi? Magnetna permeabilnost je veličina koja zavisi o materijalne sreine u kojoj se očituje magnetno
polje i govori nam koliko puta je magnetno polje jače u toj sreini nego u vakumu. 8. Koje vrste materijala poznajemo s obzirom na vrijenost μr (relativne mag . permeabilnosti) μr>1 – paramagnetici, μr<1 – ijamagnetici, μ>>1 – feromagnetici 9. Šta je kompas i za šta nam služi u praksi ? Uređaj koji radi na principu magnetne igle (skretanje u pravcu mag. polja). Služi za orijentaciju. 10. Definiši magnetnu in ukciju i magnetni fluks, te kakva je međusobna zavisnost ovih veličina? Magnetna indukcija je gustina magnetnog fluksa. Magnetni fluks je broj silnica koje presjeca oređenu površinu, magnetni fluks je gušdi ako je broj silnica koji presjeca određenu povrsinu vedi.
B=
/ S,
[B]= 1T; [
]= 1Wb
Uporedi osu koja spaja geografske polove zemlje i osu koja spaja magnetne polove zemlje; kako se naziva ugao izmeđ u te dvije ose? Geo. osa spaja geografske polove zemlje. Mag. osa spaja magnetne polove zemlje. Ugao deklinacije je ugao izmedu njih 11.
.
12. Objasni Ersteov ogle s provonikom kroz koji protiče struja.
Ogle se sastoji u tome a se žica kroz koju protiče električna struja provuče kroz papir tako da ravan papira bue okomita na žicu. Po papiru se pospu opiljci željeza koje se zbog formiranog magnetnog pol ja rasporee u koncentrične kružnice čiji je smjer oređen pravilom esne ruke. 13. Objasni pravilo desne ruke za gore navedeni provodnik i nacrtaj silnice magnetnog polja u skladu sa pravilom desne ruke.
Obuhvatimo provonik esnom šakom tako a nam palac pokazuje smjer toka električne struje, ona de savijeni prsti pokazivati smjer silnica magnetnog polja. 14. Kako se izračunava magnetne inukcija u nekoj tački za pravolinijski provonik kojim protiče struja? B = µ * H (mi = I/2pi*a) 15. Objasni silnice magnetnog polja ko kružnog provonika i čemu je jenako B? Silnice mag. Polja izviru sa jedno strane a uviru na drugu stranu. B = µ + I / 2a 16. Objasni Magnetno polje solenoida i nacrtaj silnice, tako da poštuješ pravilo esne ruke za solenoid. B0 = µ0 + NI /l Obuhvatimo solenoi esnom rukom tako a nam u kažiprst ulazi smjer elektri čne struje, onda palac pokazuje smjer sjevernog pola. Silnice izlaze iz sjevernog, a ulaze u južni pol. 17. Šta je elektromagnet i kako ga jenostavno možemo napravit?
Elektromagnet je namotaj priključen na potencijalnu razliku čije je jezgro ispunjeno mekim željezom ( jenostavno ga pravimo pomodu navoja(koma žice), jezgro o mehkog zeljeza (eksera) i baterije, a jači pravimo pomodu uže žice, jačeg izvora, šireg komaa željeza). 18. Definiši jačinu magnetnog polja. Kako ona zavisi o magnetne indukcije? H - jačina mag. polja, zavisi od tipa mag. polja i od sredine B = µ * H; H = B/ µ, polje je jace ako je jaca mag. Indukcija. H = I / 2pi * a = N * I / l = I/2a 19. Objasni jelovanje magnetnog polja na provonik kojim protiče struja (F=BIl). Pravilo lijeve ruke. F=B*I*l – sila koja izaziva skretanje (amperova sila) Ukoliko provodnik kojim protice struja unesemo u mag. polje on de skretati napred ili nazad, zavisno od smjera el. struje i smjera mag. polja prema pravilu lijeve ruke. Pravilo: Ako srednji prst pokazuje smjer struje, kažiprst smjer linija sile mag. polja, ona de palac pokazivati smjer kretanja provodnika. 20. Uzajamno djelovanje dva paralelna strujna provodnika je opisano silom....
