,UparaHa IIaBJLHu;a-EajHli
OCHOBe eJIeKTpOTeXHllKe II eJIeKTpOHllKe 3a ,!l;pyrH pa3pe,!l; MaIIIHHCKe IIIKOrre
~ 3ABOA 3A YI,I5EHVlKE
6EorPAA
Pe~e1l3eHTII
np BjcKol.'Jl aU Cajct>CpT, TeXIIII'IKII cpa KYJlTeT .,M. n yIllIH", 3petb3H IIH
,!lltnn. IIH)I(. rop~aua MIiTPOBUIi,
M ItHJlCTapCTBO npoceeTe n cnopTa, 6eorpa.o: Altnn. 1111)1(. lipaHKO BYKOC30JbeBUIi, " nona - KOpnOpal..(uja", 6eorpa,!l
Ype,!J;HIIK
AP MUJlo pa ,!l, MapjauoBun
OArOBopH Il y pe.u; HIIK He6ojrn3 JOB3UOBun
npoq,. AP PaAOUl JhYUluli, .!lUpeKTOp II rn3BHU ypenHIIK
MlllIllCTap npocseTe Peny6n llKe Cp611je OAo6pIIO je ynoTpe6y OBor yu6eH ilKa y .o:pyroM pa3pe.ny ~taWllHCKIiX
LOKona CBOjllM
peWetbCM 6poj
650-02-0012412007-06 OA 17. 07. 2007. rOA"He.
ISBN 978-86-17-15007-3
Ca;n; p )Kaj
IIpe~rOBOp
............... . ... . ...... . .. . . . . . ... 8
1. YBOA ......................................... 9 1.1. 3HN!AJ EnEKTPOTEXHMKE .....•. . ....... 9 1.2. PA3BOJ EnEKTPOTEXHMKE ......•. . ....... 9
2. EnEKTPOCTATJlKA . ............... . . . . . .... 13 2.1. CACTAB ATOMA ......... ...... ............ 13 2.2. HAEnEKTPMCAlbE TEnA ..........•....... 13 2.2.1. HalluHu Aa ce Tena HaeneKTpnmy ......•...... 14
2.2.2. EneKTpocKon ........................•. . .... 14 2.3. KynOHOB 3AKOH .......................... 14 2.4. EnEKTPMqHO IIOJbE ...................... 15 2.4.1. llpHH:U;llTI cynepn031ll..\uje . ................. . .. 16 2.4.2. fpacpU1.JKO rrpe,n:cT3BJb3u.e eneKTpUl.IHOr nOJba . . 17 2.5. IIOTEHl\HJAn ............................. 18 2.6. EnEKTPMqHM HAIIOH. .................... 19 2.7. IIPOBO)];HMl\M ............................. 20 2.7.1. HaeneKTpncaHo ycaMJbeHO "POBOAHO TenD .. ... 20 2.7.2. TIpoBoAHIIK y eneKTpn1.JHOM DOJLY ............. 21
2.8. )];MEnEKTPMl\M (M30nATOPM) ............ 22 2.8.1. ilonapII3an;nja nneneKTpuKa .. ........••..... . 22
3.9.1. Pe,D;Ha BeJa OTnopOllKa ..... . ..... .. . •• . . . .... 3.9.2. IIapanenHa Be3a oTnopHIIKa .................. 3.9.3. MewoBllTa Be3a oTnopRDKa .. . . . ..... . .... . .. 3.9.4. Mepelbe oTnopHocTli . ..................... . . 3.9.5. YRDBepJanRD MepUll lIHcTpYMeHTo ............ 3.10. uynOB 3AKOH. EnEKTPMqHM PAA ....... 3.11. EnEKTPMqHA CHArA .................... 3.11.1. Mepelbe eneKTpOttUe CHare .. . ..... . ......... 3.12. EnEKTPMqHI1 rEHEPATOPM ............. 3.13. IIPOCTO EnEKTPMqHO Kono CA
31 32 32 33 34 34 35 35 35
JE)];HMM rEHEPATOPOM M JE)];HMM OTIIOPHMKOM ............................ 36 3.14. IIPOCTO EnEKTPMqHO Kono KOJE CA)];P)!{M BMlliE rEHEPATOPA M OTIIOPHMKA .............................. 38 3.15. CnO)!{EHA EnEKTPM'IHA KonA. APyrM KMPXO
OB 3AKOH . . ............. 39 3.15.1. PelIlaBalbe cnO)Keoor Kona npnMeHOM KUPXOq:)QBDX 3aKooa ........ . ............... 40
3.16. IIPonA3 EnEKTPMl\MTETA KP03
2.10.1. Kanan;UTIIBBOCT nnO"'l3CTOr KOHAeH3aTopa . .. . 25
EnEKTPonMTE .......... . . . . . . . . . ......... 40 3.16.1. EneKTponu3a .............................. 40 3.17. EnEKTPOXEMI1JCKM M3BOPM ............ 42 3.17.1. IIpuMapuu eneKTpoxe~lIIjcKJJ reHepaTopn ..... 42 3.17.2. CeKyH~apHII II3BOPII ..... . ... . . . ... . .... . . . . 43 3.18. TEPMOEnEKTPOHCKA EMMCMJA ........ 43 3.19. KOHTAKTHE IIOJABE ..................... 44 3.19.1. TepMoeneMeoT .................... , " . ... . . 44 3.20. OTOEnEKTPMqHE IIOJABE ............. 45
3. JEAHOCMEPHE CTPYJE . .................... 26
4. EJlEKTPOMArHETH3AM . ................... 46
3.1. IIOJAM JE)];HOCMEPHE CTPYJE ............ 26 3.2. JA'fMHA EnEKTPMqHE CTPYJE ........ . . . 27 3.2.1. 03HaQaBalLe eneKTpUl.JHe cTpyje Kp03 npOBOAHllK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3. IIPATE'F>.M EEKTM EnEKTPM'IHE CTPYJE ..................................... 27 3.4. EnEKTPMqHA KOnA ....................... 28 3.5. IIPBM KMPXOOB 3AKOH .......•.......... 28 3.5.1. Mepe",e cTpyje ......... . .................... 29 3.6. OMOB 3AKOH ......... . . . .................. 29 3.6.1. Mepe",e HanOHa . . ..... . .............. . ..... 30 3.7. EnEKTPMqHA IIPOBO)];HOCT .............. 30 3.8. OTIIOPHMl\11 .............................. 30 3.8.1. Cneu:mlmqua eneKTplPiHa oTnopHocT ......... 31 3.8.2. EneKTpolma oTnopHocT )t(lIttaHOr "POBO,D;UIIKa ................................ 31 3.9. BE3MBAlbE OTIIOPHMKA . . ......... •. . ... 31
4.1 . YBO)]; ..................... . ................. 46 4.2. MArHETCKO IIOJbE ....................... 46 4.3. MArHETCKA MH):(YKl\MJA ................ 47 4.4. AEJCTBO MArHETCKOr IIOJbA
2.8.2. EneKTpoHcKa nonaplJ3a:u;nja ...... ........... . 22 2.8.3. AlinOJIHa nonapU33l.\nja .. . . . . . . ..... . ... . . . . . 23
2.8.4. ,D,neneKTpnQH3 tJBpcTolla AueneKTpnKa ........ 23 2.9. KAIIAl\MTMBHOCT YCAMJbEHOr IIPOBOAHJlKA ............................. 24 2.10. KOH)];EH3ATOP ........................... 24
HA IIPOBO)];HMK CA CTPYJOM (EnEKTPOMArHETCKA CMnA) ............ 47 4.5. MArHETCKO IIOJbE IIPOBOAHMKA CA CTPYJOM .............................. . .. . . 49 4.6. Y3AJAMHO AEJCTBO )];BA IIPOBO):(HMKA CA CTPYJOM ............................... 49 4.7. JAqMHA MArHETCKOr IIOJbA ............. 50 4.8. MArHETCKM nYKC ...................... 50 4.9. MArHETCKA KonA ....................... . 51 4.10. IIO):(EnA MATEPMJAnA IIPEMA MArHETCKMM CBOJCTBMMA ............ 52 4.10.1. KapaKTepucTuKa MarHeTncalba MaTepnjana ... 52 4.10.2. ry6nu:n ycne,D; xllcTepe31Ica .. . ........... . ... 53
5
4.10.3. E neKTpoMa rHeTlI...................... .... . 54
4.11. EJIEKTPOMAfHETCKA I1H,C(YKUHJA .. 54 4.12. CAMOI1H,C(YKUI1JA .... . ............. . .... 56 4.12.1. ConcTBeHa IIHAYKTlI SHOCT Kan eMa ........... 57
4.13. ME1jYCOEH A I1H,C(YKUHJA .......... .... . 57 4.14. BPTJIO)!(H E CTPYJE .... ..... .............. 57 4.15. EJIEKTPOMAfHE T CKl111 EJIEKTPO,C(I1HAMI1'1KI1 I1H CTPYMEHTI1 ........... . . ..... 58
6.3.5. T epMoeneKTpaHe U x li ApoeneKTpaHe Kao Aeo
EEC-a.....
.............. .
..82
6.3.6. H YKneapHe eneKTpaHe. . . . . . . . . . . . . . . . 82 6.3.7. E neKTpaHe Koje KOplJCTe eHeprnj y seTpa ....... 82 6.3.8. KO H~e HTplIllI y l1lI c nCTe~m conapHor 3pa'leFba .. 83
6.4. PA3 BO,C(H A rrO CTPOJEIbA ......... . ...... . 83 6.5. EJIE KTPI1'fHE MPE)!(E ... ... ...... .... ..... 85 6.5 .1. H a,lJ;3eMHlI eneKTpoeHepreTcKlI BOAOBU .. ... . ... 86 6.5 .2. TIoA3eMHlI eneKTp oeHep reTcKlI BOAOBli .. ....... 87
.60
7. flPHrYUlHH~E H TPAHCOPMATOPH ..... 90
5.1. OCHOBHI1 flOJMOBl111 BEJII1'fI1HE ....... 60
7.1. flPl1f YUlHI1UE ............................. 90 7.2. TPAHCOPM ATOP ... . . ... ........ . . ....... 91
5. HAH3MEHH'IHE CTPYJE .. .. . . 5.1 .1. feHeplIcal:be npocTonepnOAn'lHe eneKTp oMoTopae ClIne. . . . . .
. . .. 61
5.2. flPI1K A311BAlbE HAI13 MEHl1'fHI1X flPOCTOIIEPI10,C(I1'fHI1X BEJII1'1I1HA . .. .. 62 5.3. AHAJII1TI1'fKI1 H A'II1H flPl1K A311BAlbA HAI13MEHI1'fHI1X BEJI I1'fI1H A (CTPYJA, HAflOH) ...... .. ............................ 62 5.3.1. IIap aMeTpn HalJ 3MeHII I.{ He npocTon epllOA n 'lHe
cTpyje. .. .. ... . .. . ..
. ............. 62
5.3.2. CpeAl:ba speAHocT HaIl3Me HlI I.{ He npocToneplIOAlIl.{He cT pyj e . . . . . .. 63 5.3.3. E cI>eKTu BHa Bpe,IJ;HOCT H3n3MeHn'lHe npocTonepllOA II'IHe cTpyj e ................... 63
5.4. fPAI1'fKI1 HA'II1H llPI1KA311BA fbA H AI13MEHI1'fHl1X BEJII1'fI1HA ...... .... . 64 5.4 .1. 4>a3Ha pa3nuKa.
. . ... .. . ....... . . . . . 65
5.5. A3 0PCKI1 HA'fI1H flPI1KA311B A fbA HAI13 ME HI1'fHI1X BEJI I1 '1I1HA ........... 65 5.6. OTflOPI1 Y KOJIY H AI13MEHI1'fHE CTPYJE .......... . ... .. ..................... 66 5.6.1. OTnopHuK Y Kony Ha1I3MeHlIqae cTpyj e .. . ..... 5.6.2 . K aneM y Kony Ha1l3MeHlI'·IHe cTpyj e. . ... 5.6.3. KOHAeH3aTop Y Kony HaU3MeHlI'IHe cTpyj e ...... 5.6.4. I1MneAa Hca .................................
67 67 68 69
5.7. PE,C(HA BE3A OTflOPHI1KA, KAJIEMA 11 KOH,C(EH3ATOPA. .. . . . .. . ... ............ 69 5.8. CHAfE Y flPOCTOfl E PI10,C(I1'fHOM PE)!(I1MY . ...... . ..... . .. . .................. 70 5.8. 1. TIonpasKa cl>aKTopa CHar e npllj er.IHUKa cos
5.9. TPOA3HE HAI13 ME HI1'fHE CTPYJ E ...... 71 5.9.1. B e3a HaMoTaj a Tpocl>a3Ho rreHepaTopa y 3se3AY ... 72 5.9.2 . Be3a HaBoja r eHepaTopa y Tpoy r ao ............ 73 5.9.3. CHare Tpo cl>a3Re Ha1l3MeHII
6. flP0I13BO,C(ILA 11 llPEHOC EJIEKTPH'IH E EHEPfHJE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
6.1. 3HA'fAJ EJIEKTPI1'fHE EHEPfI1JE .... . .... 75 6.2. EJIEKTPOEHEPrETCKI1 CI1CTEM (EEC) ... 75 6.2 .1 . TIpeHoc eneKTpn'lHe eHep r nje ......... . ...... 76
6.3. EJIEKTPAHE ............................... 77 6.3.1. K apaKTepncTuKe eneKTpaHa ............ . .... 77 6.3.2. BpcTe ene KTpaHa . .......... ... ... .. .. . .. ..... 78
6.3.3. TepMoeneKTpaHe (TE) ...... . . . . . ...... • . .... 78 6.3.4. XnnpoeneKTpa He (XE) . . . . . . . . . 79
6
7.2.1. TIplIMeHa Tp aHccI>o pMaTopa ......... . . .. ....... 91 7.2.2. BpcTe TpaHccI>0pMaTopa .............• .. ..... 91 7.2.3 . .il.enoslJ TpaHccI>0p M3Topa . . . . . . . . . . . . . ... 92 7.2.4. TIpUHLtlm pa.o;a TpaHccI>opMaTo pa .............. 92 7.2.5. IIpeliocHu OAROCTpaHccI>opMaTopa .. ... . ... .. . 93 7.2 .6. r y6ULtII CHare y TpaHccI>0pMaTOpy . . . . . .. 94 7.2 .7. X n a ~e l:be TpaHccI>opM3Top a ................... 94 7.2.8. CTeneH KOplJCHOr AejcTsa ............ . ........ 94
8. EJIEKTPH'fHEMAUlHHE .....
. . ...... 95
8.1. OCHOBE KOHCTPYKUI1JE OEPTHI1X EJIEKTPI1'1HI1X MAUlI1H A ................ 95 8.1.1. ry6 1I1~ u y en eKTpnl.{HUM Ma mOHaMa. . .. . ...
.96
8.2. OEPTHO MArHETCKO flOJhE .............. 96 8.2 .1. f eHepncal:be o5pTHo r MarHeTCKor n01ba Asocl>a3HIJM CIlCTeMOM ... . . .. . . . .. ... . .. ... . . 97 8.2.2. f eHepllca l:be o6pTHor Marl::l eTCKOr n01ba Tpo cl>a3HlIM CUCTeMOM .... . ................... 98
8.3. ACI1HXPOHE MAUlI1HE . . . ..... . .......... 98 8.3.1. K OHCTpYKLtuja aCllH XpOHII X Mawna3.. . .. . . 8.3.2. npnH~un p3Aa aCIIHX pOHlIX MOTopa .......... 8.3.3. TIy llITal:be y paA aCIIH xp oHIIX MOTopa ......... 8.3.4. P e ryn a ~llj a 6p 311He acnHxpoHll X MOTop a ...... 8.3.5. TIpm feHa CMepa o6pTaiba aCIIHx poHor MOTopa . . 8.3.6. oona HC CHar e II CTeneH KopUCHor )J;ej cTsa aClIH x pOHor MOTopa ................ . .......
8.4. CI1HXPOHE MAUlI1HE .
. 99 101 103 104 105 105
. ..... 105
8 .4.1. KO H CT p Y K~l1j a CJlH XPOHIi X MaWIlH a ........... 105 8.4.2. Y noTpe6a CIIH xpoHnx Ma llinH a............... 107 8.4.3. npllH Ltltn paAa CIIH xpoHe Ma WIlHe ............ 107
8.5. MA lIII1H E JE,C( HOCMEPHE CTPYJE ....... 108 8.5.1. Han aj albe no6Y)J; lIo r lI aMoTaj a ........ ..... .. 8.5.2. M amliHa j eAHocMe pHe cTpyj e ca He3aBliCHOM no6YAoM ..... .. ............ . . 8.5.3. r eHepaTop j eA HocMepHe cTpyje .............. 8.5.4. PeAHo n o6y~e Hll MOTOP ..................... 8.5.5. 6nna HC CHar e MaWJlRa j eAHocMepHe cTpyj e .... 8.5.6. TIpnMe Ha MawnHa j eAHocMepHe cTpyj e........ 8.5.7. O CHOBHU np o6n e~m KO):]; MawnH a j eA HocMepHe
109 109 111 111 112 112
cTpyje ..................................... 112 8.6. KOMYTATOPCKE MAUlI1HE .. ..113 8.7. CEPBOMOTOPI1 . . . . . . . . ............ . . 114 8.8. KOPA'IHI1 MOTOPH . ... .. ................. 114 8.8.1. K O H CT p Y K~lIja KOpa1.fHIIX MOTOP3 ........ . ... 115
9. EJlEKTPOMOTOPHH nOfOHM ............. 117
10.8. CI1MBOfll111 lII EME . .................. . .. 134
9.1. CTP YKTY PE EflEKTPOMOTOPHMX ITOfOHA. . . . . ....................... 117
10.10. CEH30PI1 ................. • .......• • ..... 135
9.1.1. TIpe,QHocT u
10.9. KPAJIhI1 ITPEKl1nA'l11 ....... .... . .. ..... 135
,Il,U n JTan HU X eneKTpoMOTOPHI1X
n orOHa .................................... 118
9.2. MEXAHI1KA EflE KTPOMOTOPHI1X ITOfOHA ................. ................. 9.3. PAAHI1 MEXAHI13MI111 M A lIIl1H E ....... 9.3.1. Pa,ll,H3 TaqK3 •.. . •.•.•...•.• . • . • . • . . . . . . . . . . 9.3.2. CTa6uJInOCT DorOHa . _. _. _. _. _... _..........
118 119 120 121
9.4. ITOrOHI1 EflEKTPl1'lHl1X MAlIIl1HA ..... 121 . ................... 121 9.4.1. TpajHll norOH . . 9.4.2. KpaTKoTpajHII no r OH ....................... 121 9.4.3 .l1H Te p~mT e HTHIl norOH (noroH ca nepUOAItl.fHlfM onTepeheJ-be~ {) ....... 122 9.5. Y ITPABJbAIhE H PErYflAUI1JA ........... 122 9.5.1. OnwT3 meM3 perynllc3Hor norona ........... 122 9.5.2. AYTOM3TCK3 perynal.{uja eneKTpoMoTOPH II X norona ca np"M eHoM nOBpaTHe cnpere ........ 122
9.6. 3AlIITI1TA MAlIIl1 H A Oil, ITPETEPAHor 3ArPEBAIhA .............................. 123 9.6.1. 3alllTUT3 OJ.\ npeonTepeheJb3 n Oll-fOny 6m.leT3JI HII X peneja ......................... 123
9.6.2. 3awTuT3 DA KpaTKor cnoja TQn JbItBUM ocnrypaQUMa .
. .................... 124
9.6.3. KOMfinRoBaRa 3al.DTUTa II O,ll. npeonTepene}ba II
11. EJlEKTPOHHKA ........... .
. ........ 137
]].1. KPETAlhE EflEKTPOH A KP03 BAKYYM Y EflEKTPI1'lHOM 11 MArHETCKOM ITOJbY . 137 11.1.1. KpeTa}be eneKTpoHa Kp03 BaKYYM Y eneKTpUlJHOM no.'l.y .. . ............. . ....... 137 11.1.2. KpeTa}be eneKTpou3 y MarueTCKOM nOJLY .... 138
11.1.3. KaToAAa l\eB ........ . ......... ....... ..... 138 11.2. ITPOBOAH I1UI1 ,I130flATOPI1, nOflYITPOBOAHI1UI1 .......... . . .. ...... 139 11.2.1. n onynpOBO,ll HJlI..\n P II N Tlln a ........••..... 140
11.3. ITPOB01)EIhE CTPYJE Y nOflY ITPOBOn HI1K Y ......... ....... ..... 141 11.4. PN C I10l ............................• . .... 141 11.4.1. AllpeKTHa nonapU3al\lJja PN cnoja ..... •..... 142 11.4.2. J.1HBep3Ha nonaptl3al.\uja PN cnoja ........... 143
11.4.3. IT po6oj PN cnoja . ... ... . . .. . .... •. .... 11.5. AI10AA .............................•..... 11.5.1. ITpn MeHa AIIOAa .......... . .........•...... . 11.6. EI1ITOflAPHI1 TPAH3I1CTOPI1... .. 11.6.1 . ITpIIHl\lIn paAa TpaH3l1cTopa ................
143 144 144 144 145
11 .6.2. nOjalJaBalJKO CBOjCTBO TpaH3 l1 cTopa ......... 146 11 .6.3. CTaTlll.fKe KapaKTepucTuKe TpaH30cTopa .... 147
OA KpaTKor cnoja ..... . ....... . . . ........... 124 9.6.4. n O,ll.HanOHCKa 3amTlITa ..................... 124 9.6.5. Te~mepaTypHa 3amTIlTa ............ . ..... 124
11.6.4. OrpaAIIQeH.a y paAY TpaH311cTopa ...... ..... 147 11.7. T PAH311CTOP CA EEKTOM ITOJbA ..... 148
9.7. AEJCTBO EflEKTPWIHE CTPYJE HA 40BEKA 11 3AlIITI1TA Oil, YAAPA CTPYJE .. 124
nOiLa (JFET-OBll) .............. ..... ....... 11.7.2. ITpUHl\lln paAa FET·a .......... ..... ....... 11.8. MOSFET ................... . .............. 11.8.1. MOSFET ca yrpaljeH IIM KaHanOM ...........
9.7.1. 3awTlJTa PYKoBaou.a O,ll. eneKTpUlJROr YAapa ... 125 9.7.2. AKo AO eneKTplIlJHOr YAapa IInaK A0ge ........ 125
9.8. CTEI1EH MEXAHI14K E 3AlIITI1TE EflEKTPI1'lHI1X YPE1)AJA ....... . ........ 126 10. EJlEKTPM'IHH AnAPATH H nOM01iHH YPE1)AJM .................................. 128 10.1. ITPEK I1AA'lI1 .................... . ........ 128 10.1.1. AYToMaTcKu npeKU jl;alJlI . ....•... . . • ••.... . . 128
10.2. PACTABJbA'l11 .................. .... ..... 129 10.3. OCI1rY PA411 .... . ..............•......... 129 10.3.1. TOnJLIIBH ocurypallll. . . . . • . . .
11.7.1. CnojHH TpaH3ucTop ca ecpeKToM
148 149 150 150
11.8.2. MOSFET ca IIH,Il.YKOBaHtlM KaHaJIOM ........ 150
11.9. TI1PI1CTOPI1 .............................. 11.9.1. TpnjaK ............... . ............ .. ..... 11.9.2. AujaK .......... . ................ . •....... 11.10. I1HTErPI1CA HA KOflA .................. 11.11.I1CITPABJbA'l11 ............. . . .. • ........
151 152 152 152 153
11.11 .1. JeA HocTpaHIi UCnpaB1baQ .........•.... . ... 154 11.11.2. J],BocTpaHli ncnpasJLal.f ................ . ... 154
11.12. CTABI1fll13ATOP HAI10HA ............. 155 11.13. I1OlA'l ABA'l11 ..................••.. . .... 156
. ... ... 129
11.13.1. Onepau.noHH nOj alJaBalJ ......... • .... .... , 156
10.4. C KflOITKE ............. .••. . .. . . .......... 130 10.4.1. fpe6eHacTe CKnonKe ....................... 130
11.13.2. IToBpaTH a cnpera ............. ..... ....... 157 11.14.0CUl1flATOPI1 ............. . ......... . . 157 11.15. OCHOBH A flOrl1'lKA KOflA Y AYTOMATI1Ul1l1fll1 PA4YHAPCKOJ TEXHI1UI1 ............................... 158 11.16. MEMOPI1JE ........................... . . . 159 11.17. MI1KPOITPOUECOP ...................... 161 11.18. OC HOBHE CMETIhE I1IhI1XOBO OTKflAIhAIhE .......................... 162 11.19. I1HAYCTPI1JCK I1PA'lY H A PI1 ....... .... 162
10.5. PEflEJI1 . . ....... . . . ............••......... 131 10.5.1. EUMeTanHu pen eju ............. .•... ...... 131 10.5.2. TexHuKa penejH e 3alllTilTe ... . ............. 132
10.6. TAXOrEHEPATOPI1 ...................... 132 10.6.1. TaxoreHepaTopu jeAHocMepHe cTpyje ... . .... 132
10.7. MEPHI1 ITPETBAPA'l11 ITOMEPA JA ...... . 132 10.7.1.I1HAYKTUBHlI AaBallll n031fll,lIje (n HAYKT IIBHII npeTBapalJU nOMepaj a) ..................... 132 10.7.2. OnTUlJKU jl;aBalJlI n03Ull,uj e (MepHII npeTBapallU nOMepaja ca cpoToOCeTJLIIBIIM eneMeuTIIMa) .. 133
I1Pl1fl0311 .. nllTepaTypa ...........•...
.. 165 . ....... . . 173
7
IIpep;roBop
YI,I6eHHK je HanHCaH rrpeMa HaCTaBHOM rrnaHY 3a rrpeAMeT OCHOBe eneKTpOTeXHHKe H eneKTpOHHKe 3a II pa3peA TporOAHIIHbe H qeTBOpOrOI\HIlIlhe Ma IlIHHCKe IlIKone. CaM Ha3HB rrpeAMeTa YKa3yje Aa yqeHHIIH Tpe6a Aa ce yrro3Hajy ca OCHOBHHM 3aKOHHMa H rrpHHIIHrrHMa eJIeKTpOTexHHKe H eJIeKTpOHHKe, Kao H KOHCTPYKIIHjOM, HaqHHOM paAa H yrroTpe6oM eJIeKTpHqHHX MaIlIHHa, TpaHc¢opMaTopa, rrocTpojelhHMa 3a rrpeHoc eJIeKTpHqHe eHeprHje, eJIeKTpOHcKHM eJIeMeHTHMa H CHCTeMHMa. IIOIliTO je rrpeAMeT y rroAPYqjy paAa MallIHHCTBO H o6paAa MeTaJIa, ayTop ce TPYAHO Aa yqeHHIIHMa rrpH6JIHlKH eJIeKTpOTexHHKY H YKalKe Ha lheHY rrOBe3aHOCT ca MaIlIHHCTBOM. YI,I6eHHK caAplKH 11 rrOmaBJha H rrpHJIOre Ha Kpajy. Ha Kpajy CBaKor rrOrJIaBJha AaTa cy mlTalha 3a rrpoBepy 3Halha . Y yI,I6eHHKY ce BpJIO qeCTO rroMHlhY rOAHHe KaAa cy 3aKOHH ¢opMyJIHCaHH, Kao H rOAHHe BalKHHjHx oTKpHna. AyTOp je lKeJIeO I\a yqeHHIIH YO
8
l.YBO;o;
1.1. 3Haqaj
eJIeKTpOTeXHIIKe
1.2. Pa3Boj
eJIeKTpOTeXHIIKe
EJIeKTpOTeXHHKa 06)'XBaTa cK)'Il 3Halba H HCKyCTaBa, HaY'lHa HCTpa)KJfllalba II npaKTWlHe npllMeHe eJleKTpWIHMX H MarHeTCKllX nojaBa. 06JlaCTil eJleKTpOTeXHHKe cy: eHepreTI1Ka, eJIeKTpOHllKa, TeJleKOMYHIlKaIjllje, aYTOMaTHKa II pa'!YHapCKa TeXHHKa. EJIeKTpOTeXHHKa je nOBe3aHa 11 ca I1PYrl1M 06JlaCTilMa Kao UITO cy: 6HOJlOrHja, MeI1HIjHHa, aCTpoHoMHja HTI1.
Pa3Boj eJleKTpOTeXHHKe je pe3YJlTaT l1yror HCTpa)l{IlBalba II llH)l{elbepCKor pal1a KOjll je TpaCllpaH Kp03 BeKOBe. Henr Ba)l{HIl 110ral)ajll y llCTOPHjll eJleKTpl1IjIlTeTa cy:
EHepreTHKa 06YXBaTa npOH3B0I1IbY, npeHOC, IIHCTpH6YIjHjy H yrroTpe6y eJleKTpH'!He eHeprJOrje.
Y TO BpeMe y 6Jl1l311Hll rpalla MarHe3Hja OTKpHBeHO je l1a KOMal1 rBO 311eHe PYl1e npllBJIa'!ll cllTHllje KOMalie rBO)l{l)a.
EJleKTpOHHKa je lIeo eJleKTpOTeXHHKe Koja ce 6aBI1 pa3BojeM H rrpHMeHOM eJleKTpOHCKHX KOMrrOHeHTH. EJleKTpOHHKa je oMoryll.HJIa H3pal1Y BeOMa nOY3I1aHHx, CJlO)l{eHHX ypel)aja '111ja npHMeHa HMa BeJlHKll YTllIjaj Ha HaIll CBaKOI1HeBHll )l{IlBOT. ITpeHoc H nplljeM eJleKTpll'!HllX CllrHaJla Ha pa3Jlll'!IlTe Yl1alheHOCTll, Kao 11 CKJlorrOBH II ypel)ajll KOjll ce npHTOM KopilCTe, 113y'!aBajy ce y 06JlaCTil TeJleKOMYHIlKaIjllja. Pa'!YHapll cy lIeo HaIlle CTBapHOCTH, HenpeKllI1HO ce ycaBpIllaBajy, a caMHM TIlM je II IbllXOBa npl1MeHa cBe Belia ; TO ce npoy'!aBa y pa'!yHapCKOj TeXHllIjIl.
OKO 600 r. TaJIec 03 MUJIen, rp'!KH CPllJl030CP npe H. e. onilcao je CBOjCTBO IiHJIIr6apa lIa, npOTplhaH BYHeHOM TKaHIlHOM, npHBJla'!ll JIaKe l1eJllllie MaTepllje.
1186. r.
XIII BeK
npBy 3Ha'!ajHlljy pacrrpaBy 0 MarHeTH3My.
1600. r.
Pa3Boj eJleKTpOTeXHIlKe je OTBOP"O HOBe BHI111Ke H rrOI1CTaKaO pa3Boj HOBHX 06JlaCTil II 11"CIjllnJlllHa. 3Ha'!aj eJleKTpOTeXHIlKe omel1a ce y lbeHoj CBaKOI1HeBHoj npHMeHH y HaIlleM )l{HBOTy. 0 TOMe II He pa3MHIlllhaMO. Ha TO CMO Ha-
I,IllJIDepT (William Gilbert, 15401603) 06jaBlhyje cBoje l1eJIO ,,0 MarHeTY, MarHeTHHM TeJIHMa II BenHKOM
MarHeTY Y 3eMlhll"
II
npBll ynoTpe -
6JbaBa Ha311B " eneKTpHQHH" l .
1663. r.
01'0 fepuKe (Otto von Guerike, 1602-1686), rpal10Ha'!eJIHIlK Maj l1eH6ypra , KOHcTpYHcao je eJIeKTpOCTaTH'!KH reHepaTop KOjll je " npol13B01I1l0" eJIeKTpHIjIlTeT npH 06pTalby JIOnTe 011 CMOJIe.
AYTOMaTHKa ce 6aBil npOIjeCIlMa ynpaBlhalba II peryJlaIjllje. ITpl1Melbyje ce y MHOfllM 06JlaCTHMa.
HeKaM (Alexander Neckam, 11571217) npoHaIllao je MafHeTCKY HOly. MapuKYP (Pierre de Maricourt) l1aje
1745. r.
KJIaj cT (Ewald von Kleist, 1700- 1748), HeMa'!KH nacTop, II MyrneoDpyK (Pi -
eter van Muschenbrok, 1692- 1761), npocpecop cpH3HKe, He3aBilCHO jellaH Ol1l1Pyror npOHaIllJIH cy JIajl1eHcKY 60IjY, npoToTlln KOHl1eH3aTopa.
BHKJIH.
9
1774. r .
1770. r.
Cl>paHKJlIIH (Benjamin Franklin, 1706 - 1790). CBOjlIM CXBaTaalIMa II eKcIIepHMcHTIIM3 !pje IIlIej y 0 r poMo6paHY·
1826. r.
faJlBaHII (Luigi Galvani, 1737-1798), I1po¢ecop aHaToMllje o6jaBJbyje CBOja 3ana)!(aaa 0 eKcneplI MeHTIIMa ca )!(a6aMa.
1831. r.
1785. r.
KYJlOH (Charles Augustin Coulomb, 1736-1806) je o6jaBIIo 3aKOH KOjl1 rOBopli 0 CIIJlII Mel)yco6Hor lIejcTBa 1I3Mel)y TaqKaCTIIX HaeJleKTplICaHlIx TeJla. KYJlOHOB 3aKOH npellCTaBJba OCHOBHII 3aKOH eJleKTpOCTaTIIKe.
1799. r.
B OJlTa (Alessandro Volta, 1745-1827) pa3BIIja rrpBII TpajHlIjlI 1I3BOP CTpyje (BorrTIIH cTy6) Ha OCHOBY palloBa farrBaHllja.
1800. r.
1819. r.
PIITep (Karl Ritter, 1779-1859), a IIBe rOIlHHe KacHlIje II )l;eBII (Humphry Davy, 1778-1829) OTKplIBajy rrojaBy pa3rrar aaa TeqHIIX rrpOBOIIHIIKa Kalla Y allMa rrocTojlI erreKTpllqHa cTpyja.
1820. r .
AMIIep (Andre Marie Ampere, 17751836) CBOjlIM cjajHIIM eKcrreplIMeHTIIMa I1oKa3yje lIa eJleKTpOMarHeTcKa CIIJla lIeJlyje 1I3Mel)y IIBa rrpoBolIHIIKa y KojlIMa I1ocToje cTpyje. OH je rrpBII YBeo Ha3IIB eJleKTplIqHa cTpyja.
1821. r.
3e6eK (Thomas Seebeck, 1770- 1831) rroKa3yje lIa I10CTOjlI cTpyja y 3aTBOpeHoM KOJlY Koje je HanpaBJbeHO Oil p;Ba llJIH BIUlie MeTaJIa , aKO ce TeMne -
paType crrojeBa pa3J1I1Kyjy.
1823. r .
C TYPl,leH (William Sturgeon , 17831850), eHrJleCKII IIH)!(eaep KOHCTPYIIIIIe eJleKTpOMarHeT.
10
oTKpHBa Be3Y H3Mel)y jaqHHe cTpyje Koja rrocTojH y rrpoBolIHIIKY II HarroHa Ha KOjH je rrplIKJbyqeH. Cl>apallej (Michael Faraday, 17911867) eKcrrepHMeHTaJlHHM rrYTeM ¢OpMYJlHIIIe 3aKOH eJleKTpOMarHeTCKe HHIlYKl\lIje, Ha OCHOBY Kora MO)!(e y rrOTrrYHOCTII lIa ce pa3YMe Be3a 1I3Mel)y eJleKTplIqHIIX II MarHeTCKIIX rrojaBa. OBaj 3aKOH je 1I3Y3eTHO Ba)!(aH 3a rrpaKTlIqHY eJleKTpOTeXHIIKY. apal1ej je YBeo II crrellelie rrojMoBe: IIlIeJleKTplIK (3a 1I30JlaTope), aHOlla, KaTOlla , eJleKTpOl1a , eJleKTpOJlHT, eJleKTpOJllI3a IITI1. TaKol)e je ¢OPMYJllIcao H 3aKOHe eJleKTpOJlII3e.
1832. r.
XeHpll (Joseph Henry, 1797-1878) oTKpHBa rrplIHl\lIrre caMoIIHIlYKl\lIje. Mop3e (Samuel Morse, 1791- 1872) 3aIlOqHae pa3Boj Terrerpa¢a .
1833. r.
JIeHI\ (Heinrich Emil Lenz, 18041865) ¢OpMYJlIIIIIe rrpaBIIJlO Koje ce OIlHOCH Ha eJleKTpOMarHeTcKY IIHIIYKl\lIjy, rr03HaTO Kao JIeHl\OBO npaBHJlO.
1838. r.
fayc (Karl Friedrich Gauss, 17771855) II Be6ep (Wilhelm Eduard Weber, 1804- 1855) KOHCTPYIIIIIY eJleK-
EpCTell (Hans Christian Oersted, 1777- 1851) oTKplIBa lIa MarHeTCKa IIrJla Meaa I10Jlo)!(aj Kalla ce Harra31I y 6rrlI3IIHII I1POBOIIHIIKa ca CTpyjOM. OBaj I1pOHaJla3aK I1oKa3yje rrOBe3aHOCT erreKTplIqHIIX II MarHeTCKIIX I1ojaBa.
OM (Georg Simon Ohm, 1789-1854)
TpoMarHeTcKH Terrerpa¢.
1841. r .
I,IyJl (James Prescott Joule, 18187889), eHrneCKII ¢1I3IIqap, eKcrreplIMeHTarrHHM nYTeM 110Jla3H 110 ¢opMyJle 3a H3paqYHaBaae eHeprlIje Koja ce npeTBapa Y TonJloTY y jellHOM oTnopHIIKy.
1845. r.
KllpxolfJ (Gustav Robert Kirchoff, 1824- 1887), HeMaqKH ¢1I3Hqap, ¢opMYJlHIIIe 3aKOHe KOjlI oMoryliaBajy aHaJllI3Y eJleKTplIqHIIX KOJla.
1864. r.
MaKCBeJl (James Maxwell, 18311879) Y CBOM pal1Y ,,)l;HHaMlIqKa Teo pHja eJleKTpOMarHeTcKor I10Jba" MaTeMaTHqKH I1pHKa3yje apallejeBe IIlIeje H 3aKJbYQKe.
CUMeuc (Erns Werner von Siemens, 1816-1892) lIaje CBOj 1I0TlPUHOC Y H3yqaBalhY nojaBa npoBoIlHOCTU. f.
EIIIICOH (Thomas Alva Edison, 18471931) TlpaBII cujaJIul1Y.
1887. f .
TecJIa (HuKoJla TecJla, 1856-]943) TlpaBH acuHxpoHU MOTOp.
1879.
PalloBu U npOHanaCI1U OBor reHujanHOf HayqHHKa U npoHana3aqa 3a1lHBunH cy qUTaB CBeT. lhefOB pall je 3aHCTa orpoMaH, ca OKO 1000 npoHana3aKa U naTeHaTa, Kao llJTO cy TlOnu
1910. f .
HHIlYCTpujcKa npoH3Boiliha eneKTPOHCKUX l1eBU.
1911. f.
KaMepJIIIHf (Onnes Heike Kamerlingh, 1853- 1926) oTKpuBa CBOjCTBO cynepnpoBollHOCTU. Pallepl\JoPIl (Ernest Rutherford, ] 8711937) a IIBe fOIlUHe KacHHje U liop (Niels HenrikDavid Bohr, ]885-1962) o5jallJlhaBajy CTpyKTypy aTOMa.
MUJIUKaH (Robert Millikan, 1863]953) YCTIeuIHo u3pa'lYHaBa KonH.'1UHy HaeneKTpHcalha jellHOf eneKTpOHa.
1929. f.
BaH lie fpal\J (Robert Jemison Van de Graaff, ]90]-]967), aMepU'IKH
1940. r. 1946. f.
Pa3BujeH pallap.
HOM".
Ha cTOrOIlUllJlhHI1Y poljelha HUKOJIe TecJIe 1956. fOIlHHe 0IlJIYKOM MeljyHapollHe eJIeKTpOTeXHUqKe KOMHCHje (lEC) jellHHUl1a 3a MafHeTcKY HHIIYKI1Ujy je 1I05HJIa Ha3UB TECnA.
1894. r.
JIynHH (MuxajJlo IIy"uH, 1858- 1935) TlpOHaJIa3U KaJIeMOBe , KacHuje cy Ha3BaHU IIYTlUHOBU KaneMOBH, KOjU uMajy orpoMHY TlpUMeHY y TeJIe
1901. r.
XjYIIT (Peter Cooper Hewitt, 1861- ]921) TlpOHana3u JIaMTlY Ha OCHOBY Koje ce KacHlije npaBe
1903. r.
1906. f.
JIeKTpoHcKY l1eB ca IIBe eJIeKTpOlle (IIHOIIY)·
HaTlpaBJbeH je TlpBU eJIeKTpOHcKH paqyHap ENlAC (Electronic Numeric Integrator and Computer) KOjH je HMao OKO 18 000 eJIeKTpOHcKHX l1eBH U 5HO Te)l(aK OKO 30 TOHa.
1948. f.
liaplIHH (John Bardeen, ]908-199]), lipeTeH (Walter Brattain, ]902-1987) 1'1 IlloKJIH (William Shockley, 19101989) TlpOHallJJIU cy TpaH3ucTop. 350f TOf oTKpH!1a 1I05HnH cy Ho5enOBY HarpallY. TpaH3HcToPH cy OMOry!1HJIU MHHujaTypu3al1Hjy eJIeKTPUqHUX KOMTlOHeHTU U CKnOTlOBa.
1953. r.
1954. r.
OCTBapeH je npBu npeHoc TeneBu3uj CKe CJIHKe y 50ju y CAp;.
11
CorrapHe 6aTepHje, Koje rrp eTBapajy CBeTrrOCHY eHeprHjy y erreKTpHqHY, pa3BHjeHe cy y Bell Telephone Labo-
ralOries. 1958. r.
HanpaBlheH je npBH TerreBH3HjcKH npHjeMHHK y JyrocrraBHjH, y HHWY.
1959. r.
Pa3BHjeHa cy npBa HHTerpHcaHa KO rra.
1961. r .
KOMepl1HjarrH3 npOH3BOl\lha HHTerpHcaHHx Korra.
1963. r.
YBel1eH je PAL CHCTeM TerreBH3Hje y 60jH.
1970. r. 1977. r.
Pa3Boj MHKpOnpOl1ecopa.
1981. r.
I1poH3Bel\eHH cy npBH nepcoHarrHH paqyHapH Apple H Commodore.
1987. r .
Ka6rrOBCK3 TerreBH3Hja y EBponH.
Mllrrep (Karl Alex Miiller,)927- ) H Eel\HOPll (Johannes Georg Bednorz, 1950- ) I\06Hjajy Ho6erroBY Harpal\Y 3a npoHarr33aK KepaMHqKHX MaTepHjarra KOjH Ha BHWHM TeMnepaTypaMa HMajy CBOjCTBO cynepnpOBOI1HOCTH.
1992. r .
Y BerrHKoj BpHTaHHjH, y Camelfordu , noqerra ca pal10M erreKTpaHa KOj 3 KOPHCTH eHeprHjy BeTpa.
1995. r.
I1poH3Bel\eH MeMopHjcKH qHn KanaI1I1TeTa 1 G B.
1996.r.
General Motors nOqHlhe rrpol1ajy rrpBHX erreKTpHqHHX Korra Saturn EV1
paHl.\ycKe )Kerre3HHl1e YBOl1e npBH eBporrcKH cyrrep 6P3H rrYTHHqKII B03
TGV (train agrande vitesse). 1984. r.
I1POH3B0l1lh3 MeMopHjcKor qHrra Karr311HTeTa 1 MB.
Koja ce cepHjcKH npOH3BOl\e.
1997. r.
Honda rrpIIKa3yje CBOj erreKTpllqHII ayTo (EV plus) .
2.
EJIeKTpOCTaTHKa
EJIeKTpOCTaTHKa npoy'laBa nojaBe Be3aHe 3a TeJIa Koja MHpyjy y 0AHOCY Ha nOCMaTpa'ia a KO ja cy HaeJIeKTpHCaHa KOJIH'IHHOM HaeJIeKTpHcalha Koja ce He Melha y BpeMeHy. Y OKOJIHHH TaKBor HaeJIeKTpHCaHor TeJIa nocTojH eJIeKTPH'IHO (eJIeKTpOCTaTH'IKO) nOJbe, Kao H CHJIe KojHMa AeJIyje Ha APyra HaeJIeKTpHCaHa TeJIa . IIpOY'laBalhe OBor nOJba je noceOHO BalKHO 3a MHore OOJIaCTH eJIeKTpOTeXHHKe.
OCOOllHe '1eCTHl1a OA KOjl1X je 113rpal)eH aTOM. MOlKe ce yO'lllTll Aa je HaeJleKTpHCalhe jeAHor npOTOHa H jeAHor eJleKTpOHa llCTO no anCOJlYTHOj speAHOCTH, aJlH cynpoTHor 3HaKa, H TO cy eJleMeHTapHa HaeJleKTpllCalha 3 Taoen a 2.1. - EnEKTPOH, IIPOTOH, HEYTPOH 4 ECTHUA 03HAKA MECTO Y ATOMY
HAEll EKTPI1CA lhE
KOJH1l{J1HA J-iAEllEKTPH-
CA lhA
1.I ECTl1LJ,E
(no anconYTHoj Bpe /l IlOCT11)
2.1 . CaCTaB aTOMa
En EKTPOH
e
OMOTaq
He raTHBHO
1,602-10- 19 C
!J:aHaWlha ca3Halha 0 aToMy2 cy BeOMa OOllMHa II nOKa3yjy Aa je aTOM BeOMa CJIOlKeH, aJIll 3a pa3MaTpaiba y OS OM AeJIY AOSOJbHO je pelill Aa ce aTOM cacTojH OA je3rpa II OMOTa'la . OCHOBHe '1eCTlll1e Koje ce HaJIa3e y aTOMCKOM je3rpy cy npOTOHl1 H HeYTpOHII, a eJIeKTpOHIl 'lIme OMOTa'l aTOMa. EJleKTpOHH ce Kpeliy OKO je3rpa no npl10Jll1lKHO KpylKHllM nYTalhaMa (T3S. eJIeKTpOHCKe OpOI1Te). Y TaOeJIH 2.1 npHKa3aHe cy
npOTOH
p
je3rpo
n03l:ITHBHO
1,602'10- 19 C
HEYTPOH
n
je3rpo
HeYTpaJIHO
0
Tpeoa HanOMeHYTll Aa je OOenelKaBalhe II03HTllBHOr II HeraTllBHOr HaeJIeKTpllCalha 4 KOHBeHI1Hja, npHXBaneHa 300r cBoje npaKTH'IHOCTH. Osa KOHBeHI1Hja je y nOTnYHOCTH y CKJlaAY ca 3analKalhHMa npHJlHKOM npOY'laBalha OBllX nojasa.
2.2. HaeneKTpHcaae Ten a TeJlo Koje CaAp)KH jeAHaK opoj npoToHa n p H eJleKTpOHa ne je eJleKTpll'lHO HeYTpaJlHO Teno. TeJlo je HeraTIlSHO HaeJleKTplICaHo aKO llMa Bllwe eJleKTpOHa Hero npOTOHa. OOPHYTO, aKO HMa BHwe npOTOHa , OHAa je n0311TIIBHO HaeJleKTpllcaHO. KOJllI'lllHa HaeJieKTpHcaILa (KOJIH'lIma eJleKTpHI1HTeTa) HeKor Tena 03Ha'iaSa ce CJlOBOM Q H jeAHaKa je: CJ1U1W
2.1. -
AiuDAI 3 n ojaM HaeJleKlUpUCal-be ce He ;o:e¢UHllwe. 4 TepMHHII
2
Peq aillOM nOTIJqe
O,lt rp'lxe pe'lll alomos WTO 3Ha'rn HegelbU6.
cc
Iw elleKiTlpllcafbe Ii eJl eKili.plI'IkO ofuuepelielbe KopncTe
y CMl1CJIy HoelleKilipflcaHo '1eciuw{a .
13
AKO ce calla TellO pa311BojH rro mmHjH pa3l1Bajalha elIeKTpHI1HTeTa, 1\06Hja ce jeAHo rr03IlTIlBHO, H I1Pyro HeraTIlBHO HaeJIeKTpllCaHo TeJIO. Je/lllHmja 3a KOJIll'IllHY HaeJIeKTprrCaJha je KYJIOH (C).
MepelheMje rrOKa3aHO /la 1 C (1 KYJIOH) rrpe/l CTaBJI,a arrCOJIYTHY Bpe/lHOCT HaeJIeKTpIICalha 6,2419610 18 eJIeKTpOHa lliTO rrp1l6JIll)KHO 113HOCll 6 241 960 000 000 000 000 eJIeKTpoHa. HaeJIeKTpIICalhe Tella 0/11 C je peJIaTIlBHO BelIllKO II TelliKO OCTBapJI,llBO Y rrpaKTllqHIlM YCJIOBHMa.
ffi ffi ffi
~
a)
( = :)
6)
aD
B)
CftUKO 2.2. - E.rreKwpociiiaiiiuLtKa uHgYKu,uja
2.2.1. HaqIIHII;n:a ce TeJIa HaeJIeKTpIIIIIY Jow Y aHTHqKO /l06a 6HJIO je rr03HaTO CBOjCTBO fillJIIl6apa /la rrpHBJIaqll JIaKe /leJIOBe MaTepHje HaKOH WTO ce rrpOTpJI,a BYHeHOM TKaHIlHOM. KacHllje je rrpOHaJ:jeHO /la HMa BIIwe BpCTa MaTepHjaJIa ca TaKBOM OC06IlHOM, Ha rrpHMep aKO ce CTaKlIeHa WHrrKa rrpOTpJI,a CBHJIeHOM TKaHIlHOM, OH,IJ:a
he ce II llilUIKa II TKaHHHa HaeJIeK-
TpHcaTH. To 3Ha'lH /la Y OBOM rrocTyrrKY rrplllIHKOM 110111lpa H TpJI,alha MaTepHjalIa elIeKTpoHIl rrpeJIa3e ca rroBpwllHe jel1HOr MaTeplljalIa Ha I1PYrIl. Tal1a fie jel1aH MaTeplljalI l1a cal1P)K1l BHlliaK eJICKTpOHa, a I1Pyrll MalhaK. Pa311BajalheM /l0611jaMo jel1HO rr031lTIIBHO II jel1HO HeraTIlBHO HaelIeKTpHcaHo TeJIO. CTaKJIeHa WllrrKa II CBlllIeHa TKaHIlHa ce rrpllBlIaqe. gBa Kpaja rrpoTpJI,aHe WllrrKe ce 0116lljajy. OBaj HaqllH l1a ce TeJIa HaelIeKTpllwy Ha31lBa ce Tpelhe H 1I01lHP.
2.2.2. EJIeKTpOCKOil IIoMofiy eJIeKTpOCKOIla KOjll je rrpHKa3aH Ha CJIIlI1Il 2.3 Y CBOjOj Hajjel1HOCTaBHlljoj BapHjaHTil MO)Ke ce YTBPAHTH l1a 1I1l je TeJIO HaeJIeKTpHCaHO. ElIeKTpOCKOrrOM OBe BpCTe He Mory ce MepllTH KOJIHqHHe HaelIeKTpHcalha TelIa, Befi ce caMO MO)Ke KOHCTaTOBaTH l1a lIH je TellO HaeJIeKTpHcaHO. MCTaJIHa Kyrnl1 a
MCTaJlHa llIllllKa
/
3aTBapaQ 0.0: 1130JIaTOpa
/
CraKJICHlI 6aJ10H
-t__ Ka.Q3 HacnCKTpncaHO TellO .QOnrrpHe KyrJIIlIl,y, .Qeo Tor
HacnCK1'pilcalha npcna:m Ha KynIH.U;y II npeKO MeTaJIHe IUHTIKC .o;OJIa3H.o:O TPa.Ka
TpaKC 0):\ TaHKe
Koje he ce pa3MaKHYTll.
anYMuHujYMCKC cpoJIuje
T ella Mory l1a ce HaelIeKTpHwy Ii em!KTpOCTaTH'IKOM I1I1I1YKI\HjOM. KOI1 OBor HaqllHa HeMa 11 0 11Hpa.
CAUlCa 2.3. - E.rreKiiipocKoii.
EJIeKTpH'IHO HeYTpalIHo TeJIO ce 110Hece 6JI1l3Y HaelIeKTpHcaHor TeJIa, Ha rrpHMep rr03HTIlBHor, Kao Ha ClIHI1H 2.2a.
2.3. KYJIOHOB 3aKOH
IIol1 YTHl1ajeM rr03HTHBHor HaeJIeKTpHCaHor Tella 1101Ia3H 110 rrojaBe pa3111lajalha HaelIeKTpHcalha H cTpaHa 6JIH)Ka HaelIeKTpHcaHoM TelIY ce HaelIeKTpHwe HeraTHBHO, a cyrrpoTHa rr03HTHBHO (2.26) .
H cpOpMyJIIlCaO 3aKOH KOjH rOBopll 0 CllJIIl 5 H3-
14
paHI1YCKH cpll31lqap KYJIOH (Charles Augustin Coulomb, 1736-1806) je 1875. rOI1HHe 06jaBHo
5 CUJIa je neKTopcKa BeJI WilfHa, llITO 3Ha"l1I )J;a 3a
KY BCKTOPCKY BCJI llqllHY HHTeH3UTeT.
Mopa
}J;a.
!-by, Kao II
33 CHa-
ce .Qcq:lItHHllle npaBal\, CMep II
Meljy Ta'lKaCTI1X HaeneKTpl1Calba. T e Cl1ne ce Ha3l1Bajy eneKTpH'IHe Cl1ne. OBaj 3aKOH npellCTaBJba pe3ynTaT lberOBHX eKCnepHMeHTanHI1X I1CTpa)l(I1Balba. KynoHoB 3aKOH npellCTaBJba OCHOBHH 3aKOH eneKTpOCTaTI1Ke. Ta'lKaCTa HaeJIeKTp"C31b3 cy HaeneKTpHCaHa Tena '1Hje cy IIl1MeH3Hje MHOrO nyTa Malbe y 0IlHOCY Ha IbI1XOBa Meljyc06Ha pacTojalha. C~
fIpM TOMe je:
• Q I - KonM'II1Ha HaeneKTpHcalba npBor Tena,
• Q2 - KOnH 'IHHa HaeneKTpHcalba IIpyror Tena, • r - pacTojalbe H3Meljy HaeneKTpHCaHI1X Tena,
• k - je KOHCTaHTa nponOpl\1l0HanHOCTH. OHa nOKa3yje KaKO ce I1HTeH3l1TeT cline Melba ca npOMeHOM M30nal\110He (1II1eneKTpl1'1He) cpeAHHe y KOjOj ce Hana3e Tena. BpeAHOCT KOHCTaHTe k 3a 6l1no KOjy cpeAIlHy MO)l(e Aa ce H3pa'IYHa:
npl1 'IeMY je: • Eo - Al1eneKTpH'IHa KOHCTaHTa 3a BaKYYM 11
113HOCH
Eo = 8 ' 85.10-12 C2/Nm2 , • e, - penaTI1BHa IIHeneKTpH'IHa KOHcTaHTa, KOja HMa BpeAHocT 1 3a saKyyM, 3a Ba3AYx lbeHa BpeAHocT je npl16nH)I(HO 1, a 3a CBe OCTane CpeAI1He BpeAHOCT je Belia OA l. AKO ce Konl1'1HHe HaeneKTpHcalba Tena H pacTojalbe 113Meljy IbHX He Melbajy, OHAa je HHTeH3l1TeT KynoHoBe CHne HajseliH y saKyyMy, a npl16nHlKHO HCTe BpeAHocTM y Ba3AYxy.
a) Q2
-- - - -<±l +
6) B)
•
Ii
cl
e- ___ _ KY.lWHOe e Cll/te
,2
-e-Q2 Ii
Q\
CAUKO 2.4. -
Ii
•
.
,2
360r Tora IUTO je BMmaK HaeneKTpMcalba KOjl1 ce MOlKe OCTBapHTM penaTl'IBHO Manl1, H eneKTpH'IHe cMne, Koje ce Mory OCTsapllTH y npaKTH'IHMM ycnoBHMa, TaKolje cy penaTHsHO Mane.
U3"ueOy iUaltKaciuux
uaeJleKiupucal-bG
2.4. EJIeKTpI1'lHO IIOJbe
6 gse aeJIH'lUHe x It y, KOjC cy pa3JlIl'IIITe Oil. "yne ]lJIpeKTHO cy nponop1.U10HaJlHe aKa B(l)I(}I penal{llja 113MCt;y lbllX Y = la, "PO q e",ry je k HeKIIIWHCTaHTaH
5poj.
7 .use BeJl lf'Urne x If y, Koje cy pa3IID'IUTe OA Hyne 06PHyrO cy npOnOpl.\lfOHaJIHe aKa BruKlI penaQuja H3MCljy fMIX Y = klx, rIpu ..eMY je
k
HeKII KOHCTaHTaH
6poj.
3a 06jaIUlbeibe nojaBe, KaKO ce CHIla Koja Aenyje M3Meljy HaeneKTpHcaHHX Tena npeHOCIl OA jeAHor AO IIpyror Tena, qH<3llKa YSOIIM nojaM eneKTpH'IHOr nOJba. EJleKTpl1'1HO HOJLe ce Hana3H y OKOnl1HH CBaKor HaeIleKTpHcaHor TeIla H lberOBHM nocpeACTBOM ce npeHoce CHne Meljyc06Hor AejcTBa H3Meljy HaeIleKTpHcaHHX Tena . AKO je HaeneKTpHcaHO TeIlO y CTalbY MHpOBaIba, nOJbe ce Ha3HBa eJleKTpOCT3TH'IKO.
15
ITocTojalbe eJIeKTplf'-IHOr nOIba y HeKoj Ta'lKH npOCTOpa MO)!(e ce nOKa3aTH H eKCnepHMeHTaJIHO. Y Ty Ta'lKY ce YHeCe npOOHO HaeJIeKTp"Calbe Q (n03HTHBHO HaeJIeKTpHCaHO Ta'lp. . KaCTO TeJIO KOJe CBOJHM npHCYCTBOM He peMeTH eJIeKTpH'IHO nOIbe Koje HcnHTyjeMO). ,IJ,oKa3 l1a y TOj Ta'lKH nocTojH eJIeKTpH'IHO nOIbe jecTe l1eJIOSalbe CHJIe Ha np05HO HaeJIeKTpHCalbe Qp '
f:) ~
Ja'lHHa eJIeKTpH'IHOr rrOIba ycaMIbeHOr HaeJIeKTpHCaHOr Ten a H3pa'lYHaBa ce TaKO UITO ce y H3pa3Y 3a KYJIOHOSY CHJIY KOJIl1'1HHa HaeJIeKTpHcalba Q 1 3aMeHH ca Q, a Q 2 3aMeHH ca Qp
k.
Q Qp · r2
E~ ~-::-~
Qp
Kao np05HO HaeJIeKTpHCalbe, Ha npHMep, MO)!(e l1a nOCJIY)!(H n03HTHBHO HaeJIeKTpHcaHa KyrJIHl1a 011 30SHHe CP)!(H.
BeKTopCKa SenHqHHa Koja orIHcyje eneKTpH'IHO nOIbe y HeKoj Ta'lKH npOCTopa je BeKTOp ja'lIlHe eJIeKTpH'IIIOr nOJba J;; H npellCTaBIba KOJIH'IHHK KynoHose CHne Koja l1enyje Ha np05HO HaeneKTpHcalbe F H np05Hor HaeJIeKTpHCalba Qp :
Jel1HHHl1a 3a HHTeH3HTeT BeKTopa ja'lHHe eJIeKTpH'IHOr nOIba je IhYTH ITO KYJIOHY [NJ HJIH eKBHBaneHTHa jel1HHHl1a BOJIT ITO
~ETPY[~J. BeKTOp ja'lHHe eneKTpH'IHOr nOIba E HM_a HCTH npaBal1 H cMep Kao H KynoHosa CHna F Kalla 5H ce y Ta'lKI1 A Hana3Hno rr0311TI1BHO HaeneKTpl1Calbe. Cnl1Ka 2.5 rrpl1Ka3yje BeKTop ja'II1He eneKTpH'IHOr rrOIba y cJIy'lajy n0311TI1BHO HaeneKTpl1CaHOr TeJIa (a) H y cny'lajy HeraTHSHO HaeJIeKTpHCaHor TeJIa (5).
A E
2.4.1. IIPI1HIJ;I1II CYITepII03MIJ;Mje
+ a) C.IlUKa 2.5.
6) -
BeKiUop ja'-lUHe eJleKiUpu'-ll-lOl iio.lba y
CAY'Lajya) U03UlUU6HO U 6) HezaiUu8HO HaeJ"teKiupucaHo2
weita
I1HTeH3HTeT BeKTopa ja'lHHe eJIeKTpH'IHOr rro Iba E I!3pa'lyHasa ce Ha CJIeileliH Ha'lHH:
16
3a BpeMe OJIyjaja'lHHa eJIeKTpH'IHOr nOIba Ha nosplliHHH 3eMIbe je HeKOJIHKO kV/m (y TpeHyTKy caMor Yl1apa HMa H Beliy Spel1HOCT). Kalla cy nOIba npoMeHIbHsa, Mopa ce nocMaTpaTH H Y'lecTaHocT. 3a HHI1YCTPHjCKY Y'IecTaHocT (50 Hz) 1103soIbeHa ja'lHHa nOIba 3a l1yroTpajHH 50paBaK IbYI1H npeMa HalliHM CTaHl1apl1HMa je 10 kV/m, a 3a M05HJIHe TeJIe
EKcnepHMeHTaJIHHM nYTeM je nOKa3aHO l1a y CHCTeMY 011 SHllie HaeJIeKTpHCaHI1X TeJIa Ba)!(H npHH1\11ll cynepn0311l\nje, Tj . pe3yJITyjylil1 seKTOp eJIeKTplf'IHe CHJIe KOjOM HaeJIeKTpHCaHa TeJIa l1eJIyjy Ha jel1HO HaeJIeKTpHCaHO TeJIO je jel1HaK BeKTopCKOM 35HPy CHJIa KOjHM Ha TO TeJIO l1eJIyjy OCTana TeJIa nojel1HHa'iHO. 3a Ol1peljHBalbe pe3yJ.I Tyjylier BeKTopa ja'lHHe eJIeKTpH'IHOr nOIba E y HeKoj Ta'lKH npOCTOpa, Koje nOTH'Ie 011 SHllie HaeJIeKTpHCaHHX Ten a y saKyyMy, KOPHCTH ce TaKolje nplllll\llll cynep -
n0311~lIje . BeKTOp pe3yJITyjylier rrOJha
E jeA-
HaK je SeKTOpCKOM 36IIpy CBIIX rrojeAIiHa'IHIIX BeKTopa ja'IIiHe eJIeKTpW.!HOr rrOJha, rrpli 'IeMY ce BeKTOp ja'IIiHe eJIeKTpWlHor rrOJha CBaKor TeJIa I1pTa Kao Aa OCTaJIIiX HeMa. IIplIHl1lIrr cyrreprr031I11IIje Ba)K1I 3a HeOrpaHII'IeHII 6poj HaeJIeKTp"Cafba y rrpocTopy.
0IIPMMEP CJIIiKa 2.7 rroKa3yje KaKO ce MO)Ke oApeAIiTIi pe3yJITyjylili BeKTop ja'IIiHe eJIeKTp"'IHOr rrOJha y Ta'IKII A, rro rrplIHl1lIrry cyrreprr03lIl1lIje, KaAa ce Tpli Ta'IKaCTa HaeJIeKTp"Cafba HaJIa3e y saKyyMy. KaAa ce Hal1PTajy BeKTopM £1' £2 II £3' OHlIa ce OHII Mory ca6paTli rro rrpaBIIJIy 3a ca6lIpafbe BeKTopa (HaAOBe3IIBafbeM, Kao Ha CJIIII1II).
0IIPMMEP gBa Ta'IKaCTa HaeJIeKTp"Cafba ce HaJIa3e y BaKyyMy Kao Ha CJIIII1II 2.6a. Tpe6a Aa ce oApeAIi seKTop ja'I1IHe pe3yJITyjylier rrOJha y Ta'IKII A rrp"MeHoM rrplIHl1lIrra cyrreprr031I11lIje. Hajrrpe ce Hal1pTajy rrojeAIiHa'IHII BeKToplIja'IIiHe eJIeKTp"'IHOr rrOJha (CJIIiKa 2.66) a 3aTliM ce ca6epy rro rrpaslIJIy 3a Ca6IIpafbe BeKTopa (Ha rrp"Mep, rrpaBIIJIOM rrapaJIeJIOrpaMa Kao Ha CJIIII1II 2.6B).
E3 E2 E, E3
rl
QI (+)
E2
r3
r2
QJ
(+)
Q2
(- ) A
CJlUIW 2. 7. - IIpuHl{ull cyuepilo3uu,uje
a)
2.4.2. rpaqmqKO IIpep;CTaBJbalbe eJIeKTpIIqHOr IIOJba
A
6) Q2
(- )
B)
CJ1UKa 2. 6. - flpUHl{UU cyiiepU03Ul(uje
EJIeKTplI'IHO rrOJhe MO)Ke Aa ce rrp"Ka)Ke 3aMIIlllJheHIIM JIIIHIIjaMa KojlIMa je BeKTOp ja'IIiHe eJIeKTp"'IHOr rrOJha y cBaKoj Ta'lKI1 TaHreHTa. Te 3aMI1111JheHe JIIIHIIje 30BY ce JIIIHllje eJIeKTp"'IHOr nOJba. JIIIHlIje rrOJha cy YCMepeHe, 06eJIe)KaBajy ce CTpeJIII110M Ha caMoj JIIIHlIjil. CKyrr JIMHIIja rrOJha Ha3IIBa ce crreKTap. IIpaBIIJIO rrpl1l1pTafbY JII1HIIja rrOJha je Aa ce OHe HIIKaAa He ceKy. Ha CJIII1" 2.8 rrp"Ka3aHa cy pa~lIjaJIHa nOJba Koja ce jaBJhajy y cJIy'lajy a) rro 3IITIIBHOr II 6) HeraTIIBHor ycaMJheHOr HaeneKTpIIcafba. CnlIKa 2.9 rrpIIKa3yje crreKTap JIIIHlIja rrOJha y cJIY'Iajy a) ABa rr03l1TIIBHO HaeJIeKTp"caHa TeJIa, Kao II 6) Ka~a je je~Ho TeJIO rr03IITIIB HO, a ~pyro HeraTIIBHO. IIoJhe y TIIM cJIY'IajeSliM a Ha3IIBa ce HeXOMoreHO nOJbe. CrreKTap JIIIHlIja XOMor eHor nOJba Koje ce jaBJha 1I3Mel)y lise rrJIO'Ie Oil KOjlIX je jellHa rr03IITIIBHO, a IIPyra HeraTlfBHO HaeJIeKTp"CaHa rrp"Ka3aH je Ha CJIIII1II 2.10. IIoJhe je XOMoreHO aKO je BeKTOp KOjlI orrlIcyje TO rrOJhe IICTII y CBIIM Ta'IKaMa.
17
.+ + + + + + + + +
a)
~
C/II.uca 2.10. - XO.Mo zeNo iio/be
2.5. IlOTeHn;MjaJI 6)
C./lw ca 2.B. - Paguja/iHO fio/b e
a)
EneKTpl'I'lHO nOJbe Y cBaKoj Ta'lKI'I ce omlcyje a cKanapHoM 8 BenH'IHHOM Koja ce Ha3HBa eneK' TPH'IHII nOTeHlIlijan. IToTeHl.\Hjan ce 03Ha'laBa ca VA' npH 'IeMY 03HaKa A y aH/leKcy nOKa3yje y KOjOj Ta'lKH ce pa'lyHa nOTeHl1ajan. AKO ce a3a6epe npOa3BOJbHa Ta'lKa R Koja ce Ha3HBa pecj:>epeHTHa Ta'lKa ana Ta'lKa HynTor noTeHl1ajana, OH/la je pa/l KOjH H3BpIIIe eneKTpH'IHe cane Ka/la ce Q 1'13 Ta'lKe A, Ha npaMep, npeHece ypecj:>epeH.fHYTa'lKyje/lHaKA e = Q VA' ITpeMa TOMe, nOTeHl1ajanHa eHepmja np06Hor HaeneKTpacalba Y O/IHOCY Ha pecj:>epeHTHY Ta'lKY je Wp = Q p . VA' npH 'IeMY je VA nOTeHI1Hjan Ta'lKe A. ,iJ;aKne, nOTeHl1ajan Ta'lKe A y 03Hal1a
VA ce /le¢I'IHHIIIe Kao: VA =
W -
p-
Qp
6)
~-------------------C/lUlCQ 2.1 1. - PecpepeHiTi HQ LUa'-lKG
---CIlUKG 2.9.
18
- H eXO.MoZeHO itOlbe
8 CKanapnc OenU'IilHe cy cpn311'IKe BemN IIHC I(oje cy nOTnyHOonuca Ke CBOjOM fiPOjHOM spe.uHowhy y O}lJfOcy Ha YCBojeHY je.uuHllUY Te BeJl I1'-IUHe.
0' IIPHMEP IIoTeHl\Hjan nOlba Ta'lKaCTor HaeneKTpHCalha y BaKYYMY y OIlHOCY Ha pecpepeHTHY Ta'lKY je:
3a pecpepeHTHY Ta'lKY Y 6eCKOHa'lHOCTH r R ---) ~ Ha OCHOBY npeTxOIlHOr H3pa3a ce 1I0611ja lIa je nOTeHl\l1jana HeKe Ta'lKe A Y nOlbY Ta'lKaCTOr HaeneKTpl1Calha Y BaKYYMY:
CJlUKa 2.12. - EK6tdiotueHl"ujaAlte Il LUluje
2.6. EJIeKTpH'lHH HarrOH ('leCTO ce KalKe caMO HanOH) jecTe pa3J1l1Ka nOTeHl\HjaJla. 03Ha'laBa ce CJlOBOM V, a y HHlleKcy ce nHIIIe 113Meljy KOjllX Ta'laKa ce pa'lyHa HanOH (Ha npHMep V AB 03Ha'laBa HanOH 1I3Meljy Ta'laKa A I! B).
EneKTplI'lHIl 1130011
H360p pecpepeHTHe Ta'IKe je npOH3BOlbaH (cnHKa 2.11). Kalla je Morylie, 6Hpa ce lIa je pecpepeHTHa Ta'IKa y 6eCKOHa'lHOCTH, a y npaKcH ce 0611'lHO Y3HMa lIa je pecpepeHTHa Ta'lKa Ha nOBpwHHH 3eMlbe, WTO 3Ha'lH lIa ce Talla pa'lyHa lIa je nOBpIIII!Ha 3eMlbe Ha nOTeHl\l!jaJlY Hyna. Y OKonHHI1 HaeJleKTpl1CaHOr TeJla nocTojH eJleKTpH'lHO nOlbe H Te Ta'IKe ce Mory onHcaTH nOTeHl\HjanoM. AKO HMaMO IIBa TeJla HCTHX 1I1IMeH311ja, oHlla je TeJlO Koje liMa Beliy KOJlH'lHHY HaeJleKTpliCalba Ha BHIIIeM nOTeHl\lIjaJlY· EneKTpH'lHH nOTeHl\lIjan nocTojll 1I BaH HaeneKTpHcaHor Tena. YllalbaBalbeM Oil HaeJleKTplicaHor Tena cJla6e H eJleKTpl!'lHO nOlbe 1I nOTeHl\lIjaJl. EJleKTpll'lHlI nOTeHl\lIjan HMa HajBeliy BpellHOCT Ha nOBpWI1HlI TeJla. IIoTeHl\lIjaJl je n03l1TI1BaH Kalla j e Teno n0311THBHO HaeneKTpHcaHO, Teno Koje je HeraTlIBHO HaeneKTpl1CaHO HMa HeraTI1BaH nOTeHl\Hjan.
I V AB = VA -
vi]
Y 113pa3Y 3a HanOH Tpe6a yO'lliTli lIa je BeOMa BalKaH pellocnell Ta'laKa 1I3Meljy KOjKx ce pa'lyHa HanOH (VAS = - VSA)' HanoH H3Meljy lise Ta'lKe ce 03Ha'laBa Kao Ha cnl!l\lI 2.13 . 3a HanOH ce lIaje pecpepeHTHH cMep 1I lberOBa Bpe/iHOCT y 0IlHOCY Ha Taj pecpepeHTHH cMep. PecpepeHTHK cMep ce ollpeljyje Hnll nOMoliy lIHlleKCa AB y 03Hal\1I V AB' lInH rpacpll
JellIfHI!l\a 3a nOTeHl\lIjan je BOJIT (V). IIOBpWlIHe OKO HaeneKTpHcaHor Tena Ha KOjl!Ma je nOTeHl\l!jan lICTI! y cBaKoj Ta'lKli Ha31!Bajy ce eKBIIROTelll\lIjaJlHe OOBpWlllle. EKBlinOTeHl\lIj aJlHe nOBpIIIlIHe ycaMlbeHor Ta'lKaCTOr HaeneKTplicaHor Tena cy ccpepe, anll ce yrnaBHoM npHKa3yje 1b1iXOB npeceK ca paBHH l\pTelKa 1I OHe ce Ha311Bajy eKBIIROTeHl\lIjanHe nllHllje (cJUIKa 2.12).
~-------------------CAUKQ
2.13. -
03H.Q'1a6afOe HOllOHQ
JellI1Hl!l\a 3a HanOH je BOJIT (V).
19
I10HeKaA ce KOpl1CTe Malhe 11J111 Behe jeAI1HHl\e 3a HarrOH: MHKPOBOJIT (1 ~ Y = 10. 6 V), MI1J1I1BOJIT (1 mY 1O.3 y), KI1J10BOJIT (1 kY 103 y) 11 MeraBOJlT (1 MY = 106 V).
=
=
HarroH 113Met;y pYKe 11 cpl\a qOBeKa je OKO 1 mY. HarroH 5aTepI1je je 1,5 Y. HarroH 113Met;y HaeJleKTpHCaHor 05J1aKa 11 3eMJhe rrpe YAapa rpOMa H3HOCH 100 MY. CJlH'IHO Kao y MeXaHHI\H, 11 y eJleKTpOTeXHl1l\11 ce MO)!(e Ae¢I1HI1CaTI1 pall, KOjl1 ce 03HaqaBa ca A. AKO ce TeJlO ql1ja je KOJll1ql1Ha HaeJleKTpl1calha Q rrOMepl1 IIY)!( rryTa Ha KojeM rrocTojl1 pa3J1I1Ka rrOTeHl\l1jana, OAHOCHO HanOH V AB = V, 113BpllIHhe ce paA KOjH MO)!(e Aa ce 113paqYHa rro ¢opMynl1:
ce Kpehy Kp03 M3TeplljaJl 11 rroll YTI1l\ajeM HajMalhe eJleKTpHQHe CIIJle. Ha rrpHMep, Kalla noCTOjl1 eJleKTpHQHO nOJhe y rrpOBOAHI1Ky, TaAa Ha CBaKI1 CJl050AHI1 HOCI1J1al\ AeJlyje eJleKTpH'IHa CI1J1a . HajBalKHl1ja rpyna npOBOAHI1Ka 3a eJleKTpOTeXHHKY cy MeTaJlII (5aKap, cpe5po, aJlYMHHHjyM HTA.). KOA IhI1X cy CJl050AHH HOCI!Ol\11 HaeJleKTpHCalha eJleKTpOHH. Y MeTanl!Ma cy eJleKTpOHI1 H3 CrrOJhaWlhe JhYCKe cJla50 Be3aHH 3a CBOj aTOM H rroA AejcTBoM, Ha rrpHMep eneKTpl1QHOr rrOJha Mory Aa ce Kpehy. I1pOBOAHHI\I1 cy 1!3Y3eTHo 3HaQajHI1 3a eJleKTpoTexHI1KY jep ce HaJla3e y CBaKOM ypet;ajy KOjH KOPI1CTI1 eneKTpl1QHY eHeprl!jy.
A=V ·Q.
2.7.1. HaeJIeKTpIICaHO ycaMJbeHO rrpoBogHO TeJIO CTora HarrOH je:
Ha OCHOBY OBor 113pa3a 1 Y (BOJIT) Mo)!(e Aa ce H3pa311 Kao:
1Y=.ll.. 1C
HarroH OA 1 Y rrocTojl1 113Met;y IIBe TaqKe KaAa KOJlHQHHa HaeJleKTplICalha OA 1 C rrpHJlIIKOM rrpeJlaCKa II3 jellHe Y Apyry Ta'IKY II3BpllIH pall OA 1 J. I10MepalheM HaeJleKTpHCalha y eJleKTpl1QHOM rroJhy, eJleKTpl1QHe CI1J1e Koje Ha IhIIX lIeJlyjy BPwe paA. PaA MO)!(e 511TI1 rr0311TI1BaH (eJleKTpI1QHa CI1J1a je cTBapHo 113BpWI1J1a paA) , HeraTI1BaH (paA je 113BpweH rrpoTIIB eJleKTpH'IHI1X clIJla) 11 HyJla (eJleKTpI1QHa CIIJla HlIje 113BPWHJIa paA).
Y eJleKTpOCTaTI1l\11 HaeJleKTpl1Calhe CBaKor npOBOAHor TeJla pacnopet;yje ce Ha nOBpWHHII Tor TeJla, y BeOMa TaHKOM cJlojy. 05nlIK npoBOAHor TeJla je BeOMa 3Ha'IajaH II 511THO YTII'Ie Ha pacnOAeJlY HaeJleKTpl1Calha. AKO je TeJlO npaBHJlHOr 05J1I1Ka, orrTepehelha Koja 'IHHe BI1waK HaeJleKTpl1Calha pacnopeAHhe ce paBHOMepHO, WTO Hl1je cJlyQaj KOA TeJla HenpaBI1J1HOr 05J1I1Ka . • HaeJl~KTpIICaHO ycaMJheHO npOBOIlHO TeJlO npaBIIJlHOr OIiJIIIKa (lla npllMep JlOnTa) I10WTO cy HaeJleKTpl1Cafha I1CTor 3HaKa, OHa 113Met;y ce5e AeJlyjy oA50jHI1M CI1J1aMa na ce YAaJhaBaj y HajBl1we WTO Mory 11 3aTO he ce paBHOMepHo pacrrOpeAI1TI!.
CJlUKa 2.14. - HaeJleKiiipuCaHG ycaJlf,f beua IIp060gfW Jloil-t'ua (paefwAlepHa paciiogeJla)
2.7. IIpOBOgHIIU;II
• HaeJleKTplICaHO ycaMJhellO npoBOililO TeJlO HenpaBIIJIllOr OIiJIIIKa
I1pOBOAHI1l\II cy MaTeplIjaJlI1 KOjl1 y CBOM caCTa By CaAP)!(e cJl050AHe HOCl1ol\e HaeJleKTpl1Calha . CJl050AHII HOCIIOI\II HaeJleKTpl1Calha Mory Aa
CI1Tyal\l1ja j e caAa Hew TO APyra'Il1ja Kao WTO je II npl1K333HO Ha CJlI1I\I1 2.15. HajBeha rYCTHHa BIIWKa HaeJleKTpl1Calha H3 ycaMJheHI1M rrpo-
20
BOnHMM TenMMa HenpaBMnHOr 05nMKa je Ha IllMJbaTMM nenOBMMa. Ha IllHJbKY ce cana rmmna Bena KOnM'IHHa eneKTpMQMTeTa HerO Ha 5naro 3a05JbeHHM HnH paBHHM nOBpIllHHaMa. OBa nojaBa ce Ha3HBa e¢teKaT WIIJbKa.
----------
+
[email protected] - -
+ +
-
---+-- - - -
--..--
-
--------
- -
x +
-;.
+
+
C/lU1W 2.75. -
+
+
+
+ ++, +~-\-'-\-
+ +
x
Yca.M.!bCHO HaeJteKiTipucaHo iuello
Hciipa6uAHol0611UKO
n EcjJeKaT IllHJbKa ce KOPMCTH KOn rpoM05pa-
WHa (rpoM05paH ce npaBH y 05nMKy IllHJbKa Aa 5M jaKo eneKTpH'IHO nOJbe y lheroBoj OKOnHHH npHByKno elleKTpHQHTeT H3 aTMoccjJepe) Kao M 3a YKlIalhalhe HaeneKTpMC3>ba ca nOKpeTHHx nHCKOBa MlIH TpaKa eneKTpOCTaTH'IKMX Malllrma. }J,a 5H ce CMalhMO ecjJeKaT IllMJbKa KOn MalllHHa H ype\)aja KOjH pane Ha BMCOKOM HanOHY, MBMQe ce 3a05Jbyjy.
2.7.2.
-
----- - - -
+--=- - - +
7-
.. +
--
-
- - -+~ + +) +
J-
+
~J
+ ~
-
-
-
-
--" -
CA IIKa 2.16. - HeHaeJl.eKlTipucaHo iip060gHO iTleAo Y eAeKiupUl{HOM flO/by. E.lteKiupo ciuaiullliKO IIHgYKl{uja
IIPOBO}J,HIIK Y eJIeKTpIIQHOM IIOJbY
Y XOMoreHO eneKTpWIHO nOJbe ce YHece HeHaeneKTpMcaHa MeTanHa 1I0nTa. IIocne Bpno KpaTKor BpeMeHa nOlla3M AO npepacnonene eneKTpOHa Ha MeTallHoj 1I0nTH. IIon nejCTBOM eneKTpM'IHor nOJba elleKTpOHM ce Kpeny, TaKO na ce npM5nM)!(aBajy n03MTHBHoj nllO'lH H Ta CTpaHa Tena ce HaeneKTpHllle HeraTMBHO, a cynpOTHa n03MTHBHO. Pa3nBajaJbe HaelleKTpHCaJba Tpaje CBe nOK no Jbe yHyTap nonTe He nOCTaHe jeAHaKo HyllM M TaAa HacTyna paBHOTe)l{a. IIpHCYCTBO npOBOAHor Tena Melba M3rnep; eJIeKTpl-f'l-IHOr nOJba. IIoj aBa pa3ABajaJba HaeneKTpHcalha Ha HeyTpanHoM Teny nOA yTMQajeM HeKor cTpaHor eJIeKTplp·IHor rrOJba Ha3HBa ce eJleKTpOCTaTII"
'IKa HHIIYKI\lIja (clIMKa 2.16). Ha cnMQM 2.17 je npMKa3aHa cMTyaQMja KaAa ce lllynaJb npoBoAHMK YHece y elleKTpM'IHO nOJbe. I1HTeH3MTeT nOJba y lllynJbMHM je Hyna Te ce
CJl UKa 2.17. - lliyilalb Op080gHltK y eJl eKlTipU'1flOM iiolbY
TaKO A05Mja MAeallaH ype\)aj 3a 3alllTMTY eneKTPM'IHMX anapaTa H MHCTpYMeHaTa OA YTMQaja cTpaHHx eneKTpH'IHI1X nOJba. OBaKBa 3alllTMTa je BpllO ecjJI1KaCHa 11 MO)!(e ce HanpaBHTI1 y BHIlY pellleTKe MlIM TaHKe MeTallHe Mpe)!(e M Ha3MBa ce Cl>apallejeB KaBe3. MHore MCTpa)l{I1Sa'IKe lIa50paTopMje cy 3aIllTMneHe TaKO IllTO npHMeJbyjy ecjJeKaT apallejeBor KaBe3a. EcjJeKaT apaAejeBor Kasen ce npMMelhyje 11 KOII pa'lYHapa M TO M3 IIBa pa3110ra. IIpSM pa3nor je lIa ce caM pa'IyHap 3alllTI1TI1 OA cTpaHMx eneKTpH'IHHX nOJba, a APyrH je Aa pa'lyHap Malhe 3pa'iM y OKOllHH npocTop.
21
2.8. ;a:HeJIeKTpHn;H (H30JIaTopH) )1;HeJleKTpHI\H HJlH H30JlaTOpH cy 'lBpCTIf, racoBIITIlIf Te'lHH MaTeplljaJlII KOjll He callp)I(e CJlO60llHa HaeJIeKTplfcalba. EJIeKTpOHII cy 'lBPCTO Be3aHII 3a CBOj aTOM. AKO ce ycnocTaBII BeOMa jaKo eJleKTplI'lHO nOlhe y IIl1eJIeKTpIIKy, OHO lie npOCTO lIa ,,'lyna" eJIeKTpOHe II Talla HacTaje np060j IIl1eJIeKTpIIKa.
Y npllpoilif HeMa IIl1eaJIHIIX 1130JIaTOpa, aJIII nocToje 1I06pII1I30JIaTOpII 'lllja je npoBolllhll-
2.8.1. IIoJIapH3an;Hja )1;HeJIeKTpHKa nOJlapU3al1Hja IIl1eJleKTpHKa je IIPOl1eC KOjll ce lIemaBa Kalla ce IIl1eJIeKTplIK (1I30JIaTop) YHece y cTpaHo eJIeKTplI'lHO IIOlhe II Talla lIoJIa31f 110 nOMepalba II03HTHBHIIX II HeraTIIBHIlX HaeJIeKTplIcalba 113 paBHOTe)l(HOr IIOJIO)l(aja. Haj'lemlill CJIy'laj je lIa ce IIl1eJIeKTplIK HaJIa311 y XOMoreHOM eJIeKTplI'lHOM nOlhy. Y ZJlaSHOM ce cpehy g s a Luuiia UOJlapU3Q/.juje: • eJIeKTpOHCKa IIOJIapll 3al1l1ja , • IlI1IIOJIHa IIOJIapll3al1l1j a.
BOCT jaKo MaJIa na ce Mory cMaTpaTII IIl1eaJIHIIM.
2.8.2. EJIeKTpOHCKa
3a CBe 1130JIaI\II0He MaTeplljaJle peJIaTIIBHa 1111eJIeKTpII'lHa KOHcTaHTa E, je Belia Oil 1. TheHa BpellHOCT je 3a BaKYYM Ta'lHO 1, 3a Ba311YX 113HOCII 1,000594, a BpellHOCTII peJIaTIIBHe IIl1eJIeKTplI'lHe KOHCTaHTe Er 3a HeKe IIl1eJIeKTplIKe lIaTe cy Y Ta6eJIH 2.2 . Ta6en a 2.2. - BPEAHOCTYI PEJIATYlBHE AYl EJIEKTPWIHE KOHCTAHTE f, MATEPMJA n
PEflATHBH A AI1 EJIEKTPI1l.JHA KOHCTA HTA Er
BaKYYM
1
Sa3)l;yx
1,000594
xapnlja
3- 3,5
napat:lJIIH
2,1- 2,2
TpaHc
2-2,2 3,25
JIUCKYH
4- 7,5
CTa KJIO
5,5-10
rrOpI~eJIaH
qnCT a BO,fJ,a
TUTaHaT 6ap llj YMa
lIOJIapH3an;Hja IIPll6JIII)I(Ha npellCTaBa Koja IIOMa)l(e lIa ce pa3yMe II 06jacHII eJIeKTpOHCKa nOJIapll3al111ja j e noCMaTpalbe aTOMa BOIlOHIIKa KOjll ce HaJla311 BaH II y eJleKTplI'lHOM nOlhy. Ha CJlIII111 2.18 npllKa3aH je aTOM BOlloHIIKa KOjll ce He HaJla311 yeJleKTPII'lHOM IIOlhy. Talla ce l1eHTap rr0311TIIBHor II HeraTIIBHor HaeJleKTplICalba HaJIa311 y je3rpy II Til l1eHTPII ce rroKJlanajy. OBaKaB aTOM je Herro Jlap1I30BaH. Kalla ce TaKaB aTOM YHece y CTpaHO eJleKTplI'lHO rrOlhe Koje cTBapajy IIBe HaeJleKTPIIcaHe nJlO'le (CJlIIKa 2.19), 1I0Jla311110 lIe¢OpMal1l1je nYTalbe eJleKTpOHa Koja 1I0611ja 06rrllK eJlllrrce j ep ra nplIBJIa'l1l n0311TIIBHO HaeJleKTplICaHa nJlO'la. II0311TIIBHO je3rpo rrplIBJIa'l1l HeraTIIBHO HaeJleKTpHCaHa nJlO'la. n;eHTpH II03HTIIBHor II HeraTIIBHor HaeJIeKTplICalba ce Bllme He nOKJlanajy II 3a OBaKaB aTOM ce Ka)Ke lIa je IIOJlapII30BaH. Kalla erreKTpII'lHO rrOlhe HeCTaHe, CBe ce Bpalia y rroJlo)l(aj Kao Ha CJlIII1112.18.
+
6- 6,5 81
/ ............. .. .
KepaMlI'lKII MaTepujaJIII H 'lllCTa BOlla. 22
..........
............. ......./ +
JIll KOIl KOjllX je peJIaTIIBHa IIl1eJIeKTplI'l.Ha KOHCTaHTa Oil 2 110 10. H3Y3eTaK cy HeKII
: ........ .... . .
+
8 000
Y IIpaKclI ce ymaBHoM KopllcTe MaTepllja-
+
C.n. wca 2. 18. - Awo.u 6 0g0HltKG
CA t/ K a
2.19. - AiTtOM 60g
0H UKG
eAeKlTiplPtHO.At ilo/by
Y
2.8.3. ,o)monHa IIonapl13aU;Hja IIocToje MaTepHjarrH 'mju cy MorreKyrrll norrapHII. "UeHTpli n0311TIIBHor II HeraTIIBHor HaerreKTp"calha TaKBIiX MorreKyrra ce He nOKrrarrajy. Kalla ce OBH MorreKyrru Harra3e BaH eJIeKTpWlHor rrOJha, oHlla cy OHH opHjeHTHcaHH y CBHM cMepoBIIMa (crrllKa 2.20), a aKO ce HaJla3e y erreKTpU'lHOM rrOJhY, oHlla lie ce MorreKyrru OPHjeHTucaTIi TaKO lIa je rr03UTliBaH Kpaj MorreKYrra 6rrll)!(11 HeraTIIBHoj nrrO'l1l a HeraTIiBaH Kpaj MorreKyrra je 6rrH)!(1I rr0311TIIBHoj nrrO'l1l (crrHKa
rr0311THBHa HaerreKTp"calha. H3Mel;y IhIlX ce jaBJha erreKTpU'lHO rrOJhe Eu 'lHjll cy rrpaBal\ H cMep TaKol;e rrpHKa3aHu Ha crrul\1I 2.22. Pe3YJITyjyliu BeKTop ja'luHe eJIeKTpWlHor rrOJha HMa UHTeH3HTeT
E=Es-Eu. ErreKTpH'IHO rrOJhe CJIa6H Kalla ce y6al\u IIHeJIeKTpUK H3Mel;y rrJIO'la H MO)!(e lIa ce rrOKa)!(e lIa je eJIeKTpH'IHO rrOJhe Malhe £, rryTa.
Es
+
2.21).
E
•
+ + + ++ + + + +
•
+
Eu ..--
+ +
C/lWW 2.22. - Peay/liUyjynu 6eKUtOp ja~tuHe eAeKi«'pULtHOl iio/ba
C.IlUKQ
2.20.-
auelleKiupuK ca iiolfapHu,M .MoAeKY/l.uJ,w
2.8.4. ,!J;HeneKTpH'IHa t-IBpCTOna }J;HeneKTpHKa
6aH eJleKlUpU'1H02 [tOlba
E,
•
0 0 0 0+0000-
+§q§q§q~ - :-
+-
+-
+-
+ -
-
+-
+-
+-
+-
JJ:lleJIeKTpU'IHa 'IBpCTolia J\ueJIeKTp"Ka ce lIeHHHIIIe lIa 6H ce H36erao IIpo6oj J\lIeJIeKTp"Ka KOjH HacTaje Kalla ce erreKTpH'IHO rrOJhe rro Belia rrpeKO ogpel;eHe rpaHHl\e. JJ:HerreKTpH'lHa '1BpcTolia IIuerreKTpHKa je ja'lIlHa erreKTp"'lHOr rrOJha rrpl'! KOjOj 1I0rra3H 110 rrpo6oja. 360r MaJIe J\e6JhUHe gueJIeKTpHKa, gHeJIeKTpH'IHa '1BpcTolia ce H3pa)!(aBa y
CAWW
kV ami kV.
2.21. - jiueJleKtupUK ea iio/lQPftU,M, J,tQAeKYfluJ,w Y e.lleKiii.pU~LNO.Af iio.lbY
ilpliMep rrorrapHlix MorreKyrra cy MorreKyrrll HaTpujyM-XJIOpHlla (NaCl) HJIH KyxHlhcKe corrH, xrropoBOIlOHII'IHe KHcerrHHe, BOlle HTII· ilOlliTO cy rrrro'le HaeJIeKTpUCaHe, 113Mel;y IhHX je ycrroCTaBJheHO erreKTp"'lHO rrOJhe E, '1l1jll cy rrpaBal\ H cMep rrpHK a3aHH Ha crrHl\H 2.22. ErreKTpH'IHa onTepelielha IIBa cycellHa MorreKyrra ce Mel;yco6Ho KOMrreH3yjy rrOlliTO cy cyrrpoTHor 3HaKa, a Helie ce KOMrreH30BaTH caMO HaeneK-
TpHcalha y3 rrrro'le. Y3 rr0311TIIBHY rrrro'lY OCTajy HeraTHBHa HaerreKTpHcalha, a y3 HeraTHBHY
rnm
cm
Ta6ena 2.3. -.lumITEKTPI1'IHE 'IBPCTOn.E 3A HEKE AI1EITEKTPI1KE (1130ITATOPE) A I1EJIEKTPI1QHA
IIY1EJlEKTPYlK (Yl30JlATOP) Ba3;rJ;VX
Me 1>Ie
ITooo:eJIaH H30naTODcKH K~'-DTOH IIMrroerH~' ca Ha CTaKJIO
JIUCKYH
xapTlIja
Y.BPCTOfiA
(y kVlcm) 30 30 40 60- 75 90-140 100-200 100- 400 800- 2000
23
2.9. KarraU;IITIIBHOCT
2.10. KOHgeH3aTOp
ycaMJbeHOr rrpoBogHIIKa KOJIlf'IHHa HaerreKTpHCaH,a Q Ha rrpOBOI1Hoj c¢epH he ce paBHoMepHo pacrrOpel1HTH. AKO ce yKyrrHa KorrWIHHa HaerreKTpHCaH,a rroBena k rryTa, H eneKTpwmo rrOJhe Tor HaeneKTpHcaH,a ne ce rrOBenaTH k rryTa, Kao H rroTeH~Hjarr. Ha OCHOBY Tora ce 3aKJbY'lyje l1a je yKyrrHa KOJIllqHHa HaerreKTpHCaH,a Q cpa3MepHa rrOTeH~Hjany V KOjH je paqYHaT rrpeMa pe¢epeHTHoj TaqKH y oeCKOHaqHOcTH:
Q=C·V Koe¢H~lIjeHT nponop~HOHarrHocTII
KOHI1eH3aTOp rrpel1CTaBJba CHCTeM Ol1l1Be rrpo BOI1He erreKTpOl1e Koje cy HaerreKTpHcaHe HCTHM
KOllnqHHaMaHaeneKTpncalliacyrrpoTHor3HaKa
+Q H - Q H3Mei)y KOjHX
ce Harra3H I1HerreKTpHK
(H30rraTOp). I13Mei)y I1Be eneKTpOl1e orrTepeneHor KOHl1eH3aTopa nocTojH nOTeHI1Hj arrHa pa3rrHKa, OI1HOCHO HarrOH: U = U l2 = VI - V 2 . I13Mei)y KOrrHqHHe HaeneKTpHCaH,a Q H HarrOHa rrocTojH nHHeapHa 3aBHCHocT:
KarraJ.\HTHBHOCT KOHI1eH3aTOpa C je jel1HaKa:
C Ha311Ba
ce eJIeKTpllqlla Kana~IITIIBHOCT (HrrH caMO KanaI\IITIIBHOCT) H MO)Ke ce HanHcaTII Kao:
Jel1HHll~a 3a Kana~llTllBHOCT KOHI1eH3aTOpa je APAg (F).
JeI1HHH~a 3a eneKTpHqHY KanaJ:.\HTHBHOCT je
c
APAg (F). Jel111HIIl1a 3a eneKTpHqHY Kana~HTHBHOCT APA,I:( je YBel1eHa y qaCT eHerneCKor HayqHHKa MajKrra apal1eja (Michael Faraday, 1791-1867). 3a rrpaKTHqHY ynOTpeoy 1 F (1 APA,I:() je HCyBHllle BerrHKa jel1HHHl1a rra ce KopHcTe MaH,e jeI1HHH~e: MHKpO¢apal1 (1 IlF = 10-6 F), HaHo¢apal1 (1 rrF = 10-9 F) H rrHKO¢apal1 (1 pF = 10-12 F).
VKana~HTHBHOCT
JbYI1CKOr Terra je OKO 50 pF.
Y crryqajy ycaMJbeHe rrpOBOI1He c¢epe H3pa3 3a KOJIHqHHY HaerreKTpHCaH,a je Q = C· V = 41lEoa . V, rl1e je a rrorrynpeqHHK c¢epe.
0" I1PI1MEP AKO 3eMJbY 3aMHcrrHMO Kao rrpOBOI1HY JIOrrTY rrorrynpeqHHKa rrpHOrrH)KHO 6370 km, Karra~H THBHOCT OH joj oHrra 0,7 mF.