F= µ * I1 * I2 / 2pi *a*l Provodnici kojima tece struja istog smjera se međ usobno privlače, a provodnici kojima teče struja suprotnog smjera se međusobno odbijaju. 21. Objasni kako se krede naelektrisana čestica u magnetnom pol ju? Nacrtaj! Po kruznoj putanji zbog Lorentsove sile (F=q*v*B) koja igra ulogu centripetalne sile. 22. Pravilo lijeve ruke (F=q*v*B)?
Postavimo palac, kažiprst i srenji prst okomito jean na rugi. Ako srenji prst pokazuje smjer struje, kažiprst smjer linija sile magnetnog polja (B), ona de palac pokazivati smjer amperove, elektromagnetne sile – smjer kretanja provodnika. 23. Objasni pojavu elektromagnetne indukcije! Pojava proizvodnje el.struje unutar provonika pomodu promjenljivog magnetnog polja. E= 24. Definiši mjernu jeinicu za inuktivitet zavojnice! Neki kalem ima koeficijent samoindukcije 1H, ako promjena osnovne struje od 1A/s izaziva elektromagnetnu silu samoindukcije 1 N. [L] = 1H= V*s/A = om* s
/t
NAIZMJENIČNA STRUJA 1. Šta je to naizmjenična struja? Naizmjenična struja je tip struje koja naizmjenično mijenja svoj intenzitet i smjer. 2. Objasni princip obijanja naizmjenične struje? Neka se između polova stalnog magneta nalazi provonik u obliku pravougaonog rama. On rotira oko neke osovine koja je okomita na magnetsko polje indukcije B. Prilikom obrtanja stalno se
mijenja magnetni fluks kroz površinu koja ograničava okvir. Prema zakonu inukcije, uslje promjene magnetskog fluksa , na krajevima provodnika se javlja indukovana elektromotorna sila, odnosno razlika potencijala.
3. Nacrtaj i objasni grafikon sinusne naizmjenične struje.
a)
=rad
b)
=rad
c) = rad
Objašnjenje: Iz grafikona se učitavaju sljeedi rezultati: struja je najveda u tačci , a jednaka je nuli u i kada dodiruje x osu na kojoj se nalaze podaci vremena. Jedan period T je potreban da se struja vrati u vrijednost iz koje je krenula.
4. Definiši trenutne vrijenosti naizmjenične struje i napona. i = I0 sin (wt + Φ 0) u = U0 sin (wt + Φ0) 5. Definiši maksimane vrijenosti naizmjenične struje i napona. To su vrijednosti induciranog napona i struje u namotaju kada je on svom svojom površinom u U0 = √2*Uef silnicama. Uef = U0 / √2
Ief = I0 / √2 I0 = √2 *Ief 6. Šta je to kružna frekvencija i sa kojom je fizikalnom veličinom povezuješ? Kružna frekvencija omega (w) izračunava se pomodu izraza w = 2pi*f, a povezujemo je sa ugaonom brzinom rotacije namotaja u mag. polju. 7. Definiši perio i frekvenciju naizmjenične struje. Frekvencija je broj punih obrtaja kvadratičnog rama u jedinici vremena (f) Period je vrijeme potrebno za jedan puni obrtaj (T)
F=
T=
T=
f=
8. Koja je to vrijenost frekvencije naizmjenične struje koja je stanarna i najrasprostranjenija? F=50 Hz a U=220v
9. Definiši efektivne vrijenosti struje i napona. Vrijenosti koje očitavamo na instrumentima (ampermetar za struju, voltmetar za napon) 10. Koji su to otpori koji se mogu nadi u kolu naizmjenične struje? Termogeni otpor, induktivni otpor, kapacitivni otpor.
11. Definiši termogeni, inuktivni i kapacitivni otpor u kolu naizmjenične struje. Termogeni – konstantan, napon i struja u fazi i = I0*sin*wt = (U0/r)*sin*wt (Φ 0=0)
R=
Induktivni otpor – ima zavojnicu, struja kasni za naponom Φ0 = pi/2, Rl=w*L Kapacitivni otpor – ima kondenzator, napon kasni za strujom, Rc=1/wc 12. Šta znači kaa kažemo a struja kasnii za naponom, onosno ka da napon kasni za strujom? Predstavi to grafički!