24
u + CJlUKa
2.23. - KOHgeHaaiiiop
rpa¢HqKH CHMOOJIlI enCMeHaTa cy YBel1eHH l1a OH ce rrojel1HOCTaBHrro ~pTaH,e eneKTpHqHHX Korra. rpa¢HqKH cHMoorr KOHI1eH3aTOpa cy I1Be rrapanenHe nHHHje. I1opel1 rpa¢HqKOr CIIMOO na yrrHcyje ce Kana~IITHBHOCT KOHl1eH3aTOpa C. I1PHKJbyqHH rrpOBOI1HHI1H ce 3aBplllaBajy KpY)KHnHMa H TO cy MeCTa rl1e ce crraja KOHl1eH3aTOp ca I1pyrHM erreMeHTHMa eneKTpHqHOr Korra. rpa¢HqKH cHMoon KOHI1eH3aTOpa qHja ce Karral1HTHBHOCT He MO)Ke MeH,aTH rrpHKa3aH je Ha cnHI1H 2.24a, a Ha CrrHI1H 2.240 rpa¢HqKH cHMoon KOHI1eH3aTOpa qHja ce Karra~HTHBHOCT MO)Ke MeH,aTH. KOI1 KOHI1eH3aTOpa rrpOMeHJbHBe Karral1HTHBHOCTH ce jel1Ha erreKTpOl1a MO)Ke rrOMepaTH y 0I1HOCY Ha I1Pyry. I13Mel)y eneKTpol1a je Ba311YX HnH ¢onHja OI1I1HeneKTpHKa.
a)
6)
CIWKa 2.24. - rpacjJULf.KU cllA,6o.llu KOHgeH3aiuopa
KOHlleH3aTopH ce KopHcTe y HHIlYCTPHjH KOII MOTOpa, y pa3HHM KOJlHMa y eJleKTpOHHl\H H TeJleKOMYHHKal\l1jaMa, a rroMony lhHX ce 06e36eljyje HerrpeKHIlHO Harrajalhe pa'lyHapcKHx MeMopHja. Karral\HTHBHOCTH 011 HeKOJlI1KO lIeceTHHa IlF ce Mory OCTBapHTH rroMony eJleKTpOJlHTH'IKHX KOHlleH3aTopa. IIpOBOIIHHl\H cy MeTaJlHe cpOJlHje, H3Meljy KOjHX je rrarrHp HaTorrlheH pacTBopOM eJleKTpOJlHTa, a yJlory H30JlaTOpa I1Ma H TaHaK cJloj oKCIlila KOjH ce cpopMllpa rro rrOBpllIllHIl jellHe eJleKTpOlle. EJleKTpoxeMHjcKH KOHlleH3aTopH KOjll ce rrpaBe 011 yrlheHH'IHHx BJlaKaHa H rrOJlHMepa HMajy HajBene Karral\HTHBHOCTH 011 1 F ).101000 F.
Karral\HTHBHOCT rrJlO'laCTor KOHlleH3aTopa ce MO>Ke rrOBenaTH y6al\HBalheM IIHeJleKTpHKa H3Meljy rrJlO'Ia KOHlleH3aTopa. BpellHOCT peJlaTHBHe IIHeJleKTpH'IHe KOHCTaHTe y6a'leHor IIHeJleKTpllKa (BHIIH Ta6eJlY 2.2) ollpeljyje KOJlIlKO rryTa !i.e ce Karral\HTHBHOCT nOBe!i.aTIl. Karral.\llTHBHOCT rrJlO'laCTOr KOH).1eH3aTopa HMa Ta Kolje jellllHHl.\y F (APAP;). IIJlo'lacTH KOHlleH3aTopH cy BeOMa '1eCTH y npaKcH H 06H'IHO ce rrpaBe Kao KOH).1eH3aTopH MaJlHX Karral\HTHBHOCTH 011 IpF 110 I IlF.
~ IIPOBEPI1 CBOJE 3HAfuE 1. lllTa cy TaqKaCTa HaeneKTpJ.ICal-ba? 2. PacToja",e H3Meljy HaeJleKTpHCaHHx TeJla ce CMa"'IlJlO 3 rryTa. ,o:a JIll he ee rrpoMeHHTll CHJla IbHXOBor Meljye06Hor lIeiCTBa? 0 KOjOj ellJlll je pet-I? 3.
2.10.1. KarraU;HTHBHOCT IIJIOqaCTOr KOHp;eH3aTopa nJlO'laCTH KOHlleH3aTOp je BeOMa jellHocTaBHe
KaKBa j e BeJIJIl-lHHa jalJ:J:1Ha eJIeKTpHQHOr l1oJba?
a) CKaJlapHa 5) BeKTopeKa 4. IIoTeHl\lljaJl Ta'lKe A je 20 V , a rrOTeHI\HjaJl Ta'lKe B je 8 V. KOJlHKH je HarrOH H3Meljy Ij,HX?
KOHCTpYKl\Hje. CacTojH ce 011 IIBe rrapaJleJlHe rrJlO'le rrOBpllIHHe S Koje cy Ha Meljyc06HOM pacTojalhY d. IIJlo'le cy HaeJleKTpHCaHe HCTHM KOJlH'IHHaMa HaeJleKTpllCalha cyrrpoTHor 3HaKa +Q H -Q. EJleKTpll'lHO rrOlhe H3Meljy nJlO'la je XOMoreHo H YCMepeHO 011 rr03HTHBHO HaeJleKTpHcaHe rrJlo'le Ka HeraTHBHOj .
5. HanoH UBe H3HOCH 15 V. KOJlHKH je HanOH UeB?
Karral\HTHBHOCT rrJlO'laCTOr KOHlleH3aTopa, aKO ce H3Meljy eJleKTpolla HaJla3H BaKYYM HJlH Ba-
9.I13Meljy eJleKTpOl\a nJlO'laCTOr KOHI\eH3aTOp a y5a'leH je IIHeJleKTpHK "Ria ie peJlaTI1BHa I\He-
311YX je:
6. KOjH 01\ CJlel\ehHX MaTepRjaJla ey rrpOBOI\HHI\H, a KOjH cy H30JlaTopH: 5aKap, JlHCKYH, cpe5po, BO,Il.3 , CTaKJIO, XapTJilja , anYM I1Hl1j yM?
7.111Ta ce lIeUIaBa Kal\a ce I\HeJleKTpHK YHece y e JIeKTpHQHO JIoJhe?
8. Hal\pTaj rpa
JTeKTpHQH3 KOHCTaHTa
8.
,Il;a JIll ce KarraI.J;HTHB -
HOCT n pOMeHHJla? 3aUITo?
a aKO ce H3Meljy rrJlo'la HaJla3H IIHeJleKTpHK:
10. IIpeTBopH: 1 mV = 8 nC= 3kV= 20 kV/m
3 IlF =
V C V
Vim
=
F
25
3. Je~HocMepHe cTpyje
YCMepeHO KpeTal-be HOCllJIall,a HaeJIeKTpllCal-ba Ha311Ba ce eJIeKTpW-!Ha cTpyja. HOCIIOll,1l HaeJIeKTpllCal-ba Mory I(a ce Kpeliy y 'IBpCTIlM TeJIIIMa, Te'IHOCTIIMa, raCOBIlMa II BaKyyMy, aJIll y OBOM l(eJIy na)!(l-ba lie 611Tll nocBelieHa eJIeKTPli'IHOj CTpyjll Koja nocTojli y 'IBpCTIlM TeJIIIMa II Te'IHOCTIlMa jep OHe liMajy HajBelill npaKTli'IHll 3Ha'Iaj. EJIeKTpWIHe cTpyje Koje ce npoy'IaBajy y OBOM l(eJIY He Melhajy ce y BpeMeHY II TO cy CTaJIHe liJIll CTall,IlOHapHe cTpyje. MeI)YTIIM, BpJIO 'IeCTO ce y llCTOM CMliCJIY KOPIICTIl li TepMIIH jel(HOCMepHa cTpyja. I1pOll,elhyje ce I(a ce neTIlHa yKynHe noTpOIIIeHe eHeprllje y CBeTY TpOllill y Blll(y jel(HOCMepHe cTpyje. MHore 06JIaCTil npllMeHe 3axTeBajy jeAHoCMepHY CTpyjy, na ce OHa KOPIlCTli 3a n06yl)llBal-be reHepaTopa,
Y TOTIIIOHHu,aMa ,
IIorOHHMa eneKTpOJIH3e
II raJIBaHH3all,llje, y cj:>a6pHKaMa xapTllje, TeKCTllJIHoj HHI(YCTPlljli IITI(. I10KpeTalhe TpaMBaja, TaKol)e ce BpIIIll jeAHocMepHOM CTpyjOM. ):(HpeKTHa npOH3BOill-ba jellHo CMepHe cTpyje 3a TaKBe nOTpe6e je y cj:>a3H llCTpa)!(IlBalha TaKO I(a ce OHa 1(0611ja 113 Mpe)!(a HaH3MeHll'IHe cTpyje9 KopllIIIlielheM eJIeKTpOHCKHX KOMnOHeHTH.
3.1. IIojaM je):(HOCMepHe cTpyje lO EJIeKTpHQHa cTpyja 11 je CBaKO YCMepeHO Kpe Talhe HaeJIeKTpHCaHHX 'IeCTllll,a. EJIeKTpH'IHa cTpyja ce Mo)!(e ycnocTaBIITIl y cBaKoj Cpel(HHIl Hall'meHWlHC crpyje cy o6paijeHe y nOrnaBJbY 5, a CJIeKTplf'me Mpe:.Ke y nOriIaSJbY 6. \I
Kap,a ce o3HaTrasajy je)lHOCMeplle nemf'UIHe Htl ypeljajnMa n IfHC'rpYMCHTUM3, KOpnCTIt c e OJIll 03HaKa ,,-" "nil "D C'.' 10
11 YMeCTO -repMlTHa
caMO
26
ciupyja.
e/leKilipu'lHa cilipyja
BpJ1 0 ~l eCTO ce KOPUCTII
('1BPCTOj , Te'lHoj , raCOBlfToj, '1aK li y BaKYYMY) nOI( YCJIOBOM I(a nocToje CJI060l(Ha rrOKpeTlbllBa HaeJICKTpIICafba H lIa nocTojll Y3POK 360r '1era ce HaeJIeKTpllCalha Kpeliy. ilpeMa speiUu uOKpeiUJbU8UX ouiUepenefUa KOja o6paayjy eJleKiUpu'IHY Ctupyjy, eiUpyja AtOJICe 6uiUu; • eJIeKTpOHCKa - y '1BpCTIlM TeJIliMa H y BaKyyMy; • jOHCK3 - Y Te'lHHM paCTBOpllMa (eJIeKTpOJIllTIIMa) H raCOBIlMa. Y OBOM l(eJIy npoY'laBalieMO cTpyje Kp03 '1BPCTa TeJIa (rrpOBOI(HIIKe) II Kp03 eJIeKTpOJIIITe. Y MeTaJIHIlM rrpOBOI(Hllll,IlMa CJI060l(Hil HOCIIOll,1l HaeJIeKTpllCalha cy eJIeKTpOHllll Ha C06HOj TeMnepaTypll ce Til eJIeKTpOHIl Mory KpeTaTH y MaTeplljaJIy. lhllXOBO KpeTalhe je xaOTli'lHO. AKO ce ycnocTaBIl eJIeKTpll'lHO nOlbe, lhllXOBO KpeTal-be nocTaje YCMepeHO. I1PliCYCTBO eJIeKTpll'lHor nOlba je yTllll,aJIO Ha CTBapalhe cTpyje. AJIll I(a 611 Ta cTpyja 611JIa HenpOMeHlbllBa y BpeMeHY (CTall,IlOHapHa), II nOlbe Mopa 611Tll KOHCTaHTHO. Cm!Ka 3.1 rroKa3yje KaKO ce MO)!(e ycnocTaBIITIl cTaT~HoHapHa jel(HOCMepHa cTpyja. l-hMel)y eJIeKTpoAa KOHAeH3aTopa cj:>opMHpaH je npoBolIHH rryT. EJIeKTpH'IHO rrOlbe Koje nocTojH 113Mel)y eJIeKTpOl(a KOHI(eH3aTOpa je Y3POK KpeTal-ba CJI060llHHX HOCllJIall,a HaeJIeKTpllCalha, lIITO 3Ha'lll I(a nocTojll cTpyja y npoBollHOM nyTy. Ilol1l1ejcTBOM OBe cTpyje eJIeKTpOAe nOCTajy HeYTpaJIHe H eJIeKTpl'l"IHO nOlbe je HeCTaJIO. CTpyja je KpaTKoTpajHa H npOMeHlbHBa y BpeMeHy. I1pHKlbY'lelheM ypel)aja KOjll ce Ha311Ba reHepaTOp HJIH CTpyjHH H3BOP H 3aTBapalheM CTpyjHor KOJIa ycnocTaBlba ce CTal.\llOHapH3 eJIeKTpHQHa cTpyja.
E
JellMHMQa 3a ja'lMHy cTpyje Ha3BaHa je AMTIEP no cppaHQycKoM HaY'IHMKY AMnepy (Andre Marie Ampere, 7775-1836) KOjM je npBH YBeo Ha3MB eneKTpH'IHa cTpyja. Kai\a 3a BpeMe Oil 1 S Kp03 nOnpe'lHM npeceK npoBolIHMKa npolje KOJIIf'lHHa HaeneKTpHcalba Oil 1 C, OHlla je y TOM npoBOIIHMKY ja'IHHa eneKTpH'IRe cTpyje Oil 1 A.
•
+ +,~------~------~ ,
3.2.1. 03HaqaBalhe eJIeKTplPIHe a)
cTpyje Kp03 rrpOBO}];HIIK
E
•
-
-
+
+ +
TIpOBOIIHHQH 3a nOBe3MBaibe eneMeHaTa npl1Ka3yjy ce" nyHHM nHHMjaMa M CMaTpa ce lIa cy caBprneHO npOBOIIHH. EneKTpM'lHy CTpyjy Koja nocTojH y npOBOIIRHKY onHcyjy lbeHa ja'lMHa 1M CMep. H a cnHQH 3.2 npMKa3aHa cy IIBa Ha'lHHa lIa ce 03Ha'IH cTpyja y npoBolIHI1Ky.
1 1
I I
-
+
I
I 6)
CJWKa 3.1. - YcilociuaBJbafbe CiiiOl~/LOHapHe
e/1eKlupu'/He cilipyje
3.2. JaqI-iHa eJIeKTpWIHe cTpyje Ja'llfHa eneKTplf'lHe cTpyje 12 ce lIecjlHHlHue Kao KOnH'UIHa HaeneKTpHcalba Koja npolje Kp03 nonpe'lm! npeceK npOBOIIHMKa Y OllpeljeHOM BpeMeHY. Ja'lHHa eneKTpM'IHe cTpyje 03Ha'iaBa Ce cnOBOM 1:
CA UKa 3.2.
- 0 3J t.a'ta 6Ql-b e c iupyje y ii p 080gHUKY
Y CnO)!(eHMM eJIeKTpM'lHMM KonMMa ce He MOlKe YHanpell 3HaTM CMep cTpyje y nOjellMHMM npOSOIIHMQI1Ma. }];a 6H ce Ta Kona MnaK aHanM3Mpana, y nojellMHMM n pOBOIIHHl.\MMa ce YCBaja npOH3BOJhHH pe.pepeHTHIf CMep cTpyje. YCBOjeHM pecpepeHTHM CMepOBH ce 3allPlKaBajy 110 Kpaja nocTynKa pernasalba Kona M y OIlHOCY Ha Te ycsojeHe pecpepeHTHe CMepose Ce Bpnm aHanM3a 1I06HjeHHx pe3ynTaTa. AKO ce pa'lYHOM 1I06Mje n03HTHBHa BpellHOCT 3a HeKY CTpyjy, TO 3Ha'lH lIa ce CTBapHM H YCBojeHH CMep cTpyje noKnanajy, a aKO Ce 1I0611je HeraTHBHa SpeIlHOCT, TO 3Ha'lM lIa ce He nOKnanajy.
3.3. IlpaTeliII e¢eKTII eJIeKTpIIQHe CTpYJe JellMHMQa 3a ja'lHHY cTpyje AMTIEP (A) .
12 YMeCTO -rcpMlfHa j O'luHa e.lleKiiiplltll1C clTipyje 'leCTO cc KOpncnl caMO ciupyja MIIClIenll non 'l' i.I M Ha . bCHY ja1.lllHy.
TIpaTetlH ecpeKTH eneKTpH'IHe cTpyje HMajy senHKH npaKTH'lHM 3Ha'laj H TO: • TonnOTHIf, nposOIlHHK Y KOMe MMa cTpyje CC 3a rpeBa;
27
nojaBa MarHeTCKor nOJba Y OKOJIlIHH npOSO/lHIIKa ca CTpyjOM;
• MarHeTCKH,
jaBJba ce Ka/la nocTojlI cTpyja y erreKTporrlITIIMa;
• xeMHjcKII,
• CBeTJIOCHH,
jaBJba ce y3 TonrrOTHO /lejcTBO.
ErreKTplI'lHO KOJIO npe/lCTaBJba cKyn eJIeMeHaTa KOjlI cy Meljyc05HO nOBe3aHlI npOBO/lHlIl(lIMa. Y erreKTpH'IHOM Korry lIMa cTpyje aKO je Korro 3aTBopeHO II aKO y lheMY nocTojll erreKTplI'lHlI 1I3BOP, O/IHOCHO reHepaTOp. EJIeKTpl1'lHa KOJIa Mory 5HTlI npOCTa H CJIO)!{eHa. ErreMeHTlI Kao lIITO cy eJIeKTpl1'lHlI reHepaTOp (erreKTplI'lHlIIBBOp), npOBO/lHHl(H H npHjeMHHl(H (nOTpOlIIa'lH) npel1CTaBJbajy OCHOBHe erreMeHTe eJIeKTpH'IHOr Korra, a HeKH /lOnYHCKlI erreMeHTH cy oCHrypa'lH H npeKlI/la'lll.
3.5. ITPBI1 KI1PXOCPOB
3aKOH
MecTo y erreKTpH'IHOM Korry r/le ce Be3yje TpH HJIH BHIIle npOBO/lHHKa Ha3HBa ce '1BOp. 05erre)!{aBalhe '!Bopa IlplIKa3aHo je Ha CrrHl(H 3.3.
C.!IllKO
6)
3.3. - a) u 5) 05efLeJICaaa1-be
B) I.lBopa u
6) YKpUlluafbe iip060gHUKO Sea Citajmva
28
Q, A
C/WKa 3.4. - l.Jeop
3anHcaHo y MaTeMaTH'IKOM 05rrHKY, npeMa 03HaKaMa Ha CJIHl(1I 3.4:
,[(e050M ca BpeMeHoM t /10 61Ij a ce:
I10IIlTO nOCMaTpaMO BpeMeHCKH HenpOMeHJblIBy CTpyjy, Mopa ce KOHCTaTOBaTlI l1a yHyTap npOBO/lHHKa, Tj. lherOBe Ol1peljeHe 3anpeMHHe He 110JIa3H /10 IlpOMeHe KorrH'lHHe HaeJIeKTplIcalha. To 3Ha''lH /la aKO je/lHa Korrl1'lHHa nOKpeTHlIX HaerreKTpHcalha HanYCTH Ty 3anpeMlIHy, Ha lhHXOBO MeCTO /lOrra3H HOBa HCTa KOrrlI'lHHa.
a)
'-{BOP je Ha CJIHl(lI 3.4 05eJIe)KeH CJIOBOM A 1I noKa 3yje /la je TO MeCTO cnajalha TplI npOBO/lHHKa Koja cy /leo HeKor CJIO)!{eHOr eJIeKTpH'IHOr Korra. Kp03 npOBO/lHHKe TeKY CTarrHe KOJII1'IllHe eJIeKTpHl(HTeTa Q l' Q 2 H Q)" laCHO ce BHI1H /la KOJIH'IHHa HaeJIeKTpHCalha Koja /lOJIa3H /10 '1BOpa A 3a BpeMe t Mopa /la 5Y/le je/lHaKa KO JIlP·I llHH HaerreKTpHcalha Koja 0/lJIa31I 0/1 '[BOpa. Y cynpoTHoM, /lOlIIJIO 5H /10 HarOMHrraBalha HaeJIeKTpHCalha y '1BOpy A.
I[=
'2+ 1
3,
To 3HaqH l1a je 35Hp cTpyja Koje HMajy cMep Ka '1BOpy je/lHaK 35HPY cTpyja Koje IIMajy cMep 0/1 '1BOpa. AKO OBY je/lHa'llIHY HanHlIIeMO y /lPYrOM 06rrlIKY, /l05Hja ce:
12 + 13 - 1, = O. 3aKOH Kojn ce O/IHOCH Ha CTpyje Koje ce CTHqy y je/lHOM qBOPY Ha3f/Sa ce IIpBn KIlPXO!flOB 3aKOB, npeMa HeMaqKOM cpll31I'lapy KHPXOCPY (Gustav Robert Kirchoff, 1824-1887) KOjH ra je 1845. rO/lHHe cpopMyrrHcao. AJIre6apCKH 36HP j aqHHa cTpyja Koje ce CTHqy y HeKOM qsopy jel1HaK je 0, npH '1eMY npe/l3HaK ,,+" HMajy OHe cTpyje qHjH j e CMep 0/1 qSopa, a npe/l3HaK ,,- " CTpyje '1HjH je CMep Ka qBOpy. 3aKOH MO)Ke l1a ce npHMeHlI Ha '1BOP y KOMe ce cnaja npOH3S0JbaH 5poj npOBO/lHHKa.
- I.
3.5.1. Mepelbe cTpyje I1HcTpYMeHT KOjH ce yrroTpe5JbaBa 3a Mepelbe ja'lHHe cTpyje Ha31lBa ce aMoepMeTap. Kalla ce MepH cTpyja, aMrrepMeTap ce Be3yje TaKO lIa cTpyja rrpOJIa3H Kp03 Ibera. Kpaj eBH aMrrepMeTpa cy 03HaQeHH ca ,,+" H ,,~" H 0 TOMe Tpe5a BOIIHTII pa'l yHa rrpHJIIIKOM rrOBe3HBalba II Mepelba. rpa¢H'IKII CHM50JI aMrrepMeTpa rrpIIKa3aH je Ha CJIHl.\H 3.5. 3a Mepelbe 1l3Y3eTHo MaJIHX ja'1HHa cTpyja KOPHCTII ce Crrel.\Hj aJIHa KOHCTPYKl.\Hja aMrrepMeTpa KOjH ce Ha3HBa ranBaHOMe Tap.
CllItKO 3.5. - TpQ(jntt(Klt eli.tl50Jl ClAtiiep.4lefiipa
3.6.
R
I
OMOB 3aKOH
HeMa'lKH ¢H3H'Iap OM (Georg Simon Ohm, 1787-1854) HcrrHTHBao je 3aBHCHOCT ja'lHHe CTpyje I H HarrOHa Ha KpajeBHMa rrpoBollHIlKa U H 110lllao 110 3aKJbY'lKa lIa cy HarrOH II CTpyja IIl1peKTHO rrpOrrOpl.\II0HanHe Senll'IHHe, a KOe¢lIl.\HjeHT Te rrpOrrOpl.\HOHanHocTH rrpellCTaSJba eneKTplI'lHy oTrropHocT rrocMaTpaHor lIena rrpoBolIHHKa H 03Ha'leHa je ca R. EneMeHT KOjH KapaKTepHwe eneKTpH'IHa oTrropHocT Ha311Ba ce eneKTpO'lHH OTllOPHHK (rpa¢II'1KII CIIM50JIII Ha Cnl1l.\l1 3.6).
u
+
CAUKO
3.7. -
JeIlHHI1l\a 3a eJIeKTpH'IHy OTrropHOCT je
OM (0). OTrropiloCT Oil 1 0 HMa oTrropHIIK KOII Kora ja'111Ha cTpyje Oil 1 A cTBapa Ha lberOB>IM Kpa jeBIIMa HarrOH Oil 1 V. Y rrpaKclI ce '1eCTO yrro Tpe5JbaBajy MHJIHOM (1 roO = 10-3 0), KIIJIOOM (1 kO = 103 0) II MeraOM (lMO = 106 0). 3a 03Ha'leHe pe¢epeHTHe cMepoBe Ha rrOHa H cTpyja Ha CJIlIl.\H 3.7 Ka)J(e ce lIa cy ycamallleHH H Talla sa)J(H OMOB 3aKOH y 05JIHKY U = R ./. YcarnaweHH pe¢epeHTHII CMepOBII cy rrpHKa3aHH Ha CJIHl.\H 3.8a H 3.85. HeycarnarneHII pe· !\JepeHTHil cMepoBil cy rrpHKa3aHil Ha CJIHl.\H 3.8B H 3.8r H y THM cJIY'lajeBI1Ma OMOS 3aKOH maCH: U = -R . /.
R
1
a)
0
0
0
I.+
0-[ 0 I
R
B) C1Uf6oA
OlufiopnuKa
HarroH Ha KpajeBHMa oTrropHHKa IIHpeKTHO je cpa3MepaH ja'lHHH eneKTpH'lHe cTpyje Kp03 OTrrOpHI1K (rrpeMa pe¢epeHTHI1M CMepOBHMa Kao Ha cnHl.\H 3.7) :
U=RI
r)
I.+ CAllKa
3.B. -
u
J
R
I 0
I
I.
o>-----[==}----
CJlUKO 3.6. - TpacjJUttKU
0 .4(06 3(1KOH
OMOB 3aKOH je jellaH Oil HajcTapHjllx eKcrrepHMeHTanHllx 3aKOHa:
5)
R
0
0
u
.1 +
R 0
U R
+ I 0
u
YCOZJl.OWeHlI U HeycozAOUteHU
pe¢epeHiuHu c"uep06U naiioHO u ciTipyja
29
3.6.1. Mepelhe HarrOHa
R
HHCTpYMeHT KOj RM ce MepR HaIIOH R3Meljy IIBe Ta'lKe Ha3RBa ce BonTMeTap. OTIIOPHOCT BonTMeTpa Mopa lIa 5Ylle IllTO Belia lIa 5R IllTO Malbe
R
IIopeMeTRO nocTojelie CTalbe y KOJIy. rpa¢H'lKH CHM50JI BOJITMeTpa lIaT je Ha cnHIjH 3.9a, a Ha'lRH Ha KOjH ce npHKJby'lyje y KOJIY Ha CJIHIjR 3.95.
a)
'0 R
H
o----W------o
fu
,
+
a) ClILl1(Q 3.9.
R
- BO.ll.ilL\teiUap
5)
qecTo ce YMeCTO eJIeKTpH'lHe OTIIOPHOCTH
H Ha3HBa eneKTpR'lHa npOBOA-
U = R .I 05JIRKY I = C . u.
HOCT. OMOB 3aKOH nRIlle y
.-
---~-
R
KOPHCTH lbeHa peIjHnpO'lHa BpellHOCT Koja ce
C
o
6)
3.7. EJIeKTpWIHa rrpOBop:HOCT 03Ha'laBa ca
V
calla MO)!(e lIa ce Ha -
B)
Ic= ~ I JellHHRIja
3a
eneKTpR'IHY IIPOBOIIHOCT je
CHMEHC(S).
3.8.
OTrropHH~H
r)
OTnOpHIlIjIl cy eJIeMeHTR KOHCTpYHcaHR TaKO /la y eJIeKTpH
R
je MHoro Be -
C/lUKa 3.10. - TplUjJ/,l
lia 0/1 OTnopHOCTR IIPOBOIIHRKa 3a IIOBe3HBalbe.
aJ cwaJl1iUX oiIiii.oPHOciiiu, 6) iip0J.IeHIbU8UX oiiiiiOPHOClltU, 8) U z) uazJI,eg oiTi.ii,opHuKa ciiiaJlHUX
rpa¢R'IKR CHM50JIR OTIIopHHKa 'lHja ce OTIIOP -
oili£ioPHOClltU
HOCT He Mo)!(e MelbaTH /laTa je Ha CJIHIjR 3.lOa, a OTIIOPHIlIjIl npOMeHJbHBIIX OTnopHOCTIl Ha
CBR eJIeMeHTIl KOjH cy caCTaBHR lIeo HeKor
CJIHIjH 3.105. Kao IllTO ce BH/lH, IIOpell CBaKor
eJIeKTpH'IHOr KOJIa HMajy MalbY RJIIl Beliy OT-
CRM50JIa HaJI a3R ce R eJIeKTpH'lHa OTIIOPHOCT
IIOpHOCT. OTIIOPHOCT 3aBRCH Oil IIIlMeH3Rja H
OTIIopHHKa 13
Bpno
RJ3
r OBOp" OiIiitOPHU K R.
30
MaTepRjaJIa Oil Kora cy HaIIpaBJbeml TIl eJIeoiu ilOPHliK oiuiioPHociu ll R Kp ahe
MeHTR. CaMO IIPOBOIIHHIjR 3a nOBe311Balbe eJIeMeHaTa cMaTpajy ce caBpIlleHO npOBO/lHIlM (OHH
ce 03Ha'{aBajy IIYHOM nHHl'ljoM). OTnOpHI'IQH ce npaBe Ha pa3He Ha'IHHe: 01\ CIIHpanHO YBHjeHe )l(HQe, HnH Oil rpaqmTHe CMeCe Ha ,{Hjl'lM KpajeBI'IMa CY MeTanHH KOHTaKTH I'InH HaHOWelheM MeTanHOr cpl'lnMa Ha KepaMH,{KO TenO, npH 'leMY CY KOHTaKTHe IIOBPlIIH Ha 60,{HHM CTpaHaMa.
3.8.1.
3.8.2. EJIeKTpHqHa OTIIOPHOCT )KHqaHOr IIPOBOAHHKa Ayra,{Ka )l(HQa Oil XOMoreHor MaTepHjana , cneQHcpH,{He OTIIOPHOCTH p, nospWHHe nOIIpe' IHOr npeceKa S H IIY)l(HHe I npH '{eMY je I » r, r ile je r nonynpe,{HHK )l(HQe, HMa OTnopHOCT Koja ce H3pa,{YHasa IIO cnellehoj cpopMynH:
I R = p-
CIIeU;HcpHqHa eJIeKTpHqHa
S
OTIIOPHOCT
n
'*"
3a OIlP)l(aBalhe eneKTpl'I,{He cTpyje HeOIIXOI\HO je lIa y IIPOBOIIHHKY IIOCTOjH eneKTpl'I'lHO nOlbe. H TeopHjcKH H eKcnepHMeHTanHO lIona3H ce 110 3aKlbY,{Ka lIa je rYCTHHa cTpyje 1/S cpa3MepHa ja,{HHH eneKTpH,{Hor nOlba. KoecpHQHjeHT Te cpa3Mepe 03Ha'{aBa ce 0 H Ha3HBa cneQHcpH,{Ha eneKTpH,{Ha npOSOIlHOCT (jeIlHHHQa je CHMeHC no MeTpy S/m) . PeQl'lnpO'lHa Spel\HOCT cneQHcpH,{He eneKTpH'IHe npOBOIlHOCTH ce Ha3HBa cneQHcpH,{Ha eneKTpH ,{Ha OTnopHOCT P = 110. Jel\HHHQa 3a cneQHcpH,{HY eneKTpH,{HY OTnopHOCT je OMMeTap Om . 06e OBe BenH,{HHe ce Melbajy npH npOMeHH TeMIIepaType. CneQHcpH,{He eneKTpH,{He OTnopHOCTH PI I Ha Te~mepaTypH
CynepIIpOBOIIHHQH cy MaTepHjanH KOI\ KOjHX je cneQHcpH'IHa eneKTpH'IHa OTIIOPHOCT npH6JIH)I(HO 0 Ha TeMnepaTypH anconYTHe Hyne. To cy Ha npHMep: onoso, )l(HBa, HeKe nerype.
3.9. Be3HBalhe OTIIopHHKa Kal\a y eneKTpl'I'lHOM Kony nocTojH SHIUe OTnopHHKa, OHH Mory 6HTH Be3aHH pellHO, IIapanenHo, a KOM6HHoBalbeM OBa ilBa Ha,{HHa 1106Hja ce MeIUOBHTa HnH KOM6HHosaHa De3a . ABa HnH SHlIIe OTIIopHHKa Koja cy Be3aHa Ha ollpe1ieHH Ha'{HH Mory ce 3aMeHHTH eKBJlBaneHTHHM OTIIOpHHKOM.
tlH P IIpH TeMnepaTypH t 2 nOBe3aHe cy cnelleI2 hOM penaQHjoM:
3.9.1. PeAHa Be3a OTIIopHHKa Ha cnHQH 3.11 npHKa3aHa je pel\Ha Be3a n OTnopHHKa H eKBHBaneHTHH oTnopHHK, KOjHM ce 3aMelbyje OBa pellHa Be3a . Ja'lHHa cTpyje 13a CBe OTIIopHHKe je HCTa. HanoHH Ha CBaKOM oTnop-
npH 'IeMY je a Te~mepaTypHH ca,{HHHnaQ (H3pa)l(eH y I r C) Kalla cy TeMIIepaType H3pa)l(eHe
y
0c.
~
RI
+
----H
I
UI
I
R,
Rn
R2
~
U2
+
U
I-
Un +
f1 L
~ U
I
+
-
0
+ CA r/Ka 3. 11.- P egHa (j eaa o iUUOP UU KO
31
HIlKy
VI' V 2···Vn
03HaqaBajy ce TaKO Aa pecj:>e-
Pecj:>epeHTHH cMepoBH HallOHa H cTpyja cy yca-
peHTHIl CMepOBIl HanOHa II cTpyja 0YAY ycarrrallleHIl. Y TOM CJIyqajy, HanOHIl npeMa OMOBOM
rJIallleHII. IIpeMa npBoM KHPXOcj:>OBOM 3aKoHY:
3aKOHY cy:
VI = R, . I ; V 2 = R 2 · I ... Vn = Rn . I. HanOH 1I3Meljy KpajeBa peAHe Be3e
V jellHaK je
30lIPY HanOHa Ha llojeAIIHIlM OTllOPHIII1IIMa:
I
V = V, + V 2 + ... + Vn
=
1
V = (R, + R2 + .. . Rn) .1. IIolllTO je V = Re , AoolIja ce
I
OTllOPHOCT
Rc je YBeK Mafba OA HajMalhe
Ha OCHOBY 1I3pa3a 3a eKBIlBaJIeHTHY OTllOP-
OTllOPHOCTH y llapaJIeJIHoj Be31I. Y llpaKclI
HOCT R e 3aKJhyqyje ce Aa j e OHa YBeK Belia
ce BpJIO qeCTO KOPHCTM cj:>opMyJIa 3a M3pa-
Oil HajBelie OTllOPHOCTIl Y peAHoj Be31I.
QYHaBalhe eKBIIBaJIeHTHe OTllOPHOCTM Re llapaJIeJIHe Be3e ABa OTllopHMKa:
3.9.2. ITapaJIeJIHa Be3a OTIIopHIIKa IIpll llapaJIeJIHOM Be3IIBalhY OTllopHIIKa HallOH
V je IICTII Ha CBIIM OTllOPHIII1IIMa, a cTpyje ce
3.9.3. MeIIIOBIITa Be3a
Mory 1I3paQYHaTII Ha cJIeAelilI Ha'I1IH:
V 12 = R 2
-
;
OTIIopHIIKa MelllOBHTa MJIII KOMOIIHOBaHa Be3a OTllopHIIKa j e KOMOHHal1lIja p eAHe II llapaJIeJIHe Be3e.
I
jIn Re
u
Rn
C J U
+
CJll.oca 3.12. - IlapaAeJlHQ 6e3a oiii,[iopHltKa
32
CJlWW 3.13. - Mewo6uwa Be3a oiiiiiopHuKa
o
I1oBe3HBalhe I1HcTpYMeHaTa 3a Mepelhe HaIlO-
I1PHMEP
Ha CJIHl\H
Ha H cTpyje (aMilepMeTpa 11 BOJITMeTpa) MO)!{e
3.13
I1pHKa3aHa je HajilpocTHja Me-
IllOBHTa Be3a H I10cTYilaK 3a O/lpe\jHBalhe eKBHBaJIeHTHe OTilOpHOCTH.
/la ce H3Bplll11 Ha /lBa HaQHHa KOjH cy I1pHKa3aHH Ha CJIHl\H
3.15 H 3.16.
BOJITMeTap MepH Ta'laH HailOH Ha OTIIOPHHKY
OTIIOPHHl\H R2 H R3 cY Y I1apaJIeJIHoj Be3H. OHH
U,
ce 3aMelhyjy je/lHHM OTIIOPHHKOM 'lHja je OT-
30HP ja'lHHa cTpyja Kp03 OTIIOPHHK
I10PHOCT 03HaqeHa ca
R 23 H H3paQYHaBa ce I1PH-
MeHOM cjl0pMYJIe :
a aMilepMeTap MepH CTpyjy Koja I1pe /lCTaBJha
BOJITMeTap
Iv.
I
H Kp03
OBaj Ha'lHH Be3HBalha ce KOPH-
CTH Ka/la ce Mepe MaJIe OTIIOPHOCTI1
R.
..!:!.....
, - - - - { V} - -- - , OTIIOPHHl\H R l H
R 23 cy
y pe/lHoj Be3H H OHH ce
3aMelhyjy eKBHBaJIeHTHHM OTIIOPHHKOM
R,
KO-
jH je je/lHaK:
U
+ CJlUKa 3.15. - Mepefbe OiiiUOPHociuu uOMoliy aMuep.ueiupa U BomllAteiTtpa
3.9.4. Mepelhe OTIIOPHOCTII I10CTOjH MHoro MeTO/la I10MOli.y KOjHX ce Mory H3MepHTH
HeIl03HaTe
OTilOpHOCTH.
HHCTpy-
Ca/la aMilepMeTap MepH TaQHO ja'lHHy cTpyje
I,a
MeHT KOjHM ce je/lHOCTaBHO H /lHpeKTHO MepH
Kp03 OTIIOPHHK
OTIIOPHOCT Ha3HBa ce OM-Me Tap. rpacjlH'lKH
jH I1pe/lCTaBJha 30HP HailOHa Ha OTIIOPH11KY
CHMOOJI OM-MeTpa je I1pHKa3aH Ha CJIHl\H
3.14.
BOJITMeTap Mepl1 HailOH KO-
HailOHa Ha aMilepMeTpy
UA.
U 11
OBaj Ha'lI1H ce KO-
PHCTH I1pH MepelhY BeJIHKHX OTIIOPHOCTI1
R.
V C/lUKQ 3.14. - OM-Meruap
-
I
HH/lHpeKTHO Mepelhe OTIIOPHOCTH OTIIopHHKa
R
R A
je I10CTYilaK I1pH KOMe ce HCTOBpeMeHo Mepe
+
113paQYHa OTIIOPHOCT:
R=U I
UA
U
HailOH H cTpyja, a 3aTI1M ce I10 OMOBOM 3aKOHY
+ CJlllKQ 3.16. -Mepetbe oiiiflOPHociiiu uOAwliy aMiiepAteiupa U BOJllUAf eiiipa
33
3.9.5. YHIIBep3aJIHil MepHIl IIHCTpYMeHTIl O)1p)KaBalhe pa)1a rrorOHa HJIH cepBHCHpalhe ypel)aja 3aXTeBa Mepelha pa3JIHqHTHX eJIeKTPHqHHX BeJIHqHHa. 360r Tora cy HarrpaBlbeHH HHCTpYMeHTH rroMoliy KOjHX je Morylie OCTBapHTH rroTpe6Ha Mepelha. TH HHCTpYMeHTH ce Ha3HBajy YHIIBep33J1HII MepHIl IIHCTpYMeHTIl 1IJ111 yHIlMepll. YHHMepOM ce Mory MepHTH CTpyje H HarrOHH y je)1HOCMepHOM H HaH3MeHHqHOM pe)KHMY H OTrropHOCT (CJIHKa 3.17a). IIocToje H )1HrHTaJIHH HHCTpYMeHTH KOjH ce Ha3HBajy MyJITHMeTpH (CJIHKa 3.175).
KOJIHQI1Ha eHeprF!je Koja ce rrpeTBOpl1 y TOrrJIOTY W J y OTrrOpHI1KY R Ka)1a y lheMY rro CTOjl1 cTpyja I y TOKY BpeMeHa t je:
Je)1HHHIl,a 3a eHeprHjy je UYJI (J). 3a rrpoH3BolbaH OTIIOpHHK oTrropHocTH R y KOMe je ycrrocTaBlbeHa eJIeKTpHQHa cTpyja I HarrOH Ha lherOBI1M KpajeBHMa je U = R . 1. Y HeKOM BpeMeHcKoM HHTepBaJIY t Kp03 lhera lie rrpolil1 KOJII1QI1Ha eJIeKTpHIl,I1TeTa Q = I . t. To orITepelielhe Kp03 oTrropHHK cy rrpeHeJIe eJIeKTpHQHe CHJIe, Koje cy rrpH TOM H3BpIlIHJIe pa)1 A . KopHCTeliH )1e
A
= U· Q = U · 1 · t,
O)1HOCHO 3aMelhyjyliH U 2
= R . I,
u2
A = R-I ·t=-·t. R
a) CWKa
3.10.
3.17. - YHu6ep3aAHu .MepHU UHCluPY.AteHiliu
UYJIOB 3aKOH . EJIeKTpWIHIl pa;o;
Je)1aH 0)1 rrpaTeliHX e
34
IIpeMa 3aKOHY OAP)Kalha eHeprHje, eHeprHja 6pOjHO je)1HaKa OBOM pa)1y rrpeTBOpHJIa ce y TOrrJIOTY·
n
"iI
Je)1HHHIl,a 3a eJIeKTpHQHY eHeprHjy y rrpaKTHQHHM rrpHMeHaMa je KIUIOBAT-qAC (kWh). kWh j e je)1HaK eHeprHjH KOjy rrpHjeMHHK CHare 1 kW rrpeTBopl1 y TOrrJIOTY (I1JIH HeKY APyry eHepmjy) y TOKY 1 h.
1 kWh = 1 000 . 3 600 Ws = 3,6 . 106 J llpIIMeH3 TOIlJIOTHOr e$eKT3 TOrrJIOTHH e
MHorHM CJlY'IajeBHMa, OCJl05al)afbe TOIlJlOTe je He)KeJheHO (KOA eJleKTpH'IHHX MaWlma , TpaHC¢OpMaTOpa, BOAOBa HTA.) H Y THM cJlY'IajeBHMa Ta TOIlJlOTa I1peACTaBJha ry5HTKe.
2 4
u
ITOTPOlila q
3.11. EJIeKTpH'IHa CHara IIoDlTO je y KOJlY KOHCTaHTHe cTpyje npol1ec npeTBapafba eJleKTpH'IHe eHeprHje KOHCTaHTaH I1pOL\ec, eJleKTpII'IIIa CHara OTnopHIIKa 14 P je:
CAUKO 3.18.
- HalllIH iipUKIbYlillsalba 6111uAleiiipa
3.12. EJIeKTpH'IHH reHepaTopH EJleKTplI'lHII reHepaTOp 1IJ111 eJleKTplI'lHII 113BOp je ypel)aj KOjH HeKY BpCTy eHeprHje (MeXaHM'-IKy, TOIlJlOTHY, xeMMjcKY) npeTBapa y eJleKTpH'IHy eHeprlljy. IIoMohy fbera ce MO)Ke OAp)KaBaTH eJleKTpH'-IHa cTpyja y 3aTBopeHOM eneKTpH'-IHOM Kony.
JeAHHHL\a 3a eJleKTpH'IHy cHary je BAT (W).
3.11.1. Mepelhe eJIeKTpH'IHe CHare EJleKTpH'IHa CHara y KOJlHMa CTaJlHe cTpyje Mepll ce AHpeKTHO H MHAHpeKTHO. ,UHpeKTHO Mepefbe CHare BPWM ce nOMony MHCTpYMeHTa KOjM ce Ha311Ba BaTMeTap. Ha' lHH npMKJhy'lHBafba BaTMeTpa je npHKa3aH Ha CJl[iL\Ii 3.18. 3a pa3J1MKy OA aMnepMeTpa H BOJlTMeTpa, BaTMeTap II.Ma '1eTMplI npll.KJhy'lHa Kpaja , OA KOjll.X ce ABa Be3yjy peAHO, a ABa napaJleJlHO ca npMjeMHMKOM. 01'1 I1paKTM'IHO y ce511. CaAp)KH aMIIepMeTap II. BOJlTMeTap, aJlII. je CKaJla H36a)KAapeHa y BaTII.Ma , TaKO Aa ce CHara AMpeKTHO O'HlTaBa. CHara ce MO)Ke MepHTH H I1HAMpeKTHO, nOMony a~mepMeTpa M BOJlTMeTpa , KOjHM ce MCTOBpeMeHO Mepe cTpyja Ii HanOH, a 3aTHM ce H3pa'-lyHa CHara npHMeHOM ¢opMyJle P = U· 1 . (;) 3a Mepelhe YTpoweHe eJleKTplI.'IHe eHeprHje KopHcTe ce MHcTpYMeHTH KOjM ce Ha3HBajy eJleKTplI'lHa IipojllJla.
l'
14
Cuaia o luli oPH ltKll ce
MO)l(C KOPII CT UTlI
n y
CMII C.!l Y
nn je
uaj 6eha CUll i ll Iwja ce y o!7i.llopuu KY .t{Qxe iipel7i aoplliii ll 17ioli.no iTty. a g o ce iip uiiia.lf He Oflliu eiuu o iu tlOPUII K.
TO
y
IIpHnHKoM TpaHC¢OpMaL\Hje eHeprHje Aona3H AO HarOMMnaBafba n03HTHBHe H HeraTHBHe KonH'-IHHe eneKTpHL\HTeTa M CTBapafba pa3nMKe nOTeHL\MjaJla, OAHOCHO HanOHa H3Mel)y npMKJhY'laKa P H N. CMJle yHyTap reHepaTopa npHnHKOM pa3ABajafba n03MTHBHor 11 HeraTHBHor HaeneKTpHcafba , OAHOCHO npeHOCenll. n03HTHBHa HaeneKTpHcafba Q ca npHKJhy'lKa N Ha npHKJhY'-laK P, H3Bpwe HeKH paA A Ha pa'lyH HeKe OA nOMeHYTMx BpcTa eHeprHje. Taj paA je
UPNO j e HanOH oTBopeHor reHepaTopa (reHepaTopa KOjH HHje Aeo eJleKTpl!'-IHOr Kona) M Ha3MBa ce eJleKTpOMoTopHa cllna (eMc) reHepaTopa II. 03Ha'IaBa ce cII.M50nOM E: A E = U pNO = -
Q
J eAHHHL\a 3a eJleKTpoMoTOPHY cHny je BOJIT
(V) .
35
Y eneKTpHqHOM reHepaTOpy KOjH je Aeo 3aTBOpeHor eneKTpHqHOr Kona y KOMe je YCllOCTaBlbeHa cTpyja, Aona3H AO rrpeTBapalba jeAHor Aena eHeprBje y TorrnOTY, CnHqHO Kao KOA OT1l0pHHKa, TaKO Aa je APyrH llapaMeTap ynyTpaIIIlLa OTnopnOCT reuepaTopa R . CHara P Ha . Rg H3paqYHaBa g g yHyTpaIIIlbOJ OTrropHOCTH ce llpHMeHOM UynoBor 3aKOHa :
P g =R g .p
3.13. IIpoCTO eJIeKTpIIqHO KOJIO ca JegHIIM reHepaTopOM II JegHIIM OTIIOPHIIKOM HeKa je AaTO rrpOCTO Kono (cnHKa 3.20) Koje CaAP)!{H reHepaTOp eneKTpOMOTopHe CHne E H yHyTpaililbe OTrropHOCTH R gR jeAHor OTllOPHRKa R. Y OBOM Kony Herr03HaTa je jaqRHa cTpyje I R TO je 3aAaTaK KOjR Tpe5a Aa ce peiliH. p
rAe je I ja'IHHa eneKTpHqHe cTpyje Koja 1l0CTOjH y Kony. CHara reHepaTopa ce H3pa" YHaBa rro cjJopMynH
R
+ IIOIliTO oBaj reHepaTop KapaKTepHIIIY lberOBa eMC E H yHyTpaililba oTrropHocT R g , OBaKaB reHepaTOp ce qeCTO Ha3HBa uanOUCK" reuepaTOp. EneKTpHqHH reHepaTOp ce MO)!{e rpacjJHqKIIllpHKa3aTH Ha BHIIIe HaqHHa Kao Ha CnHI1H 3.19. KOA rpacjJHqKOr CHM50na reHepaTopa pecjJepeHTHH CMep eneKTpoMoTopHe CHne ce 03HaqaBa ,,+". rpacjJHqKH CHM50nH Ha CnHI1H 3.195 H 3.l9r 05HqHO ce KopHcTe 3a llpHKa3HBalbe eneKTpoxeMHjcKHx H3Bopa. TaHKa Ay)!{a I1pTa je rr03HTHBHH llpHKlbyqaK ,,+". rpacjJHqKH cHM50nH Ha cnHI1H 3.19B H 3.l9r rrpHKa3yjy peanHH 15 reHepaTop Kao peAHy Be3Y HAeanHor reHepaTopa H oTrropHHKa R g.
p
E
N C/lUKO
3.20. - llpociuo
e/uKiupU'-tHO KDllO Koje
cagpJfCu
jegal-t ieHepaiiiop u jegaH OLUtlOPHUK
KaAa y Kony RMa cTpyje I, CHara reHepaTopa je P E = E . I, CHara UynoBHx ry6HTaKa y reHepaTOpy Pg = R . P H CHara UynoBHx ry5HTaKa Ha OT1l0PHHKY'P = R . P. EHnaHC CHara 3a OBO Kono je
PE=Pg+PR
p
EI=R g P+R/2 . gelbelbeM jeAHaqHHe ca I, y3 ycnoB Aa je I A05Hja ce: E = R/ + RI, OAaKne cneAH Aa je
+
* 0,
E 1= - -
Rg+R
N
HanOH 1I3Me!jy rrpllKlbyqaKa reHepaTopa
a) CA I.lJCa 3.19. - Fpa¢U'-tKu CUM60JlU peaJlH02 ieNepaiiiopa 15 Y peanHO~1 reHepaTopy npeTBapaH>e HeKe BpCTe eHepruj e ( MexaHU
HarroH H3Meljy rrpHKlbyqaKa P H N UpN je H HarrOH Ha oTrropHHKY R. IIOiliTO cy pecjJepeHTHH cMepoBH cTpyja H HarrOHa ycarnaIlIeHH, MO)!{e ce HanHcaTH: UpN
=RI.
Y
IIll.ean llHM r ell epaTop u Ma ce cMaTpa Aa HeMa ry611TaKa (IIJIII cy Man u na ce Mory 3aHer..mpnTH) na lhHX KapaKTepuwe caMO
II3 H3pa3a E =
eneKTpOMOTopHa cuna.
a TO 3HaqHAa j e U pN = E
36
R/ + RI cneAH Aa j e RI = E - R/,
- Rl
Pe}t{IIMII palla rellepaTopa PelKUMD pa.a:3 renepaTopa
OnllCA3Tor
JaQllU3 eneKTplr"I ae
H3fne.a: eneKTplf'IROr Kona
pe:H
CTpyj.
HanOMeU3
HanOH U pN
PE)KI1M OfITEPEREIhA
Ha KpajeBe reHepaTopa
p
npnKlhy'lJeU je
J= -
E R + Rg
nOTpOUI3 t I.
,1
II
Rg
UpN = E-Rg " J
R
UPN
N PE)KI1M fIPA3 HOr XOj:(A
KpajeBu reHepaTopa cy
p
OTBopeHH.
JpN= O
reHepaTOp j e HeonTepelleH j ep HHje ycn oCTaBJbeHa cTpyja.
UpN=E
~ Rg
N
PE)KI1M KPATKOr CfIOJA
KpajeBu
reHepaTopa cy cilojeHl1
p
E
Iks=R g
npOBOAHliKOM.
~
Ilks
Rg
CTpyje KpaTKor cnoja cy I-I3Y3eTHO nemIKe n a je oBaj pe)KHM pa)];3 crracaH 33
r eHepaTop_
UpN = 0
N
37
3.14. IIpocTo eJIeKTpHqHO KOJIO
3a I1pMMep Ha cnMI1M 3.21 cTpyja I je:
KOJe cagp)l{H BHIIIe reHepaTopa H OTIIOpHHKa 0I1PHMEP Ha cnHl\M 3.21 I1pMKa3aHo je I1POCTO Kono Koje cagp)KM TpM peanHa reHepaTopa M TpM OTIIOP' HMKa KOjH cY Be3aHM Ha peg M 06pa3yjy jegHo I1POCTO eneKTpWIHO Kono. CBaKM peanHM reHe paTop I1pegcTaBJheH je Kao pegHa Be3a HgeanHor reHepaTopa M OTIIopHMKa. CBe eneKTpoMOTopHe CHne reHepaTopa, IbMXOBe yHyTpawlbe OTIIOPHOCTM Kao M OTIIOPHOCTM OTIIopHMKa CMaTpaMo I103HaTMM BenWIMHaMa. HeIl03HaTa je je· gMHO cTpyja I Koja I10CTOjM y OBOM Kony M OHa Tpe6a ga ce ogpegM.
3aMeHOM 3agaTMx BpegHocTM M3paqYHaBa ce cTpyja. AKO je cTpyja I103MTHBHe BpegHocTM , Taga je pe
HailOH u3Meljy ~Be Ta'lKe y Kony ITPH H3paqYHaBalbY HarrOHa 16 M3Meljy gBe Ta'lKe y Kony Mopa ce BOgMTH paQYHa 0 cMepy eneKTPOMOTOPHMX CMna I10jegMHMx reHepaTopa, pe
--L
A '---===----+ "'(
CAll1ca 3.2].
- Jlpu,Afep iipocino? e.aeKili.p1l4Ho2 KOAa
Hajrrpe ce 03HaqH, I1POM3BOJhHO, pe
AKO je CMep M3paQYHaBalba HailOHa V AB TaKaB /.1a ce KpelieMO 01.1 TaQKe B Ka Ta'lKH A gy)K KOna, oH/.1a QnaHOBe y TOM H3pa3Y Ha /.1eCHoj CTpaHM YHOCHMO KopMcTei1H I1paBHna ca cnHKe 3.22. Pe
V AB = RzI + Rl 1+ Rgl T- E 1· 0I1PHMEP Ha cnHI1H 3.21 n03HaTO je El = 25 V; E2 = 5 V;
E3 = 30 V; R R 1 = 155 !l;
1
= 0,3 !l; R g2 = 0,2 !l;
Rg3
= 0,5
!l;
k2= 144 !l M R3 = 200 !l. H3paQy-
I.E - anre6apCKH 36HP CBl'X eneKTpoMoTOPHMX CMna MgeanHHx reHepaTopa (eMc HMa I1peg3HaK ,,+" aKO joj ce pe
HaTM Hen03HaTY CTpyjy, a 3aTHM M HailOH V AB' HaKOH Tora, H3paQYHaTM HailOH VAB gpyrHM l1YTeM Kp03 Kono. 16 Y llUTeparypll ce HeKa~a YMeCTO 113pa3a pa3/1UKtl ii.OIueHlilljailQ lIml HaiioH KOPIlCTlI ftag iIOtUeHI~lIj(l~W U!lII ilag Haiioua. nOTCHIJ;IIjarta H3Meljy n03HTlH3HOr n HCraTlfBHor Kpaja.
38
Ha
"PU-
Mep, Ka)Ke cc iiag HoiioHa lUi oiiiiioPHliKY a MI1CJlU ce lIa pa3JTIIKy
Y 30np yna3u 'Inan oomlKa:
CMep 113pa'lY83B31b3 Banoua:
E
-0- - - -
-E
H pe¢epeHTHII CMep eneKTpOMOTopHe Cline ce He nOKJ'lanajy;
+E
II pe¢epeHTHIt CMep cneKTpOMOTopHe CUne ce nOKnanaj y;
~
E
-0-
- -
-
R
-1 -
-- R
-1 -
-
- -
~
..
IL
+Rl
if
pe¢epeHTHlI CMep cTpyje ey eynpoTHu;
- Rl
Ii
pecpepeUTHH CMep cTpyje cy ueTH.
~
1-4 ~
C/lUKa 3.22. - J13pa~yHa6a1-be Haiiolta 113 ...,eOy 9ae iua~Ke UAoiipu "Ie.MY je pefjJepeuiuHu c.uep og ilia'tKe B Ka iUa'tKlI A
HAIIOMEHA: BpJlO 'feCTO ce KOPflCTfl cJlelle ba CflCTeMaTH30BaHa ¢opMyJla 3a IBpaqYHaBaIhe HarrOHa:
UAB = 'L(E, - RI)
og Bgo A .
fpaHa je pellHa Be3a elleMeHaTa KOjH rroBe3yjy IIBa qBOpa. Bpoj rpaHa ce 03HaqaBa ca /lg. KOHTypa je 3aTBopeHH rryT KOj H ce ¢opMHpa IIYlK rpaHa KOlla.
.llpyrn KnpxoljlOB 3aKOH maCH:
3.15. CJIO)KeHaeJIeKTpHqHaKOJIa.
AJlre6apCKH 36HP HarrOHa CBHX eJleMeHaTa IIYlK 3aTBopeHor rrYTa jellHaK je HYJlH.
EJleKTpnqHO KOJlO KOII Kora cy eJleMeHTH (HlleaJlHH HarrOHCKH reHepaTopH, OTIIOpHHIVI) rro-
3a clIyqaj Kalla ce Y KOllY Halla3e caMO HarrOHCKH reHepaTopH H OTrrOpHHI.\H, IIPyrH KHPXO¢OB 3aKOH MOlKe lIa ce Harrllwe Y CHCTeMaTH30BaHOM OOllHKY:
Be3aHH TaKO lIa ¢opMHpajy BHwe 3aTBopeHHX rrYTeBa Ha3HBa ce CJlOlKeHO eJleKTplf'lHO KOJlO.
L (E,-RI) =0
,!J,pyrH KHPXOCPOB 3aKOH
CJlOlKeHO eJleKTpH'fHO KOllO Koje callPlKH reHepaT ope je aKTHBHO, a KOllO Koje He CallP)l(H reHepaTope je rraCHBHO. "BOP je MeCTO y eJleKTpHqHOM KOllY rile ce crrajajy TpH HlIH BHwe rrpOBOIIHHKa. Bpoj qBOpOBa 03HaqaBa ce ca /lc.
Y OBOM cllyqajy H"je HeorrxollHO 06ellelKaBaTiI rroce6HO HarrOHe, Beb je 1I0BOlbHO caMO rrpHMeHHT" IICTa rrpaBHlIa Kao H rrplIllHKOM paqYHalha HarrOHa H3Meljy IIBe Ta'lKe (BIIIIII ClIellebH rrpHMep). 39
3.15.1. PeIIlaBalhe CJIO)KeHOr
R,
KOJIa IIpIIMeHOM KIIPXO
o IIPIIMEP 3a Kono Ha cmUjlI 3.23 n03HaTII cy cnegehii nogal1lI: E l = 6 Y, E2 = 4 Y, E3 = 5 Y, Rl = 20 fl, R2 = 40 fl II R3 = 10 fl. Ogpegii cTpyje CBIIX rpaHa y Kony. OBO Kono lIMa gBa 'IBOpa (A II B) na je n, = 2 II Tpii rpaHe ng = 3, IIITO 3HaqII ga Tpe6a 1I3a6paTil npOlI3BOJhHO pe¢epeHTHe CMepOBe cTpyja y TIIM rpaHaMa (Ha cnlIl1lI 3.21 cTpyje cy 03Ha'IeHe ca 11' 12 II 13) II lblIX Tpe6a ogpegliTII. 40
\
+
E,
I I
I
__ _ITt
E2
--
\ [2t
I I
+
E)
l
B C rtuKa
3.23.- CJI,OJlceHO
KOJIO
,J:(a 61I ce ogpegiine Tpii Hen03HaTe cTpyje, Tpe6a HanlIcaTII CIICTeM og Tpii jegHaqlIHe. Te jegHa'IIIHe ce nlIlIly n plIMeHOM npBor II gpyror KlIpxO¢OBor 3aKOHa. 3a 3agaTo Kono n, -1 = 1 na ce no npBoM KIIPXO¢OBOM 3aKoHY nlIlIle jegHa jegHa'IIIHa. ITo gpyroM KIIPXO¢OBOM 3aKoHY ce nHlIly gBe jegHa'IIIHe (ng - (n, - 1) = 2). II3a6paHe cy gBe KOHType ([JJ II ~) II lbHXOBII CMepOBII. 3a'IBOpA:
-II + 12+ 13 = O.
3a KOHTYPY [JJ: E l -R/l -Ri2 + E2 = O. 3a KOHTYPY~: - E2+ Ri2- R i3 - E3 = O. 3aMeHOM BpegHocTII n03HaTIIX BenlIqlIHa go6Hja ce ga je 11 = 0,1 A , 12 = 0,2 A II 13 = - 0,1 A.
3.16.
fIpOJIa3 eJIeKTpIIll;IITeTa Kp03eJIeKTpOJIliTe
EJIeKTpOJIIITII cy TeqHII paCTBopli KlIcenlIHa 6a3a H conH H OHH g06po npoBoge eneKTplIl1lITeT. Y eneKTponHTHMa nOKpeTHH HOCHOI1II HaeneKTplIcalba cy jOHII. Kaga eneKTpHqHa CTpyj a nocTojlI y eneKTponlITIIMa, OHII Melbajy CBOj caCTaB II TO je pa3nor 3alIlTO ce OHII Ha3IIBajy npoBogHlIl1lIMa gpyre BpCTe.
3.16.1. EJIeKTpOJIII3a EHrneCKH xeMWlap ,J:(eBII (Humphrey Davy, 1778-1829) OTKPIIO je 1808. rogliHe nojaBY eneKTponlI3e. lheHe OCHOBHe 3aKOHe ¢opMynlIcao je apagej (Michael Faraday, 1791-1867). apagej je TaKoi)e 1I YBeo nojMoBe eAeKiUpoAuaa, aHoga, KaiUoga, ellelaUp0./lUmu.
JOHH 6aKpa 0llJla3e Ha KaTOIlY, a JOHH pallHKaJla Ha aHOIlY:
II I'
4 -
u
~r I%r--
+ .....
f-~
~
~
Cu++ +2e- --7 Cu , _, K
~
--e
~ ~ {.L
./ CJlllKO 3.24.
S04 -- - 2e- --7 S04' HeYTpaJlHH aTOMH 6aKpa ce TaJlOlKe Ha KaTOIlI1, a HeyTpaJlHHjoHH S04' nOWTO He Mory lIa orrcTaHy, cTynajy y xeMHjcKY peaKl..\Hjy ca aHOIlOM. apallej je BeOMa MHoro rrpOY'laBao xeMHjcKo lIejCTBO cTpyje H Ha OCHOBY 3analKalha rrpHJlHKOM eKcnepHMeHaTa ¢opMyJlHcao j e IIBa 3aKOHa eJleKTpOJlH3e. npOII c])apallejeB 3aKOII eneKTpOJlll3e rnaCH:
- nocyga co e.fl.eKiupollwTio,,u
Y nocYIlY ca eJleKTpOmlToM ypOHe ce eJleKTpOlie (cmlKa 3.24). EJleKTpolle npellcTaBlhajy IIBe nJlO'le HJlH IIBa WTana 011 MeTaJla HJlH rpa¢HTa . Kalla ce eJleKTpolle npHKlhy'le Ha H3BOP HanoHa, y eJleKTpoJlHTY ce ycnocTaBlha eJleKTpH'IHO nOlhe H3Meljy eJleKTpolla. JOHH ce Kpehy Kp03 eJleKTpOJlHT 3aTO WTO nOlhe lIejcTByje Ha IhHX MeXaHH'IKOM CHJlOM . TaKo JOHH 06pa3yjy JOHCKY eJleKTpH'IHy CTpyjy. Ka n03HTHBHoj eJleKTpOIlH (aHoIIH) Kpeliy ce HeraTHBHH JOHH (aHjoHH), Ka HeraTHBHoj eJleKTpOIIH (KaToIIH) Kpehy ce n03HTHBHH JOHH (KaTjoHH). Kalla JOH 1I0lje 110 eJleKTpolle, OH ce HeYTpamlwe: n03HTHBHH JOHH 1I06Hjajy eJleKTpOHe KOjH HM HellocTajy, a HeraTHBHH JOHH npellajy aHOIIH BHwaK cBOjHX eJleKTp
Maca cyncTaHl..\e m Koja ce HaTanOlKH Ha 6Hno KOjOj 011 eneKTpolla, cpa3MepHa je KonH'1HHH lIaeneKTpHcalha Q Koja npoTeKHe Kp03 eneKTponHT:
I m=kQ I k - eneKTpoxeMHjcKH eKBHBaJleHT EneKTpoxeMHjcKH eKBHBaneHT k HMa jeIlHHHuy kglC H 011 3aBHCH 011 BpCTe cynCTaHIje, 3aTO WTO cBaKH Xe~1Hj cKH eneMeHT HMa cBojy penaTHBHy aTOMCKY Macy A H BaneHI..\Hjy v. XeMHj cKH eKBHBaJleHT ce lIe¢IIHHWe Kao OIlHOC penaTHBHe aTOMCKe Mace A H BaneHIjHje v. EneKTpoxeMHjcKH eKBHBaJleHT lIe¢IIHHwe ilPyrll c])apallejeo 3aKOII. EneKTPOXeMBjcKH eKBHBaJIeHT k je cpa3MepaH
.
A
XeMllj CKOM eKBJ.IBaJleHTY - Te cyncTanl..\e u
F - apallejeBa KOHCTaHTa (F = 96,497 . 10 6 C/kg).
0" nPJilMEP EJleKTpOJlH3a pacTBopa cyJl¢aTa 6aKpa, rrpH 'leMY cy eJleKTpolle 011 6aKpa, ollBHja ce Ha cJlelIehH Ha'lHH: cyJl¢aT 6aKpa CuSO 4 pa3J1alKe ce (IIHCOI..\Hpa) rrpeMa ¢OpMyJlH: CuSO 4 --7 Cu++ + SO -4 '
nplIMella eneKTpOJlU3e • EneKTponH3a ce npHMelhyje y nocTyrrl..\HMa npH KojHMa ce npellMeTH npeona'le TaHKUM cnojeM IIPyror MeTana Kao WTO cy - 3naTOM , cpe6pOM, XpOMOM. CJloj KOjH ce naHOCH je BeOMa TaHaK.
41
• IIocTyrraK KOjlIM ce rroMoliy erreKTpOrrlI3e 110 6IIja MeTarrHII OTIICaK HeKor rrpel1MeTa (T3B. HeraTHB) Ha3HBa ce ranBaHorrnaCTliKa. • ErreKTporrlI3a ce KOPIICTH H 3a rrpe'IHIIIliaBalbe MeTarra.
3.17.1. IIpIlMapHIl eJIeKTpoxeMIlJ CKII reHepaTopIl HajqeIIIlie yrroTpe6JbaBaHa rrplIMapHa lierrlIja. rwja je rrpoHal)eHa y XIX BeKy, jecTe JIeKrranlIIeOB erreMellT (crrlIKa 3.25). Ha crrlIU;H ce BIII1II
IIoMoliy errCKTporrH3e MOJKe l1a ce 1106Hje erreKTporrHTWIKH 6aKap.
l1a ce cacTojlI Ol1l1Be erreKTpOl1e II erreKTporrllTa. IIPIIJIHKOM rrpaJKlbelba TpOIIIII ce cYI1 0A1\IIHKa rra ce MOJKe l1eCIITII l1a cal1pJKaj HCU;YPII TaKO l1a OBe 6aTeplIje He Tpe6a OCTaBJbaTII l1yro BpeMeHa Y eJIeKTpHqHoj orrpeMII II IIHCTpYMeHTIIMa.
3.17. EJIeKTpoxeMIljcKIl Il3BOPIl ErreKTpoxeMlIjcKII 1I3BOpn cy ypel)ajH KOjlI xe MHjCKY eHeprnjy rrpeTBapajy y erreKTpwIHy. OCHOBHII erreKTpoxeMlIjcKII erreMeHT je lierrnja, a BIIIIIe lblIX qnHe 6aTepHjy. ErreKTpoxeMHjCKII 1I3BOpn Mory 6HTH npll~f3pnn (aKO ce 6a1\ajy rrocrre jel1He yrroTpe6e) II ceKyn~apnll (rrocrre KoplIIIIlielba ce Mory rryHIITII II rrOHOBO KOPHCTIITII). )J,aHac cy y yrroTpe61I MHore BpCTe erreKTpoxeMlIjcKIIX 1I3Bopa.
AKo 6aTeplIje IIMajy 03HaKY super dry, OHl1a OHe IIMajy CYA 011 'IeJIIIKa KOjlI CrrpeqaBa l1a eJIeKTporrHT 6aTepnje IICU;ypli. Ha rrOqeTKY HarrOH OBe 6aTeplIje je 1,5 V, arrii BpeMeHoM ce cMalbyje TaKO l1a lIMa OrpaHlIqeH BeK yrroTpe6e. IIoIIITO cy OBe 6aTeplIje 6IIJIe l1yro y yrroTpe61I, HeKH rrp06rreMII KOjlI cy yoqeHII rrplIrrlIKoM KoplIIIIlielba cy peIIIeHII y aJIKaJI· IIJ1M 5aTepJljaMa. OBe 6aTeplIje IIMajy I1YJKII BeK Tpajalba (caMa ce IICrrpa3HII 3a OKO 3 rOAIIHe). HarrOH jel1He lieJIlIje je TaKol)e 1,5 V.
TI03HTlfBU3 eJleKTpO,ll;3
CMelIla MaHraHOBor ,rvwKcHga II rpaqllITa Y KOjOj ce Harra3M . .a...oyrJbeHH IIITaIIHh KOjH CJIY)KH
HerrpoBogHH
OMOTaq
Kao rrpMKJbyqaK
EJleKTpOJlHT
PacTBOp HHIllaAopa
Y BOAIf
HeraTlmn3 eJIeKTpO,!l;3 eYA OA
C.IlliKa
42
3.25. -HeKJl aHlUe06 eJl e.MeHUt
I1HHKa
3.17.2. CeKYH;o;apHH H3BOPH CeKYHllapHU H3S0pU cy aKYMynaT0p". OnOBHII aKYMyn3Top ce cacToju OllllBe onOBHe eneKTpo lie nOTonJbeHe y paCTBOp cy~mopHe KHCeJlIIHe. Ha CJlUl\H 3.26 npHKa3aH je OJlOSHII aKyMYJlaTOp Ha KOjU je npHKJby'!eH nOTpOWB'! H KOjU ce TaKO npa3HII. HallOH jellHe nemlje je OKO 2.1 V. Ha 1l0'!eTKY IlpalKlhelha Har.no onaAHe Ha OKO 1,9 V 1'1 OH je npU5J1HlKHO Te SpellHOCTU 3a CKOpo cse BpeMe npalKlbelha. Kalla HanOH onallHe Ha OKO 1,8 V, aKYMYJlaTOp je ucnpalKlheH. I1PIIJlHKOM npalKlhelha 05e eJleKTpolle ce y xc MUjCKOM norJlellY H3jeIlHa'!asajy, nocTajy OJlOSH" cYJI(paT. na ce 11 pa3JIl1Ka eJleKTpoxeMHjcKllx nOTeHl\ujaJla cMalhyje. KOHl\eHTpal\"ja CYMnopHe KIICeJlHHe y eJleKTpOJlI1TY ce cMalhyje. Kalla ce aKYMYJlaTOp npa3HH. pallu Kao H3BOp: Talla ce Ha aHOIIH oCJl05aljajy eJleKTpOHI1 , a Ha KaTOIIH npHMajy.
I
T1oTPowa'I
+
-
r-o.0"
.0
0.-
0.-
-
r--N
o
.0
0..
CJllIKa
.0
0.-
3.27. - flYlbefb e 01l06 1to 2 ClKYAIYJiailiopa
BalKHO j e HanoMeHYTJ.1 lIa onOBHH aKYMYJlaTOp He CMe lIa ce OCTaSII HcnpalKlheH jep AOJla3H 110 HenoBpaTHe CYJIaTH3al1l1je nJlo'!a . OJlOBHH aKyMynaTopll cy jeTIIHlljll OA IIpyrllx BpCTa aKYMYJlaTopa 1'1 OCeTJbHBII cY Ha TeMnepaType IIcnoA HyJle jep Mory caMII lIa ce IIcnpa3He. Kanal1l1TeT aKYMYJlaTopa ce nOBenaBa nose3l1BalheM BHwe nenllja napaJleJiHO. 3a aKYMYJlaTope je BalKHa oc0511Ha Kanal\IITeT, a TO je KonH'!IIHa eJleKTpHl1l1TeTa KOjy MOlKe lIa npeHece ca jellHe eJleKTpOlle Ha Apyry, Tj.lt. OJlOSHH aKYMYJlaTOp aKyMyJlHpa KOJlH'!IIHY eJleKTplIl\IITeTa Koja ce MepH y aMnep-'!aCOBIIMa (Ah). BeK Tpajalha (111'1KJlyca) aKyMynaTopa je OA 10 110 400 11l1KJlyca. ;o;pyra BpcTa aKYMYJlaTopa KOjll ce TaKolje 110CTa KOPIICTH j e .. eJIII .. HII aKyMynaTOp. ;o;OCTa je
CAlI1W 3.26. - npoJICl-bel-bc ClKy/ttyAaiiiopa
CTpyja nYlhelha liMa cynpoTau CMep OA CTpyjC npalKlhelha . Kalla ce aKYMYJlaTop nyuH (CJlHKa 3.27), HanOH jellHe nemoije HarJIO nopacTe Ha OKO 2,3 V 1'1 oCTaje np"5J1HlKHO IICTU 3a speMe nYlhclha . AKYMYJlaTop je HanYlheH Kalla HanOH jeAHe neJII'je AOCTHrHe HanOH 011 OKO 2,6 V. 3a BpeMe nYlhelha Ha aHOAH ce opMllpa OJlOSHH cynepoKCl111 Pb0 2 , Ha KaTOll11 OJlOSO Pb H Y eJleKTponHTY ce nosenaBa KOHl1eHTpal\Hja CYMnopHe KHCeJIIlHe. Ha npHKJby'!l\I1Ma aKyMynaTopa ce jaBJba HanOH , KOjH je jellHaK pa3J1Hl1H eneKTpoxeMHjcKHx nOTeHl\HjaJla eJleKTpolla.
cKyn na ce KOPIICTII KOII pYllapcKllx naMnll, KOII nyTHH'lKHX BarOHa 3a OCSeTJbelhe I1TA.
3.18. TepMoeneKTpOHCKa eMHCH)a 05pa30BaH>e eneKTpOHCKHX 05naKa, OIlHOCHO A0511jalhe cn050llHIIX eneKTpOHa ca nOBpW"Ha MeTaJlHIIX eneKTpOlla Ha3HBa ce eMllcuja eneKTpOHa 113 MeTana. ;o;a 511 eneKTpoH HanycTHo nOBpwHHy MeTana, Mopa lIa My ce 1I0lla 1I0BOJbHa KOJlH'IHHa eHeprf!je HeKHM CnOJbHIIM areHCOM.
43
Y BaKYYMCKIIM eJIeKTpOHCKIIM l1eBIIMa I7 06pa3yje ce 06JIaK IIJIII CHorr eJIeKTpOHa, Ha KOjII ce rrOCJIe l1eJIyje l1a 6II ce 1106IIO Ol1rOBapajyliII eq,eKaT. Jel1aH 011 Ha'lIIHa l1a ce II3BpllIII eMIIcIIja eJIeKTpOHa II3 MeTaJIa je TepMOeJIeKTpOHCKa eMHCHja. TepMOeJIeKTpOHCKa eMIIclija je eMIITOBalhe eJIeKTpOHa ca rrOBpllIIIHe 3arpejaHor MeTaJIa. EMIITOBalhe eJIeKTpOHa je rrOCJIel1lil1a 3arpejaHOCTII MeTaJIa. IIopaCTOM TeMrrepaType paCTe Ii BepOBaTHolia l1a lie HeKII eJIeKTpOH 1100IITII 110BOlbHO eHeprlije l1a HarrYCTII rrOBpIlIIiHY MeTaJIa. Ca rrOBpIlIIIHe 3arpejaHor MeTaJIa ce HerrpeKIII1HO eMIITyjy eJIeKTpOHII II q,opMIIpa ce eJIeK'rpOHCKII 06JIaK. Bpoj eJIeKTpOHa y 06JIaKy ce rroBeliaBa CBe 110K He HacTyrrii TepMOI1IiHaMII'lKa paBHOTe)!(a, Kalla je 6poj eMIITOBaHIiX eJIeKTpOHa jel1HaK 6pojy eJIeKTpOHa KOjII ce BpaTIIo Ha rrOBpIlIIIHY MeTaJIa. EJIeKTpOHcKII 06JIaK y 6JIII3IIHII 3arpejaHor MeTaJIa je HeraTIiBHO rrpocTopHO HaeJIeKTpIIcalhe. Crroc06HoCT MeTaJIa l1a eMIITyje eJIeKTpOHe 3aBIICII 011 MeTaJIa. EKcrrepliMeHTII rroKa3yjy l1a eMIIcIIja eJIeKTpOHa MO)!(e l1a ce rroBelia aKO ce MeTaJIY 110l1ajy I1pyrii eJIeMeHTII (Ha rrpliMep, YMecTo 'lIICTOr BOJIq,paMa KOPIiCTII ce BOJIq,paM ca 110l1aTKOM TopIIjYMa). TepMOeJIeKTpOHCKa eMIIcIIja ce Haj'leIlIlie KOPIICTIi KOI1 eJIeKTpOHcKIiX l1eBIi. HaKo ce BIiIlIe He KopIICTe (eJIeKTpOHCKe l1eBII cy rroTIICHYTe rrOJIyrrpOBOI1HII'lKIIM eJIeMeHTIIMa), IhIiXOB 3Ha'laj 3a pa3Boj pal1IIO II TB TeXHIIKe II pa'lyHapa je orpOMaH. )J,aHac je y yrroTpe611 caMO JOIlI KaTop;Ha u;eB18 .
3.19. KOHTaKTHe IIojaBe Pa3JIWIIITII rrpOBOI1HIII1II IIMajy CJI060l1He HOCIiOl1e HaeJIeKTpIICalha ca pa3JIII'lIITIIM eHeprlijaMa. IIpii 11011liPY I1Ba rrpOBOI1HIIKa CJI060l1HII HOCIIOI1II HaeJIeKTpIICalha ca BIIIlIOM eHeprIIjoM 17 BaKYYhlCKe eJICK'J'pOHCKe LteBII o6eJIe)J(JIJIe cy rrO':IeTaK pa3Doja CJICKTpOIlIIKe. HeKe BaKYYMCKe u;eBH, Kao lllTO je KaTOAHa LteB, KO -
pl1CTe ce II )laHac. H;
44
0
KaTollHOj IlCBH
anne peqH y nOfJiaBlhY 1 1.
rrpeJIa3e Ha I1pyrli rrpOBOI1HIiK, CBe 110K eJIeKTpli'lHe CIiJIe HarOMIIJIaHIIX orrTepefielha He crrpe'le l1albii rrpeJIa3aK. Jel1aH rrpOBOI1HIIK liMa BIiIlIaK, a I1pyrli MalhaK CJI060l1HIIX HOCIiJIal1a HaeJIeKTpIIcalha. Ha 11011liPHoj rroBpIlIIIHII ce jaBlba KOHTaKTHa eJIeKTpOMoTopHa CIIJIa (eMc), a rrojaBe cy orrIIcaHe Kao KOHTaKTHe rrojaBe. JOIlI y XVIII BeKy, BOJITa je rrpoY'laBaO 110l1IIP I1Ba MeTaJIa II Ha OCHOBY IIcrrliTIiBalha HarrpaBIIo Ta6JIIII1Y, KOjli MeTaJI lie ce HaeJIeKTpliCaTIi rr031iTIIBHO,
a Kojn HeraTHBHQ.
3.19.1. TepMOeJIeMeHT Y 3aTBopeHOM eJIeKTpli'lHOM KOJIY Koje je HarrpaBlbeHO 011 I1Ba IIJIIi BIiIlIe pa3JIII'liiTa MeTaJIa I10JIa31i 110 rrojaBe eJIeKTpII'lHe cTpyje aKO ce pa3JIliKyjy TeMrrepaType crrojeBa . OBa rrojaBa Ha3liBa ce 3e6eKoB eq,eKaT, rrpeMa HeMaqKOM q,II3IIqapy 3e6eKy (Thomas Seebeck, 17701831) KOjli je OTKPIIO OBY rrojaBY. CTpyjy rrpoY3poKyje yKyrrHa TepMOeJIeKTpOMoTopHa CIIJIa Koja ce 30Be 3e6eKoBa eJIeKTpOMoTopHa CIIJIa. Crroj I1Ba MaTepIIjaJIa KOjli 'lIIHe 3aTBopeHo KO JIO Y KOMe fie ce rroj aBIITII 3e6eKoBa eMC aKO cy crrojeBII Ha pa3JIliqIITIIM TeMrrepaTypaMa lia3IIBa ce TepMOeJIeMeHT (TepMorrap IIJIII TepMOcuper). Mepeu,e TeMuepaType TepMOeJIeMeHTOM BeOMa Ba)!(Ha rrpIIMeHa TepMOeJIeMeHTa je Mepelhe BIICOKIiX TeMrrepaTypa . IIpel1HOCT TepMOeJIeMeHTa je IlITO ce JIaKO Mepii TeMrrepaTypa, qaK II Ha HerrpIIcTyrraqHIIM MeCTIIMa. 3a II3rpal1lhy TepMOeJIeMeHTa 6IIpajy ce MeTaJIII KOjII Mory l1a II3I1P)!(e BIICOKe TeMrrepaType (Kao IlITO cy JIerypa HIIKJIa II xpOMa ca HIIKJIOM, 6aKap II KOHCTaTaH, rBO)!(lje II 6aKap IITI1.) Ii rrOJIyrrpoBOI1HIII1II. IIOIlITO Mory l1a pal1e Ha BpJIO BIICOKIIM TeMrrepaTypaMa, qeCTO ce KopIICTe 3a Mepelhe TeMrrepaTypa y rrefiliMa rile ce TepMliqKII 06paljyje MeTaJI. 3a Mepelhe TeMrrepaType 110BOlbHO je Y crrOlbaIlIlhe KOJIO rrpIIKlbyqIITII MepHII IIHCTpYMeHT, qIIja CKaJIa MO)!(e l1a 6Yl1e 06eJIe)!(eHa I1IIpeKTHO y jel1IIHIIl1aMa TeMrrepaType. )J,a 61i Ta'lHOCT
6Mna 60Jha, MOpa Aa ce OAp)KaSa CTanHa TeMnepaTypa Ha cn060AHMM KpajeBMMa MeTaJllIHX nnO'lMl.\a WTO ce nOCTH)Ke TepMOM30naL\HjoM Cn060AHMX KpajeBa.
OTOOTnOpHI1Ka KOjM ce Haj'lernlie npaBe 011 KaAMMjYM-cynMAa Il OJIOBO -CYJIHlla . OTOAMOAa 3aCHlIsa ce Ha 'IfilbeHIIL\H Aa he ce nOli lIejCTBOM CseTJIOCTH reHepficaTfi cTpyja y CnOJharnlbeM KOJIY, Koja je cpa3MepHa MHTeH3MTeTY CBeTnoCTH. oToHanoHcKe heJIRje, KaAa ce M3JIO)Ke AejcTBY CSeTJIOCTII, reHepMwy eJIeKTpll'lHy eHeprHjy.
MepHH cnoj
XJlaJl.HI1 cnojeBH
HanoH Ha lbeHRM KpajeBMMa je MaKClIMaJIaH KaAa HRje'onTepeheHa.
C/lUKa 3.28.- Yi"ipowheH tipUKa3 iii epJolOelle.AleHi« a
3.20.
oTOeJIeKTpH~He
n "*'
ClIJIlIL\lIjYMcKe oToHanoHcKe henl1je lIMajy HajBehM HanOH Ha M3JIa3Y - OKO 0,6 V.
IIojaBe
XIX BeKY a y6p30 nOT OM cy ce nOjaBHnM Il oToeneMeHTM, OToeneKTpOHCKa eMIlcMja . AKO je OA HHTepeca Aa 3paoToeneKTpM'IHY eMMclljy 6YAe y BI1AJhIlBOM AeJJY cneKTpa, OHAa ce eJIeKTpOAe npaBe OA aJIKaJIHHX MeTaJIa. EJIeMeHTM KOjH paAe Ha npMHL\lIny OTOeJIeKTplI'IHe e~lHcMje Ha31Isajy ce oToheJIlIje MJIM OToeMHCIlOHe heJIllje. KOA HeKMX Apyrllx BpCTa MaTeplIjaJIa npHMeheHo je Aa KaAa CBeTJIOCT naAHe Ha IbMXOBY nOBpWMHY, Melba ce IbHXOBa eJIeKTpll'lHa npoBOAHOCT. OBa nojaBa ce KOPfiCTH 3a f13rpaAIbY
~
IlPOBEPH CBOJE 3HAfhE
1. lilTa je eneKTpl1'1Ha cTpyja? KaKO ce 03Ha'laBa " Koja je jeAHHlIL\a 3a ja'lHHY cTpyje?
2. HaBeAH 11 o5jacHH eq,eKTe cTpyje. 3. AKa je I
=1 A
11 R
= 10 kO, KonHKH je HanOH Ha
OTnOPHHKY?
4. KaKo rnacl1l,IynoB 3aKoH?
5. lIlTa je eneKTpl1 '1HI1 reHepaTop? 6. ,o:aT" cy OTnOPHIIl1l1 R j = 20 0
1\ R2 = 30 O. H3pa'lyHaj tbl1XOBY eKBHBaneHTHY oTnopHocT aKO cy: a) Y peilHoj Be3"; 5) y rrapanenHoj Be311.
7. KaKo mace KI1PXOq,OBH 3aKoHIl?
8. rile ce rrpllMetbyje eneKTponR3a? 9.lilTa je aKy"ynaTop? rile ce KOPI1CTH?
45
4. EneKTpoMarHeTM3aM
EJIeKTpOMarHeTH3aM je /leo eJIeKTpOTeXHHKe KOjH rrpoy'laBa rrojaBe H e
4.1. YBOp; Y aHTH'lKO /lo6a, y 6JIH3HHH rpa/la MarHe3Hje, y MaJIoj A3Hj H, rrpOHal)eHa je pY/la Koja je rrpHBJIa'IHJIa CHTHe KOMa/le rBO)Kl)a. lIMe rpa/la
MaI'He3lIja ce IIoBe3yje ca IIojMoBliMa "MarHeTCKM", "MarHeTH3aM" MT,lJ;. rB03AeHa py.o;a Koja rrpHBJIa'lH /lpyre KOMa/le rBO)Kl)a rrpe/lCTaBJba nplIpOlllI1I MarlIeT. MeI)YTlIM, HeKH rB03/1eHH rrpe/lMeTH, Ka/la IIX /lOHeCeMO 6JIH3Y MarHeTa, H caMH rrocTajy MarHeT. TaKo /l06HjeHH MarHeTH cy BemTa'lKII MarHeTII.
Y cTapoj KHHH (120 rO/lHHa rrpe H. e.) rrpHMeneHO je /la ce MarHeT y 06JI1IKY HrJIe (HJIH wHrrKe) KOjH je OKaqeH 0 KOHalj YBeK oKpene y rrpaBljy ceBep-jyr. Kpaj MarHeTa KOjH ce oKpene Ka ceBepHoj cTpaHH Ha3BaH je ceBepHH rrOJI H 03HaqeH je ca N (0/1 eHrJI. pe'lH north), a Kpaj KOjH ce oKpene Ka jY)KHOj cTpaHH Ha3BaH je jY)KHH rrOJI H 03Ha'IeH ca S (0/1 eHrJI. peqH south). OBa oc06HHa je HCKopHwneHa 3a rrpaBJbelhe KOMrra ca jow y XII BeKy. lIcToHMeHH rrOJIOBH MarHeTa ce O/l6Hjajy, a pa3HoHMeHH ce rrpHBJIaqe. IIOJIOBH ce He Mory pa3/1BojHTH, TaKO /la ce Ce'lelheM MarHeTa /l06Hjajy /lBa HOBa MarHeTa. 06JI1IljH MarHeTa Mory 6HTH pa3JIHqHTH (CJIHKa 4.1). MHora oTKpHna y XIX BeKY cy rrOKa3aJIa rroBe3aHOCT eJIeKTpIP-IHIIX If MarHeTCKllX IIojaBa.
EpCTe/l (Hans Christian Oersted, 1777- 1851), rrpo
46
Cft/J KG 4.1. - OO/l/lU,U ..lta2Heiiia
HeTCKa HrJIa CKpene y O/IHOCY Ha CBOj HOpMaJIHH nOJIO)Kaj Ka/la ce HaJJa3H y 6JIH3HHH npOBO/lHHKa y KOMe je ycnoCTaBJbeHa cTpyja. Y6p30 nOCJIe Tora AMrrep (Andre Marie Ampere, 1775-1836) CBOjHM eKcnepHMeHTHMa nOKa3yje /la eJIeKTpOMarHeTCKa CHJIa /leJIyje H3Mel)y /lBa npOBO/lHHKa ca cTpyjaMa. ,o:aHaWlha ca3Halha rroKa3yjy lIa H eJIeKTpH'IHe H MarHeTCKe nojaBe HMajy HCTH Y3POK: HaeJIeKTpnCane qeCTJII.\e. EJIeKTpH'IHe cnJIe ce jaBJbajy Ka/la HaeJIeKTpnCaHe '1eCTHlje MHpyjy H Kalla ce Kpeny, a MarHeTCKe CIllIe Ka,Il;a ce HaeJIeKTplICaHe l.Ie-
CTHlje Kpeny.
4.2.
MarHeTCKO IIOllie
Ha OCHOBY eKcnepHMeHaTa KOjH cy H3Be/leHH Y XIX BeKY MO)Ke ce 3aKJbY'IHTH /la nocTojH CHJIa Koja lIeJIyje H3Mel)y CTaJIHHX MarHeTa HJIH H3Mel)y npoBolIHHKa ca CTpyjOM HJIH H3Mel)y rrpo BO/lHHKa ca CTpyjOM H MarHeTa. ,o:a 6H ce 06jaCHHJIO KaKO ce Te Cilne rrpeHoce, CJUlqHO Kao y eJIeKTpOCTaTHljH, YBO/IH ce rrojaM MarHeTCKor nOJba, 'lHjHM ce rrOCpe/lCTBOM oCTBapyje y3ajaMHo MarHeTCKO /leJIOBalhe.
MarHeTCKO nOlbe nocTojl1: • Y OKOJII1HI1 HaeJIeKTp"CaHe '1eCTI'!l\e Koja ce Kpelie 6e3 063Hpa Ha TO UITa je Y3POK lbeHor KpeTalba; • OKO npOBOI1HHKa ca CTpyjOM (OBO je If3Y3eTHO Ba){{HO 3a TeXHH'IKe npHMeHe) ; • OKO CTaJIHHX MarHeTa.
Y eJIeKTpOCTaTI1l\I1, Ha OCHOBY CI1JIe Koja l1eJIyje Ha np06HO HaeJIeKTpHCaibe YTBpljyje ce noCTOjalbe eJIeKTpH'IHOr nOlba H HcnHTyjy lberOBe OC06I1He. AHaJIorHO TOMe, l1a 6H ce YTBPI1HJIO nocTojalbe MarHeTCKor nOlba, YBOI1H ce np06HH CHCTeM. IIp06HH CHCTeM Tpe6a l1a 6Yl1e
I C/l. UlW 4.2. - CiTlpyjua KOHUtypa
!
Kalla ce cTpyjHa KOHTypa YHece y MarHeTCKO nOlbe, OHa lie 3aY3eTH HeKH nOJIo){{aj , a npaBal\ H CMep lbeHe HOpMaJIe Ol1peljHBalie CMep MarHeTCKor nOlba y TOj Ta'IKH (CJIHKa 4.3). AKO ce cTpyjHa KOHTypa H3Bel1e R3 paBHOTe){{HOr noJIo){{aja, OHa Te){{H l1a ce BpaTH y CBOj npB06HTHH paBHOTe){{HI1 nOJIo){{aj. OBaKBoM ynoTpe60M cTpyjHe KOHType Kao np06Hor CHCTeMa 3a HCnHTI1Balbe MarHeTCKor nOiba AOJIa311 ce 110 3aKlbY'lKa l1a ce MarHeTCKO nOibe 19 TIpasUJlo AeCHe 3aBojHIIl.{e - BlI,lIU Aeo 4.4.
C/l UKO 4.3. - CiupyjHO KO Hiuypa y Ato zHeil l.cKoJ.t llOJbY
MO){{e onHcaTH BeKTOpCKOM BeJIH'IHHOM Koja ce Ha 3HBa BeKTOp MarHeTCKe IIHl1yKI\Hje B. IIpaBal\ II cMep OBor BeKTOpa Ol1peljeHH cy npaBl\eM 11 CMepOM HOpMaJIe cTpyjHe KOHType. Jel1HHHl\a 3a MarHeTCKY HHI1YKl.\Hjy je TECJIA(T). Ha CTOrOI1HWIbHl.\y poljelba HI1KOJIe TecJIe 1956. rOI1HHe, OI1JIYKOM MeljYHapOI1He eJIeKTpOTexHH'IKe KOMHcHje (lEe), jel1HHHl.\a 3a MarHeTcKY I1HI1YKl.\Hjy 1106HJIa je Ha3HB TECJIA. MarHeTCKa I1Hl1yKl.\Hja 3eMlbe je OKO 50 fiT. MarHeTCKa HHAYKl\l1ja y OKOJIHHI1 eHepreTCKHX npOBOI1HHKa je OKO 1 mT, y rBO){{ljy MO){{e l1a 110CTI1rHe BpeAHOCT OKO 2 T , a MarHeTCKa HHI1YKl\l1ja cynepnpOBOI1HI1X jaKl1x MarHeTa je H OKO l1eceTaK T. Kao lIlTO ce BI1I1I1 ca CJII1Ke 4.3, 3a YTBpIjHBalbe nocTojalba MarHeTCKor nOJba MO){{e l1a nOCJIY){{H 11 MarHeTCKa I1rna.
4.4. .IJ:ejcTBo MarHeTCKor IIOJba Ha rrpOBO;lJ;HllK ca CTpyjOM (eJIeKTpOMarHeTCKa CllJIa) HeKa ce npOBOI1HI1K I1Y){{HHe I ca cTpyjOM I HaJIa3H y XOMoreHOM MarHeTCKOM nOlbY HHI1YKl\l1je B (CJIHKa 4.4). XOMoreHo MarHeTCKO nOlbe MO){{e l1a ce OCTBap" H3Meljy nOJIOBa nOTKOBH-
47
'IaCTOr MarHeTa. EKcrrepliMeHTIi rroKa3yjy lIa he MarHeTCKO rrOJbe lIa lIenyje ClinOM Ha oBaj npoBolIHIiK.
• llpaBIIJIO AecIIe pYKe ITanan; rroKa3yje cMep cline Kalla caBlijeHIi rrpCTIi rroKa3yjy CMep rrpeBoljeH.a BeKTopa I HajKpahliM rrYTeM Ka BeKTOpy B.
~l I/,/
.-::;
~B
~
N
S
/F
C//,UKO
4.4. - EJleKlupo.Ha2Heiu.cKa cU./Ia
• llpaBIIJIO Tpn npCTa AeCIIe pYKe Ha npOBOIIHIiK IIY)!(IiHe I y KOMe nocTojli CTpyja I y MameTCKOM nOJbY IiHIIYKn;lije B lIenoBahe clina Koja ce Ha3liBa eJIeKTpOMarueTcKa CDJIa. OllroBapajyha MepeH.a rroKa3yjy lIa je IiHTeH31iTeT eneKTpoMarHeTcKe cline Kalla je rrpOBOIIHIiK nOCTaBJbeH HopManHo Ha nliHlije MarHeTCKor nOJba:
ITanan; ce pOCTaBIi Kao rrpBIi BeKTOp I , Ka)!(I1rrpCT Kao B Ii Talla cpellH.1i rrpCT rroKa3yje npaBan; Ii CMep cline.
B
Y cnY'lajy Kalla npaBan; npOBOIIHIiKa '1MHM HeKM yrao u ca npaBn;eM nIIHHja MarHeTCK6r nOJba , IiHTeH3liTeT eneKTpOMarHeTCKe CMne ce 1i3pa'IYHaBa no cpopMynli: F ~ B . I . I· sin u. IIolIlTo je clina BeKTopcKa Benli'IIiHa, Mo)!(e ce HanlicaTii lIa je ~ I· x rile je 0plijeHTlicaHa IIY)!(IiHa npOBOIIHMKa. Ha OCHOBY OBor 1i3pa3a 3aKJbY'lyje ce lIa je BeKTOp F HopManaH Ha paBaH KOjM 05pa3yjy BeKTopH TH B, a CMep OBOr BeKTopa ce ollpeljyje HeKMM Oil cnellehHX npaBHna .
F
T B
T
• llpaBHJIO lIeCHe 3aBojuun;e
ITOlIlTO ce OBlle pailli 0 BeKTopliMa KOjli ce Hana3e y npOCTopHOM KOOPllliHaTHOM CIiCTeMY, lIa 51i ce jacHo Blilleo H.IiXOB Meljyc05HIi OIlHOC, BeKTOp KOjli je BaH paBHIi cnliKe rrpliKa3yje ce KpY)!(liheM y KOMe je 3HaK KpCTlih linli Ta'IKa (® HnH 0). BeKTop HopManaH Ha paBaH cnliKe YCMepeH Harape (Ka 'IIiTaon;y) 03Ha'iaBa ce 0 , a BeKTop HopManaH Ha paBaH cnliKe Ii YCMepeH Hallone (Oil 'IIiTaOn;a) ®. BeKTopli rrpIIKa3aHii KOplilIlheH.eM OBIiX 03HaKa calla 113rnellajy Kao Ha cnlin;1i 4.5 .
,D;ecHa 3aBojHIin;a ce nOCTaBIi HopManHO Ha paBaH KOjy '1IiHe TIi B, Ii I ce npeBollM 110 B Haj KpahliM nYTeM. CMep HarrpellOBaH.a lIecHe 3aBojHIin;e je cMep eneKTpoMarHeTcKe cline F.
T
B
48
CJlUKG 4.5. - EAeKiiipo.MQZHeilicKa CUJla
HAITOMEHA: EneKTpOMarHeTCKa clina je HeorrxOIlHa 3a pa3YMeBaH.e palla MOTopa jellHoCMepHe cTpyje (rrpHnor E).
4.5. MarHeTcKo rrOJbe rrpOBO,lJ;HHKa ca CTPYJOM CaMO rOlllIHY lIaHa nOCJIe EpcTellOBor OTKPIIua EIlO (Jean Baptiste Biot, 1774-1862) II CaBap (Felix Savart, 1791-1841) oTKplIBajy 3aKOH no KOMe cTpyja y lIyroM, npaBOJIHHMjcKoM npo BOIIHHKY cTBapa MafHeTcKY IIHllyKl.\Hjy Koja je cpa3MepHa ja'lIIHII cTpyje, a 05pHyTO cpa 3MepHa paCTojalby nocMaTpaHe Ta'lKe Oil npoBolIHMKa (CJIfIKa 4.6).