13. Napiši matematičke izraze za otpore u kolu naizmjenične struje. Otpori u kolu naizmjenične struje su: TERMOGENI, INDUKTIVNI I KAPACITIVNI OTPOR. Matematički izrazi za ove otpore su:
1. R= ƒ i
2. RL=
14. Definiši impeancu! Ukupan otpor u kolu naizmjenične struje zove se Impedanca . Z= +
3. RC=
15. Izvei formulu za rezonantnu kružnu frekvenciju. Rezonantna kružna frekvencija, pri kojoj je otpor u kolu naizmjenične struje najmanji ata je izrazom: el. Rezonancija (Rl=Rc), wL= 1/wC i w2LC=1
16. Definiši snagu u kolu naizmjenične struje.
Ako u kolu naizmjenične struje postoji samo termogeni otpor, taa je izraz za snagu naizmjenične
struje isti kao i izraz za snagu jednosmjerne struje (P=U I). Postoje aktivna, prividna i jalova snaga.
17. Šta znači privina snaga i kako se izračunava, a šta je jalova snaga i kako se izračunava? Izraz P=U I naziva se privina snaga i ona se izražava u voltamperima. Jalova snaga je izraz Pr=UI sin Φ i naziva se jalova jer se ne može iskoristiti. 18. Definiši faktor snage.
Proizvod struje i komponente napona koji je u fazi sa strujom je aktivna snaga:
Izraz cos ƒi se naziva faktor snage. Pa=Ui cos ƒi 19. Objasni princip raa generatora naizmjenične i istosmjerne struje! NAIZMJENIČNA STRUJA: Savremeni izvori naiz. struje skoro isključivo su inukcioni generatori čiji se princip raa zasniva na elektromag. indukciji. Kod njih se obrtajem kalema (strujne petlje) u mag. polju dobija naiz. struja. Osnovni dijelovi svih indukcionih generatora su: induktor i indukt, rotor i stator. ISTOSMJERNA STRUJA:
Princip raa generatora jenosmjerne struje isti je kao i generatora naizmjenične struje. U provoniku se inukuje naizmjenična struja ali se na priklaan način u vanjskom kolu obiva istosmjerna struja.Tu ulogu ko ovog generatora vrši kolektor (komulator). 20. Šta su transformatori? O čega se sastoje? Transforamtori su uređaji kojima se povedava ili smanjuje naizmjenični napon. Sastoje se o primara (kalem na koji se ovoi naizmjenična struja) i sekunara (kalem u kojem se inukuje struja). Naponi na krajevima primara i sekunara onose se kao brojevi njihovih namotaja jačine struje kroz primar i sekundar odnose se obrnuto naponima na primaru i sekundaru 21. Gdje se ogleda primjena transformatora?
Uloga transformatora u elektroenergetskom sistemu je veoma značajna jer on omoguduje ekonomičnu, pouzanu i bezbijenu proizvonju, prenos i istribuciju električne energije pri najprikladnijim naponskim nivoima. Dakle, njegovom primijenom se, uz veoma male gubitke
energije,rješavaju problemi raznih naponskih nivoa i međusobne izolovanosti kola koje se nalaze na različitim naponskim nivoima. 22. Napiši jenačinu koja opisuje ra jenog iealnog transformatora.
23. Objasni sve fizikalne veličine koje su povezane goree naveenom jenačinom!
Ako sekunar trasnformatora ima N2 namotaja a primar N1 namotaja ona važi relacija
.
Ako je broj namotaja vedi na sekunaru nego na primaru, ona se napon povedava i obratno. Kada sekunar nije optereden kroz primar protiče vrlo mala struja koja se zove struja praznog hoa. U idealnom transformatoru snaga koja se dovodi na primarni kalem jednake je snazi u sekundarnom kalemu. Povezane su sve fizikalne veličine: struja, napon, namotaj, snaga. P1 = P2 U1*I1 = U2*I2
OPTIKA 1. Šta je svjetlost? Kako se naziva naučna isciplina koja proučava svjetlost i svjetlosne pojave? Svjetlost je elektromagnetni talas koji se moze prostirati kroz bilo koju sredinu. Nauka je optika. 2. Objasni prirodu svjetlosti? Dualna, u isto vrijeme je foton (cestica) i talas (zbog frekvencije, talasne duzine, difrakcije...) 3. Navei premet proučavanja fotometrije kao ijela optike. Svjetlosne velicine koje se mogu mjeriti (prostorni ugao...) 4. Definiši osnovne fotometrijske veličine i njihove mjerne jeinice
Jačina svjetlosti Svjetlosni fluks Prostorni ugao Osvjetljenost
I= / Ω =I* Ω
Ω=s/R2 E= /S
1 cd (kandela) 1 lm (lumen) 1 srad (steradijan) 1lx (luks)
5. Ko je eksperimentalno izmjerio brzinu prostiranja svjetlosti, a koliko ona danas iznosi? Fizo, c=3*108 m/s 6. Na koji io spekra je naše oko najosjetljivije? Na zeleni dio spektra 7. Šta je to luksmetar? Sprava za mjerenje osvjetljenosti 8. Napiši matematičke izraze za osvjetljenost, jačinu svjetlosti i svjetlosni fluks. Poveži te veličine i
objasni kako zavise međusobno. 2
E= /s => I Ω/S => ( I*s/R )/S => I/R
2
Svjetlost je veda sto je fluks ve di tj. što je vedi intenzitet svjetljosti.
9. Kako se dijeli optika? Fotometrija, geometrijska i talasna optika 10. Šta proučava geometrijska optika? Proučava svjetlost (svj. zrake) kao pravce. 11. Navei četiri osnovna zakona geometrijske optike i iskaži ih riječima. a) Zakon pravolinijskog prostiranja svjetlosti - kroz bilo koju sredinu se prostire pravolinijski b) Zakon nezavisnosti prostiranja svjetlosti – ukoliko predmet obasjamo sa dva razlicita izvora, svjetlosni zraci ce se prostirati nezavisno jedan od drugog bez medudjelovanja, te formira 2 lika c) Zakon odbijanja (refleksije) – Svj. zraci se odbijaju od neke površine ukoliko je upadni ugao jednak odbojnom uglu i ukoliko su upadna, odbojna zraka i normala na površinu u istoj ravni. d) Zakon prelamanja ( refraksije) – ukoliko svjetlost prelazi iz opticki rjede u opticki guscu sredinu ona je prelomljena prema normali. 12. Šta je to obijanje svjetlosti i o čega zavisi? Zavisi od povrsina ogledala - Svj. Zraci se odbijaju od neke povrsine ukoliko je uUpadni ugao jednak odbojnom uglu i u koliko su upadna zraka, odbojna zraka i normala na povrsinu u istoj ravni 13. Prilikom iskazivanja zakona o prelamanju svjetlosti spominje se veličina ineks prelamanja
ate materijalne sreine. Definiši tu veličinu! n- indeks prelamanje neke sredine i definise se kao kolicnik brzine svjetlosti u vakumu i brzine svjetlosti u nekoj sredini n= c/v 14. Objasni šta znači kaa kažemo a je neka materijalna sreina optički rjeđa, onosno optički gušda! Optidki rjeđa sreina znaci a je svj. u toj sreini brža – n je manje, a v je vede.
15. Nacrtaj i objasni prelamanje svjetlosti kroz planparalelnu ploču i prizmu PRIZMA: (samo što je ugao na vrhu teta ne gama)
PLANPARALELNA PLOČA:
16. Definiši optički klin. Kada je teta (ugao) mali. 17. Nacrtaj i objasni pojavu totalne refleksije. Gdje se ogleda primjena ovog efekta? TUR- je pojava da se svjetlost koja dolazi iz opticki gusce sredine pod vecim uglom od granicnog vrada u tu sredinu pod uglom koji je jednak upadnom. Pravougla prizma, opticko vlakno, periskop.