JIHHHje MarHeTCKor nOJha (HJIH MarHeTCKe IIHIlYKl.\Mje) jecy KOHl.\eHTplI'lHe KpylKHlIl.\e 'llIjlI ce CMep MOlKe OllpeAIITII, Ha nplIMep, npaBl!JIOM AeCHe pyKe. BeKTOp MarueTCKe IIHAYKl.\lIje B je TaureHTa y AaToj Ta'lKII. Ha CJIHl.\H 4.7 lIaTe cy JIHuHje MarHeTCKe HHllyKl.\lIje KpY)!(HOr HaBojKa, IIBa KpylKua HaBojKa HCTIIX nOJIynpe'lHHKa ca jellHaKIIM cTpyjaMa IICTOr CMepa MCIIMpaJIUOr HaMoTaja.
rile je flo KOHCTaHTa II Ha3IIBa ce MarHeTCKa nepMea6HJIHOCT BaKYYMa II 1I3HOCH:
fl o=411 . 10-7 H im. PacTojau,e Ta'lKe Oil npoBollulIKa rile ce pa'lyua MafHeTCKa IIHllyKl.\lIja 03Ha'leUO je ca a.
I
C.nUKa 4. Z -JIwtuje MaiHeiUcKe uHgyKl1uje
CI/.UlW 4.6. - MalHeiucKo ii-olb e iipo6ogHuKa ca ciupyjo.,u
rrOIlITO MafHeTCKa IIHAyKl.\Mja B 3aBIICII OA cTpyje, 3aKJhY'lyje ce lIa aKO je cTpyja KOUCTaUTHa II MarHeTCKO nOJhe je HenpOMeHJhMBO, a aKO je cTpyja npOMeHJhMBa II MarHeTCKO nOJhe je npOMeHJhMBO.
4.6. Y3ajaMHo ,lJ;ejcTBo ,lJ;Ba rrpOBO,lJ;HHKa ca CTPYJOM ,lJ;Ba npaBa, 6eCKOHa'lHO Ayra npoBoAHIIKa ca CTpyjaMa I I II 12 ce HaJIa3e Ha Me\Jyc05HOM pacTojalbY a. H3Me\Jy npoBolIHMKa AeJIyje CIIJIa II 3aAaTaK je Aa ce Ta CIIJIa oApeAII.
49
KpY)!(HOr rrpeceKa, KOjH ce Harra3e Ha Mel)yC05HOM pacTojalhY 0111 ill Y BaKYYMY Kal1a Ha CBaKH MeTap I1Y)!(HHe rrpOBOI1HHKa l1enyje CHm 0112 . 10- 7 N. I,
4.7. JaqMHa MarHeTCKor ITOJba MarHeTCKO rrOlbe ce orrHcyje jOlIJ jel1HOM BeKTOPCKOM BerrHQHHOM Koja ce Ha3HBa BeKTOp jaqllile MarHeTCKor rrOJba jj H l1eqll1HHlIJe ce Kao:
tiJ B
H=>'0
MHTeH3HTeT BeKTopajaQHHe MarHeTCKor rrOlba je:
I, OP;HOCHO
h
--
a
CAUKa 4.8. - CUJlG U3.A1e!Jy g6a il.po8ogHuKa ca ciiipyjo.Af
I
>'0 ._ H= 21r·a =,? H = _1_ =,? H=!... >'0 21r·a I' r ile je / I1Y)!(HHa (05HM) KpY)!(He nHHHje.
erlJIa je rrpHBrraqHa aKO cy cTpyje y HCTOM CMepy, a 01l50jHa je aKO cy y cyrrpoTHOM. MHTeH3HTeT CHrre KOjOM rrpoBolIHHK (1) lIerryje Ha rrpoBOIIHHK (2) IIY)!(HHe 12 je
JellHHHl1a 3a jaQHHY MarHeTCKor rrOlba je
Fm2 = 12 .12 . B t ·
3a CHCTeMe y KojHMa rrocTojH jel1aH HrrH BHlIJe HaBojaKa npHMelhyje ce yorrlIJTeHH AMrrepOB 3aKOH. 3a CHCTeMe KOjH ce rrpoyQaBajy y OBOj 05rraCTH Ba)!(H crrel1ena
ITOlIJTO je B 1 = 110
. ....!..l...., 1I05Hja ce lIa je CHna 2n·a
AMITEP ITO METPY
[~ ] .
4.8. MameTCKll. CPJIYKC Ha HCTH HaqHH MO)!(e l1a ce H3paqYHa CHrra KOJOM rrpOBOI1HHK (2) lIenyje Ha rrpOBOI1HHK (1). Ha OCHOBY CHne Y3ajaMHor l1ejcTBa I1Ba rrpOBOI1HHKa ca cTpyjaMa l1aje ce H lIeqlUHlIl\lIja aMrrepa: AMrrep je jaqllHa CTaI1HOHapHe CTpyje Koja rrocTojH y 5eCKOHaqHO l1yraQKHM rrpaBo rrHHHjcKHM rrpOBOI1HHI1HMa 3aHeMaplbHBor
50
PaBHa rrOBplIJHHa S (npOH3BOlbHO H3a5paHa rrpaBoyraoHa KOHTypa) Harra3H ce y XOMoreHOM MarHeTCKOM rrolby. Kal1a je nOBplIJHHa HopMarrHa
20 YOIIUlTeHll A!>mepOB 3aKOH je llHTCrp3JIH3 j e!1;HaqIIHa CTaJIHOr
Mar HeTCKor IIOJha.
Osp;e
je Il30CTa SJheHa Ta pCJIau;nja
300r
lllTO y'IeHlt.l.I;U TeK KacHuje Y'IC lIHTerpan e 83 MaTeMaTHKe.
TOfa
Ha mlHHje MarHeTCKe IiH/lYKL\lije (CnHKa 4.9a), OH/la ce qJJIYKC seKTopa MarHeTCKe HH/lYKL\Mje, MnM Kpane MarHeTCKIi cjJnYKc21 , 1i3paqYHaBa Kao:
Je/lIiHIiL\a 3a MarHeTCKIi cjJnYKC je BEBEP
(Wb).
4.9. MarHeTCKa KOJIa ce rpa/le 0/1 cjJepOMarHeTCKIlX MaTeplljaJla Il CllY>Ke /la KaHallMlllY MarHeTCKIl cjJllyKC. MarHeTCKa KOlla cy je3rpa H Sa3/1YWHil rrpOL\errll (aKO IlX IlMa). OHa cy 3HaqajHIl /leo reHepaTopa, TpaHccjJopMaTopa, rrpHrYlllHHL\a, pelleja MT/I. 06llliL\1l MarHeTCKor KOlla ce 61lpajy TaKO /la ce paCllrralhe MarHeTCKor cjJJlYKca CMalhll. Ha CJlHL\1l 4.10a rrpllKa3aH je TOpyC. Topyc IlMa cjJepo-
MarHCTCKa KOJla
1 Wb=l T·1m 2 AKO lIOBpnIliHa Hlije HopManHo rrOCTaBJbeHa Y O/IHOCY Ha nliHlije MarHeTCKor rrOJba (cnliKa 4.96), OH/la ce MarHeTCKIl cjJnYKc 1i3pa'lYHaBa Ha cne/lelil! HaqMH: (j) = B . S . cos (13, ii), r/le je ii HopMana Ha rroBpnIliHY S.
a)
/1
I
N
a)
•
-
..........
;
'
/
1
6)
zN
6) CJlUKa 4.9. - [JpaaoyzaoHa KOHluypa Y xOAwzeHo.M
AwiHelTicKoJIf iio.lbY
1
MarHeTCKIl cjJllYKC je BeOMa 3HaqajaH Il 3a Teoplijy, 350r rrpoyqaBalha rrojase elleKTpoMarHeTCKe IiH/lYKL\lije, Il 3a rrpaKcy, 3a rrpOpaqyHe rrpll rrpojeKTosalby eneKTpliqHIIX MaIIIHHa. 21 MarnCTCKII QlnYKC ce 03Ha'laBa CIIM60JIOM III Kojn ce 'lllTa "cPu".
CAWCQ
4.10. -
He KU ODJl.Ul(U AfaiHeiuCKUX KQlla
51
MarHeTCKO je3rpo OKO KOra cy paBHOMepHO II ryCTO HaMOTaHII rrpOBO)lHIIU;II. KO)l Topyca je u;eJIOKyrrHo MarHeTCKO rrOJbe JIOKaJIII30BaHO y je3rpy, O)lHOCHO MarHeTCKII
AuaJIorllja MarueTCKor II eJIeKTpn'lHOr KOJIa AMrrepoB 3aKOH KOjII je rrpHMeIbeH Ha KOHTYPY (rrpHKa3aHa je IICrrpeKII)laHOM JIIIHIIjOM Ha CJIIII1H 4.11) maCII: HI = NI, r)le je I )lYJKIIHa Te JIIIHIIje,
aN 5poj HaBojaKa. O)laTJIe CJIe)lH)la je H IIoLUTo je B = !lH CJIe)lH )la je B
I
= !lNI ,
a
I
!lNIS
MarHeTCKII = BS = -
= NI.
-
. 11:3pa3 3a
I
MarHeTCKH
NI
. R
<1> = - -, r)le Je
Rm
m
.
MarHeTCKa oTrropHocT KOJa
I
je je)lHaKa:
Rm = - .
s, 1
----
I
I
I
I
li N I I
-
MarHeTCKHM CBO]CTBHMa flpeA4a Mazl-leiiicKUM c8ojciii6uMa, Mail-le w -
CKU Maiuepuja/lU MOZY ga ce capciUajy y iUpu 2pyue: - )lnjaMarueTcKH 22 MaTeplljaJIII (5II3MYT, 5aKap, cpe5po, OJIOBO, a30T HT)I.); - napaMarueTcKH 23 MaTepHjaJIII (KIIceOHIIK, aJIyMIIHlljYM, HaTpIIjYM, rrJIaTIIHa HT)I.); -l}Iepo,mcHeTcKH 24 MaTeplljaJIH (rBOJKlje, KO5aJIT II HeKe JIerype) .
HMeHOM Ha3HBajy HCMarHeTCKH HJIH He
I I
!l
MaJIH 5poj MaTepIIjaJIa rrpHrra)la rpyrrH
I
TpOTeXHHU;H je BeJIHKa. CBOjIIM rrplICYCTBOM y
I
MarHeTCKOM rrOJbY BeOMa MHOrO rroBehaBajy
I
-
4.10. IIogeJIa MaTepHjaJIa rrpeMa
HO He yTH'Iy ua MarHeTCKO rrOJbe, rra ce je)lHHM
~-+- ·B--·,
-
rropHocTH (R) H MarHeTCKe oTrropHocTH (Rm)'
gIIjaMarHeTCKIIII rrapaMarHeTCKII MaTeplljaJIII, KojIIMa rrpllrra)la BehllHa MaTeplljaJIa , rrpaKTIIQ-
!lS
(
CTOjII H3Meljy eJIeKTpOMOTopHe CHJIe (E) H MarHeTOMoTopHe CHJIe (NI), cTpyje (I) II
- - -- - - - I
MarHeTCKY I1H)lYKl1lIjy.
C.nUKa 4.11. - Ma i HemcKo KOJl O
4.10.1. KapaKTepHCTHKa Ka)la ce yrrope)le )l05lIjeHe je)lHa'IIIHe ca OHIIMa Koje ce )l05Hjajy Ka)la ce aHaJIII3Hpa eJIeKTpHQHO KOJIO Koje ce cacTojH 0)1 HlleaJIHor HarrOHCKor reHepaTopa II oTrropHHKa, YO'IaBa ce aHaJIOrHja H3Meljy MarHeTCKor II eJIeKTpII'IHOr KOJIa. AHaJIOrIIja rro-
MarHeTHcaIha MaTepH]aJIa KapaKTepl1CTI1Ka MarHeTHcaIba MaTepl1jaJIa je 3aBIICHOCT 113Meljy ja'IHHe MarHeTCKor rrOJba II MarHeTCKe HH)lYKU;lIje rrpIIKa3aH a y KOOP)lHHaTHOM CIlCTeMY H-B. Bpe)lHOCTII ja'IIIHe MarHeTCKor rrOJba ce HaHoce Ha XOpII30HTaJIHY (arrCI1HCHY) ocy, a Ha BepTIIKaJIHY (op)lHHaTHY) ocy HaHoce ce Bpe)lHOCTII MarHeTCKe IIH)lYKI1IIje. ga 5II ce KapaKTepIICTIIKe MaTepIIjaJIa HaI1P22 I1peqHIKc guja j e rp'IKor nopeKJIa II 3UaQil Iloiip eKO . 23 I1peqmKc ilupa j e rp'IKor nopeKJIa 11 3Ha'ill y,-jopego. 24 Ha3IIB p epOMa ZHeiuCKII OBn MaTepujaJIlI cy nooUJUf rrpeMa rBO-
CJllIKa 4.12. - AHaAo2Ha KOJla
52
)j(l)y 'fIJjH je lIa3HD lIa nanlHCKOM ferrum .
Tarre, npBO MOpa Aa ce HalIlHIIe Be3a H3Me\)y MarHeTCKe HHAYKl\Hje B H ja'lHHe MarHeTCKOr nOJha H. 3aBnCHOCT n3Me\)y MarHeTCKe nHAYKl\nje B n ja'lnHe MarHeTCKor nOJha H Y BaKYYMY Bel; 3HaMO: B = fl o . H , npn 'IeMY je flo MarHeTCKa nepMeaonrrHOCT BaKYYMa.
ce KpHBa 2-3. Y Ta'lKH 3 MarHeTCKa HHAyKl\Hja je 0 a nOJhe HMa Bpel1HOCT He n Ha3HBa ce KoepnllTIIBIIO DOJbe. AKO ce AaJhe, no ancorrYTHoj BpeAHocTH, nOBeuaBa ja'lHHa MarHeTCKor noJba, 1100Hja ce KpHBa 3- 4. MelbalheM ja'lnHe MarHeTCKor nOJha, l1aJbe ce Aoonjajy KpHBe 4- 5, 5-6, 6- 1.
Ta 3aBnCHOCT Y npHCYCTBY I1HjaMarHeTCKHX n napaMarHeTCKnx MaTepHjarra je: B = floflr . H = = fl . H , rAe je flnepMeaoHrrHocT MaTepHjarra, a flr je perraTlIBHa MarHeTCKa IIepMeaOHrrHOCT H TO je HeHMeHOBaHH opoj. KOA I1njaMarHeTcKHx MaTepnjarra flr je Marro Mafbe OA jeAHHHl\e, KOI1 napaMarHeTcKHx je flr Marro Belie OA jeAHHHl\e. 3a AHjaMarHeTCKe n napaMarHeTCKe MaTepHjarre ce MO)!(e Y3eTn Aa je flr ~ 1, OAHOCHO MO)!(e ce CMaTpaTn Aa je fl = flo' na Ba)!(n HCTa q,opMyrra Kao n 3a BaKYYM. KOI1 q,epOMafHeTCKHx MaTepHjarra je flr MHoro Bel;e 0111.
V
PerraTHBHa MarHeTCKa ~epMeao~rrHocT q,epOMarHeTCKHX MaTepH]arra flr KO]H ce KOPHCTe Y npaKCH je Y oncery 011100 110 10 000.
KOA q,epOMarHeTCKHX MaTepHjarra Be3a H3Me\)y BeKTopa MarHeTCKe HHAYKl\l1je B H ja'lHHe MarHeTCKor nOJha H Hnje rrHHeapHa. KapaKTepHCTHKa HaMarHeTHcaBalha ce Bprro rraKO l\pTa nOMoliy pe3yrrTaTa KOjH ce AooHjajy eKcnepHMeHTarrHO. Ha CJIl.Il.\n 4.13 npnKa3aH je Tnnn'laH 113rrreA KpHBe HaMarHeTHcaBalha q,epOMarHeTCKor MaTepHjarra. I10cMaTpa ce MaTepnjarr KOjH lIpeTXOAHO HHje ono HaMarHeTHcaH. KaAa ce TaKaB MaTepnjarr 113rrO)!(n l1ejCTBY MarHeTCKor nOJha, OH ce MarHeTHlIIe CBe 110K He Ao\)e 110 Ta'lKe 1 H TO je TB'IKB 3BcnlielLB. KpnBB 0- 1 Ha3nBa ce KpnBB npBo5nTHor nBMBrHeTllcaBBILB. AKo ce caAa cMafbyje ja'lllHa MarHeTCKor nOJha, MarHeTCKa nHAYKl\Hja ce He cMafbyje no KPl1BOj 0- 1, Bel; no HeKoj HOBOj KPHBOj 1-2. Y Ta'lKn 2, BpeAHocT ja'lHHe MarHeTCKor nOJha je 0, a MarHeTCKa HHAYKl.\lIja Hllje O. Ta MarHeTCKa nHAYKl\l1ja ce 03Ha'laBa ca Br H Ha3nBa ce peMaHeHTHa IIHI1YKnllja. Kal1a BeKTop ja'lHHe MarHeTCKor nOJha npoMeHH cMep (Ha Al1jarpaMY je TO lIpeACTaBJheHO HeraTHBHl1M BpeAHOCTHMa), Aoonja
B
-Hm-He 3
I I I
0
1·L-~'-I5 4
CJlUJW 4.13. - Kpuea xuciii.epe3uca
I1orro)!(aj Ta'lKe Ha KapaKTepHCTHl\H HaMarHeTncaBalha 3aBHCH OA npOl\eca KOjH je AO Tal1a MaTepHjarr npOlIIao, OAHOCHO Ka)!(e ce Aa 3aBHCH OA nCTopllje MarHeTlIcaILa. KpHBa no KOjOj ce q,epOMarHeTCKn MaTepnjarr MarHeTHlIIe Ha3HBa ce KpllBa XIICTepe3l1ca.
4_10.2. ry511IW yCJIe;n: XliCTepe311Ca fYOHl\H ycrrel1 XHCTepe3nca cy cpa3MepHH noBplIIHHH xnCTepe3HCHe neTJbe, na Aa On OHH onrrH lIITO Malbn, n nOBplIIHHa neTJbe Tpeoa Aa oyAe lIITO Mafba. I10crre jeAHor nOTnYHor l\HKrryca XHCTepe3HCHe neTJbe HaMarHeTHcaHOCT MaTepHjarra ce Bpalia y npBoonTHO CTalbe. Y TOKY l\HKrryca HaMarHeTHcaBalha q,epOMarHeTCKH MaTepHjarr ce 3arpeBa. CHara rYOHTaKa ycrrel1 xnCTepe3Hca je AHpeKTHO cpa3MepHa opojy MarHeTlICalha y jeAHHHl\H BpeMeHa. I10CTOjH MorYUHOCT Aa ce q,epOMarHeTCKH MaTepnjarr nOHalIIa Kao napaMarHeTcKII. To ce nOCTH)!(e fberOBHM 3arpeBafbeM npe53
KO T3B. KHpHjeBe TeMnepaType. KHpHjeBa TeMnepaTypa je HeKOJIHKO CTOTHHa CTeneHH I..J;eJI3HjYCOBHX 3a MaTepHjaJIe KOjH ce KOpHCTe y eJIeKTpOTeXHHI1H. KHpHjeBa TeMnepaTypa 3a fBO)!(lje je 770°C.
IIpeMa OOJlUKY Kpuee xuciiiepe3uca ljJepoMaiHeiiicKU MaiiiepujaJlU Moiy 6uiiiu (CJlUKa 4.14): • MarHeTCKH TBPAII MaTeplljaml, KOjH ce KOPHCTe 3a H3paAY CTaJIHHX MarHeTa; TO cy: BHCOKOJIerHpaHH qeJIHK, ¢epHTH Ha 6a3H 6apHjyMa H CTPOHI1HjYMa; • MarHeTCKII MeKII MaTeplljaJlII- KopHCTe ce 3a H3paAY je3rpa eHepreTCKHX TpaHc¢opMaTopa H eJIeKTpHqHHX MallUfHa; rpymI MarHeTCKH MeKHX MaTepHjaJIa npIIIIaAajy: rBO)!(lje, eJIeKTpOTeXHHqKH qeJIHK (JIerypa rBO)!(lja H CHJIHI1HjYMa) H ¢epHTH MaHraHa H I1HHKa.
MeKH ¢epoMafHeTHI1H HMajy BpeAHocT KOepl1HTHBHOf nOlha OKO 10 Aim, a TBPIIH ¢epOMarHeTHI1H OKO 105 Aim.
4.10.3.
EJIeKTpOMarHeTH
EJleKTpOMarlleT je HaMoTaj ca je3rpoM 011 MeKor ¢epOMarHeTHKa. Oc06HHa eJIeKTpOMarHeTa je lIa ce ycrrocTaBH jaKo MarHeTCKO rrOlhe Kalla rroCTojH cTpyja y HaBojHMa , a Kalla CTpyje HeMa, rrpecTaje H lIejcTBO eJIeKTpOMarHeTa, ollHOCHO HeMa HH MarHeTCKor rrOlha. EJIeKTpOMarHenI Mory 6HTH pa3JIHqHTOr 06JIIIKa, a Ha CJIHI1I1 4.15 npIIKa3aHH cy eJIeKTpOMafHeTH y 06JIHKY WTarra HJIH rrOTKOBHl1e (Tpe6a BOIIHTH paqYHa 0 HaBojHMa Tj. cMepy HaMOTaBalha KOII rrOTKOBHl1e). EJIeKTpOMameTH ce npHMelhyjy KOIl IIH3aJIHl1a, peJIeja, y aYToMaTHI1H, aYToMo6HJICKOj HHAYCTPHjH, 3a eJIeKTpHQHe 6paBe.
B N
a) ----~--4---~----H
N
s
s CIUlKO 4.15.- ElteKilipOAwlHeiuu
4.11. EJIeKTpOMarHeTCKa HH,o;yKI..J;H] a B
6)
-,----fl+---...t..-H
apaAej (Michael Faraday, 1791-1867) je eKCrrepHMeHTaJIHHM rrYTeM OTKPHO rrojaBY eJIeKTpoMarHeTcKe HHIlYKI1Hje. Y CBOjHM eKcrrepHMeHTHMa, OH je Melhao MafHeTCKH ¢JIYKC Kp03 rrpoBollHY KOHTYPY H 1I0wao 110 3aKlhyqKa lIa ce y KOHTypH HHllyKyje eJIeKTpOMoTopHa CIIJIa (eMc). (!)apallejeB 3aKOII eJleKTpOMarHeTcKe HHAYKI\lIje maCH: I1HIlYKOBaHa eJIeKTpOMoTopHa CHJIa y 3aTBOpeHoj rrpoBollHoj KOHTypH je cpa 3MepHa 6p3HHH rrpoMeHe MarHeTCKor ¢JIYKca:
4.14. - KpU6Q xuciUep e3uc 3a .AWlHdu CKU aJ Lli6pge u 6) .loteKe tjJepo;,wlHeiiicKe JttUluepuja Ae
C/I,UKa
54
Ieind
=-Tt I
t.
M»O
JeI1IIHIIu;a 3a HHI1YKOBaHY erreKTpOMOTOPHY cHrry je BOnT (V).
MaZHeUtCKU IjJ'!!YKC ce Melba Y c.!!egehuM C.!!Y'Wje6UMa:
N
e KOHTypa MHpyje, MarHeTCKO rrorr.e ce MeH.a y BpeMeHY II 360r Tora 110rra3II 110 rrpoMeHe MarHeTCKor cprrYKca (CTaTII'IKa IIHI1YKU;lIja).
n
'I'
t a)
CTaTIIQKa HHl1yKI1Hja ce jaBrr.a KOI1 TpaHccpopMaTopa.
el.l,erra KOHTypa HrrH HeKH H.eH l1eo ce Kpelie, a MarHeTCKO rrorr.e je HerrpoMeHrr.HBo (11I1HaMII'IKa IIHI1YKl1l1ja). e KOHTypa ce Kpelie y OI(HOCY Ha rroCMaTpaQa y rrpoMeHrr.HBoM MarHeTCKOM rrorr.y (MemoBHTa HrrH crrO}KeHa IIHI(YKI1Hja). AKo j e KOHTypa 3aTBopeHa, y H.oj ce jaBrr.a cTpyja Koja ce Ha311Ba HHI(YKoBaHa cTpyja Kao rrocrrel(lIu;a IIHI(YKoBaHe erreKTpoMoTopHe cllrre. HHI(YKoBaHa erreKTpoMoTopHa cllrra ce jaBrr.a II y crrYQajy Kal(a je KOHTypa rrp eKHHyTa. HHI(YKOBaHa erreKTplIQHa cTpyja cTBapa MarHeTCKO rrorr.e Koje ce Ha3IIBa corrCTBeHO MarHeTCKO rrorr.e. JIeHI10BO npaBlirro l(ecplIHIIllIe cMep IIHl(yKOBaHe cTpyje.
N
6)
M»O
HHI(YKOBaHa erreKTpoMoTopHa cllrra y 3aTBopeHoj rrpOBOI(Hoj KOHTyplI cTBapa CTpyjy Koja ce CBOjIIM rrorr.eM cyrrpoTcTaBrr.a npoMellII MarHeTCKor cprryKca KOjII je Ty IIHI(YKU;IIjy 113a3Bao. Ha crrIIU;II 4.16a II 4.17a MarHeT ce rrpII6rrIf)KaBa npOBOI(HIIKy, cprrYKc ce rroBeliaBa rra ce IIHI(YKyje eMC TaKBor cMepa Koja Te)l(II I(a CMaH.II rrpoMeHY MarHeTCKor cprrYKca. Kal(a MarHeT MIIpyje, HeMa rrpoMeHe cprrYKca rra HII IIHl(yKOBaHe eMC (crrIIKa 4.166 II 4.176). Kal(a ce MarHeT Yl1arr.aBa (crrllKa 4.16B H 4.17B), cprrYKc onal(a, IIHI(YKoBaHa eMc lIMa TaKaB CMep II Te)l(II I(a rroBelia cprrYKc I(a 6II 6IIO Kao Ha rrOqeTKy.
N
B) Cll llKa 4.16. - Ogpefju6Qfbe c.Atepa uflgYKo6uHe eAel(-
iiipoAtoUlopHe cune Y KOHiiiypu Koja Huje 3aiii6opeHa (UHgYKyje ce caMO eAeKUtpOMoiilopHa eUlla): a)MalHeiii.
ce
li.pUOJlUXQ6Q ilp060gHUKY,
6) JoWZHem J\tupyje, 6) .Mal-
Hefu ce ygafbaeG 09 upo6ogHuKa
55
IIocTojalbe HHi1YKoBaHe eMC ce MOlKe KOHCTaTOBaTH BOJITMeTpoM.
4.12. CaMoMHAYKIJ;Mja
N
t a)
Kai1a Y HeKoj KOHTypH nocTojll cTPyj a, OHa CTBapa cBoje MarHeTCKO nOJbe Koje ce Ha3HBa conCTBeHO MarHeTCKO nOJbe, a CPJIYKC MarHeTCKe HHi1YKl1Hje conCTBeHH MarHeTCKH CPJIYKC. CTpyja jaqHHe i Koja nocTojH Y HeKoj KOHTypH CTBapa MarHeTCKO nOJbe, 0i1HOCHO MarHeTCKY IIHi1YKl1Hjy Koja je cpa3MepHa TOj jaqllHIl CTPYje.
I Jei1HHlIl1a 3a HHAYKTHBHOCT je XEHPM (H) I N
6)
npeMa HayqHHKY XeHpHjy (Joseph Henry, 17971878), KojHje npoyqasao caMoHHAYKl1Hjy. Aeo KOJIa KOA Kora ce KoecpHl1HjeHT caMOHH i1yKl1Hje HJIH IIHi1YKTHBHOCT He Mory 3aHeMapHTH Ha3HBa ce III1AYKTIIBIlIl eJIeMeHT. CBaKa KOHTypa HMa HeKY IIHi1YKTIIBHOCT. fpacplIqKH CIIM60JI 3a HHi1YKTHBHII KaJIeM je nplIKa3aH Ha CJIHl.\H 4.18.
CflUKa
N
B) C./lUKa 4.17. - Ogpe[jueafbe c.4!epa uHgYKoBaHe eAeKi«po-
AWw.0pHe CUAe Y KOHiiiypu Koja je 3aiuBOpeHQ (UHgYKyjy ce u eJleKiiipOAtoUlOpHa eUAa u ciiipyja): oj MQZHeiii ce upu6.11wICQea llpoeogHuKy. 6) AWlHew Mupyje, 6) fl ZHeiii ce ygafbuea
56
09 Up060gHUKO
4.18. -
CUAtDOJl KQAe.MQ
AKO ce cTpyja Melba y BpeMeHY, Melba ce H conCTBeHH MarHeTCKH CPJIyKC. 360r npoMeHe MarHeTCKor cpJIYKca y KOHTypH ce IIHi1yKyje eJIeKTpOMoTopHa CHJIa. IIojaBa ce Ha3IIBa caMOIIHi1YKllllja, a eJIeKTpOMoTopHa CIIJIa Koja ce jaBJba III1i1YKoBalla eJIeKTpOMoToplla CIIJIa caMOIIlli1YKllllje e s :
ITOIJlTO je.6. = L . .6.i, HHIlYKosaHa eneKTpOMOTOpHa CHna caMOHHIlYKI1Hje je:
JellHHIIl1a 3a HHIlYKosaHY eneKTpOMOTOPHY CHny caMOHHIIYKI1Hje je TaKol)e BOJIT.
4_12.1.
COITCTBeHa HH)l;YKTHBHOCT KaJIeMa
l:IHIIYKTHBHOCT KaneMa ca je3rpoM Oil cjJepOMarHeTHKa MarHeTCKe rrepMea6IInHOCTH J.l, KOjH lIMa
IIpeTrrocTaBJha ce Il:a Y rrpBoj KOHTypH nocTojH cTpyja i l . MarHeTCKH cjJnYKc Kp031l:pyry KOHTypyje:
)l;pyrH HHlleKc y <1>21 H L 21 03Ha'IaSa KOHTYPY y KOjOj je n06YIl:a (CTpyja), a rrpBH HHll:eKC 03Ha'IaBa KOHTYPY YKOjOj ce pa'IyHa cjJnYKC. L 21 = M - je Mel)yc06Ha HHIl:YKTHSHOCT HnH KOecjJHl(HjeHT Mel)yc06He HHIl:YKl(Hje. Mo)!{e 6HTJoI n03HTHBaH HnH HeraTHBaH. 3aBHCH Oil: 06nHKa 1'1 IIHMeH3Hja Te IIBe KOHType, IbHXOBOr Mel)yc06Hor rrorro)!{aja, Kao H MarHeTCKe nepMea6HnHOCTH Cpell:HHe Y KOjOj ce Hana3e.
N HaBojaKa II rrOSPIJlHHy jell:HOr HaBojKa S ce H3pa'IYHaBa Ha Cnell:eliH Ha'IHH: Hajrrpe ce Oll:pe-
+
.
H= ~ NI JoI MarHeTI NI CKa IIHIl:YKI1Hja B = J.l . H , OIlHOCHO B = J.l'~ ' I
111'1 ]a'IHHa MarHeTCKor rrOJha
ul
MarHeTCKH cjJnYKC Kp03 jell:aH HaBojaK je <1>, = B . S
I
MarHeTCKII cjJnYKC je
M
~
j -< L, -< -<
-
i2
+
>-
>- L2 >-
u2
l
H 3aMeHOM ce 1I06IIja: , = J.l . NI . S. YKyrraH
-
i,
<1> = I . N =
N 2 ·S
C.AUKa 4.19. - TPQ(jJU"lKU llpuKaJ !.teljyco6/-le uHgyK/{uje
= J.l . ~l~ ' 11'1 rropel)elheM 1l:06HjeHe cjJopMyne ca =
L . I, 1l:06Hja ce Il:a je COrrCTBeHa HHIl:YK-
THBHOCT KaneMa:
3a KaneMOBe Ha CnHl(H 4.19 Ka)!(e ce Il:a cy cnperHyTH. KoecjJHl(HjeHT cnpere ce 03Ha'IaBa ca k. Mo)!{ell:aCenOKa)!(ell:ajeL 12 =L 21 =±k)L 1 L 2 · KoecjJHl(HjeHT cnpere k HMa BpellHOCT H3Mel)y 0
I'll.
Mo)!{e Il:a ce KOHcTaTyje Il:a conCTBeHa HHIl:YKTHBHOCT KaneMa 3aBHCH Oil 06mlKa H Il:HMeH3Hja KaneMa, 6poja HaBojaKa H spcTe MaTepHjana Oil: KOjHX je HarrpaBJheHO je3rpo. Jell:HHHl1a 3a COrrCTBeHY HHIl:YKTHBHOCT KaneMa je XEHPl:I.
4.13. Mel)yco5Ha HH)l;YKll,Hja HeKa cy ll:aTe Il:Be 6nHCKe npOSOIl:He KOHType (1) H (2) Kao Ha cnHl(H 4.19 (Ra CnHl(H cy npHKa3aHe Kao KaneMoBH).
Y cnY'Iajy npoMeHe cTpyje il1l:ona3H Il:O rrpoMeHe MarHeTCKor cjJnYKca: .6.<1>21 = M . .6.i p 360r 'Iera lie ce HHIlYKOBaTH eneKTpOMOTopHa CHna Koja ce H3paQYHasa npeMa <1>apallejeBoM 3aKOHY: .6.<1>21 .6.i e· d21 = - - - = -M - 1 . III .6.1 .6.t
4.14. BpTJIO)l(He cTpyje BpTnO>KHe (BHxopHe Hnll YKOOBe) CTpyje cy cTpyje Koje ce HHll:yKyjy y MaCHBHIIM rrpOBOIIHHM TenHMa Kall:a y IbHMa nocTojH HHIl:YKOBaHO eneKTplIQHO rrOJhe. 360r OBHX cTpyja jaBJhajy
57
ce UynoBII ry6HlW y npOBOI1HOM Teny. MarHeTCKa KOna (je3rpa) TpaHCcjlOpMaTOpa II I1PYrllX eneKTp"qHllX MallillHa rpal1e ce 011 rBOJl{lja Koje je npOBOI1HO. Kal1a y MarHeTCKOM Kony, Ha npllMep TpaHCcjlopMaTopa, nocTojII npOMeHJblIBO MarHeTCKO nOJbe, IIHI1YKyjy ce 11 eneKTp"qHO nOJbe II BIIxopHe cTpyje, a rrocnel1"L\a Tora je l1a ce MarHeTCKO Kono 3arpeBa II TO cy ry611L\1l.
Pall OBIIX llHcTpYMeHaTa je 3aCHOBaH Ha y3ajaMHoM l1ejcTBY Mar HeTCKor nOJba HenoKpeTHor MarHeTa 11 MarlleTCKor nOJba Koje ce jaBJba Kalla ce ycnocTaBII cTpyja Kp03 KaneM. CKpeTalhe IIHCTpYMelITa KOjll nOKa3yje Ka3aJbKa je cpa 3MepaH CTpyjII Kp03 HaMoTaj KaneMa na cy rrOl1eOL\1I Ha CKanll paBHOMep"o pacnopeljeHll. 113paljyjy ce 3a cTpyje 011111A 110 25 rnA.
)J,a 611 ce TII ry6IIL\II CMalhiinlI, MarHeTCKO Kono ce rpal111 011 nllMOBa KOjII cy Meljyc06Ho 1130noBaHll. Ha cnllL\II 4.20a cy npllKa3aHe BpTnOJl{He cTpyje y nYHoM npOBOI1HOM je3rpy 011 rBOJl{lja Koje cy BenlIKor IIHTeH3IITeTa II Y3POK UynoBIIx r y6IITaKa, a Ha cnlIL\II 4.206 cjlepoMarHeTcKo j e3rpo Koje je HanpaBJbeHO 011 TaHKIIX nlIMOBa KOjll cy Meljyc06Ho 1130nOBaHll.
IIpel1HOCTll OBIIX IIHCTpYMeHaTa cy paBHOMep HO pacrropeljeHII rrol1eOL\II, IIITO 3Haqll l1a Ha CBaKOM l1eny CKane Mory l1a ce OqlITaBajy Bpel1HOCTI1 ca llCTOM TaqHOIIIliy II IIMajy Many no TpOllilhy. KoplICTe ce Kao aMrrepMeTp", BonTMeTpl1,OMMeTpll.
,
(
,
(
,
(
,
(
•
( a)
IIOJIOBH CTaJIHOr MarneTa
) ) )
)
)
5)
KpeTHH KaneM CAUKa 4.20. -
BptUAOJICHC
ciupyje CAUKCl
l1aKo cy BpTnOJl{He cTpyje HeJl{eJbeHa rrojaBa Koja ce jaBJba rrpii pal1Y MallillHa jep npoy3pOKyjy ry611TKe II CMalhelhe CTeneHa KOp"cHor l1ejcTBa, OHe IIMajy II CBOjy npllMeHy Y npaKcll, peL\llMO 3a 3arpeBalhe MeTana npii TOnJbell,Y.
4.15. EJIeKTpOMarHeTCKM 11 eJIeKTpo)J,l1HaMM~KM
l1HCTpYMeHTl1 EneKTpOM3rHeTCKH IIHCTpYMeHTJI cy llHCTpyMellTIl ca nOKpeTHIIM KaneMOM. YnpollilieHa IIIeMa OBor IIIlCTpYMeHTa je l1aTa Ha cnHlW 4.21 , Ha KOjOj ce B"I1" l1a ce IIHcTpYMeHT cacTojll 011 MarHeTa KOjII je HenoKpeTaH H KaneMa Ha KOjll je nplIqBpIIIlieHa Ka3aJbKa.
58
Je3rpo 011 MeKor rBoOKlja
4.21. -
OCft06ftU
gCft06U eJleKiiipOMa2HeiiicKoi
"uepHol uliciuPYMe Hwa
ce cacToje O)ll1Ba KaneMa, rrOKpeTHor 11 HenOKpeTHor. IIOKpeTHll KaneM je CMelliTell y YHYTpallilhocTIl HerrOKpeTllor KaneMaii npllQBpIIIliell j e Ha OCOBllHy rroMoliy Koje ce rroKpelie. Ha TOj OCOBIIHII ce Hana311 II Ka3aJbKa. Ha I1PyroM Kpajy Ka3aJbKe Hana311 ce nOrraTIIL\a 3a YMllpllBalhe rrOKpeTHor KaneMa Kao M)lBe crrllpanHe orrpyre. Onpyre cnYJl{e 3a 110B0l1 cTpyje Ha HerrOKpeTIlII KaneM. EneKTpO)lllH3MIIQKII MepHII llHcTpYMeHTII
Kalla y KaneMOBllMa rrocToje cTpyj e /1 II 12 , CTBopillie ce eneKTpOllllllaMll'IKe cline Koje lie rroKpeHYTM KaneM, a cMep KpeTalha nOKpeTHor KanCMa 3aBllCll 011 cMepa cTpyje Kp03 06a HaMO Taj a. IIoTpollilha HM je Belia Hero KOI1 eneKTpo MarlleTCKllX llHCTpYMeHaTa. Mory ce KOPllCTllTll 3a Mepelhe cTpyje, HarrOHa II CHare y KonllMa je)lHOCMepHe II Ha1l3MeHll'IHe cTpyj e.
Ka3aJbKa - -1----"1
IIOKpeTHll KaJIeM
8--+-+-
OCOBKHa---1---~~
HerrOKpeTHll KaJIeM
.. Crn!paJIHe onpyre
JIorraTlIll;a CAUKa 4.22. - YllpOudie1-l u3zIleg efleKLupoguHaJ.tU'lJW2 uHciupy.AteH1Ua
~
IIPOBEPI1 CBOJE 3HAl-bE
1. Kaga ce jaBJba MarHeTCKO IIOJbe?
5. KaKo ce H33IIBa KpHBa no KOjOj ce MarHeTHllIe cpepOMarHeTCKI-l MaTepl-ljaJ1? Hal\pTaj je II o5jacHII.
2. HammIH rpOpMyJIy no KOjoj ce pa'!yHa MameTCKa HHllyKl\l-lja rrpoBolIHIIKa ca CTpyjOM.
3. JaqMHa lvlarHeTCKor nQJba je: a) CKaJ1apHa BeJIII'!I1Ha
0) BeKTopcKa BeJ1"'!"Ha 4. IIpaBoyraoHa KOHTypa '!I-lje cy II"MeH311je 5 cm II 2 em IIOCTaBJbeHa je HOpMaJIHO Ha JU1HHje MarHeTCKe HHAYKQuje. AKa je MafHeTCKa HHIIYKl\l1ja 3 mT, KOJ1I1KI1 je MarHeTCKH rpJ1YKC?
6.
KaKO rnaCH apagejeB 3aKOH eJleKTpOMarHeTcKe
HHIWKl\l-lje 11 JTeHl\OBO rrpaBI-lJIo?
7. KOJIHKa je HHAYKoBaHa eneKTpoMoTopHa CRna y KOHTyplI aKO ce rpJ1YKC rrpOMeHI-l 3a 0,01 Wb 3a BpeMe Oil 1 ms?
8. Wn je CaMOIIHI1YKl\lIja?
9. Hal\pTaj
rparpwIKII Cl1MOOJ1 KaJIeMa. HanllIlll1
1O.):(a JIl1 cy BpTJ10>KHe cTpyje He>KeJbeHa nOjaBa?
59
5. HaIl3MeHIP-IHe cTpyje
EJIeKTp"'lHa KOJIa npOMeHJhIlBIIX CTpyj a IIMajy BeJIIIKY npllMeHy y npaKCH: npH npeHocy eJIeKTpH'IHe eHeprHje, npH npeHocy CHrHaJIa KOI1 paI1Hja, TeJIeBH3Hje HTI1. IlpOMeHJhHBe cTpyje cy cTpyje Koje y BpeMeHY Mea.ajy IIHTeH311TeT IlJIH CMep, HJIH H jel1HO H I1PYroo IlpOMeHJhHBe cTpyje Mory 5HTH nepHOI1I1'1He (BpeIlHOCTH ce nOHaBJhajy y jellHaKHM BpeMeHCKHM HHTepBaJIHMa) II anepHOIIH'lHe. IlepHOIIH'IHe cTpyje Mory 5HTH npOCTonepHOIIH'IHe (npOMeHe ce Mory npHKa3aTH CHHYCHHM IlJIH KO CHHYCHHM q,YHKI1HjaMa) H CJIO)!(eHOnepHOIIH'IHe (TO cy nepHOIIH'IHe cTPyje Koje HHCY npOCTonePIIOIIII'lHe). Y OBOM lIeJIY aHaJIH3HpaHa cy KOJIa ca npOCTOnepHOI1H'IHHM cTpyjaMa H HanOHHMa.
5.L
a)
5)
OCHOBHll IlOjMOBllll BeJIll'IIIHe
CTPyja Koja ce He Mea.a y BpeMeHY Ha3HBa ce CTaJIua HJIH CTaIjHouapua crpyja H npeMa YCBojeHHM CTaH)\apJlHMa 03Ha'laBa ce BeJIHKHM CJIOBOM l. CTpyja Koja Mea.a y BpeMeHY HHTeH3HTeT HJIH CMep, HJIII H jellHo H IIPyro, jecTe npOMeUJbIlBa cTpyja II 03Ha'laBa ce ca i.
B)
IIpeMa cMepy KOju uMajy, ciItpyje ce geJle fia: • jelluocMepHe cTpyje GBe cTpyje YBeK HMajy HCTH CMep. YeJIeKTpOTexHHI1H ce BPJIO '1eCTO nOI1 jellHocMepHHM cTpyjaMa y y)!(eM CMHCJIY n0l1pa3YMeBajy caMO CTaJIHe cTpyje . • HaIl3MeHH'IHe cTpyje 2S GBe CTpyje nOBpeMeHO Mea.ajy 3HaK. IlOIl Ha113MeHH'IHHM cTpyjaMa y y)!(eM CMIICJIY ce BPJIO '1eCTO nOllpa3YMeBajy npocTonepHOIIH'I He cTpyje, Kao H y OBOM nOrrraBJhY. 25 K a,Qa ce 03H3'IaBaj y HaU3MeHH'IHe
BeJIJr~IIIHe Ha ype~ajn~ta 1I11H ,.AC".
crpYM c HTlIMa KOpU CTI.1 ce mm 03HaKa .,-"mIll
60
r)
CAUKa 5.1. ~ lpacjJU/{U iipOlotefl e ciUpyja
y BpeJ.teHy
5.1.1. reHepHcaIhe
CmrKa 5.1 rrpHKa3yje rpacpHKe rrpoMeHa cTpyje y BpeMeHY: a) CTanHa HnH CTal1HOHapHa cTpyja, 0) BpeMeHcKH rrpOMeHJhHBa jellHocMepHa CTpyja, B) HaH3MeHH'lHa H r) rrpOCTorrepHOIIH'lHa CTpyja.
ITpOCTOITepHOAH~He
eneKTpOMOTopHeCHne Pall" JIaKWer pa3YMeBalba, npHHI1Hrr reHep"calba rrpOCTorrepHOIIH'lHe eJIeKTpOMOTopHe CIfJIe rrpHKa3aH je Ha yrrpoillheHOM MOlleJIY, KOjH IfMa jellaH rrpoBollHIf paM. ITpoBOIIHH paM pOT"pa y XOMO reHOM MarHeTCKOM rrOJhY KOHCTaHTHOM yraoHoM OP3HHOM w. TpeHYTHIf rrOJIo)!(aj paMa Ollpel)eH je ymoM a, a TO je yrao H3Mel)y BeKTopa MarHeTCKe IfHl1yKI1Hje H BeKTOpa HOpMaJIe Ha nOBpwrmy paMa ii. Kalla ce paM oophe, Melba ce If MarHeTCKIf CPJIYKC Kp03 paM. Ca CJIHKe 5.2 MO)!(e lIa ce yO'lH lIa Kalla je a ~ 0, MarHeTCKIf cpnYKC IfMa MaKCIfManHY BpeIlHOCT, Kal1a je a ~ 90°, MarHeTCKIf CPJIYKC je 0 HTII. Ha OCHOBY Tora ce H3BOilIf 3aKJhy'laK lIa ce cpnYKC Melba no KOCIfHYCHOj cpyHKI1IfjH If TO MO)!(e l1a ce HanHDle "'(t) ~ '" m . COS a.
"pOCTonepHOllllqHe BeJlllqllHe (CTpyja, HanOH) jecy BeJlH'lHHe 'Hlje ce rrpOMeHe Mory npHKa3aTH Cl-rHYCHIfM IfJlIf KOCHHYCHHM CPYHKl1lfjaMa. 300r BeJlIfKOr 3Ha'laja npocTonepHOlllf'lHHX Benlf'lHHa y npaKcH, Kao H 300r penaTHBHo jellHOCTaBHe aHamne If rrpOpa'lyHa eneKTpH'lHHX Kona, H y OBOM lIeny ce pa3MaTpajy caMO BenH'lHHe Koje cy rrpoCTOrrepHOI1If'lHe. CHHycHa
B
H KOcHHycHa CPYHKI1Hja cy rrepHOIIH'lHe CPYHKI1Hje, illTO 3Ha'lIf lIa ce nOCJIe HCKor IfHTepBaJIa BpeMeHa T BpellHOCTIf CPYHKI1Ifje lIOHaBJhajy. HHTepBaJI BpeMeHa T je nepIfoll " jellIfHHl1a je s (CEKYH}J)
e
e
"
/
-¥~-----'~------~__------*=------~~~a
o
7t2 "......
1t
/ 31t
,/
2:n:
2
CAlOW 5.2. - flpuHquil2eHepu ca1ba i1.po ciiloiiepuogu,{H e e.rreKiupo.AtoiuopHe culte
61
rrOlliTO ce MarHeTCKII CPJIYKC Melba, Y rrpOBOIIHOM paMY lie ce IIHIIYKOBaTil eJIeKTpOMOTopHa CIIJIa Koja je jellHaKa: Ll.
e=--
M'
rile je Ll. rrpOMeHa cpJIYKca, a M rrpOMeHa BpeMeHa. I1HIIYKOBaHa eJIeKTpOMOTopHa crma ce Melba rro CIIHYCHOj CPYHKI\lIjil e(t) = Em sin a, rrplI qeMY je Em = mw. YraOHa 6p3IIHa ce lIecpIlHIIIIIe Kao rrpei)eHII . yrao Y BpeMeHY OJ = -a . 3 a BpeMe JellHe rreplIt olle T jellaH HaBojaK rrpei)e yrao Oil 360 0 IIJIII 2rr rad 26 , rra je yraoHa 6p3IIHa w jellHaKa:
211 T
OJ=-.
rrepHOII je speMe Tpajalba jellHe rryHe rrpoMeHe HalI3MeHIIqHe cTpyje, a cppeKBeHI\lIja f je 6poj TIIX rryHIIx rrpoMeHa y jellHHIII\H BpeMeHa:
f
5.2.
1 T
= -
=}
w = 211f.