18. Šta su sočiva? Pemeti o stakla omeđeni s dvijema sfernim povr šinama 19. Koje vrste sočiva poznajete? Sabirno (konveksno) i Rasipno (konkavno) 20. Nabroj tri osnovne karakteristične zrake prilikom prelamanja svjetlosti ko sočiva. Zraka koja pada na sočvo od vrha predmeta paralelno optičkoj osi , prelama se kroz fokus ili žižu. Zraka koja paa na sočivo o vrha, prolazedi kroz centar sočiva, nastavlja svoj put bez prelamanja Zraka koja pada na sočivo od vrha predmeta kroz žižu prelama se paralelno optičkoj osi. 21. Prilikom konstrukcije lika ko sočiva i ko svernih ogleala, veoma su nam bitne tri tačke na optičkoj osi. Koje? Centar (c), fokus ili žiža (F) i tačka presjeka (A') 22. Definiši fokus (žižu) sabirnog sočiva. Šta je žižna aljina? Fokus je tačka u kojoj se zrake sabiraju nakon prolaska kroz sočivo. Žizna aljina je ualjenost fokusa od centra. 23. Kako računamo uvedanje lika?
u=L/P => l/p; u < 1- umanjena, u > od 1 – uvedana 24. Napiši jenačinu sočiva i sfernih ogleala. Kaa de žižna aljina biti negativna? 1/f = 1/p + 1/l Žižna aljina de biti negativna ko raspinog sočiva.
25. Čime se bavi talasna optika? Proučava talasnu prirodu svjetlosti i razmatra svjetlosne zrake kao elektromagnetne talase. 26. Nabroj i objasni 4 pojave kojima je pokazana činjenica a s vjetlost ima i talasnu prirodu! a) DISPERZIJA (razlaganje) – razlaganje bijele svjetlosti na boje: na cr venu, naranđastu, žutu, zelenu, plavu, inigo i ljubičastu.
b) INTERFERENCIJA (slaganje talasa) - slaganje talasa koji se krecu kroz neku sredinu a) konstruktivna, b) destuktivna
c) DIFRAKCIJA – skretanje svjetlosti sa njenog prvobitnog pravca zbog nailazenja na otvore, proreze, pukotine
d) POLARIZACIJA (zakretanje ravni svjetlosti) - zakretanje ravni svjetlosti tako da se propušta samo jedna komponenta elektromagnetnog talasa
KVANTNA FIZIKA 1. Koje zakone toplotnog zračenja poznaješ?
KIRHOFOV ZAKON ZRAČENJA: Tijelo koje najviše apsorbuje zračenje, najšise ga i emituje. Intenzitet zračenja koje se emituje na neku površinu direktno je proporcionalan snazi, a obrnuto 2 proporcionalan površini na koju se izrači. I= P/S [I]=1W/m WIENOV ZAKON POMJERANJA: Talasna užina zračenja na kojoj se izrači maximalni intenzitet, obrnuto je proporcionalna apsolutnoj temperaturi. S-B (STEFAN-BOLTZMANOV) ZAKON: Ukupni intenzitet zračenja apsolutno crnog tijela direktno je proprocionalan šetvrtom stepenu apsolutne temperature.
I=
2. Definiši moel apsolutno crnog tijela. Tijelo koje na svakoj temperaturi potpuno apsorbuje zračenje svih talasnih už ina naziva se idealno crno tijelo. Apsolutno crno tijelo je savr šeni apsorber energije elektromagnetnog talasa koji istovremeno reemituje nazad u prostor oko sebe. Idealno crno tijelo ne postoji u prirodi. Dobra aproksimacija idealnog crnog tijela je jedna šupljina sa malim otvorom koja apsorbuje cjelokupno zračenje koje uđe kroz otvor. 3. Iskaži Wiennov zakon pomjeranja, riječima, matematički i grafički. WIENOV ZAKON POMJERANJA: Talasna užina na kojoj je intenzitet zračenja maximalan, obrnuto je proprcionalna apsolutnoj temperaturi.