IIpHKa3HBalhe HaH3MeHHqHHX rrpOCTorrepHO~HqHHX
BeJlHqHHa Kao IIITO ce Melba IIHIlYKoBaHa eJIeKTpOMoTOPHa CIIJIa, TaKO ce Melbajy II HaIl3MeHIIqHII HarrOH II cTpyja. HaIl3MeHIIqHe BeJIIIqIlHe (cTpyja, HarrOH, eMC) Mory ce rrpIlKa3aTil Ha BIIIIIe HaqlIHa:
5.3. AHaJlHTHqKH HaqHH rrpHKa3HBalha HaH3MeHHqHHX BeJlHqHHa (CTpyja, HarrOH) AHaJIIITIIqKII HaqlIH rrplIKa3I1Balba Ha1I3MeHIIqHIIX rrpOCTorrepIlOlllI'IHIIX BeJIIIqIlHa rrOIlpa3YMeBa rrlIcalbe cpopMyJIa Koje rrpIlKa3yjy Ty 3aBilCHOCT. OrrIIITil I13pa3 3a I1HTeH3I1TeT rrpocTorrepIlOIIIlqHe cTpyje je:
I
i(t)
= 1m . sin (w· t + '1') I
5.3.1. IIapaMeTpH HaH3MeHHqHe rrpOCTorrepHO~HqHe
CTpYJe
"TpeUYTU3 BpellUOCT U3I13MeHIIQHe BeJIIIQIllie ;(t) 03HaqaBa ce MaJIIIM CJIOBOM II rrpellCTaSJI,a BpellHOCT HaIl3MeHIIqHe rrpocTorreplIOlllIqHe cTpyje y ollpei)eHoM TpeHyTKy. " AMIIJIIITYll3 113I13Me1l1lQHe CTpyje To je KOHCTaHTHa HeHeraTHBHa BpellHOCT (03HaqeHa je ca 1m) II rroKa3yje lIaje MaKCIIMaJIHa BpellHOCT cTpyje 1m' a MIIHIIMaJIHa BpellHOCT je - 1m' " <1"1333 27 (wt + '1') Ha3IIBaMO cpa30M, a TO je y CTBapil yrao CIIHYCHe CPYHKI\lIje. Kalla je t = 0, Talla je cpa3a jellHaKa '1'28 II TO je rrOQeTH3 1\1333. rrOqeTHa cpa3a je cpa3a (IIJIII yrao) KOjy cTpyja liMa y rroqeTHOM TpeHyTKy rrOCMaTpalba. rrOqeTHa cpa3a M02Ke 6IITII rr03I1TIIBHa, HeraTIIBHa I1JIII HyJIa.
"KpY>KH3 YQeCT3HOCT w rrpellCTaSJI,a 6p3IIHy KOjOM ce cpa3a Melba. JellHHIII\a 3a Kpy2KHe yqeCTaHOCTil je S-1 I1JIII rad/s .
• aHaJlUTHQKH,
" rp3l\mqKII, " 1\1330PCKII,
" llepllollje BpeMe 3a Koje ce I13BpIIIe CBe rrpoMeHe HaIl3MeHIIqHe cTpyje. 03HaqaBa ce CJIOBOM T:
IT=~ I
"KOMIIJIeKCUUM opojeBIIM3. 26 BeJIlf'IHHa yrJIa ce 113pa.)KaBa Y CTeneH.llMa, a TaKoge 11 y paAlIjanlU.fa (03HaKa rad) 1I Be3a 1I3Me9Y CTeIIeHa fi paAlijaHa je:
27 Pe'I r.jJa3a je rp'IKor nopeKJIa II 3Ha'lU 1Ioja8a UJIU u32.11eg.
1800:::: 11 rad.
28 fP'IKO CJlGBO, 'IUTa ce
62
ucu.
Jel\HHHl1a 3a rrepHOI\ je CEKYH,o: (s). • Y'IeCTaHOCT HJlH tjlpeKBeHHHja je 6poj rrepH0i\a Y jel\Hoj ceKYHl\lL 03HaqaBa ce CHM60JlOM f AKo je rrepHOI\ BeliH, cppeKBeHI1Hja lie 6HTH Mafua, lIlTO 3Ha'lH i\a cy rrepHOI\ H cppeKseHI1Hja 06pHYTO cpa3MepHe SeJlHqHHe:
rrOSplllHHI1 KOjy 06yxsaTa HeraTI1BHa rroJlyrrepl1Ol1a 11 XOpH30HTaJlHa speMeHCKa oca. Ha OCHOSY Tora 3aKlby'lyje ce l1a je Cpel1fua Spel1HOCT Ha113MeHl1qHe rrpOCTOrrepl101111'1He cTpyje 3a speMe jel\He rrepl1Ol\e jel\HaKa HyJlH (CJlHKa 5.3a).
If=~ I a 3aMeHOM H3pa3a 3a rrepHOi\ 1106Hja ce I\a je (j)
f =-
2rr
(HJlH
(j)
=
2rrf).
Jel1HHHl1a 3a cppeKseHl.\Hjy je XEPU: (Hz).
Cl
W
a) Y rpal\CKHM MpelKaMa EBporre cppeKSeHI1Hja je 50 Hz, a y MpelKaMa CA,o: je cppeKseHI.\Hja60Hz.
AHaJlIITII'IKII1I3pa3 3a HaIl3MeHII'IHII HanOH je:
rile je ca Um 03Ha'leHa MaKCHMaJlHa Bpel\HOCT Hal13MeHI1'1HOr HarrOHa, (j) je KpylKHa Y'leCTa HOCT, a rrO'leTHa cpa3a je 829 Kao lIlTO MO)Ke l1a ce rrpHMeTH, rrO'leTHe cpa3e HarrOHa H cTpyje cy 03Ha'leHe pa3J1H'IHTHM CHM60JlHMa l1a 6H ce JlaKlIle pal1l1J1o ca ful1Ma. I1poCTOrrepHOI\H'IHa SeJIH'IHHa (CTpyja, HarrOH) CMaTpa ce rr03HaTOM aKO ce 3Ha fueHa MaKCHMaJlHa SpeI\HOCT, KpY)KHa Y'leCTaHOCT 11 rrOqeTHa cpa3a . KpY)KHa Y'leCTaHOCT, nOlllTO je Ol\pe~eHa KPY)KHOM yqecTaHolllliy reHepaTopa, MO)Ke ce CMaTpaTH rr03HaTOM.
5.3.2.
6)
ClHtKa 5.3. -JI,eqJUHuu,uja cpegl-be 6pegHociiiu liaU3.4teHll'fHe ciupyje
113 Tor pa3J10ra cpeAlLa BpeAHOCT HaH3MeHH'I' He npOCTonepIIOAII'IHC cTpyje i\ecpHHl1l1lC ce Kao CTaJlHa Spel\HOCT cTpyje rrpH KOjOj 3a speMe 01\ jel1He nOJlOSHHe rrepHOl1a Kp03 rrOrrpe'lHH rrpeceK KOJla rrpOTeKHe HCTa KOJlH'IHHa eJleKTpHI.\HTeTa Kao H rrpH rrOCMaTpaHoj HaH3MeHH'IHOj CTpyjH (CJlI1Ka 5.36). I1oMoliy BHlIle MaTeMaTHKe 1\06Hja ce cpopMyJla 3a H3pa'lYHasal-he cpel1fue spel1HOcTI1:
Iisr
=;.I
m
I
I101llTO je H HaH3MeHH'IHH HarrOH rrpocTorrepHOI\H'IaH Kao H HaH3MeHH'IHa cTpyja, H cpel1fua Bpel\HOCT HaH3MeHH'IHOr HarrOHa ce pa'lyHa rro CJlH'IHOj cpOpMyJlH:
Cpe,o:lha Bpe,o:HOCT HaH3MeHHqHe I1pOCTOrrepHo,o:HQHe CTpYJe
AKO ce rrOCMaTpa npOMeHa HaH3MeHI1'1He cTpyje 3a speMe jel\He rrepHOl\e, yoqasa ce l1a je rrosp IllHHa OrpaHHqeHa rr03HTHSHOM rroJlyrrepl10110M 1'1 XOpl130HTaJlHOM BpeMeHCKOM OCOM jel1HaKa 29
a- rp'lKO CJIOBO, ' lllTa cc ilieiTta.
5.3.3. E¢eKTHBHa Bpe,o:HOCT HalI3MeHHQHe rrpOCTOI1epHo,o:HQHe CTpYJe EtjlCKTHsHa Bpel\HOCT HaIl3MeHII'IHe IIpOCTOnepHOAH'IHe cTpyje je CTaJlHa Bpel1HOCT cTpyje rrpl1 KOjOj ce OCJl060l\H HCTa KOJll1qHHa TOrrJlOTe 63
Kao 11 npl1 nOCMaTpaHoj Hal13MeHI1'1Hoj CTPyjl1.
sinx
cosx
EcpeKTI1BHa Bpel\HOCT Hal13MeHI1'1He cTpyje ce 03Ha'laBa CIIOBOM I.
a ecpeKTI1BHa Bpel\HOCT HaI13MeHF!'1HOr HanOHa je
C.IlUKa
EcpeKTI1BHa Bpel\HOCT Hal13MeHI1'1HI1X BeIII1'1I1Ha I1Ma Bem!KI1 rrpaKTl1'1HI1 3Ha'laj. OrrI1CI1BaIDe Hal13MeHI1'1HI1X Bem!'1I1Ha ce BprrIl1 rrpeKO ecpeKTI1BHI1X BpeI\HOCTI1. IIpOCTOrrep"01\I'1Ha Benl1'1l1Ha (CTpyja, HanOH) CMaTpa ce rr03HaTOM
5.4. -
CW-tyCfIil U KOcLlHycHa cjJYHKI{uja
AKO ce aMnIIHTYlla CMaIDI1, Ha npl1Mep IIBa nyTa, lIo511ja ce CPYHKI1Hja Koja lie I1MaTI1 MaKCI1MaIIHY 11 MI1HI1MaIIHY BpellHOCT rrOl\eJbeHY ca IIBa, Ha CIII1I1I1 5.5 rrp"Ka3aHa je HCrrpeKHl\aHOM III1Hl1jOM.
aKO ce 3Ha IbeHa ecpeKTI1BHa Bpel\HOCT 11 IbeHa rrO'leTHa cpa3a. TaKolje, CBI1 I1HcTpYMeHTH rroKa3yjy ecpeKTI1BHY Bpel\HOCT BenH'IHHe Koja ce i(t) = Im"sin(wt)
Mepl1.
,,,(t) = O,5fm sin(wt)
EcpeKTI1BHa Bpel\HOCT HarrOHa Ha KOjl1 ce,
WI
Y l\oMaliI1HCTBY, rrpl1KJby'lyje MOHocpa3HH rrpHjeMHI1Kje 230 V.
C/lUKQ 5.5. - YiTtul{aj i1pOAteHe MQKCUMa.!lHe spegHocluu
ciupyje fta
5.4. rpa
06.1lUK
ilpociiiouepuogU"/'He cUipyje
Ha OCHOBY rr03HaBaIDa H3 MaTeMaTHKe rpacpl1-
AKO ce KpY)KHa yqeCTaHOcT W rroBelia IIBa rryTa, TO 3Haql11\a ce H cppeKBeHl1l1jajrroBelia IIBa rryn a rrepl1ol1 T CMaIDl1l1Ba rryn (cppeKBeHI1I1ja 11 rrepl1ol1 cy 06pHYTO cpa3MepHe BeIII1QI1He).
Ka 11 oco5HHa CHHYCHe (Hnl1 KOCI1HYCHe) CPYHK-
Y TOM cIIy'lajy lIo611ja ce "rywlia" CPYHKl1l1ja.
HalI3MeHlIQHlIXBenlIQlIHa
I1Hje (cIII1Ka 5.4) Mory I\a ce Hal1pTajy H rpacpl1'1KH rrpHKa)KY rrpoCTOrrep"0I\H'IHe BeIII1'1HHe. IIpoCTOnepl101\I1'1Ha BeIIH'IHHa je n03HaTa aKO ce 3Ha IDeHa aMnIIHTYl\a, KpY)KHa Y'leCTaHOCT 11
,
I \
f\
I
I
\
\
i(t)=Jm'sin(cot)
I
\
nO'leTHa cpa3a. Ha CIII1KaMa 5.5, 5.6 H 5.7 rpaCPH'IKH je npl1Ka3aHa npocTOnepHOl\l1'1Ha CTPYja MaKCI1MaIIHe BpellHOCTH 1m , nO'leTHe cpa3e
'i' = 0 11 KpY)KHe yqeCTaHOCTI1 W nYHOM IIHHHjOM.
WI
\
\
\
li(t)=Im sin(2wt) \I
Ha I1CTI1M CIIHKaMa I1CnpeKl1l\aHOM III1Hl1jOM cy npHKa3aHI1 yTl1l1ajl1 npOMeHe nojelll1HI1X napaMeTapa Ha H3rnell rpacpHKa.
64
C.!lUlW 5.6. - YlUUl{aj iipOAteHe KpYJlCHe ytteciiiaHociUu lW
06JlUK iipociuoiiepuogU'iHe ciUpyje
~O
ce Melba rrO'IeTHa ¢a3a, a rrpHTOM aMrrJIH~-:la H KpYlKHa Y'IeCTaHOCT ce He Melbajy, OH_:1 j e BalKHO J.\a JIll ce rrO'IeTHa ¢a3a rroBeliaJIa L-:m CMaIbBJIa. AKO ce rrO'IeTHa ¢a3a nOBelia, :-pa¢llK ¢YHKUllje ce rrOMepa YJIeBO, a aKO ce 'leTHa ¢a3a CMalbH Y OJ.\HOCY Ha 3aJ.\aTY BpeJ.\EOCT, rpa¢HK ¢YHKUHje ce rrOMepa YJ.\eCHO. Ha c.-mUll 5.7 rrpllKa3aH je YTHuaj rrpoMeHe rrO'leT3e ¢a3e Ha npocToneplloJ.\B'IHY CTpyjy. PaJ.\ll _'IaKlIIer pa3YMeBalba HaupTaHa je rrpocTorrepBO.:\1l'lH3 cTpyja (Ha CJIHUH je 03H3'IeHa ca 1) K0J.\ Koje je rrO'leTHa ¢333 \jI = O. rpa¢HK Ha CJIHI\H ~ . KOjH je 03Ha'IeH 6pojeM 2 rrpeJ.\cTaBJha CJIy'laj KaJ.\a ce rrO'IeTHa ¢a3a CMalbllJIa, a rpa¢HK 03Ha'IeH 6pojeM 3 rrpeJ.\cTaBJha cJIY'Iaj KaJ.\a ce rrO'leTHa ¢a3a rroBeliaJIa .
AKO ce J.\Be BeJIH'IHHe Melbajy Ha BCTH Ha'IHH, a npllTOM HeMajy jeJ.\HaKe rrO'IeTHe ¢a3e, OHJ.\a nocTojH lj!a311a pa3J1HKa cp30.
,
CAUleO
2
u i
,i I
I
u
5.9. -
TpacpuLf-KU upuKoa g6e eeAU'iUHe u3Me!Jy
KOjux je cjJa3Ho P03J1UKO
\
\
OJ/
'P
AKO je ¢a3Ha pa3J1HKa H3Mel)y J.\Be rrpocTonePHoJ.\H'IHe BeJIH'IHHe 1l, OHJ.\a cy Te BeJIWIlme y npOTIIBlj!a3U. TaKBa cHTyaUlIja je rrplIK33aHa Ha CJIHI\II 5.10. u
CA UKa 5.7. - YWlll{aj UpOAteHe iio'ieUiHe ljJa3e HO 06JlUK
iipociuDLlepuogllLtHe ciupyje
5.4.1.
wt
A Be BeJIll'IHHe cy y lj!a311 aKO ce Melbajy Ha HCTH Ha'IHH (TO 3Ha'IH J.\a HMajy HCTe KpylKHe Y'IeCTaHOCTH) H rrpHTOM HMajy jeJ.\HaKe rrO'IeTHe ¢a3e (CJIHKa 5.8). CAUlea 5.10. - rpmjJuLfKu ilpUKoa 960 HaU3.MeHu'tHO HoiioHO KOjU cy y iipoiUuBpa3u
u I I
/
",
5.5.
\
npMKa3MBaIha HaM3MeHMQHMX BeJIMQMHa
I \
I ,
ClHlKa
5.B. -
I
OJ.\pel)HBalbe 36Hpa BHlIIe rrpOCTorrepHOJ.\WIHHX cTpyja Koje cy J.\aTe aHaJIHTH'IKHM H3pa3HMa npeJ.\CTaBJha 3aMopaH H KOMllJIHKOBaH nocao.
TpatjJU'lKU iiPUK03 geo HQU3.A£eJ.tUlilW
HaiioHll Koja cy
y cfJa3u
30
q> _ rpQKO C1JOBO, QUTa ce tjJu.
65
Cm-l'lHa j e CHTyal\Hj a H ca rpa
Ha110Be3HBaH.a seKTopa 3a ca6Hpa~be, C THM WTO Tpe6a l1a ce 3Ha l1a je 36HP cpa30pa HOBH
Kao neno H eneraHTHO pewel{,e Ha\)eH je
1 I I I
I
~a30p je 06pTHH BeKTOp KOjM ce 06pne y cMepy
cynpoTHoM OA Ka3aJbKe Ha eaTY OKO HenOMH'IHe Ta4Ke O. AY)((MHa
v'2.
o
cpo o. CJlltKG 5. 12 . - C/JoaopcKIl glljoipa.M
5.6.
OTilOPH Y KOJIY HaH3MeHHqHe CTpYJe
Y Kom
R
cpo o. (cpa3Ha oca)
u
<>---i'-_--'f-----o o
cpoo.
CIHIKO 5. 11 . - flpU.lf ep l(pilial-bo cpa30pa ci«pyje II ¢a30pa Hai"ioHQ (OOp iUHU BeKiuopuaoyci«a6lbe1W y iupeHyiiiKy I = 0)
~830pCKIf AlljarpaM je cKyn
66
CAl I KO
5.13. -
EJle.At eHiuu
y KO.J1I1J,ffl HllU,J.ueHI_I'l.He ci7ipyje
ilpHMep 3a oTnopHIifK y Kony HaM3MeHM4He cTpyje je eneKTpH'fHa rpejanMl\a, 3a KaneM HaMoTajH TpaHc
5.6.1. OTllOPHIIK Y KOJIY HaII3MeHII'me CTpYJe Ha CJIHl(H 5.14llpHKa3aHje OTllOPHHK OTllOPHOCTH R Ha KOjH je llpHKJbY'IeH llpOCTorrepHOIIH'IHI1 HallOH u ca CTpyjOM i, rrpl1 '1eMY cy IhHXOBH pe
HaH3MeHH'IHH (rrpOCTOrrepHOIIH'IHH) HarrOH H cTpyja KOII OTllOpHHKa ce Melhajy Ha HCTH Ha'1HR, Kao llITO ce BHIIH H3 llpeTXOIIHHX H3pa3a H rrO'leTHe
e o.
5.6.2.
HaII3MeHIIqHe CTpYJe
u
+ CJWKO
5.14. ~ OiTtfiopH.ll K Y
KaJIeM Y KOJIY
KOII),
HouaJoICHu'-me ctTipyje
)J,aT je aHaJII1TH'IKH H3pa3 llpHKJbY'leHor HallOHa u(t) = Um • sirr (ol . t + 8). 3allaTaK j e lIa ce 011pellH aHaJIHTH'IKH 113pa3 3a llpocTorrepHOIIH'IHy CTpyjy.
KaJIeM (rrOCMaTpaMO HlleaJIaH KaJIeM '1Hja je aKTHBHa OTrropllOCT jellHaKa 0) rrpHKJby'leR je Ra rrpOCTorrepHOIIH'IRH HarrOH U H Y lheMY rro CTOjH rrpOCTorrepHOIIH'IHa CTpyja i Kao mTO je rrpHKa3aHO Ha CJIHl(H 5.16.
-
L
IIpocTollepHOIIH'IHa cTpyja MO)!(e lIa ce H3pa'1yHa llpHMeHOM OMOBor 3aKOHa:
.
u(t)
,(t)= -
R
Urn
= -
R
.
·sm(w .t+'I')'
IIopeljelheM YOllllITeHor aHaJIHTI1'1KOr 113pa3a 3a llpocTollepl1ollH'IHY CTpyjy H H3pa3a 1I06HjeHor rroMony OMoBor 3aKOHa, 1I06Hja ce lIa j e
U; = 1m' OIlROCHO lIeJbelheM ca U ' "rn
v2·R
=
I
U
~, OllaKJIe CJIellH -
v2
R
.fi
,_ _
_
"-u_
_ _ -i
+ Cil UKO 5.16. -
KaJle.4t
y KO.ll.Y H(lll3,AfeHU'l.1-lC clupyje
HarrOH H cTpyja ce MeH,aj y ca HCTOM Y'leCTaHOllIny H y orrWTeM CJIy'lajy HHCY lIaTH HCTHM H3pa3HMa, rra H3Meljy OBe IIBe BeJIH'lHHe llOCTOjH
'1'=8 - '1'=-,
2
1I06HjaMo
= I. OCHM TO-
OIlROCHO Mo)!(e lIa ce Ka)!(e lIa HarrOH
i,u
fa , YO'laBa ce lIa j e 11 llO'leTHH yrao 3a HallOH H CTpyjy HCTH, = ",.
e
u
i,u
.i
/
/
o
5.15. -
fUntOHO
tI
FparjJU'1.KU HOt(UH iipUKaaU6a1bO lipoAleHe
ciupyje KOg oiTiiiop mlKo 30 liP01l380lbHO u306pOH yzao t{I=O
ellllKO
wt
/
o C'UIIW
/
<1>. o. (q,a3Ha oca)
5.17. - tpacjJUtlKU u. cjJa30pcKu
JUG llp0.AWHe Haiiolw u
ciupyje KOg
HO u3a6pOH yzao
HQLfWI
ripww3uaa -
Ka.rteAfG 30 fipoU3801b -
1/1 = 0
67
Ha CJIHl\H 5.17 rpacpwIKH cy rrpHKa3aHe rrpOMeHe HarrOHa H cTpyja, Kao H IhHXOB cpa30pCKH I1HjarpaM rrpH 'leMY je rrpOH3BOJbHO H3a6paHO l1a je 'V =0, a 360r cpa3He pa3JIHKe HarrOHa H cTpyje
.
8
Je OHl1a
c
---.L..
0
II U
TC =2·
+
PeaKTHBHa OTrropROCT KaJIeMa 31 HJIH IIRI1YKTHBRa OTIIOPROCT je BeJIll'lIlHa Koja rroKa3yje Be3Y ll3Mei)y ecpeKTllBHllX Bpel1HOCTll HarrOHa II cTpyje KaJIeMa. OHa je jel1HaKa w . L H Y CJIy'lajy KaJIeMa 03Ha'laBa ce ca XL:
C/lUKa
(0.).
Ha OCHOBY Tora cal1a MO)Ke l1a ce llCKa)Ke Be3a ll3Mei)y MaKCllMaJIHllX Bpel1HOCTH HarrOHa H
Urn = wL· 1m' OI1HOCHO U = wL·J.
KmtgcH3atUOp Y KOJlY HaU3.l1teHU'iHC
Ha CJIlll\H 5.19 rpacpH'lKH cy rrpllKa3aHe rrpOMeHe HarrOHa H cTpyja , Kao H IhllXOB cpa30pCKH I1HjarpaM, rrpH 'leMY je rrpOll3BOJbHO ll3a6paHO l1a je 'V = 0, a 360r cpa3He pa3JIllKe HarrOHa H cTpyje
.
Jel1llHHl\a 3a peaKTllBHy OTITOPHOCT je OM
5.1S. -
ciUpyje
Je OHl1a
CTpyje
,
8=
TC
--.
2
PeaKTHBHa OTHOPHOCT KOHI\eH3aTOpa 32 llJIll Karral\IITIIBlla OTHOPROCT 03Ha'laBa ce ca II
Xc
jel1HaKa je _ 1_. JeI1HHHl\a je OM. Ha OCHOBY
wC
Urn
Tora cal1a MO)Ke l1a ce HarrHIIIe
1
OI1HOCHO U = ~-. I.
1
=~- · /rn'
wC
wC
5.6.3. KOH,n;eH3aTOp Y Kony
IXc= wC 1 I
HaIl3MeHIPIHe CTpYJe Ha CJIlll\ll 5.18 rrpHKa3aH je KOHI1eH3aTOp y KOJIy HaH3MeHH'lHe cTpyje KOjH je rrpllKJby'leH Ha rrpOCTOrrepHOI1H'lHH HarrOH u. HarrOH II cTpyja ce Melhajy ca llCTOM KPY)KHOM Y'leCTaHOllihY H y orrIIITeM CJIy'lajy HHCY l1aTll HCTHM H3pa3HMa, rra H3Mei)y OBe I1Be BeJIH'lHHe rrocTojll cpa3Ha pa3JIHKa Koja je j el1HaKa:
TC
-2·
31 Kap;a ce ycrrocTaBlI crpyja y KaJIe~f)', jaBJba ce COIlCTBeHll MarHeTeK"
32 OIITepefieHOCT HAeaJIHOr KOH,QeH3aTopa paqYHa ce npeMa peJIaQlIjR
Q = CU, Koja rroKa3yje,qa je KOJIWHIHa naeneK1'pIIcalba
nwrnHa HaenCKTplIcalba enCKTpo,qa ~OH.QCH3aTopa. Ka,Qa je KOHAeH3aTOp HanYlheH, HanOH Ha lbe~fY je
Urn
T Q rn = Isr ' - . 4 ITOWTO ce cpe,qIha SpC,qHOCT u3pa-qYHasa rro
2 cpOpMyJIIf lsr = -; ·lm,3aMeHoM ce .Qoonja:
Q
2
m
~ -·I
rt
m
T
1m' T
4
2:rr
.- ~ -- .
2.
C APyrc CTpaHC, rrOlliTO jc Q m = C . V m 11 T = -OJ , cpel]lIBaH.eM ce Aoonja MaKCIlMaJ1Ha SPCAHOCT HanOHa
1 Urn = - · l
ce HaillicaTII Aa je
roC
Um=w·L · !m' ,UeJhel-beM ca
J2 /l;oEinja ce
3a ecpeKTIIBHC spelWOCTII HarraHa
U=w · L·l. ITopegelheM DBor 113pa3a ca OMOBllM 3aKOHOM nOKa3yje ce ,Qa je w . L no npRpO):\lI oTnopHoCT, R y crryqajy KaJIeMa 03HaqaSa ce ca XL n Ha3Ima peaKTmma OTTIOPHOCT KaJICMa UJIll UH,qYKTHSHa OTnopHOCT.
68
on
i, Y3eTI1.Qa y KOH.QCH3aTOpy nocTOjII cpenlha crpyja Isr 3a speMe 0.QT/4.11 Ta.Qa fic ce au HanYHlITu KOJIWIHHOM HaCJICK1T>JIcaFba Qm :
MaKCHMaJIHe Bpep;HOCTU eJIeKYpOMOTopHe cnne H MaK-
cy
y TOM CJIyqajy, rrpel\ta
IlIao pa'IyH, MO)J(e ce, YMeCTO rrpOMCHlhllBe crpyjc
CHMaJIHC spe,QHOCTll HarrORa HeTe ITO arrCOJIYTHoj Bpep;HOCTll, MO)Ke
TIOlIITO
H
oune
peJIaQlIjn, KOJIWIHHa HaeneKTpHcalba Q rn = CUm' KOJlHY.llHa ce OJIaKHaeneK"rpIICaIba MO)[{e;o;a ce pa'Iyua nOMony Clpyj e.,Ua
MaKCHMaJIHa eMC je.QHaKa:
Em=L ' / m w.
(orr-
Tepefien.e) cpa3MepHa HarrOHY. AKO ce HallOH Melba, Melba CC II KO-
peJIaQlIja U = -
1
.I
II
II
m·
cTpyja Ha KOHACH3aTopy Ba)l(ll
rropcl]ClbCM ca OMOBUM 3aKOHOll.I n3s0.QlI
roC
1
ce 3aKJbyq aK.Qa jc 1I3pa3 -
rro rrplIpO)J;lI OTIIOPHOCT. Osa OTnop-
roC HOCT Ha3UHa ce Kanall,liTlfBHa OTrropHOCT HOCT KOHAeH3aTopa.
IUTH
peaKTIfBHa OTIIOp-
i,u
/
/
o
/
rot
rrO'IeTHe cjJa3e 8. CMaTpajyhH OBe rrOllaTKe rro3HaTHM, 3allaTaK je lIa ce OApeAH cTpyja Kp03 OBY pellHy Be3Y Koja je Herr03HaTa, a TO 3Ha'IH lIa Tpe6a lIa ce OllpelllI !heHa ecjJeKTHBHa BpellHOCT I H !heHa rrO'IeTHa cjJa3a ",.
/
L
R
u
t---"
........j
y
y
-
II II Uc
uL
uR
q,. o. (q,a3Ha oca)
y
C
i
'+
+
+ u
+ CAUKa 5.19. - TpacjJuLfKu U cjJa30pcKu HaLfUH iipuKa3u6afba iipo.MeHc Hait01-w U ciiipyje KOg KOHgcH3aiiiopa 3a itPOU360JbHO u3a6paH yzao I/' = 0
5.6.4. HMIIe,n;aHca IIMnel\aHCa je KapaKTepHCTHKa npHjeMHHKa H no npHpOAH je oTnopHocT. To je BeJIH'IHHa Koja 1I3pa)KaBa rrporrOpl.\HOHaJIHOCT H3Meljy aMrrJIHTYAa HarrOHa H cTpyje:
Um = Z.Im,*Z =Um . Irn
CAUKa 5.20. - PegHG 6e3a OiiiuopHuKa, KaACMa u KOHgeH3aiii.opa
'" . 3a CHH y 0IlHOCY Ha ,¥a30p cTpYJe ecjJeKTHBHa BpellHOCT je U c =
3aMe!hyjyhH Urn =uJ'i H Im =IJ'i HMrreAaHca ce H3pa'IYHaBa Kao KOJIH'IHHK ecjJeKTHBHe BpeAHOCTH HarrOHa H ecjJeKTHBHe BpeAHOCTH cTpyje:
n H !herOBa 2 _1 . I.
wC
HarrOHa Ha KaJIeMY
UL rrpell!ha'IH Y 0IlHOCY Ha
~
H !herOBa ecjJeKTHBHa Bpell-
cjJa30p cTpyje 3a
2 HOCT je UL = wL . I.
v - V "[j -.../""'1_I
- L-C~
O+"-oI~--lfR q,. o. (q,a3Ha oca)
5.7. Pe,n;Ha Be3a OTIIopHIIKa, KaJIeMa If KOH,n;eH3aTopa PeAHa Be3a OTrropHHKa OTrropHOCTH R, KaJIeMa HHAYKTHBHOCTH L H KOHAeH3aTopa Karral.\HTHBHOCTH C je rrpHKa3aHa Ha CJIHl.\H 5.20. Ha KpajeBe peAHe Be3e rrp"KJhyqeH je HarrOH u ecjJeKTHBHe BpellHOCTH U, KpY)KHe Y'IeCTaHOcTH W H
C.!lUlW
5.21. - t:Pa30pC1cugujazpa.Al
U = UR + UL + Uc Ha CJIHl.\H 5.21 je rrpHKa3aH CJIy'Iaj Kalla je U L > Uc Hajrrpe ce ca6epy cjJa30pH HarrOHa UL H U c' a 3aTHM ce rro rrpaBHJIy rrapaJIeJIOrpaMa
69
IhHXOB pe3YJITyjylill
U2
=U R2
+
(UL
- Uc
U = ~U~ +(U L -
KaKO je
)2
Uc)2
U = 2, 1105Hja ce l1aje HMnel1aHca pel1I
He Be3e OTnopHHKa, KaJIeMa H KOHI1eH3aTOpa jel1HaKa:
5.S. CHare Y rrpOCTOrrepIIOp;I1QHOM pe)KIIMY Kaga y KOJIY nocToje caMO OTrrOpHHI.\H , Ihero Ba TpeHYTHa CHara je YBeK rr03I1THBHa, UITO
I CHTyal1Hja npllKa3aHa Ha CJIHI1II 5.21 je l1a je e
1
UL > UC' OI1HOCHO wL > -. 3a KOJIO ce
wC
Tal1a K3)J{e l1a je npeTelKHo IIHIIYKTIIBHO. AKo je U L < UcOgHOCHO wL <_ l _, 3a KOJIO ce Ka)J{e wC l1a je npeTelKHo KananIlTIIBHO. Kal1a je U L = U C ' KOJIO je Y HalloHcKoj pe30Hallnlljll33. Tal1a j e wL = _1_, ogaKJIe CJIegII
wC
l1a je KpY)J{Ha yqeCTaHOcT HarrOHCKe pe30HaH-
..
I.\IIJe W Jel1HaKa w =
,
je
f
=
J-Lc
2rc LC
1
~
-vLC
f, · Kaga
= 00" a yqeCTaHOcT
Y KOJIY HacTyrrII Ha-
nOHCKa pe30HaHl1l1ja, Tal1a IIMrrel1aHCa HMa HajMalhY Bpel1HOCT H jel1HaKa je 2min = R, HarrOH peg He Be3e H cTpyja cy y
.
CBOJY MaKCHMaJIHY Bpel1HOCT 33
Peq pe30HaHI~nja rrOTWle
'HI
OgjCK.
70
I
max
OA JI3TlIH CKe pe~II1
=
U
R
resolUlfltia UI1'O 3Ha -
pet) = lI(f) . i(t)
I
TpeHYTHa CHara npHjeMHHKa KOjH je CaCTaBJheH 011 OTrropHHKa, KaJIeMOBa H KOHAeH3aTopa caCTaBJheHa je H3 ABa AeJIa jel1HOr, KOjll npeAcTaBJha AOBoljelhe eHepmje npIIjeMHHKy Koja ce rrpeTBapa IIJIII y TOrrJIOTY (OTnOpHIII.\H) HJIH y HeKH I1PyrH 05JIHK eHeprllje, II Apyror, KOjll rrpegCTaBJha pa3MeHY eHeprHje 1I3Meljy nplljeMHIIKa H reHepaTopa (KaJIeMOBII II KOHgeH3aTopH). • AKTIIBlIa CHara rrpHjeMHHKa gaTa je H3pa30M :
I p= Ulcos'{J I JegllHIIl.\a 3a aKTHBHY cHary je BAT (W). • PeaKTIIBHa CHara Q
I Q = Ulsin I '{J
Jel11'1HIIl.\a 3a peaKTHBHy cHary je BOJ1TAMIIEPPEAKTI1BHO HJIII BAP(VAr).
?eai;:THBHa CHara om!cyje pa3MeHY eHeprl!je ~e~y peaKTHBHHX eneMeHaTa (KaneMoBa H lIIHQeH3 aTopa) H reHepaTopa. I101lITO ce OBa .?D~! eHa BpllIH IIY)K npoBolIHHKa KOjHM ce npHioorn HK Hanaja, jaBlhajy ce H 1I0nYHCKH ry5Hll,H. _. npa KcH ce Te)KH ga ce OBH ry5Hll,H lIITO BHlIIe otaFhe. • nplIBHIIHa CBara npnjeMHHKa 03Ha'-IaBa ce cm,50noM S n jegHaKa je:
S= VI JegHHHll,a 3a npl!BHIIHy cHary je BOnTAMI1EP (VA).
Y onllITeM cnyqajy j e npl!BHIIHa CHara Bena og aKTI!BHe CHare. Te gBe CHare cy jegHaKe oHga gaga je npHjeMHHK OTnopHHK.
n
~
I1pHBHgHa CHara ce npaKTW'fHO KOPHCTH npll npojeKTOBalbY TpaHcopMaTopa.
C Be CHare HMajy pa3nwmTe jegHHHll,e pagH .1aKlIIer pa3nllKOBalba. I1ocToje jOlli HeKH 05paCll,H KOjll ce KopHCTe TOKOM npOpaqYHa :
npHjeMHHKa H gOllaTHHx eJ!eMeHaTa nOBena. Y npaKCH, npHjeMHHll,H y HHAYCTPHjH (MOTOpH) npeTe)KHO cy HHgyKTHBHH H Kao TaKBH, nplljeMHIU\H npegcTaBlhajy pellHy Be3Y OTnopHHKa R H HHIlYKTHBHOCTH L KOjH cy npHKlhyqeHH Ha HaH3MeHWIHH HanOH. Y TOM cny'fajy, nonpaSKa aKTopa CHare ce BpllIH 1I0l1aBaibeM KOHgeH3aTopa Kanall,HTHBHOCTH C napanenHo npHjeMHHKy (cnHKa 5.23). BpegHOcT OBor KOHlleH3aTOpa MO)Ke ga ce H3pa'fyHa Ha OCHOBY jegHaaKTopa CHare. 3a nOTnyHy nonpaBKy aKTopa CHare nOTpe5aH je KOHgeH3aTop BenHKe Kanall,HTHBHOCTH KOjH je gocTa cKyn. ¢aKTOp CHare 3aSHCII 011 npHpoge nOTpoIIIa'fa, H OH H3HOCH, Hd npHMep, KOg HgeanHor KaneMa IInH KOHgeH3aTopa HyJ!a, KOg oTnopHHKa 1, KOg eneKTpH'fHHX MOTopa 0il 0,7 go 0,9.
+
,1 R
s
Q
ul
p C.II UKa 5.22. - CHQie y
apocmoaepuogLl~I·WJIt.
-'-- C -~
-< -< -<
L
peJlw,uy CIlUKa 5.23. - ilOlip(I(JKa paKi7i.opa cHa2e
5.8.1. IIoI1paBKa cpaKTopa CHare I1pHJeMHHKa cos
¢aKTOp CHare HMa BeOMa Ba)KHY ynory y eneKTpOTeXHHll,1I 3a pall,1I0HaJ!HO KOpl!lIInelbe eneKTPW'fHHX ypel)aja H npeHOCHHX BOIlOBa. EneKTPWIHH ypel)ajH Tpe5a lIa HMajy lIITO BenH aKTOp CHare. I10npaBKa q:.aKTopa CHare "plljeMHIlKa cos q> nogpa3YMeBa Be3HBalhe 1I0llaTHI!X peaKTHBHHX eneMeHaTa, am! TaKO ga ce aKTOp CHare
5.9. Tpocpa3He HaH3MeHHqHe CTpYJe MOHoa3HH HJ!H jegHoa3HH eneMeHTIl (reHepaTopH I! npHjeMHIIll,H) IIMajy no gBa npllKlhyqHa Kpaja. BHlIIea3HH Hm! nonHa3HH 34 eneMeHTH IIMajy Bllilie og gBa npIIKJbY
71
Mpe)J(e ca nOJUHpa3HHM eJIeMeHTHMa ce Ha3HBajy nOJIH
n
~
TpO
ITOJIH
2n H HaJIa3e ce y )J(JIe60BHMa CTa3
Oil 120 0 HJIH -
Topa. POTOP j e y cTBapH jellaH MarHeT KOjH npH OKpeTalbY HHIlYKyje y npOBOIIHHI1HMa eJIeKTPOMoTopHe CHJIe HCTe aMnJIHTYlle aJIH
2n . AHaJIHTHqKH H3pa3H eJIeK3
nOMepeHe 3a -
TPOMOTOPHHX CHJIa (npeTnOCTaBJheHO je lIa je nOqeTHa
e A = Em sinmt eB
=
5.9.1. Be3a HaMoTaja Tpocpa3Hor reHepaTopa y 3Be3p;y Be3a HaMoTaja Tpo
+
A
+
+
n Em Sin (mt - 23
ec = Emsin(mt-
M3MeJ:jy KpajeBa HaMoTaja nocToje HanOHH KOjH cy jellHaKH THM eJIeKTpOMOTOPHHM CHJIaMa. HaMoTajH TpO
1
~
+B
'~~~--~n+------~+--~--====-
c
UB
Usc
+
~nl CJlUKO 5.25. - Be3G Ha.JtOiiiaja zeHepaiiiopa y 36eagy
lie
03HaKe Ha CJIHI1H 5.25 IIMajy CJIellehe 3Ha'Ielbe:
N - 3ajellHIIqKa TaqKa TpH HaMoTaja, qeCTO ce E
-A
E
- B
C./lUKO 5.24. - f/>aaopcKu gujazpaAt eJlcKiUpOAWUtOPHUX
CUAO illpocjJa3HOlzeHcpaiiiopa
72
Ha3HBa 3Be3)l;HlUTe HJIJI HeYTpaJlHa T3"'1Ka;
A , B, C - cy 03HaKe 3a ljJa3e 35 . CMaTpa ce lIa HanOH
2n 4n , a HanoHY
B 3a -
35 Tpe6a HaIIOMeHYTU .n:a cy CTape 03HaKe 33
141' V f2 , V f ) -
!/Ja3HII HanOHII (HanOHII rpaHe, a3e, reHepaTopa);
In. .lfz, 1(3 - !/Ja3He cTpyje (cTpyje rpaHa reHepaTopa);
liA ,
Vs, V e -!/Ja3HlI lIalIOHlI BOlla (a3HlI HanOH je HanOH lI3Me!)y jellHor a3Hor npoBoAHIIKa II HeYTpaJIHOr npOBOAHI1Ka);
liAS' V AB' IleA - Mel)y!/Ja3HII, JIIIHlIjCKlIl1JIH CJlO}KeHIf Han01f1l (Me!)ya3HII HJIH mlHl1jcKII HanOH je HanOH 113Me!)y 611J10 Koja ABa a3Ha npoBOAHI1Ka);
¢a30pCKII Al1jarpaM a3HIIX II Meljya3HIIX HanOHa npllKa3aH je Ha CJIlIl111 5.26. AKo eeKTIIBHy speAHocT Me!)ya3Hor (JIIIHlIjcKor) HanOHa 03Ha'lllMO ca V, eeKTlIsHY BpeAHocT a3Hor HanOHa ca V f npeMa CJIlIl1l1 5.26, Ha OCHOSY reoMeTpllje, A0611ja ce IbllXOBa Me!)yc06Ha se3a:
To 3Haqll Aa je KOA Be3e y 3Be3AY eeKTIIBHa speAHocT JIIIHlljcKor HanOHa .j3 nyTa Befia OA eeKTllBHe BpeAHocTII a3Hor HanOHa.
Y CJIy'lajy rpaAcKe Mpe)!(e BpeAHocT a3Hor HanOHa je 230 V, !lITO 3Ha'lll Aa je Meljya3HII (JIIIHlIjCKII) HanoH.J3. 230 V = 400 V. 36
IA; IB' Ie - cTpyje
!/Ja31111x npOBOIIHIIKa BOlla II OHe ce He Melbajy AY}K BOAa (nOliITO cMaTpaMo Aa j e BOAIIAeaJIaH).
Kalla je Tpoa3HII CIICTeM Be3aH y 3Be3AY,
1A=lfI , IB = 1f2, Ie = 1f3 , a TaKol)eje11 VA = Vfl> Vs = Vrzl1 Vc= Vf3' Be3e 113Meljy Meljya3HlIx II a3HlIx HanOHa, npeMa CJIl1l1l1 5.25 cy:
5.9.2. Be3a HaBoja reHepaTopa Y Tpoyrao Be3a HaMoTaja reHepaTopa y Tpoyrao npllKa3aHa je Ha CJIlIl1l1 5.27. DO!lITO ce Tpoa3HII reHepaTOp npIIKa3yje Kao Be3a MOHoa3HIIX reHepaTopa, TO 3Ha'lll Aa ce Be3a y Tpoyrao Ao6l1ja TaKO !lITO ce 3a Kpaj npeTXOI\HOr MOHoa3Hor reHepaTopa Be3yje nO'leTaK HapeAHor.
A
VAB=VA-VS ' VBe=Vs-V e, IleA =Ile - VA'
B
EB
-u - s
,
+
c
/
\
flAB
\
/
/
\
C/lUKa 5.27. -
/
\
-fl A---------'*"----~ U
-A
Beaa NOMoillaia ieHeparuopa y fiipoyzQO
5.9.3. CHare Tpocpa3He HaM3MeHMqHe CTpYJe TpeHyTHa CHara lIeJlor Tpo!/Ja3Hor IIplljeMHIIKa jeAHaKa je 36l1py TpeHyTHllx CHara nojeAIIHIIX !/Ja3a:
\ /
\
/
\ /
\
pOO=~OO+hOO+~OO = ~OO~OO+ + u 2(t)iit) + u 3(t)i 3 (i)
/
CI/.UKCl 5.26. ~ Cl>a:wpC1w gujazpa.M cjJa3Hux
It
Ateljycf>a-
3HUX HaiioHa y c.nY'tajy aeae Ha.JltOUtaja ilipotj}{l3H02 ieuepaiuopa y 3Be3gy
36
Ao
CKOP O
je
cpa3HH HanOH
6"0 220 V,
JlIIHujcKn HanOH Y TOM cnY'lajy 5"0
IUTO 3Ha t JII na je
J3 ·220 V = 380 v.
73
3aMeHOM aHaJlHTWIKHX H3pa3a 3a cTpyje JI HanOHe rpaHa npHjeMHHKa, Kao H npJlMeHOM npaBHJla TpHrOHoMeTpJlje 3a CJlMeTpJlqHH Tpo¢a3HH CHCTeM g06Hja ce:
pet) = 3 Vr I cos 'P, npH qeMY je ca VI 03HaqeHa e¢eKTHBHa BpegHOCT ¢a3Hor HanOHa Boga, ca I e¢eKTHBHa BpegHocT cTpyje ¢a3Hor npoBogHJlKa, a 'P ¢a3Ha pa3J1HKa cTpyje H HanOHa y rpaHl'1 npHjeMHHKa. TpeHYTHa CHara Tpo¢a3Hor npHjeMHHKa je KOHCTaHTHa. Cpeglha 0I\HOCHO aKTHBHa CHara CHMeTpJl'lHor Tpo.pa3Hor nplljeMlIlIKa je jegHaKa 36J1py aKTHBHJlX CHara eJleMeHaTa og KOjHX je HanpaBJheH:
rge je V 03HaQeHa e¢eKTHBHa BpegHocT Meljy¢a3Hor (JlJlHJljcKor) HanOHa H KOpJlIlllieHa je Be3a H3Meljy e¢eKTJlBHHX Bpel1HOCTH JlHHllj CKor H ¢a3Hor HanOHa V
' Vf
gil ga Je
= .J3 .V f, ogaKJle cJle-
V = .J3'
PeaKTIIBlla cllara CIMeTp"'lHOr Tpo.pa3Hor IIplljeMHHK3 je jel1HaKa 3611py peaKTJlBHHX CHara eJleMeHaTa 011 KOjJlX je HanpaBJheH:
Q
74
= 3 V f ! sin cp =.J3 VI sincp.
<$
TIPOBEPI1 CBOJE 3HAfuE
1. 05jacHli 3H31..laj 2. KaKo
Mory
HaI13MeHHQHJ1X cTpyja.
,lJ;a ce rrpHKa)KY
Ha1l3MeHHqHe
BeJIH-
"{HiHe?
3. HanHIllH aHanHTHl..IKH H3pa3 3a CTpyjy '-lI1ja je aMrrJIJlTyga 10 A, q,peKBeHl1l1ja 50 Hz H rro'reTHH
n
.
yrao \V:::::; - , a 3aTJIM M3pal..J.YHaJ IT OCTaJIe rrapaMeTpe.
2
4. 06jacHll CpeAl-bY Bpe;ll,HOCT CTOrrepMO}l,HLJHe cTpyje.
HaH3MeHllqHe
npo-
5. 3a npOCTOrrepI10I\WIHI1 HarroHje rr03HaTO: U = 100 V,
T
n
.
= 0,02 S H 8 = - . TIpHKa)!(H OBa] rrpocTorrepll4
OgHqHH HarrOH: a) aHaJlJlTHqKJI, 6) rpaq,wTKJI H B) q,a30pCKI1.
6. Y KOJlY HaH3MeHH'lHe cTpyje KOj ll cagp)!(11 OTrropHIIK R = 1 kn YCiloCTaBJbeHa je cTpyja eq,eKTHBHe Bpe]1.HOCTH 1,5 A. KOJIllKa je ~JaKCHMaJIHa Bpe,n;HocT rrpUKJbyqeHOr HarroHa? 7. KOH}],eH33Top KanaIJ,I1TeTa 1 jlF npHKJbyqeH je Ha HaH3MeHII'lHII HarrOH eq,eKTIIBHe BpegHocTH 230 V H q,peKBeHI1Hje 50 Hz. KOJIHKa je eq,eKTHBHa Bpe)1HQCT cTpyje Koja rrocTojn y KOH)l.eH3aTopy?
8. AKO je lIHAYKTI1BHM oTrrop 100 n 11 q,peKBeHl1l1ja 100 Hz, KOJIHKa je HH.D,YKTIIBHOCT Tor Kanel\w? 9. Hal1pTaj q,a30pcKM f(HjarpaM HarrOHa II cTpyja KO.D, pe.D,He Be3e OTllopHHKa , KaneMa H KOH.D,eH3a -
Topa.
10. Hal1pTaj Be3Y Tpoq,a3Hor reHepaTopa y 3Be31\Y.
· eHeprIIJe 6.1. 3Haqaj eJIeKTpHQHe eHeprHJe Pa3Boj 'IOBe'IaHCTBa /lOBeO je /10. rrpD6rreMa KaD WTD cy He/lDCTaTaK eHepnlje, BD/le II yrpmKeHDCT )!(IlBDTHe Cpe/lIlHe. EHepreTCKIl pecypcIl 'IIlTaBe rrrraHeTe cy HajBei'iIlM /lerrDM HeD6HDBlhIlBIl, OrpaHIl'IeHIl II HIlCY paBHDMepHD pacrropeljeHIl. I1DBe3aHOCT rrpIlBpe/lHOr pa3BDja H ycrrDBa )!(HBDTa CTaHDBHHWTBa ca eHepreTHKDM rrDKa3yjy /la je eHeprHja BeDMa Ba)!(aH '1IlHHrral1 II lLeH 3Ha'IajaH D6rrIlK KDjU ce HajBHIlle TpDll1Il je erreKTpIl'IHa eHepruja. ErreKTpIl'IHa eHepruja ce ca Marro. ry6IlTaKa MD)!(e rrpeHDCHTU Ha BeJIHKe Y/laJheHDCTH, a TaKDlje ce je/lHDCTaBHIlM arrapaTIlMa II ypeljajIlMa rrpeTBapa y CBe rrDTpe6He D6rrIlKe eHepnlje: TorrrrOTHY, MeXaHU'IKY, xeMHjcKY.
CBaKa 3eMlha Te)!(H /la D6e36e/lH /lDBDlhHe KDrrIl'IIlHe eHeprHje y3 lIlTD MalLe TpOlIlKDBe, a TO. 3Ha'IIl/la Tpe6a /leq,HHHcaTIl rrDTpe6He KOrrH'IHHe eHeprMje, TeXHIP-IKe, TeXHOJIOIllKe H eKOJIO -
lIlKe acrreKTe rrpDH3BD/llLe, Kao II l1eHy. CHCTeM 3a /lD6Hjaae erreKTpIl'IHe eHeprHje, erreKTpDeHepreTCKH CHCTeM (EEC), KDjH je /lDCTa CrrO)!(eH, y DBDM /lerry D6jalIllLeH je yrrpDwneHO.
6.2. EJIeKTpOeHepreTCKH CHCTeM (EEC) EJleKTpOeHepreTCKH CIlCTeM (EEC) rrpe/lCTa Blba cKyrr ypeljaja 3a rrpDH3BD/llLy, rrpeHDC, /lIlCTPH6Yl1Hjy H yrrDTpe6y erreKTpH'IHe eHeprIlje.
TpnHCCp op~l aTopCKe
cTaHuu,e
CT
nOj\c'raHHq(l
C.IlUKll 6. 7. - YiipowlieH ~tpUKa3 ilpolOca eAeKiTipU1.lHe eHepluje go iioiiipoUfa'-ta
75
EJleKTpH'IHa eHeprHja ce npOH3BO/lH y eJleKTpaHaMa. Y eJleKTpOeHepreTCKOM CHCTeMY Cp5Hje 3acTynJbeHe cy /lBe BpCTe eJleKTpaHa: TepMOeJleKTpaHe Ha yraJb H XH/lpOeJleKTpaHe. I1peKo eHepreTCKIiX TpallcljJopMaTopa 3a YBelialbe nanOHa eJleKTpaHe ce npHKJbY'lyjy Ha npenocne Mpe>Ke KOjHM ce eJleKTpH'IHa eHeprHja npeHocH Ka nOTpOrna'lIiMa. }J,aJleKOBO/lII, Mpe)!(a BHCOKOHanOHCKHx, Tpoq,a3HHX, rrpeHOCHHX JlHHHja je OHO rnTO ce BH/IH 0/1 EEC-a. TepHTopHjaje/lHe 3eMJbe npeKpHBeHa je MpelKOM /laJleKOBO/la (cnHKa 6.2). Y CBaKOM 'IBOpy MOlKe 6HTH rrpHKJby'leH reHepaTOp HJlH rrOTpOrna'l. Y '1BOpOBHMa MpelKa rpa/le ce pa3BOl\Ha nOCTpojelba, eneKTpH'IHa rro cTpojea,a Koja oMoryliyjy crrajaa,e rroje/lHHHx /laJleKOBO/la. H3Meljy nOTpOrna'la H rrpeHocHHx MpelKa HaJla3e ce TpaHcljJopMaToplI 3a CMalbelbe HanOHa H /lIICTp"oYTnBHe Mpe>Ke.
CAwea 6.2 . - YLi.pOutlieH iipUK03 .fttpeJICe gaAeKoBoga
HarroHIf rrpeHocHHx Mpe)!(a y Cp5lfjlf cy: 110 kV, 220 kV If OKO 400 kV, a HanOHlf /llfCTPH5YTHBHHX MpelKa cy: 0,4 kV, 3 kV, 6 kV,
10 kV, 20 kV H 35 kY. nOTpOma'lll ce 06H'IHO /leJle Ha cne/lelie KaTeropHje: /loMaliHHcTBa, HH/lycTpHja, 3aHaTCTBO, TproBHHa, rrOJbOrrpHBpe/la, KOMYHanHa nOTporna,a, ca05paliaj H OCTaJla nOTpolIIa,a.
6.2.1. IIpeHOC eJIeKTpRQHe eHeprRJe CIIHXPOHII renepaTOp, KOjH ce Hana3H Y eJleKTpaHaMa, MexaHH'IKY eHeprHjy rrpeTBapa y eJleKTpH'IHy. CHHXPOHHX reHepaTopa y Mpe)!(H HMa rryHo H OHH cy H3BOPH eneKTpH'IHe eHeprHje. H3Jla3HH HanOHH reHepaTopa cy pella 15 kY. I1p06JleMH ca H30JlOBaa,eM rrpoBolIHHKa reHepaTopa He 1I03BOJbaBajy lIa OBH HarrOHH HMajy Belie BpeIlHOCTH. HanoHcKH HHBO Oil 15 kV HHje rrorOllaH 3a rrpeHoc eJleKTpH'IHe eHeprHje 350r BenHKHX ry6HTaKa CHare KOjH 5H Talla rrocTojaJlH. H3 Tor pa3JlOra y3 reHepaTOp ce rrOCTaBJba reHepaTopCKH TpaHccpopMaTOp 3a YBetialhe HarrOHa. I1peHoc eJleKTpH'IHe eHeprHje oCTBapyje ce HanOHHMa 110 400 kY. BeliH HanOH Oil OBor npH npeHocy 6H npoy3poKOBao 1I0llaTHe TpolIIKoBe 3a H30Jlal1Hjy H 3eMJbHlIITe Koje 5H 3aY3HMaJla Tpaca /laJleKOBOlla (pacTojaa,a H3Meljy rrpoBolIHHKa Mopajy lIa ce, y TOM CJlY'Iajy, rroBetiajy). HHlKH HarrOHH npH
)IoKpehy ce ryp6HHe Koje
.~
..
_____IIjI~ npoR3BO.[J.e MeXaH:Ifqxy
TpaHc
I
3arpejaHa BOlla rrpOW3BOIl" rrapy
•
fIpeHoc elleKTplf'lHe eHepr Hje Ha Benl1Ke ygaJbeHOC'fJiJ
U
T paHc
• • TorrnOTa
76
fIoTpollJa'll1
npeHocy He OllroBapajy 360r BeJUIKIIX ry611TaKa II BIiCOKe L\eHe. 360r nOY3I1aHOCTII, CTpyKTypa Mpe>Ka Ha HanOHCKIiM HIIBOIiMa (Hnp. , 110 kV IIrrll 10,5 kV) jecTe TaKBa lIa ce 'IBOP MOlKe HanajaTIi ca Bllwe cTpaHa. ErreKTplI'lHa eHeprllja Koja ce npellaje 1I0TpOWa'lIiMa Mopa lIa IIcnyHII HeKe 3aXTeBe KOjll ce OIlHoce Ha I!JpeKBeHL\lIjy, lIaoOIl II TpajHY paCOOrrO)f{IIBOCT. peKBeHL\lIja (KOII Hac je 50 Hz) Mopa 611TII KOHCTaHTHa, ca He3HaTHI1M OIlCTYnalbliMa. 3HaTHlija ollcTynalba cppeKBeHL\l1je cy 3HaK 1I0peMehaja y MpelKli. HanoH He MOlKe 6aw y CBIIM Ta'lKaMa lIa 6Ylle jellHaK Ha311BHOM HanOHY, arrll lberOBa BpellHOCT He CMe lIa 6Ylle BaH npOlllIcaHor oncera . TpajHa pacnorrO>KIIBOCT 03Ha'laBa lIa nOTpOrna'l Ha MeCTY npllKJby'lKa liMa 1I0BOJbHO nOTpe6He erreKTplI'lHe eHeprllje Y CBaKO 1I06a.
3aXTeBli nOTpOWa'la npellCTaBJbajy norra3HY Ta'lKY 3a npojeKToBalbe, 113rpaillbY II norOH erreKTpaHa, a caMIiM TIIM II crrCKTpOCHeprCTCKor CIiCTeMa, 'IlIjll je OCHOBHII 3allaTaK lIa TIIM 3aXTeBliMa 011 rOB ope.
EJleKTpaHe cy npBI1 II OCHOBHI1 erreMeHT erreKTpOCHepreTCKor CIiCTeMa. Y erreKTpaHaMa ce npoll3Boile Belie KOrrll'lIlHe erreKTplI'lRe eHeprllje II TO cy. nocTpojelba y KojllMa ce HeKa BPCTa eHeprlljc Hajnpe npeTBapa y MeXaHII'IKY, a 3aTIIM ce Ta MeXaHII'IKa eHeprllja npeTBapa y erreKTpll'lHY nOMohy CIIHXPOHIIX reHepaTopa.
6.3.1. KapaKTepHCTHKe eJIeKTpaHa
Y erreKTpoeHepreTCKOM CIiCTeMY nocTojll BerrllKIi 6poj nOTpOWa'la pa3rr ll'lIlTIiX KapaKTepIiCTIIKa , TaKO lIa ce nOTpOWlba Melba TOKOM lIaHa . ,lJ;HeBHII 1I0jarpaM onTepelielba (nOTpo1lI1be) nOKa3yje KaKO ce nOTpOWlba Melba TO KOM lIaHa 11 OH je KapaKTepliCTII'IaH 3a CBaKH EEC. )J,HeBHlllllljarpaM onTepelielba 3aBliCli 011 lIaHa y HelleJbI1, 011 rOllllWlber 1I06a, BPCTC noTpowa'Ia, CTeneHa pa3BlljeHocTli 3eMJbe HTII. )J,lIjarpaMH onTepelielba IIrrll IIl1jarpaMIi noTpOWlbe Mory 6I1TIIIIHeBHII, HelleJbHH, MeCe'lHH II rOIlIlWIbIi.
HHCTaJlIICaHa CHara: BeOMa Ba>KHa KapaKTeplICTIiKa CBaKe erreKTpaHe; npellCTaBJba apliTMeTI1'1KII 3611P Ha3Ha'ieHIIX npllBl1l1HIIX CHara re HcpaTopa. MaKCIIMaJlHa CHara: HajBelia CHara KOjy erreKTpaHa MOlKe npOll3BeCTli Kao L\errIlHa , C TIIM lIa cy CBllllenOBIi cnpeMHII 3a norOH. PaCnOnO)f{IIBa CHara: CHara KOjy HeKa erreKTpaHa MOlKe npOll3BeCTli y HeKOM TpeHyTKy nona3ehll 011 CTBapHor CTalba Y eneKTpaHIi (KBapoBII, peMOHTII ...).
TPaHcq,opMaTopli TpaHcq,opMaTOp
DIHXPOHI1 reHepaTOp
TpaHcq,opMaTOp
TpaBcq,opMaTOp
IIOkV
400kV
l10kV
IToKarrHe lIarreKOBOIlHe Mpe>Ke
,[\arreKOBOl\Ha Mpe>Ka 33 BenHKa
IIo)l3eMBa (Ka6rroBcKa) MpelKa y rpanOBIiMa
paCTojalba
/
\ IIoTPoma'ill
CJJ.IIKO 6.4. - npeHoc eAeKi«pfl'lHe eHep i uje og elleKiiipoHe go iioiiipouw'lo (YllpowlieH iipUKQJ)
77
6.3.2. BpcTe eJIeKTpaHa Y caBpeMeHHM eJIeKTpOeHepreTCKHM CHCTeMHMa HaJIa3e ce TepMOeJIeKTpaHe Ha cpOCHJIHa ropMBa, XHllpOeJIeKTpaHe, HyKJIeapHe eJIeKTpaHe, eJIeKTpaHe Koje KopMCTe eHeprHjy BeTpa, 5MOMace, a BeOMa o5HMHa MCTpa)KHBalha ce Bpwe 3a mrpall!-by eJIeKTpaHa Koje KopMCTe cyH'leBy eHeprMjy.
6.3.3. TepMOeJIeKTpaHe (TE) TepMOeJIeKTpaHe cy nocTpojelha y KojMMa ce xeMMjcKa eHepraja ropHBa rrpeTBapa y eJIeKTpM'IHy eHeprajy. ilpeMa fio20HCKOj MaUlUHU Koja LtOKpehe CUH.XPOHU 2eHepaUiop, UiepAweJZeKLupaHe ce geJle Ha Uipu OCHOSHa Uiuiia: • TepMOeJIeKTpaHe Ha napy. - IToroHcKH MOTOP je napHa Typ5MHa. Ha3MBajy ce jow M TepMoeJIeKTpaHe Ha cpOCMJIHa ropHBa.
ITPM cBaKoj TpaHccpopMal.\MjH eHepfMje M3ry5M ce jellaH lheH lIeo, TaKO lIa je CTeneH KopMcHor lIejcTBa y oncery Oil 30% 11040% . TepMOeJIeKTpaHe ce KOHCTPYHlllY 5JIOKOSCKM. CsaKM 5JIOK npellcTaBlba I\eJIMHY Koja je He3aSMCHa Oil OCTaJIMX lIeJIOBa. TepMoeHepreTcKM 5JIOK '1MHe KOTao, Typ5MHa, reHepaTop, TpaHccpopMaTop Kao M npaTena onpeMa. EJIOKOBCKa KOHCTpYKI.\Mja oMorynyje lIa npecTaHKoM paila jeilHor 5JIOKa MJIM llJlaHMpaHMM peMOHTOM OCTaJIM 5JIOKOBM HOpMaJIHO paile. TaKolje, M ynpaBlbalhe pailOM 5JIOKOSa je JIaKWe M 05aBlba ce y cKJIailY ca rroTpe5aMa 3a eHeprMj oM. TE "HMKOJIa TecJIa A" MMa Hajseny MHCTaJIMCaHY cHary y Cp5MjM Oil 1650,5 MW. GBa TE MMa 6 arperaTa M npsM arperaTM cy rryWTeHM y pail 1970. rOilMHe.
• raCHO-TypOIIHCKe TepMOeJIeKTpaHe. - ITorOHCKM MOTOP KOII OBe BpCTe TepMOeJIeKTpaHa je raCHa Typ5MHa. KopMCTe ce Te'lHa MJIM raCOBMTa cpOCMJIHa ropMBa . • TepMOeJleKTpaHe '1l1je reHepaTope DOKpeliy MOTOP" ca yHyTpawlhMM caropeBalheM. - BeOMa cy jellHocTaBHe. ITopell OBHX MMaMO M gsa gogaUiHa LUULta Luep,IWeJleKUlpaHa:
TE "HnKOJIa TeeJla A"
TE ,.HuKona Teena E"
• TepMOeJleKTpaHe ca KOMOIlHOBaHIlM I.\IIKJlyCOM. - 3a DorOH CMHxpOHor reHepaTopa ce KopHCTe raCHe MJIM rrapHe Typ5MHe. • TepMOeJleKTpaHe - TorrJIaHe (TE-TO) . - OHe rrpoH3soile M eJIeKTpM'IHy M TOrrJIOTHY eHeprMjy. Y TepMOeJIeKTpaHaMa 0- TonJIaHaMa ce MCKopMwnaBa OTnallHa TOrrJIOTa. )J,a 5M ce eJIeKTpM'IHa eHeprMja npOM3BeJIa y TepMOeJIeKTpaHM Ha yralb (CJIMKa 6.5), nOTpe5Ho je 113BPWMTM '1eTMpM TpaHccpopMal.\Mje eHeprMje. XeMHicKa eHepmi a yrlba
TonnOTHa eHepmia
MexaHHqJ{a
eHeprllja
TE CJlIIK(I
" KOCTOnal(
6.6. -
A"
Tep.MOCJl CKiltpClft e
EJIeKTpM'lHa eHepmJa
EneKTPH'lHa eHepmia
---{"OK;-;oo;;;T:;-;A-;Oo'"'f----i]T5y2:p~B}il1HA~~II--{1DrE~HE~P~A~T~02jp[II_--1[]TP~AH@C~~O~P~M~A~T~02jP~f__ CJHlKa
78
6.5. -
JIpOU360gl-b(l elleKiuptt'1He
eHep i uj e y tiiep.MOCJlCKiupaHlI Ha y za lb
ErreMeHTH II ypel)ajll KOjll cy Ba)KHII 3a IIC11paBHO IfJYIIKI\1I0HIICaibe TepMOerreKTpaHe Ha qBpCTa rOpUBa cy: napHII KOTaO, AepeaTOp HanojHe BOAe, KOHAeH3aTOp, nocTpojelbe 3a npllnpeMy HanojHe BOAe, CIICTeM BOAOCHa6AeBalba TepMoerreKTpaHe, CKJIaAIIIIITe 3a yraJb ca TpaHcnopTHIIM CHCTeMHMa , MJIHHOBII 3a nplmpeMy yrJba, CHCTeM 3a cHa6AeBaibe KOTJIa Ba3AYXOM, ypel)ajH 3a npe'IIlIIInaBalbe A"MH"X raCOBa II napHe Typ61!He. YraJb ce AonpeMa nOKpeTHHM TpaKaMa AHpeKTHO KaAa ce TepMoerreKTpaHa HaJIa311 y 6JIII311HII nOBpIIIUHCKor Kona pYAHUKa. KaAa j e TepMoerreKTpaHa YAaJbeHa OA pYAHIIKa , yraJb ce AOBO311 )l(erre3HIlIjOM. MJIIIHOBIIMa 3a npllnpeMy yrJba yraJb ce npe y6aIjllBaiba y rrO)l(lIIIITa CaMeJbe II npeTBOpu y yrJbeHY npaIIIHHY, jep TaKO rraKille ropH H Mory ce nOCTHnll BeJII1Ke CHare. I(HpKyrraIjHja Ba3AYxa, KOjl1 je nOTpe6aH 3a caropeBalbe y KOTJIY, MO)l(e 611TH npHpOAHa IlJIII BeIIITa'IKa. Y KOTJIY CBaKora caTa caropH AeceTIlHe TOHa yrJba. Kp03 KOTao npOJIa3e IjeBH y KojllMa ce BOAa npeTBapa y BOAeHY napy. ].I,epeaTop HanojHe B0il:e CJIy)1(11 Aa ce H3 BOAe OAcTpaHe paCTBopeHU raCOBU KOjU Mory ga 113a30BY KOp03Ujy l.\eBU. Boga 3a Kopllilineibe y TepMogllHaMllqKOM IjUKJIYCY MOpa 6UTU nOTlIYHO 'IHCTa, lIITO 3Ha'IH ga He caAp )l(H MeXaHU'IKe np"Mece, KOJIOUAHe pacTBope, Kap60HaTe U COJIU. IIaplle TyplillHe cy OCHOBHe norOHCKe MalIlUHe CUHXPOHUX reHepaTopa y BeJIUKUM TepMOeJIeKTpaHaMa. Y IMIMa ce yHyTpaililha nOTeHIjujaJIHa eHepruja nape TpaHclfJopMHlIIe y MexaHWIKy eHeprujy. Typ6uHe KOg KOjUX j e U3JIa3HII np"TlcaK HII)I(II og aTMoccpepcKor Ha3uBajy ce KOHAeH3aIjIlOHe, a Typ611He ca 113JIa3HHM npllTIICKOM BenllM og aTMoccpepcKor - npoTIIBnpuTlICHe. TIapa no 113JIaCKY 113 Typ6uHe ce KOHgeH3yje, aJIII KOg npOTuBnpHTIlCHIIX Typ6HHa Taj npOIjec ce BplIlll Ha 3HaTHO BIIIIIOj TeMnepaTYpH U npllTHcKy. CaBpeMeHe Typ611He Kop"CTe CyBy napy TeMnepaType go 540°C. IToTe~uj3JIHa
MexallWlKa eHeprnja
eHepmja BOAe
(TYPEHHA) C/l. UKQ
KOHI\eH3aTOp KOHgeH3yje 113pal)eHY napy Koja HanYlliTa Typ611Hy. Y KOHAeH3aTOpy cy y06u'IajeHI1 npUTHCl.\1I 3-10 Pa U y npaKcH ce BPJIO qeCTO KopucTe KOHgeH3aTopu KOg KOjUX ce napa U pacxrragHa BOAa He Mewajy. Y TepMOeJIeKTpaHH nOCToju Te)l(lha ga ce TOnJIOTHa eHepruja MaKCIIMaJIHO IICKOpUCTIl. EHeprllja yrJba ce KOPUCTII UJIU 3a nOTpOWlhY IlJIII TaKO lIITO 113JIa3Ha napa rpeje OKOJIIIHY (napa Koja H3JIa311 113 napHe Typ6uHe XJIagll ce ga 6u nOHOBO YlliJIa y KOTao). XJIal)elbe KOHgeH3aTopa ce BPWII BOAOM Koja npllMJbeHy TOnJIOTY OABOAII AllpeKTHO y aTMoccpepy HJIII y lIPllpOgHH pe3epBoap (Mope, peKe, je3epa) . EMHTOBalhe TOllJIOTHe eHeprllje lIITeTHO yTII'Je Ha 6UJbHII U )l(IIBOTUlhCKU CBeT y OKOJIUHH TepMOeJIeKTpaHe. ITPOllUCII cy BeOMa CTporu Kaga je y nUTaIhy MaKCI1MaJiHU A03BOJbeHII nopaCT TeMnepaType nOBplIlUHCKor CJIoja peKe (y EBponu 3°C, y CA)J.l ,7°C). ITPIlJIUKOM paAa TepMOeJIeKTpaHe KopucTe cpoCUJIHa roplIBa (yraJb) '-!Hje ce pe3epBe CMalhYjy, H 'IlljUM caropeBalbeM ce oCJI06al)a CYMnop, yrJbeH -AlloKcug UTA. KOju 3aral)yjy OKOJIUHY· Ypel)ajll 3a npeqllIUliaBalbe gllMHIIX raCOBa CJIy)l(e Aa u3gBoje 'IBpCTe '1eCTuIje U y Ty CBpXy ce KOpUCTe: IjUKJIOHCKH OTnpalIlHBa'lH (CTenelJ u3gBajalba npalIlUHe OKO 70%), MOKPU oTnpaWHBa'IU U eJIeKTPocpUJITPII (Mory Aa oACTpaHe 99,9% '1eCTUIja 113 gUMHIIX raCOBa). I(eHa kWh eHeprnje g06ujeHe U3 TepMoeJIeKTpaHe je BpJIO HUCKa U 360r Tora cy BeoMa 3acTynJbeHe.
6.3.4. XligpOeJIeKTpaHe (XE) XIlil:pOeJIeKTpalle (XE) cy 1I0cTpojelha rAe ce noTelJIjHjaJIHa elJeprHja BOAe npeKo Typ611Ha npeTBapa y MeXalJU'IKY, a 3aTUM lIpeKO CUlJxpolJor reHepaTopa y eJIeKTpH'IHy elJeprujy (CJIHKa 6.7). EJIeKTP~Ha
eHeprHJa
( rEHEPATOP)
EJIeKTPII'llIa eHepmja
( TPAHC
6.7. - llPOtl 36ogIVa eAeKiiipu'-IH e eHepiuje y xugpoelleKlupOI-I1l
79
IIPllJIllKOM CBaKe TpaHc
JIa3H Ha XOpH30HTaJIHO 1l0cTaBlheHY eJIucy, a KOI1 eJIeKTpaHa ca MaJIHM llal10M (AO 50 TIl) KOPHCTH ce MogH
CAltKa 6.9. - X E ,,7jepgatt]"
JIpeMa peaep6u eoge xugpoeJleKiupaHe MaZY 6uiiiu: • llpOTO'lHe XllilpOeJleKTpaHe KOpl:!CTe IlpHpOnHll IlPOTOK Boge II rpane ce 3a T3B. HOpMaJIHlll1pOTOK BOile. AKo je IlPOTOK BeliR og HOpMaJIHOr, BOna ce I1peJIHBa H He MO)[(e na ce KOPIICTH, a aKO je MafbH, I1pOJ'I3BOnlba je Malba. IIpOTo'lHe XH)\pOeJIeKTPaHe Ha BeJIHKHM peKaMa rrpOH3BOne yrrraBHoM KOHCTaHTHY CHary. • AKYMYJlaI\II0He XllilpOeJleKTpaHe CJl uKa6.8. - HeKe xugpoeJleKiTipaHe y Cp6uju
EJIeMeHTll H ypel)ajll KOjH cY BalKHII 3a IIcllpaBHO $YHKI\II0HIICalLe XE cy 5paHa, 3axBaT, AOBOAHll TyHeJI, BOAocTaH, XHnpaYJIWIHe Typ5HHe. EpaHa liMa yJIory Aa 05e35eAH cKpeTalbe BOAe oA I1pHpOAHor TOKa II Aa oMorylill Beli H naA BOlle. EpaHe Mory 511Tll 5eTOHCKe H HacyTe, MaJIe (AO 12 m BHCI:!He) H BeJII:!Ke (npeKo 12 m). YJIora 3aXBaTa je na BOAY OA 5paH(~ Kp03 AOBOA BOAe YCMepH Ka Typ5l1HaMa. )1;oBoilHIlM TYHeJIOM ce BOila on 3aXBaTa BOAH AO BOilOCTaHa, KOjH HMa yJIory pe3epBoapa y cJIY'lajy HarJIlIX npoMeH30nTepeliefba. XllilpaYJIII'IHe Typolllle I:!Majy neJIOBe 3a nOBOn II ogBoA BOlle 05PTHOM KOJIY H 05PTHO KOJIO. Typ5HHe ce KOHCTPYHlIIY npeMa npOTOKY H npeMa nagy. 3a eJIeKTpaHe ca BeJIHKHM nagoBHMa KOPllCTll ce Typ51:!Ha ca JIOnaTl:!qaMa ()1;aJITOHOBa), 3a cpeglbe naAOBe (100-150 TIl) KOPHCTII ce
80
AKo IlpllpOnHlI YCJlOBlI n03BolhaBajy, rpane ce aKYMYJlaI\II0HII oa3eHII 1IJ111 BeWTa'lKa je3epa, rAe ce y BpeMe BeJIHKHX BOAa BHlIIaK BOna caKYlllha (aKYMYJIHlIIe) , TaKO na Mo)[(e Aa ce KOPHCTH 3a BpeMe MaJIHX BOna. OBe XllAPOeJIeKTpaHe Mory na najy IlpOMeHlhHBY CHary y 3aBllCHOCTH on l1oTpe5a.
JIpeMa c,ltewiUajy iiociUpojelba xugpOe//eKlupaHe MaZY 6uiUu: • llpnopallcKe xnilpOeJIeKTpaHe IIocTpojelba cy CMelIITeHa Ha caMoj 5paHII HJIH l10pen lbe. IIpH5paHcKe XHnpOeJIeKTpaHe rpa ne ce Ha BeJIHKHM peKaMa ca MaJIUM llanOBHMa BOne (CJIlIKa 6.10).
CUIKll 6.10. - flpll6paHcKo xugpoell eKfupaHa
BOl\Ha KOMOpa
EpaHa
ManIHHCKa
cana O/IBO/l CIHtKa
6.11. -
JI.epu6a~uoHa xugpOeJleKUtpaHQ
fOPlblf aKYMynaL010HH
fOp1bH aIC)'MYJIaqJIORH
6a3eH
oaseR
-
EneKTpH'ma
-----
Mpe)f{a
t
feHepaTop-MoTOP
rii==oJ=7'ii/
- - -
IIyMlla
Typomra
--
a)
6)
CJlUKa 6.12. - IlIe.Ma iUui1uLfHe peBep3u6wlHe xugpoeJleKiilpaHe y aJ U1yp6uHCKO.llf U 6) iiy.uUHOM il020HY
• )1,epHBaI1HOHe XHi\pOeJIeKTpaHe 11alllHHcKa 3rpai\a ce Hana3H H3BaH peqHOr KopHTa. BpaHa ce nO/lIDKe Ha norol\HoM MecTy, a 1\0BOl\HHM KaHanOM ce BOl\a 1\0BOl\H 1\0 MalllHHCKe 3rpal\e. Ha yna3y y KaHan nOCTaBlha Ce rpy6a pellleTKa (cnHKa 6.11).
PeBep3uoIUIHe XHIIPoeJIeKTPaHe cy noce6Ha BPCTa XHl\pOeneKTPaHa. OHe ce 30BY jOIll H nyMITHo-aKYMYJIaI\HOHe XHI1poeneKTPaHe. OBe eneKTPaHe HMajy roplhH H 1\0lhH "KYMYnaI1HOHH 6a3eH H nyMITHO-Typ6HHCKO nocTpojelhe (cnHKa 6.12). BOl\a ce nyMna H3 I\olher y roplhH 6a3eH y neplIOI\HMa ManHX onTepelielha, I\a 6H ce y nepHOI\HMa BenHKHX omepelielha BOl\a H3 roplher 6a3eHa nponylllTana Kp03 Typ6HHe PHilII npOH3BOl\lhe eneKTP~e eHepmje. OBa I\Ba pe)KHMa pal\a (nyMITHH
H TYp6HHCKH) peBep3H6HJIHHX XHl\PoeneKTPaHa OMOryliyjy CHrypHHje CHa61\eBalhe nOTPOlllaqa II CMalhelhe nOTPe6a 3a TepMoeneKTpaHaMa. PeBep3II6HnHa XE Y Cp6HjH je "Bajnna BalllTa" qnja je nnCTanncaHa CHara 620 11W. OBa XE nYIllTena je Y pal\ 1982. rOl\nne.
CJlUKa
6.13. -
XE "EajuHa Bawma"
81
6.3.5. TepMOeJIeKTpaHe II
6.3.6. HYKJIeapHe eJIeKTpaHe
XII}J;pOeJIeKTpaHe Kao }J;eo EEC-a KOM6IlHa[(Hja XHl1pOeJIeKTpaHa H TepMOeJIeKTpaHa l1aje noce6aH KBaJIHTeT EEC-y jep 06e36el)yje
p
HyKJIeapHe eJIeKTpaHe cy, y CTBapH, TepMoeneKTpaHe caMO IIITO ce TOIlnOTHa eHeprlIja rro-
Tpe6Ha 3a pall 1106Hja H3 HyKJIeapHHX peaKTopa. Y HYKJIeapHOM peaKToPY BplllH ce npo[(ec
o
24b
CJlUKa 6.14. - lloiUpoUlI-ba y iilOKY jegHol gal-W Y HeKoj 3CMJbU
TepMH'IKH npO[(eCH Y KOTJIY H Y CHCTeMY KOjH cnpOBOI1H napy BeOMa cy cnopH na TepMOeJIeKTpaHa HHjC nOrOIlHa 3a Ol1p)l(aBalhe 6aJIaHCa npOH3BOillhe H nOTpollllhe. 011 TpeHyTKa Kalla HaM Tpe6a Belia CHara. na 110 TpeHyTKa Kalla ce Ta CHara nylllTa y Mpe)l(Y Tpe6a OKO caT BpeMeHa. TepMOeJIeKTpaHa ce npojeKTyje npeMa HeKOj CHa3H HCnOIl Koje nOTpOllllha HHKall He on al1a (clIIIKa 6.14). XHllpOerreKTpaHe cy norOIlHe 3a Ol1p)l(aBalhe 6aJIaHCa H3Mel)y nOTpollllhe H npOH3BOillhe 3aTO lllTO rOTOBO TpeHyTHo Mory 'l1a npOMeHe cHary KOjy eMIITyjy y Mpe)l(y. 3a caMe BpXOBe nOTpOllllhe Koje He Mory l1a 3a110BOJI,e TepMOeJIeKTpaHe, KopHCTe ce XHl1pOeJIeKTpaHe. 360r Tora ce '1eCTO Ha3HBajy BplllHe eJIeKTpaHe.
CJUlKa 6.15. - HYKJleapHG cAcKlTipaua
6.3.7. EJIeKTpaHe Koje KopIICTe eHeprIIJY BeTpa
CBe 3eMJI,e capal)yjy y pa3MeHH eHeprHje. BHlllaK eHeprHje ce 06H'IHO npel1aje I1Pyroj 3eMJI,H, a BpeMe 0113HBa 3eMJI,e je 06wmo 5 110 10 MHHyTa. Pa3MeHa eHepnIje je perYJIHcaHa Mel)YI1P)l(aBHHM yroBopHMa.
82
BeTap je jel1aH 011 OCHOBHHX napaMeTapa KOjH ce MepH y MeTeOpOJIOIliKHM CTaHH[(aMa. BeTap je npOMeHJI,HBe 6p3HHe H CMepa. 3a nOY311aHY npO[(CHy BCTpOCHcprCTCKor nOTCH[(HjaJIa noTpe6He cy l1eTaJI,He aHaJII13e jep Ha lbera yTH'Iy
----.
~
--V CJlUKa 6.17. - a) Cueiiie.Af,U ea tiapa50~7U"iHIt.M KOHqeN ru paruopuMa, 5) xeJluoC iUaUteKU euciue.Atu, 6) eOJl apHU eueiu.e.Mlt ell H e tioepegHO"~t KOH8 ep.Jujo . u COJlapHe y eJleKtUpUtmy eHep2ujy
CIHtKa 6. 16. - Beilipoiuyp6llHll
reorpa¢CKM rrOnO>Kaj , KOH¢MrypaL\l1ja TepeHa, pacTMlbe 11 IIPyre rrperrpeKe Ba311YIllHoM CTpyjalby. EBpona npellCTaBJba penaTI1BHO nOBOJhHO nOIlPY'lje Ha KOMe nocToje JanallHH BeTpoBM. llOBOJbHe oonacTH ca acneKTa eHepreTcKor rrOTeHL\l1jana BeTpa y CpOl1jM cy j y>K HH EaHaT M rrollYHaBcKM lIeo Oil [onynL\a 110 Eeorpalla. To cy nOIlPY'lja Ha KojMMa IIYBa KOIIIaBa.
JellHa BeTpoTypoMHa CHare 1,5 MW, npM nOBOJbHHM ycrroBHMa, MO>Ke I'OIlIDIl1he lIa npoH3Beile Oil TP"110 neT MIDllIOHa kWh eHepmje IIITO 3allOBOJbaBa nOTPeoe OKO 1000 1I0MaIilfHCTaBa 3a eneKTPWIHoM eHepmjoM.
C Hare OBI1X CI!CTeMa cy Oil 10 kW (3a n pl!MeHe y Malbl1M HaCeJbI1Ma) 110 100 MW (3a npMMeHe y nOBe3aHMM eneKTpM'lHI!M Mpe)f(aMa) . HeKI! CHCTeMM I!Majy CKnalll1IllTa TonnOTe 3a nepHolle Kalla j e 06na'lHO MnM je Hon, HeKM ce KOM6MHYjy ca ¢OCl!nHMM rOpl!BOM 'lI!Me ce lIo6Mjajy XM6pl111M30BaHe eneKTpaHe. aBe oc06MHe 110nPMHoce '1l1lbeHML\H lIa OBH CHCTeMH npellCTaBJbajy Ol1nH'lHY MorynHocT 3a npOH3BOillbY eneKTpH'lHe eHeprMje y 6Yl1ynHoCTH. llocToje Tpl! BpCTe KOHL\eHTpHIIIynMx CI1CTeMa: CHCTeM ca napa60nM'IHMM KOHL\eHTpaTOp"Ma (cnMKa 6.17a), xen l10CTaTCKI! CI!CTeMI! (cnl1Ka 6.176) M COnapHI! CI1CTeMI! ca HenOCpellHOM KOHBep31!joM conap He y eJleKTpM'lHy eHeprl!j y (CJlMKa 6.17B).
6.4. Pa3BOAHa llocTpojelha
6.3.8. KOHn;eHTplIIIIynll CllCTeMll COJIapHO[ 3pa-qelha KOHL\eHTpMIIIylil1 CI1CTeMH npeTBapaj y CY WleBY eHeprMjy y TonnOTHY, oCTBapyjyli11 BI1COKe TeMrrepaType KOpl1IlllielbeM pa3HHX KOH¢l!rypau llj a orrrellana. AaJbOM TpaHC¢OpMaL\l!j oM Te To rrnOTe npOl!3BOlll1 ce eneK1'pl1'-IHa eHeprl!ja.
Y CBaKOM '1BOpy H3na3e ce pa3BOl\Ha nOCTpo-
jelba Koja cny>Ke lIa noj e111!H11 113J1eKOB0I1I1 Mory Meljyc06HO 113 ce cnoje aKO cy I!CTOr HanOHCKor HMBoa MJlM npeKO TpaHc¢opMaTopa l1a nOBe>KY Mpe>Ke pa3J1M'IMTI!X HanOHCKI!X HI!Boa. Pa3B0I1Ha n ocTpojelba ce rpa l1e I! KOIl eJleKTpaHa (l1a 06e36el1e npeHOC eneKTpM'IHe eHeprl!je y BMIlle rrp aBaL\a rrpeKO BI!Ille rroceOHMX BOI\OB3) I!
83
KOI1 rrOTpOIIIaqa (3a rrpeY3HMafhe eneKTpHqHe eHeprHje H3 Mpe)!(e). I1oTpe5HO je l1a rrOTpoIIIa'l 5Yl1e HarrajaH ca BlIIIIe CTpaHa 3aTO IIITO ce y EEC-y qeCTO 110ral)ajy KBapOBH rra, y cnyqajy l1a je HarrajaH caMO ca jel1He CTpaHe, KBap 5H ra rrOTrrYHO Ol1ceKao. Harrajafhe rrOTpOIIIa'Ia ca BHIIIe CTpaHa 05e35el)yjy l1a y cnyqajy KBapa rro TpOIIIfha MO)!(e l1a ce 05e35el1H HeKHM I1PyrHM l1aneKOBol1oM. Pa3B0l1Ha rrocTpojefha ce rpal1e Ha OTBopeHOM H 3aTBopeHOM rrpocTopy. 3a HarrOHe 110 35 kV rpal1e ce Y 3aTBopeHoM rrpocTopy H TO Kao rroce5aH 05jeKaT HnH y cKnorry HeKor I1Pyror 05jeKTa. 3a HarrOHe Bene 011 35 k V rpal1e ce pa3BoilHa rrocTpojefha Ha oTBopeHoM rrpocTopy, rrpH qeMY cy TPOIIIKOBH H3rpallfhe OBHX rrocTpojefha MafhH H Mory l1a ce, rrpeMa rroTpe5H, naKIIIe rrpoIIIHpe. Y Hacen,eHHM MeCTHMa, pa3BoilHa rrocTpojefha H 3a BHIIIe HarrOHe, rpalle ce Y 3aTBopeHoM rrpocTopy, 350r 5e35eI1HOcTH. JJ:enoBII pa3B0l1HOr rrocTpojefha cy: ca5HpHIIl1e II crrojHII rrpOBOIIHHI1I1, rrpeKlllla'lll, pacTaBn,a'III, oCHrypaqll, MepHII TpaHc
84
)( C.flUKa 6.18. - TpacjJU'-tKu
CUMOO.iW
iipeKuga"tG
PaCTaBJI,aqll cy eneMeHTIf KojllMa ce BIIIIHO ollBaja lIeo rrocTpojefha Ha KOMe je rroTpe5HO H3BpIIIIITH peMoHT H rrorrpaBKy. Y H3Y3eTHHM cnyqajeBHMa, pacTaBn,aq ce CMe yrroTpe5HTII 3a rrpeKHllafhe flnH ycrroCTaBn,afhe BeOMa ManHX cTpyja. Kal1a je rrpeKHlla'I y 3aTBopeHoM rrono)!(ajy, He cMe ce OTBapaTH paCTaBn,aq jep je TO BeOMa orraCHO. I1350p paCTaBn,aqa ce BpIIIH rrpeMa BHCHHfI Ha311BHor HarrOHa y rrocTpojefhY, Kao H rrpeMa MaKcHManHoj CTpyjH y HOpMan HOM rrorOHY, C THM l1a ce 05aBe3Ho KOHTponHIIIe Ha TpajHY CTpyjy KpaTKOr crroja H Ha Yl1apHY CTpyjy KpaTKor crroja. rpeIIIKe y pallY ca pacTaBn,aqHMa Mory 1I0BecTH 110 BenHKHX oIIITenefha rrocTpojefha, Kao H 110 yrpO)!(aBafha 5e35el1HOCTII oc05n,a. rpa
/ CAUKa
6.19. -
/
TpacjJU'IKU ell,MOOJlU paCiUa6JbQl..{Q
BIICOKOHalIOHCKII oClIrypaqlI IIITflTe eneMeHTe 011 cTpyja KpaTKor crroja H rrpeorrTepenefha. OCHrypaq ce cacTojH 011 rrOpl1ynaHcKe l1eBH yHyTap Koje ce Hana3H Torrn,HBII YMeTaK . To rrn,HBII YMeTaK je HHT (HnH BHIIIe fhHX) 011 nerype cpe5pa. CrrHpanHo BnaKHO 011 Bon
cTpyjaMa rroTpe5HfI cy BeOMa cKyrrH flHcTpYMeH-
TorrlhlIBli )'MeTaK
BJIaKHO 011 BOJIq,paMa
); 2 YllapHa IIrJIa ca OrrpyrOM - ';;
KBapl1HII rrecaK
?
5J 5J
1
TeJID OA IIop:u.eJIaHa
a)
6) CJlUKa 6.20. -
BUCOK01-taiioHCKU
ocuiypa'-t: a) iPQ(jJUll1(U
TII II arrapaTII, a II oc06lhe Koje 06aBlha Mepelba je II3JIO)!(eHO orraCHOCTIiMa. ):(a 6II ce OBII rrpo6JIeMH H36erJIH, KopHcTe ce MepHH TpaHCq,op MaTopli qHjH je 3al1aTaK l1a BHCOKe HarrOHe II BeJIHKe cTpyje CHH3e Ha Bpel1HOeTH Koje cy rrpHJIarol)elbe rroTpe6aMa Mepelba. MepHIi TpaHccj>opMaTopH TaKol)e II H30JIyjy MepHe IIHCTpyMeHTe, TaKO l1a je cal1a H pal1 ca HHcTpYMeHTIiMa CHrypHHjH. MepHU iUpaHcpopMaulOpu MOZY 6uiUu • HaIIoHcKII, qHjH je 3al1aTaK l1a BHCOKe HarrOHe CHH3II Ha yrJIaBHOM 100 V;
CU..I.tOOJl,
6)
upeceIC
MepHH TpaHccj>opMaTOp ee caCTojII 011 je3rpa II rrpllMapHor II ceKYHl1apHOr HaMoTaja KOjH cy II30JIOBaHli Ol1fOBapajyhoM 1130JIa11HjoM. IIpllMapHl! HaMoTajII ce Be3yjy y MepHO KOJIO, a Ha eeKYHl1apHe HaMoTaje ce rrocTaBlbajy MepHIi IIHeTpYMeHTIi.
IIpeMa Ha3UBHOM HauOHY eAeKiUpu'-lHe MpeJICe MOZY 6uiUu: • eJIeKTpHl.THe Mpe)J{e HHCKor HarrOHa
(0,4 KV),
• eJIeKTplI'IHe Mpe)!(e epel1lber HarrOHa (10 110
30kV), • eJIeKTpHqHe Mpe)!(e BHeOKor HarrOHa (60 110 100 kV) II • eJIeKTplIqHe Mpe)!(e HajBlIlIIer HimoHa (rrpeKo
6)
a)
220 kV) . IIpeHoe eJIeKTp"qHe eHepflije BpIIIH ce pa3JIII-
6.21a) - rpacjJU
ea g6a ceKyHgapHa Ha ..MOLuaja
• CTpyjHII, qlIjlI je 3al1aTaK l1a CMalbe eTpyjy Ha 1 A HJIH 5 A .
l.nfTHM HarrOHCKIIM HllBOIIMa, IIITO 3aBHCH og
CHare Koja ee rrpeHOCHH Ha KOjOj Yl1albeHOCTH. IIpeHoc H I1HCTPH6YU;Hja eJIeKTpHq He eHeprlIje ce BpllllI eJIeKTpOeHepreTcKIiM B0I10BHMa . IIpeMa Ha4uHY u3BoljeIVa, BOgOBU ce zpage Kao • H3,ll;3eMHII (HlIH Ba3;rl.ymHu),
o----cf-I\.Y.I\-\--~o
I
\
T
C/lUKa 6.216) - TpacjJUI.f.KU CU.MOO.fl ciTipyjNo?, UipaHccjJ0pMaiUopa
• nO]:l;3eMHH.
MHorH cj>aKTopli yTI!qy Ha TO l1a JIll he ce B0I10BII rpal1IITIi Kao Hal13eMHII IIJIII rr0I13eMHII. MarHeTCKO rrOlbe B0l10Ba HeraTIIBHO YTHqe Ha lb Yl1e II )!(IlBOTlilbe y lbIIXOBOj OKOJIIIHII. YTIIu;aj OBor rrOlba KOI1 Hal13eMHIIX B0l10Ba je BeOMa H3pa)!(eH,
85
IIOK je KOII nOll3eMHHX 3aHeMapJhIlB. 3a jellHaKe HanOHCKe HHBoe Hall3eMHH BOIIOBH cy jecj:>THHHjH oil nOIl3eMHHX, a lliTO ce TWle nOY311aHOCTH Y paI\Y, KBapOBa H BpeMeHa nOTpe6Hor lIa ce KBap OTKrrOHH Hall3eMHH H nOll3eMHH BOIIOBH cy CrrHqHH. Ha Hall3eMHe BOIlOBe MHoro yTH'ly cnOJhHH BpeMeHCKH cj:>aKTopH: CHer, rrell, BeTap I1TII. H3I\3eMHH BOIIOBH ce rpalle Ha OTBOpeHOM npoCTOpy 3a npeHOC erreKTP~He eHeprnje Ha BerrHKe lIaJhHHe H Kao IIHCTpH6YTHBHe MpelKe HI1CKOr HanOHa y HaCeJheHHM MeCTHMa. lIoll3eMHH BOIIOBH ce rpalle y HaCeJheHIIM MeCTHMa (TO je 5e36el\Hl1je), Kao II y ClI)"IajeBHMa Kalla nOCTOje ollpelieHH TexHWIKlI pa3rr03H (Ha npHMep, nOBe3HBalbe OCTpBa). lIpoceqaH BeK Tpajalba cTy60Ba je Oil 25 110 70 rOIlHHa, npoBoIIHHKa H 1130rraTopa Oil 35 110 50 rOIlHHa KOll Hall3eMHHX BOlloBa, a Ka6rroBa OKO 40 rOIlHHa KOII nOIl3eMHIIX.
CnOJhHHX yTHl\aja. BeK Tpajalba HM je 011 20 /1025 rOI1HHa . IhHxoBa npellHocT je Ta lliTO ce rraKO TpaHcnopTyjy Ha HenpHCTynaqHe TepeHe, a MaHa perraTIIBHO MarrH BeK Tpajalba. • qerrllqHII (l\eBIIIIII pellieTKaCTlf) cTy50BII [(eBHH II pellieTKaCTH cTy50BH ce rraKO nOCTaBJhajy, Ol1plKaBajy ce nOBpeMeHO 60jelbeM II nOCTaBJhajy ce Ha nOCTOJha 011 5eTOHa . rpa/le ce 3a HajBena MeXaHllqKa Hanpe3alba H BHCOKe HanOHe. BeK Tpajalba 11M je /10 50 rOI1HHa. • lieTollcKII (apMllpallu) CTYOOBH BeToHcKH cTy60BII ce npaBe 011 apMHpaHor 6eToHa y 06J1I1KY lllynJhe l\eBH. Mory l1a ce nOCTaBJhajy 3a HanOHe 110 110 kV H He 3aXTeBajy noce6HO OllplKaBalbe. [(eHa HM je perraTHBHO HHCKa, a BeK Tpajalba 0/1 50 110 70 1'0IIHHa.
6.5.1.