λmax = b/T -3
b=2,9*10 km [m*K] 4. Koja je mjerna jedinica za Wiennovu konstantu? K*m = Kelvin * metar 5. Kako se vrši pretvaranje energije iz J (žula) u eV (elektron volte)? -19 Dijelimo sa 1,602*10 -19 E[J]/1,602*10 = E[eV] 6. Navei Planckov zakon zračenja i objasni njegov fizikalni značaj! On je udario temelje kvantnoj fizici, ajudi novu pretpostavku da je spektar elektromagnetnog zračenja diskretan ili linijski. Ukupna emitovana energija jednaka je cjelobrojnom umno šku energije jednog kvanta. Iz ovog zakona zračenja mogu se izvesti svi o taa poznati zakoni zračenja crnog tijela, kao specijalni slučajevi. I dao je dvije predpostavke: 1. Spektar nije kontinuiran, vec diskretan - svaka talasna užina ima rugu energiju 2. Energija kvantizirana - energija se može apsorbirati i proizvoiti ako su u malim paketidima kvanti 7. Šta je foton i koliku energiju nosi ? Foton je kvant elektromagnetnog zračenja i eletromagnetnog međudjelovanja. Prenosilac je elektromagnetne sile koja deluje među naeletrisanim česticama .
E=h*f
(f - frekvencija zračenja, h - konstanta= 6,626*10
-34
Js)
8. Nacrtaj shemu eksperimenta i objasni fotoelektrični efekt.
Pojava emisije elektrona sa katoe kaa se ona obasja fotonima ili svjetlošdu oređene talasne dužine naziva se fotoelektrični efekat. Pojavu fotoefekta demo najlakše objasniti pomodu tzv. fotodelije. U evakuisanoj cijevi se nalaze dvije elektrode. Jedna od njih (katoda) je premazana cezijem, ili nekim drugim alkalnim metalom, a bi se lakše izazvao fotoefekat. Elektroe se priključe na izvor jednosmjernog napona. Kada katoda K nije obasjana svjetlošdu mjerni instrument ne pokazuje nikakvu struju. Kada se obasja svjetlošdu na mjernom instrumentu se registruje struja! Svjetlost je izbila elektrone sa katode i oni se kredu prema anoi A. Tako se obrazuje struja koja se zove fotostruja.
9. Šta je izlazni ra za fotoelektrični efekt? Ra koji je potrebno izvršiti da bi elektron napustio metal . 10. Napiši Einsteinovu jenačinu fotoelektričnog efekta.
hf=Ai+ Ek gdje hf predstavlja energiju jednog fotona, a Ai je izlazni rad elektrona. 11. Navedi bar tri primjene fotoelektričnog efekta u praksi. Ko fotodelija, fotodioda i fotomultiplikatora, kao fotootpornik (automatski brojači, otvaranje..) 12. Koji su to modeli atoma dali osnove za fiziku atoma? To su: Thomsonov model atoma,Ratherfordov model atoma i Borov model atoma 13. Objasni ukratko Thomsonov model atoma i navedi njegove nedostatke? Tomsonov model je zamišljen na način da atom predstavlja sferu ispunjenu pozitivnim fluidom u koji su elektroni uronjeni. Otkrio elektron. Međutim nije mogao obasniti emisiju elektromagnetnog zračenja i radioaktivnost (tj. da se jezgra sama od sebe raspadaju, spontano) 14. U čemu je Rutherfor uspio, a u čemu je neostatak njegovog moela? On je otkrio jezgro, rekao je da se elektoni oko jezgra okredu kao planete oko Sunca, međutim iako je uspio objasniti radioaktivnost, nije uspio objasniti emisiju elektromagnetnog zračenja. 15. Navedi Bohrove postulate? 1. Elektroni se kredu oko jezgra samo po strogo oređenim kružnim putanjama u kojima ne zrače nikakvu energiju. Takve putanje su stacionarne putanje. 2. Do emisije ili apsorpcije zračenja može odi pri prelasku elektrona s jene stacionarne putanje na drugu. Energija toga zračenja jednaka je razlici energija na stacionarnim putanjama. 16. Koje matematičke formule je neophono znati pri objašnjenju Bohrovog moela atoma?
hf = En-Em 17. Na koji način možemo izračunati talasnu užinu emitovanog/apsorbovanog zračenja, ako su
poznati nivoi u atomu sa kojih i na koji elektroni preskaču unutar atoma?
[ ]
gdje su m i n nivoi.