Ha;n;3eMHII eneKTpoeHepreTCKII BO;n;OBIi
;n;errOBH Hall3eMHHX BOIlOBa cy: npOBOIIHIU\H, 3aUlTHTHa
Y)I(a,o;,
3eMJbOBO,lJ,H, Y3eMJbHBa"llH , H30-
rraTopH, cTy60BH H IIpyra onpeMa. "pOBOIIHHI\H MaTepHjarrH 3a H3pailY npOBOIIHHKa cy 6aKap, 6pOH3a, arrYMHHHjyM, arrY'Ierr (aJlYMHHHjYMCKO-qeJlHqHa YlKall HopMarrHe HrrH nOBenaHe MeXaHHqKe qBpCTone). BaKap je HllearraH MaTepHjarr 3a H3pailY npOBOI1HHKa 3aTO lliTO HMa 1106py erreKTpHqHY npOBOIlHOCT H 1105po H3I1PlKaBa MeXaHHqKa Hanpe3alba. J1POBOI1HHl\H l1aJleKOBOlla ce npaBe 011 arrYMHHHjYMa 3aTO lliTO je jecj:>THHHjH 011 6aKpa, a 360r crra6e MexaHWIKe H311PlKJhHBOCTH ce KOPHCTH Y KOM6HHal\HjH ca I1pyrHM MaTepHjaJlHMa. CTYOOBII IIpeMa epcLTtu MaUiepujaJ/a cLTty60eu Moiy 6uLTtu:
• ;n;pBeHH CTYOOBH KopIlCTe ce y MpelKaMa HHCKor HanOHa. lIpaBe ce 011 cTa5rra qeTliHapa, noce6Ho ce HMnperHlfpajy lIa 5H ce 3alliTHTHrrH 011 Brrare H
86
IIpeMa IWAIeNU ciuy606u A
• JIIIHlljCKII CTyOOBU lIMa HX HajBHllle Ha je/lHOM BOilY (qHHe OKO 80% CBIIX cTy60Ba). IhHxoB 3al1aTaK je lIa HOce npOBOI1HIIKe II onpeMy.
n
BepTHKarraH norrolKaj H30rraTopa qHHH rrH-
W HHjcKe cTy50Be npen03HaTJhHBHM.
• PacTepeTHII cTy50BII PacTepeTHH cTy5 ce nOCTaBJha Ha CBaKHX HeKorrHKO KHrroMeTapa Ha npaBoj /leOHHl\H pal1H pacTepefielba HrrH npHrrHKoM nperracKa cao6pafiajHHl.\a. • YI'aOIlIl cTy50BU YraOHI-! cTy5 ce nOCTaBJha Ha MeCTUMa r/le lIarreKOBOIl Melba npaBal\. • KpajlLlI CTYOOBII KpajlbH CTy6 ce nOCTaBJha Ha nOqeTKY H Kpajy BOlla.
n
lI30rraTopCKU rraHal\ KOII paCTepeTHHX, yra-
WOHHX H KpajlbHx cTy60Ba je y npaBl\Y BOlla.
I-hOJIaTOpU 113oJIaTopU 3a BliCOKli HarrOH cy nOTrrOpUli II JIaU'IaCTII. IIoTrropHH 1130JIaTOpli ce yrroTpe 6JbaBajy 3a HarrOHe 110 35 kY. JIaUCIaCTli ce Mory KOPliCTIITli 3a CBe HarrOHe, a rrpeKo 35 kV KOPllCTe ce caMO rr aUCIaCTl1. JIaHqaCTli 1130rraTOp ce cacTojll 011 BliUle 1130rraTopa (KarraCTlIX) KOjll cy rrOBe3aHli y rraHal1. Epoj KarraCTliX 1130JIaTOpa je Ol1peljeH BIICIIHOM pal1HOr HarrOHa .
a)
.
..
~
T, /
6)
a)
6) CAUKtl 6.23. - J130Jlaiiiop: a) UOi"ilUOPfiU, 6) KaiiaciUu
6.5.2. IIo):peMHII eJIeKTpOeHepreTCKIi BO,n;OBIi
CAUKa 6.22. - CiUy6oeu: a) gpeefiu, 6) ap.AtupaHo6eiUoHcKu, 6) '1eA/.I'1HU
II0l13eMHll erreKTpoeHepreTCKli B0l10Bll cy Ka6JIo Bll II Mory l1a ce rrorra:KY y pOB, Kp03 Ka6rrOBCKY KaHarr1l3al111jy llrrll Ha KOH30rre. KaOJIOBII ce cacToje 011 rrpOBOI1HIIKa (011 6aKpa, aJIYMIIHlljYMa) KOjll cy erreKTpllqHO 1130JIOBaHlili CMeUlTeHll y 3ajel1HllqKf! crrOJballlIhll OMOTaq KOjll UlTIITli Ka6rr Op; crrOJbaIIIlbllX YTllu,aja (Bnare, MeXaHllqKHX oUlTelieIha, Kop0311je). IIPOBO)l;HIII1I1 ce 113paljyjy Kao rryHII 3a MaIhe, llrrll KaO Y:KaCTli 3a Belie rrorrpeqHe rrpeceKe.
87
Herrocpe,rt;HO OKO rrpOBO,rt;HHKa Ka6JIa rrOCTaBJba ce H30JIa:U;Hja: HMrrperHHCaHH rrarrHp, CHHTeTH'IKe Mace, YJba HT,rt;.
YHYTpamlha 3aIllTHTa - HMrrperHHcaHH rrarrHp HJIH HMrrperHHcaHa jYTa ca rrpeMa3HMa o,rt; 6HTYMeHCKe Mace.
llarrHp je ,rt;o6ap H30JIan;HOHH MaTepHjaJI. OBaj rrarrHp rroce6He BpCTe, Y 06JIHKY TpaKe, HMa ,rt;e6JbHHY OKO 0,1 mm. CYBa rrarrHpHa TpaKa ce HaMOTa OKO rrpOBO,rt;HHKa crren;HjaJIHOM MaUlHHOM, a 3aTHM ce y BaKYYMY oCJIo6alja o,rt; BJIare Koja je rrpeocTaJIa H HMrrperHHpa YJbeM. Ka6JIOBH ca rrarrHpHoM H30JIan;HjoM H3Ha,It; 15 kV HMajy ,rt;o,rt;aTHH CJIoj o,rt; TaHKe MeTaJIHe TpaKe (¢OJIHje). MHa'Ie, Ka6JIOBH ca rraIIHpHOM H30JIan;HjoM ce rpa,rt;e 3a HarrOHe ,rt;o 60 kV
MeXaHH'IKa 3aIllTHTa - 'IeJIH'IHe TpaKe. CrrOJbHa 3aIllTHTa - HMrrperHHcaHa jYTa ca rrpeMa3HMa O,It; 6HTYMeHCKe Mace. KopHCTe ce y rpa,rt;CKHM H HH,It;yCTPHjCKHM Mpe)KaMa 3a ,rt;HpeKTHO rrOJIaralhe y 3eMJby.
CHHTeTH'IKe Mace Koje ce yrroTpe6JbaBajy 3a H30JIan;Hjy cy rrOJIHBHHHJI-XJIOPH,rt; PVC, yMpe)KeHH rrOJIHeTHJIeH, rrOJIHeTHJIeH H eTHJIeH rrporrHneH. llpeMa 6pojy rrpOBO,rt;HHKa HJIH ,,)KHJIa" Ka6JIOBH Mory 6HTH je,rt;HO)KHJIHH H BHIlle)KHJIHH. llpeceK KOMrrJIeTHOr Ka6JIa je YBeK KpY)KHHqa (OCHM y HeKHM rroce6HHM CJIY'IajeBHMa) rra ce Meljy )KHJIaMa BHIlle)KHJIHOr Ka6JIa HaJIa3e IllyrrJbHHe Koje Mopajy ,It;a ce rrorrYHe, OCHM KO,It; raCHHX H YJbHHX Ka6JIOBa r,rt;e oCTajy IllyrrJbHHe. Ko,rt; Ka6JIOBa ca rrarrHpHoM H30JIaqHjoM HCIIYHa je o,rt; yrrpe,rt;eHor rrarrHpa HJIH jYTe, a KO,rt; Ka6JIOBa ca H30JIan;HjoM o,rt; CHHTeTH'IKHX Maca HcrrYHa je PVC Maca HJIH ryMa. 3aIllTHTa Ka6JIa O,It; CrrOJbamlhHX yTHn;aja (BJIare H CJI.) BpIllH IIJIaIIIT KaDJIa KOjH ce H3paljyje o,rt; OJIOBa, aJIyMHHHjyMa, 3aBHCHO O,It; BpcTe Ka6JIa. MeXaHHQKa 3aIIITHTa KaDJIa cy 'IeJIH'IHe TpaKe HJIH )KHn;e. CIIOJbHH OMOTaQ KaDJIa IllTHTH Ka6JI o,rt; Kopo3Hje H MO)Ke 6HTH O,It; HMrrperHHcaHe jYTe, 6HTYMeHCKe Mace HT,rt;. Ka6JIOBH ce 03Ha'IaBajy rrpeMa cTaH,rt;ap,rt;HMa HH30M CJIOBa H 6pojeBa KOjH jacHo rOBope 0 I-hHXOBHM oco6HHaMa.
o
C/lUKa 6.24. - IPO 13; NPO 13 EliepZeLUCKU Ka5/l U30/l06ali uMupezliucaliuM uauupo.M ca 0/l06IiU.M u/lawt""uoM, Lf.e/lULf.IiUM wpaKaMa U 3awwufieli og Kop03uje
Tpacy rro,rt;3eMHHx eJIeKTpOeHepreTCKHx BO,rt;OBa Tpe6a 6HpaTH ,rt;a 6y,It;e Kpana, 6e3 KpHBHHa. TaKolje, Tpe6a H36eraBaTH 6JIH3HHY TpaMBajcKHx H )KeJIe3HH'IKHX rrpyra, TepeH KOjH KJIH3H H BO,rt;HTH pa'IYHa 0 rro,It;3eMHHM HHCTaJIan;HjaMa (Kao IllTO cy n;eBoBo,rt;H, TOrrJIOBO,It;H HT,rt;). llpH H360py Ka6JIa Mopa ce BO,It;HTH pa'IYHa 0 MecTY H Ha'IHHY rrOJIaraI-ha Ka6JIa, MorynHM CrrOJbaIllI-hHM YTHn;ajHMa, Ha3HBHOM HarrOHY, n;eHH HT,rt;. MCTO Ba)KH H 3a Ka6JIOBCKH rrpH60p y KOjH ce y6pajajy Ka6JIOBCKe rJIaBe H crrojHHn;e, Ka6JIOBCKe rrpHKJbY'IHe KYTHje H ,rt;pyro.
llPMMEP (CJIHKa 6.24)
llPOBO,rt;HHK je o,rt; 6aKpa HJIH aJIYMHHHjYMa. LKHJIa je rrpoBo,rt;HHK KOjH je H30JIOBaH rrarrHpHHM TpaKaMa. Je3rpo - )KHJIe cy OMOTaHe CJIojeM rrarrHpHHx TpaKa. llJIaIllT je 6eIllaBHa n;eB o,rt; OJIOBa.
88
C/lUKa
6.25. - Jegali liaLf.UIi 03IiaLf.a6al-ba KaO/l06CKe wpace
~
IIPOBEPM CBOJE 3HAlhE
1. IIlTa je eJIeKTpOeHepreTCKH CHCTeM? KOjH cy OCHOBHH ~eJIOBH?
2. 06jacHH 3Ha'laj eJIeKTpH'lHe eHeprHje. 3. Ha6poj BpcTe eJIeKTpaHa.
4. KOjH cy ~eJIOBJI pa3Bo~Hor nocTpojelha? 5. IIpeMa HanoHY, KaKO ce lWJIe eJIeKTpH'lHe Mpe)Ke? 6. Ynope~H Ha~3eMHe H nO~3eMHe eJIeKTpOeHepreTCKe
BO~OBe.
89
7.1. TIpHrYIIIHHu;e llpHrynIHHu;e cy llH)];YKTllBHll HaBojll l1H)];YKTllBHOCTll L. Y eJIeKTpOeHepreTCKllM CllCTeMllMa KopllCTe ce 3a OrpaHllQe!he cTpyja KpaTKor cnoja, 3a 3alllTllTY 0)]; 3eMJbOCnoja 37, 3a Y3eMJbe!he II peryJIa~l1jy peaKTllBHe CHare. llpeMa KOHCUipYKI1Uju UPUZYLUHUl1e MaZY 6uUiu: • Ba3AywHe npu:rywHHu;e Ba3)];YIIIHe npllrylllHl1u;e HeMajy rB03)];eHO je3rpo. Ka)]; cy MaJIllX CHara, npaBe ce y 05JIllKy KaJIeMa 0)]; 1130JIOBaHe )Kl1~e. 3a eHepreTCKe npl1MeHe OBe npl1rylllHl1~e ce rpa)];e Kao HaMoTajl1 KOjll cy MOHTl1paHl1 Ha 5eTOHCKOM npcTeHy. Kopl1CTe ce 3a OrpaHl1QeThe cTpyja KpaTKor cnoja II HajQellllie ce pe)];HO Be3yjy y rpaHe Mpe)Ke.
• llpu:rYWHu:u;e ca rB03AeHHMje3rpoM TIpllrYlllmru;e ca rB03)];eHl1M je3rpoM rpa)];e ce 0)]; TpaHC¢OpMaTOpCKllX JIl1MOBa. rB03)];eHO je3rpo MO)Ke )];a llMa Ma!hl1 l1JIll Belill Ba3)];yllIHl1 npo~en . lleTepCeHOBa npHrywHHu;a (llmr KOMneH3aU;HOHa npl1rylllHll~a) KOPllCTll ce 3a 3alllTllTY 0)]; 3eMJbOCnoja y BO)];OBllMa HanOHa)];O 110 kV (CJIl1Ka 7.2). TIeTepceHoBa npllrylllHll~a ce nOCTaBJba y 3Be3)];lllllTe TpaHc¢opMaTopa Ha cTpaHll r)];e ce KOMneH3yje cTpyja 3eMJbOCnoja. TIOlliTO je cTpyja 3eMJbOCnoja Kana~llTllBHor KapaKTepa, Thoj ce cynepnoHllpa l1H)];yKTllBHa cTpyja npllrylllHll~e II caMllM Tl1M ce CMa!hyje Bpe)];HOCT cTpyje Ha MeCTY KBapa. TIorolWl1M ll350POM Bpe)];HOCTll llH)];YKTllBHOCTll npllrylllHll~e cTpyja Ha MeCTY KBapa MO)Ke y nOTnYHOCTll )];a ce nOHlllIlTll.
a)
.---1_ _- - - - -
L1
y _ _f - - - r - - - -
L2 L3
1--1-_----
/
r-I_ _- - - - L1
.--1-1------- L2 y _ _- - - , - - - L3
5)
CJt UKa
7.1. - MazJteg 6aagyume flpuzyutHuu,e
37 3eMIbocnoj HaCTaj e Kalla j ellaH Oil npOBOIIHMKa y CI1CTeMY ca M30JIOBaHI!M 3Be311MlliTeM 1I0lje y cnoj ca 3eMIbOM. 3eMIbOCnO] npoy3po Kyje CMeTfbe y n oroHy.
90
CJtUKa Z 2. - a) 3 e.MJbOciioj; 5) IleiUepceHo6a iipuZyutHuu,a y a6eaguutiUy iUpaHccjJopMaLUOpa
TIpHrYIIIHH:u;e 3a Y3eMJheIbe CY CJIH'lHe KOMIIeH3a:U;HOHHM, je):(HOCTaBHe CY KOHCTpYK:U;Hje H KOpHCTe ce Kaga je 3Be3gHIIITe TpaHccpopMaTopa Y3eMJheHO rrpeKO MaJIe HMrre):(aHce. YJIora rrpHrYIIIHH:u;e 3a perYJIaIJ;Hjy peaKTHBHe CHare je ):(a He g03BOJIH rrOBHlIIeIbe HarrOHa H3Hag MaKCHMaJIHe g03BOJheHe BpegHoCTH. OBe rrpHrylIIHH:u;e cy THPHCTOPCKH KOHTpOJIHCaHe HJIH yrrpaBJhaHe jegHocMepHOM CTpyjOM.
eJIeKTpH'lHe eHeprHje Ha HHCKOM HarroHY. OCHM pa3JIH'lHTHX HarrOHCKHX HHBoa, rrOCTOje H ):(pyrH rrp06JIeMH Kao IIITO cy 6e36egHocT oc06Jha, H30JIOBaHOCT HTg. 3a CBe rroMeHYTe rrp06JIeMe pellieIbe je rrpHMeHa TpaHccpopMaTopa, Tj. eHepreTcKHx TpaHccpopMaTopa. HanoHH OBHX TpaHccpopMaTopa cy HeKOJIHKO CTOTHHa kV, a CHare rrpeKO CTO kVA.
7.2. TpaHccpopMaTop TpaHcl}>0pMaTOp je CTaTH'lKH ypebaj (HeMa rroKpeTHHX ):(eJIOBa) 'lHjH je 3a):(aTaK ga eJIeKTpH'lHy eHeprHjy jegHor HaH3MeHH'lHOr HarrOHa H cTpyje TpaHccpopMHlIIe y eJIeKTpH'lHy eHeprHjy gpyror HaH3MeHH'lHOr HarrOHa H cTpyje, aJIH HCTe Y'leCTaHOCTH.
7.2.1. IIpMMeHa TpaHccpopMaTopa CIIUKa 7.3. - EHepieiUcKu ~upaHccjJopMatUop
TpaHccpopMaTopH ce KopHCTe rrpH rrpeHocy H pacrro):(eJIH eJIeKTpH'lHe eHeprHje, y HHgYCTPHjCKHM rrocTpojeIbHMa, y TeXHHIJ;H Be3a, aYTOMaTH:U;H H cByga rge je rroTpe6HO H3BplIIHTH TpaHccpopMaIJ;Hjy cTpyja H HarrOHa. Aa 6H 3agoBOJhHJIH OBaKO IIIHpOK orrcer rrpHMeHa, TpaHccpopMaTopH ce rpa):(e ca HOMHHaJIHHM CHaraMa 0):( HeKOJIHKO BOJITaMrrepa (VA) rra ):(0 rrpeKo CTOTHHY XHJha):(a BOJITaMrrepa (VA), a HarrOHH ce Kpefiy og HeKOJIHKO BOJITH (V) rra ):(0 HeKOJIHKO CTOTHHa KHJIOBOJITH (kV).
7.2.2. BpCTe TpaHccpopMaTopa
• PerYJIa:U;HOHH TpaHc$opMaTopH
PerYJIaIJ;Hja TpaHccpopMaTopa, Tj. yKJhy'lHBaIbe HJIH HCKJhY'lHBaIbe o):(pebeHor 6poja HaBOjaKa HaMOTa BHCOKor HarroHa, BplIIH ce Ka):(a TpaHccpopMaTopH HHCY rro):( orrTepefieIbeM. MebYTHM, MO)Ke ga ce ):(ecH ):(a y HeKoj JIOKaJI-. HOj Mpe)KH, 360r 'leCTHX rrpoMeHa HarrOHa (yCJIe):( rrpOMeHa orrTepefieIba), TpaHCcpOpMaTOp Mopa ):(a ce perYJIHlIIe rro):( orrTepefieIbeM. Y TaKBHM CJIY'lajeBHMa ce KopHCTe eHepreTCKH TpaHccpopMaTopH KojH HMajy rroce6aH ypebaj 3a perYJIHCaIbe HarrOHa H Ha3HBajy ce perYJIaIJ;HOHH TpaHccpopMaTopH.
• EHepreTCKH TpaHcl}>opMaTopH
EHepreTCKH TpaHccpopMaTopH cy HajBa)KHHja BpCTa TpaHccpopMaTopa, 6e3 Koje He 6H 6HO Moryfi rrpeHoc eJIeKTpH'lHe eHeprHje. Y eJIeKTpOeHepreTcKoM cHcTeMY H3BOP je CHHXpOHH reHepaTop 'lHjHje HarrOH pega BeJIH'lHHe ):(0 15 kV, rrpeHoc eJIeKTpH'lHe eHeprHje ce 06aBJha rrpH HarrOHHMa 110, 220 HJIH 400 kV, Y 3aBHCHOCTH og ygaJheHOCTH, a yrroTpe6a
• AYTOTpaHcl}>0pMaTopH
Kaga ce HarrOH Ha H3JIa3Y TpaHCcpOpMaTOpa He pa3JIHKyje MHoro 0):( HarrOHa Ha KOjH je TpaHccpopMaTOp rrpHKJhy'leH, yrroTpe6JhaBa ce aYTOTpaHccpopMaTOp. AYToTpaHccpopMaTOp HMa je):(aH HaMoTaj Ha KOMe ce HaJIa3H H3BO):( TaKO ):(a ce MO)Ke ):(06HTH HJIH YBefiaH HJIH YMaIbeH HarrOH y O):(HOCy Ha rrpHKJhy'le-
91
HH HarrOH. KOA aYTOTpaHCcpOpMaTOpa ce, Ha rrpHMep, Aeo rrpHMapa MO)Ke KOPHCTHTH KaO CeKYHAap, HJIH 06pHYTO.
• JIaoopaTopHjcKH TpaHc$opMaTopH JIa60paTopHjcKH TpaHccpopMaTopH ca CHaraMa AO OKO XHJbaAY kVA cJIY)Ke 3a HcrrHTHBalbe pa3HHx MalliHHa H arrapaTa.
• nOceoHe BpCTe TpaHclilopMaTopa KopHcTe 'ce y 06JIaCTH MeTaJIyprHje, KOA eJIeKTpHqHOr 3aBapHBalba H y MHorHM APyrHM 06JIaCTHMa.
7.2.3. ,Il;eJIOBII TpaHccpopMaTopa CIlUKa 7.4. - PeiYllal{UOHU UipaHcqJOpMaUiop
Kao lliTO ce BHAH ca CJIHKe ccpopMaTopa cy:
7.7, AeJIOBH TpaH-
• MarHeTCKO KOJIO HJIH MarHeTCKO je3rpo, • HaBoj rrpHMapa HJIH rrpHMap, • HaBoj ceKyHAapa HJIH ceKyHAap. MarHeTCKO KOJIO llJIll MarHeTCKO je3rpo
a)
6)
IIpRMapHR HaBoj RJIll npRMap
CeK)'H.n;apHii HaBoj RJIH ceK)'H.n;ap
CIlUKa 7.5. - llieMaUicKu iipuKaa ayUioUipaHccjJopMaLUOpa: a) aa Y6enafbe HaiioHa, 6) aa CMafbefbe HaiioHa
• MepHH TpaHclilopMaTopH KaAa 6HCMO rrpHKJh yqHJIH eJIeKTpH'IHe HHCTPYMeHTe Ha Mpe)Ke BHCOKor HarrOHa, Be3e H3Mel)y Mpe)Ke H HHcTpYMeHaTa 6H 6HJIe HerrpHKJIaAHO BeJIHKe, a 6HJIO 6H H orraCHO PYKoBaTH THM HHcTpYMeHTHMa. ,o:a 6H ce MepeJha HrraK H3BplIlHJIa, aJIH 6e3 OBHX rrp06JIeMa, KopHcTe ce MepHH TpaHccpopMaTopH (HarrOHCKH H CTpyjHH). CHare OBHX TPaHccpopMaTopa cY AO HeKOJIHKO AeceTHHa VA. HarroHcKH MepHH TpaHccpopMaTop CHH)KaBa HarrOH Ha 100 V, a CTpyjHH Aajy CTpyjy 5 A.
CIlUKa 7.7. - J(ello6u UipaHcrjJopMaUiopa
Epoj HaBojaKa rrpHMapa ce 03HaqaBa ca N', a 6poj HaBojaKa ceKyHAapa ca N". BeJIHqHHe (HarrOH, cTpyja) Ha rrpHMapHoj CTpaHH ce 03HaqaBajy ca' (rrpHM), aHa ceKYHAapHoj CTpaHH ca" (ceKYHA). I1pHMapHH HaMoTaj rrpHMa eJIeKTpHqHY eHeprHjy H3 Mpe)Ke, a ceKyHAapHH je Be3aH 3a rrOTpOlliaq.
7.2.4. IIpIIHIJ;IIII pa,o:a TpaHccpopMaTopa
CIlUKa 7.6. - MepHu UipaHcrjJopMaUiop
92
PaA TpaHccpopMaTopa 3aCHHBa ce Ha rrojaBH eJIeKTpOMarHeTCKe HHAYKD;Hje H oc06HHa cpepOMarHeTHKa (rB03AeHor je3rpa). TpaHCcpopMaTopOM MO)Ke ecpHKaCHO Aa ce rrOBena HJIH CMalbH HaH3MeHHqHH HarrOH, aJIH He MO)Ke Aa ce rroBena cHara, lliTO 3HaqH Aa je 3a BenH HarrOH cTpyja Malba H 06pHYTO.
H):~eaJIHH
TpaHCcpOpMaTOp HeMa ry6HTaKa, rra cy CHara rrpHMapa H CHara ceKyH.JJ:apa je.JJ:HaKe:
P'
= U'
. I'
= U"
. I" = pII, I
7.2.5. IIpeHOCHII OAHOC TpaHccpopMaTopa O.JJ:HOC rrpHMapHe H ceKyH.JJ:apHe HH.JJ:YKOBaHe eJIeKTpOMOTopHe CHJIe je je.JJ:HaK O.JJ:HOCY 6poja HaBojaKa rrpHMapa H ceKyH.JJ:apa. Me~yTHM, Taj O.JJ:HOC je rrpH6mDKHO je.JJ:HaK H O.JJ:HOCY HarrOHa Ha KpajeBHMa rrpHMapa H ceKyH.JJ:apa H 03HaQaBa ce Kao npeHOCHH OAHOC TpaHclJ>opMaTopa HJIH O.JJ:HOC TpaHc
O.JJ:aKJIe CJIe.JJ:H .JJ:a je
CD
®
Ka,qa ce npOMeHJbMBM HanOH npMKJby'lM Ha npMMap, ycnoCTaBJba ce npMMapHa cTpyja Koja, y HeonTepefieHOM TpaHccpopMaTOpy CTBapa npOMeHJbMBM MarHeTCKM ·cpJIYKC.
MarHeTCKM CPJIYKC je npOMeHJbMB Kao H cTpyja Koja ra CTBapa. Ko,q TpaHccpopMaTopa 6e3 ry6MTaKa, MarHeTCKM CPJIYKC je MCTM Kp03 6MJIO KOjM nOnpe'lHM npeceK MarHeTCKOr KOJIa. Ko,q peaJIHOr TpaHccpopMaTopa CKOPO CBe JIHHMje MarHeTCKOr cpJIYKca ce 3aTBapajy Kp03 MarHeTCKO KOJIO. CaMO MaJIM 6poj JIMHMja ce 3aTBapa Kp03 Ba3,qyx (cpJIYKC paCMnalha). To 3Ha'lM,qa je MarHeTCKM CPJIYKC Kp03 CBaKM HaBojaK npHMapa M ceKYH,qapa MCTM, na je MCTa M MH,qYKOBaHa eMC y CBaKOM HaBojKY (lheHY ecpeKTMBHy Bpe,qHOCT 03Ha'lMfieMO ca E1)'
® YKynHa MH,qYKOBaHa eJIeKTpOMOTopHa CHJIa e" je, y CTBapM, HanOH ceKyH,qapa u".
u'
R
®
@
Y HaBojy npMMapa MH,qyKyje ce eJIeKTpOMoTopHa CMJIa Koja ce pa'lyHa npMMeHoM apa,qejeBor 3aKOHa:
A e'=-N" - '
At
IIpMKJbY'lMBalheM nOTpOllIaqa,ycnocTaBMfie ce M cTpyja ceKYH,qapa i".
@
Y HaBojy ceKyH,qapa MH,qyKyje ce eJIeKTpOMoTopHa CMJIa Koja je, npeMa apa,qejeBoM 3aKOHY, je,qHaKa:
e"= _Nil. A.
At
OHa je y 6aJIaHcy ca HanOHOM npMMapa u ' M 3aTO ce Ha3MBa KOHTpaeJIeKTpOMOTopHa.
93
E' E"
N'E 1 N"E1
N' Nil
U' U" '
m=-=--=-~-
rrpH qeMY je ca E1 03HaqeHa ecpeKTHBHa Bpep;HOCT IfHp;YKoBaHe eJIeKTpOMoTopHe CHJIe y jep;HOM HaBojKY.
7.2.6.
ry61I~1I CHare y
TpaHccpopMaTopy TyOWfU CHaze y iUpaHccjJopMaiUopy ja6Jbajy ce: • y 6aKpy rrpHMapa H ceKyHp;apa 360r rrojaBe TOrrJIOTHOr ecpeKTa y OKOJIHHH rrpOBop;HHKa ca CTpyjOM. OBII ry6HD;H ce H3paqYHaBajy rrpeMa I,IYJIOBOM 3aKOHY: R'1'2 3a rrpHMap H R"1"2 3a ceKYHp;ap, rrpH qeMY je R' OTrropHOCT rrpHMapHor, a R" OTrropHOCT ceKYHp;apHor HaMoTaja; • y rBmld)y yCJIep; XHCTepe3Hca H BHXOPHHX cTpyja. ry6HD;H y rBO)Kljy 360r BHXOPHHX cTpyja ce CMaThyjy H3rpap;ThOM MarHeTCKor KOJIa op; TaHKHX, XJIap;HO BaJbaHHX JIHMOBa KOjH cy Meljyc06HO H30JIOBaHH. nHMOBH ce H3paljyjy. y BHP;y p;yrrrx TpaKa op; qeJIHKa KOMe je p;op;aT CHJIHD;HjYM.1130JIaD;Hja H3Meljy JIHMOBa ce p;06Hja TepMHqKOM 06pap;OM MaTepHjaJIa TaKO p;a ce Ha rrOBprrIHHH CTBOPH CJIoj KOjH HMa yJIory H30JIaTopa. IIpeceK MarHeTCKor KOJIa je rrpaBoyraoHor 06JIHKa caMO 3a TpaHccpopMaTope caCBHM MaJIHX CHara, a 3a CBe OCTaJIe je rrpH6JIH)KHO KpY)KHOr 06JIHKa. To ce rrOCTH)Ke yrroTpe60M JIHMOBa BHllIe pa3JIHqHTHX IlIHpHHa. IIpaBoyraoHH rrpeceD;H MarHeTCKor KOJIa HHCY rrpaKTHqHH 3aTO IlITO ce 6aKapHa )KHD;a He MO)Ke caBHjaTH rrop; OIlITpHM yrJIOM. 113 Tor pa3JIOra HaMoTajH cy KpY)KHOr 06JIHKa, a MarHeTCKO KOJIO je rrpHJIaroljeHo TOM Kpyry.
94
7.2.7. XJIal)eIDe TpaHccpopMaTopa IIpH pap;y TpaHccpopMaTopa jep;aH p;eo eHeprHje ce rrpeTBapa y TOrrJIOTY H 360r Tora ce 3arpeBa TpaHC
7.2.8. CTerreH KoplICHor AejcTBa CTerreH KopHCHor p;ejcTBa rrpep;CTaBJba OP;HOC KopHCHe CRare (ceKYHp;apa) P" H YTpOllieHe CHare (rrpHMapa) P'. 03HaqaBa ce ca 11:
<$-
IIPOBEPI1 CBOJE 3HAIhE
1. nJ,e ce yrroTpe6JbaBajy rrpHrYIlIHHIJ,e? 2. IIITa je 3eMJbOCrroj? 3. Ha6poj BpcTe TpaHccpopMaTopa H o6jacHH r):J;e ce rroje):lHHe BpcTe yrroTpe6JbaBajy.
4. KOjH cy OCHOBHH ):IeJIOBH TpaHccpopMaTopa?
5.
06jacHH IIPHHIJ,HII pa):la TpaHccpopMaTopa.
cy ypeljajM KOjM BpIIIe eJIeKTpOMeXaHWIKO rrpeTBapa!he eHeprMje M Ha Taj HaqMH oCTBapyjy Be3Y M3Meljy eJIeKTpWIHMX M MeXaHMqKMX CMCTeMa (CJIMKa 8.1). EJIeKTpHqHe MallIHHe
EJIeKTpH'Im! I---~ EJIeKTPH'IHa I---~ MeXaH:f!qKH CHCTeM
MaUilma
CRCTeM
C.nUKa 8.1. - E.neKiiipU'tI-te MaUlUHe
MaIIIMHa pa~M Kao reHepaTop aKO MeXaHMqKY eHeprMjy rrpeTBapa y eJIeKTpMqHY (CJIMKa 8.2).
EJIeKTpH'IH:f!
:::::}===(
K~==l
CHCTeM
MexaHWIKH CIiCTeM
ry6HI~1I
8.1.
OCHOBe KOHCTpYKIJ;llje 06pTHIIxeneKTpIIQHIIX MaIIIIIHa
Ko~ CBMX eJIeKTpMqHMX MaIIIMHa Tpe6a YOqMTM
cJIe~ehe: • MarHeTCKO KOJIO
MarHeTCKO KOJIO ce cacTojM M3 HerrOKpeTHor ~eJIa - CTaTopa M rrOKpeTHor ~eJIa - pOTopa 38 . eTaTOp je MJIM y 06JIMKY IIIyrrJher BaJhKa MJIM ca MCTaKHYTMM rrOJIOBMMa, a POTOP je MJIM :U;MJIMH~pMqHOr 06JIMKa MJIM ca MCTaKHYTMM rroJIOBMMa. MarHeTCKO KOJIO M !herOBM ~eJIOBM cy M3paljeHM O~ MaCMBHor rBO)Klja MJIM cy CJIO)KeHM O~ TaHKMX JIMMOBa. • Ba3AymHH 3a30p (llpo~en, Mel)yrBO>Kl)e)
C.nUKa 8.2. - E.neK(upu'-tHU 2olepaiiiop
MaIIIMHa pa~M Kao MOTOP aKO eJIeKTpMqHY eHeprMjy rrpeTBapa y MeXaHMqKY (CJIMKa 8.3).
Ba3~yIIIHM rrpOCTOp M3Meljy CTaTopa M pOTOpa Ha3MBa ce Ba3~yIIIHM 3a30p (rrpo:u;err, MeljyrBO)Klje). • EJIeKTpMqHO KOJIO
Y eJIeKTpMqHMM KOJIMMa 06pTHMX eJIeKTpMq-
)=====:.::::: . MeXaH:f!'IKH CRCTeM
HMX MaIIIMHa pa3JIMKyjy ce HaMOTM39 y KOjMMa ce ycrroCTaBJha rro6y~Ha CTpyja Koja CTBapa
ry6H~
npeMa Kapm<:iiiepy MaZHeiiicKOZ iioJba, o6piiiHe eJleKiiipU'·tHe MaLUUHe MOZY 6uiiiu:
C.nUKa 8.3. - E.neKiupU'tHu Moiiiop
• MamHHe ca HenOMHqHHM MarHeTCKHM IlOJbeM
IIpo:u;ec rrpeTBapalba eHeprMje y eJIeKTpMqHMM MaIIIMHaMa je peBep3HOHJIaH (M3 MeXaHMqKe eHeprMje y eJIeKTpMqHY M 06pHYTO). Je~MHO Tpe6a BO~MTM paqYHa ~a ce je~aH ~eo eHeprMje YBeK ry6M jep ce rrpeTBapa y TOrrJIOTY.
(Ha rrpMMep, MaIIIMHe 3a je~HoCMepHY CTpyjy), 38 Pe'l rotor rrOTH'Ie 0):\ JIaTHHCKor KopeHa IITTO 3Ha'IH oKpeiiiaiiiu. 39 CaMa KOHCTpYKl\Hja HaMOTa je CJIe):\ena: • ABa rrpoBo):\HHKa 06pa3yjy HaBojaK. • BHIITe HaBojaKa 06pa3yje CeKl.\Hjy. • BHIITe CeKl.\Hja Koje cy rrOBe3aHe TaKO ):\a ce HH):\YKoBaHe eJIeKTPOMoTopHe CHJIe HJIH cTPyje ca6upajy '1UHe HaMOT.
95
• MaWHHe ca OOpTHHM MarHeTCKHM nOJbeM (CMHXpOHe M aCMHXpOHe MaUlMHe).
COMAaJIHe rrpOMeHe MarHeTCKe MHAyKD;Mje y BpeMeHy, TaAa paAHa TaqKa y AMjarpaMy B-H orrMcyje XMCTepe3MCHY KpMBy. Kao rrOCJIeAMD;a
8.1.1. ry6H:r.t;H y eJIeKTpHl.JHHM MaIIIHHaMa
ce jaBJhajy XMCTepe3MCHM ry5MD;M CHare. I1pM CBaKOM D;MKJIyCy Ha XMCTepe3McHoj KpMBOj, M3ry5H ce eHeprMja Koja je Cpa3MepHa I10BP-
fy5MD;M Y eJIeKTpMqHMM MalilMHaMa cy Ba)KHM M3 HeKOJIMKO pa3JIOra. fy5MD;M YTMqy Ha: • rrorOHCKe TpOIliKOBe, • 3arpeBaJhe MaIIIMHe, • CTerreH KopMCHor AejcTBa. CTerreH KopMCHor AejcTBa ce Aeq,MHMlIIe Ha CJIeAeliM HaqMH: KOPJilCHA CHArA
CTEI1EH KOPJilCHOr AEJCTBA = - - - - - - YTPOIIIEHA CHArA YTPOIIIEHA CHArA - rYEJilD;JiI YTPOIIIEHA CHArA KOPJilCHA CHArA '
IIIMHM XMCTepe3MCHe KpMBe. 350r rrpOMeHJhMBOCTM MarHeTCKOr rrOJba KOje ce oCTBapyjy y eJIeKTpMqHMM MaIIIMHaMa, jaBJhajy ce M ry5MD;M YCJIeA BHXOPHMX cTpyja; I1p05JIeM ce pelliaBa TaKO IIITO ce KOpMCTe rraKeTM Mel)yco5HO M30JIOBaHMX JIMMOBa. fy5MD;M ce CMaJhyjy M rrpOrrOpD;MOHaJIHM cy KBaApaTY AHMeH3Mje JIMMa. Tpe5a HarJIaCHTM Aa ce ry5MD;M YCJIeA XMCTepe3Mca He Mory CMaJhMTM Ha oBaj HaqMH.
llociUoje g6e 6pciUe J/,UM06a og lWjUX ce ipage MaZHeLUCKa KOJ/,a:
KOPI1CHA CHArA + rYEJilIJ,JiI
• XJIaAHO BaJhaHH JIMMOBM (TpaHcq,0pMaTopcKM JIMMOBM41 );
AKO ce CTerreH KopMcHor AejcTBa 03HaqM ca TJ40, KopMcHa CHara ca P k , YTpollieHa CHara ca P u ' a CHara ry5MTaKa ca P g, q,opMyJIa I10CTaje:
• TOrrJIO BaJhaHH JIHMOBM (AMHaMo JIMMOBM). KoPMCTH ce OBa BpcTa JIMMOBa 3aTO IIITO MMa HCTe oco5MHe y CBMM rrpaBD;MMa. • MeXaHHqKH ryoHD;H Y MeXaHMqKe ry5MTKe ce y5pajajy ry5MD;M 350r TpeJha AMpKe M JIe)KMIIlTa, Kao H BeHTM-
EJIeKTpMqHe MalIIMHe MMajy Ao5ap CTerreH KopMCHor AejcTBa. KaAa cy CJIa5Mje orrTepeheHe, CTerreH KopMcHor AejcTBa MM je JIOIIIMjM.
JIaD;MOHM ry5MD;M . • )J;onYHcKH ryoHD;H QBH ry5MD;M ce jaBJbajy rrpM orrTepeheJhY M ca-
Y MaLUUHaMa iy6ul1u Moiy 6uiUu:
cToje ce OA ry5MTaKa KOjM rrOTMqy OA HepaB-
• fYOHD;H Y oaKpy
HOMepHe paCrrOAeJIe cTpyja y 5aKpy (5aKap-
fy5MIJ,M y 5aKpy rrpeACTaBJhajy ry5MTKe KOjM HacTajy y HaMOTMMa MarlHme M jaBJhajy ce YBeK KaAa MMa cTpyje y rrpoBoAHMD;MMa. 3aBMce OA oTrropa HaMOTa R H eq,eKTHBHe BpeAHoCTM jaqMHe cTpyje 1M paqYHajy ce rro q,OPMYJIM RP. l.JecTo ce Ha3MBajy I,IYJIOBM ry5MD;M. • fYOHD;H Y rBO)Kljy fy5HD;M y rBO)Kl)y cy ry5MD;M y MarHeTCKMM KOJIMMa. To cy ry5HD;H KOjM HaCTajy YCJIeA XMcTepe3Mca M BMXOPHMX cTpyja. KaAa cy CMHy40 .,
96
je rp'IKO cnOBO H '1HTa ce "eiua'.'
HMM rrpoBoAHMD;MMa) M HaKHaAHMM AOAaTHMM ry5MD;MMa KOjM Mory Aa ce jaBe y rBO)Kl)y.
8.2.
06pTHO MafHeTCKO IIOJbe
KOA MalIIMHa HaM3MeHMqHe cTpyje 05pTHO MarHeTCKO rrOJhe ce o5pa3yje HaM3MeHMqHMM CTpyjaMa y CTaTOpy. YrJIaBHOM ce rrpMMeJhyjy TpOq,a3He MaIIIMHe, aJIM paAM JIaKlIIer pa3YMeBaJha rrpBO cy aHaJIM3MpaHe ABoq,a3He. 41 06pal)eHH cy y Aeny 7.2.6.
8.2.1. reHepHcaIhe o6pTHor
y
MarHeTCKor rrOJba ,IJ;Bocpa3HHM CHCTeMOM TIpHHIJ;lUmjeJIHa IIIeMa p;Bocpa3Hor CHCTeMa npHKa3aHa je Ha CJIH~H 8.4. ABocpa3HH CHCTeM 06pa3yjy p;Ba jep;HaKa KaJIeMa nOCTaBJbeHa TaKO p;a HM ce oce nOKJIanajy ca ocaMa npaBoyrJIor Koopp;HHaTHor CIICTeMaII nop;jep;HaKo cy yp;aJbeHH op; Koopp;HHaTHor nO'1eTKa. ,I1;BOcpa3He cTpyje cy npOCTonepHOp;H'1He cTpyje HCTHX MaKCIIMaJIHHX Bpep;HOCTH, aJIH TaKO p;a cTpyja i2(t) KaCHH 3a n/2 3a CTpyjOM il(t). CTpyja il(t) CTBapa MarHeTCKY HHP;YK~Hjy Blt), a izCt) HHP;YK~Hjy BzCt). OBe p;Bocpa3He cTpyje CTBapajy HeKO pe3YJITaHTHO MarHeTCKO nOJbe '1Hje cy KOMnOHeHTe OP;HOCHO npojeK~Hje Ha oce KOOpp;HHaTHor CHCTeMa:
Bx(t) By (t)
x
CJlUlca 8.4. - Te1lepUCa1be o6pUifIOZ MaZHeUicIWZ UO/ba uOMony gae cUipyje Koje cy uOMepeHe UO pa3u 3a JTI2 U gaa HaMoUia Koja cy upOCUiOPHO uOMepeHa 3a JTI2
= BI(t) = Bm . cos wt
= B2 (t) = Bm . cos( wt-
¥) = Bm .
sinwt.
Ha CJIH~H 8.5 npHKa3aH je npBH TecJIHH p;Bocpa3HH aCHHxpoHH MOTOP ca HaMOTaHHM POTOpOM.
MHTeH3HTeT pe3yJITyjyher BeKTopa MarHeTCKe HHp;YK~Hje H3HOCH:
B
= ~ B -; + B; = ~ B; . cos 2 wt + B; . sin 2 wt = =B m ~sin 2 wt + cos 2 wt = B m •
TaHreHc yrJIa KOjH BeKTOp MarHeTCKe HHP;YK~Hje 3aKJIana ca n03HTHBHHM CMepOM x oce je:
tg
Bm' sinwt sinwt = B2 == -------"'-'---=- = tgwt,
rv '-'
v.
BI
Bm . coswt
coswt
Op;aKJIe CJIep;H p;aje a = wt. Ha OCHOBY p;06HjeHHx pe3YJITaTa H3BOP;II ce 3aKJbY'1aK p;a ce BeKTop MarHeTCKe HHp;YK~Hje oKpehe y cMepy cynpoTHOM op; Ka3aJbKe Ha caTY KOHCTaHTHOM yraoHoM 6P3HHOMW. To 3Ha'1H p;a ce p;Bocpa3HHM CHCTeMOM, Tj. p;Bocpa3HHM cTpyjaMa Kp03 p;Bocpa3He HaMOTe 06pa3yje 06pTHO MarHeTCKO nOJbe. BeKTop MarHeTCKe HHp;YK~Hje iJ KOHCTaHTHor HHTeH3HTeTa Bm ce 06phe y npocTopy KOHCTaHTHOM yraoHoM 6p3HHOMW.
CJlUKa 8.5. - JIpau TeCJlUH gaopa3Hu aCUHxpOHU MOUiop
Han 0 M e H a: 06pTHO MarHeTCKO nOJbe Koje ce oKpehe y cynpoTHoM cMepy ce p;06Hja Hajjep;HocTaBHHje aKO no,n:eCHMO ,n:a cTpyja i2(t) npe,n:lha'1H y O,n:HOCY Ha CTpyjy i l (t) 3a n/2, YMeCTO ,n:a KaCHH Kao IIITO je 6HJIO y CJIY'1ajy KOjH je 06jaIIIlheH. ABocpa3HH CHCTeMH ce npHMelhyjy KO,n: HeKHX aCHHxpOHHX MOTopa Malhe CHare.
97
8.2.2. reHepl2lCalhe
Han 0 M e H a: Ee3 053Hpa Ha 5poj HaMoTaja, aKO cy cTpyje
o5pTHor
MarHeTCKor I10Jba TpO¢a3Hl2lM Cl2lCTeMOM I1pHHl.\HnlIjenHa meMa Tpo
3
npocTonepHop;H'lHe cTpyj e IICTIIX MaKCHManHHX Bpep;HOCTH, amI
21t 3' a Tpelia 3a
p;pyroM 3a HCTH yrao. 3aKJhY'lyje ce p;a cy CTpyje
3 B HHTeH3HTeTa -. Bm oKpelie y 2
cMepy cynpoTHoM op; cMepa Ka3aJhKe Ha caTY yraoHoM 5P3HHOM w.
To je Ha'lHH cTBapafba 05pTHor MarHeTCKor nOJha KOP; Tpo
8.3. ACl2lHXpOHe MallIl2lHe ACIIHxpOHe MamHHe cy HajMHor05pojHHje eneKTpH'IHe MamHHe. OHe ce yrnaBHoM KopHCTe Kao eneKTpOMOTOPH H npep;CTaBJhajy OCHOBHe ypei)aje 3a npeTBapafbe eneKTpH'IHe eHeprnje y MexaHH'IKy. ACHHxpOHe MamlIHe cy MamHHe HaH3MeHII'IHe cTpyje ca 05PTHHM MarHeTCKHM nOJheM . Op;nHKyje HX jep;HocTaBHa KOHCTPYKl.\Hja, BenHKa nOY3p;aHOCT H BHCOKa e
y
x
CnUKO 8.6. - r eHepucolUe 06PWHO Z AW ZHemCKO l UOJbO
iioAWliy it:ipocjJa3Hoi cuciueJ,ta
98
CJllIKa
8. Z -
ACUHXPOHU .MOlUOpU
8.3.1. KOHCTpYKU;Rja aCRHxpOHRX MaIIIRHa MarHeTCKO Kono ce cacTojH 011 HenOKpeTHor lien a CTaTopa H nOKpeTHor lien a pOTopa (cnHKa 8.8). EneKTpH'IHO Kono TaKol)e HMa CBOj poTOPCKH H cTaTopcKH lIeo.
POTOP je I..\HnHHllpH'IaH, CaCTaBJheH 011 TaHKHX Mel)yc06HO H30nOBaHHX mIMOBa, HMa )I(ne60Be no CBOjOj CnOJhalIIfhoj nOBplIIHHH, '1BPCTO je cnoj eH 3a Bpanmo MallHlHe. nHMOBII 011 KOjHX je HanpaBJheH POTOP ce cna)l(Y jellaH Ha IIPym Ha BpaTHno MOTopa (nocTynaK ce Ha311Ba naMIIHaI..\lIja pOTopa , cnllKa 8.10). BpaTllno je Y'lBplIIlieHO y IIBa HenOMII'IHa ne)l(lIlIITa.
\ ~~--- CTaTop -41=;-\--- Me!lyrBol!d)e
emlKG
B.B. -
nOlip e~ Hu
ilpeceK Ala i Heili cKoi acuHxpoH02 .!uoiuopa
KOlla
CT3TOP je y 06nHKY lIIynJher BaJhKa CaCTaBJheH 011 TaHKHX nHMOBa KOjH cy Mel)yc06Ho H30nOBaHH lIa 6H ce CMalMme BHxopHe cTpyje, a caMHM THM H ry6HI..\H y rBO)!{l)y (cnHKa 8.9). Kalla ce nHMOBH cnO)l(e, npope3H Koje HMajy 06pa3yjy )I(ne60Be ca yHyTpalIIfhe cTpaHe. HaMoT CTaTopa (HHllYKTOp) CMelIITeH je y )I(ne60Be CTaTOpa H yrnaBHoM je Tpo¢a3HH, OCHM KOII MOTopa ManHX CHara . HaMoTajH ¢a3a A, B H C cy npoCTOPHO nOMepeHH 3a 2n/3. Y )I(ne6y ce Hana3H no HeKonHKO npoBoIIHHKa H3 ¢a3a A, B H C.
C/lUKa
8.9. - Ciuailiop aCllHxpOHe AlOlllllHe
ClllIKa B.10. - POlUOP aClluxpoH e AlaWtme
ilp eAta HaAwiuy poillopa, acuHxpoHe Ata!UUHe MOZY Guillu: • ACIIHxpOHe M31IIlIHe C3 Kp3TKocnojeHlIM POTOPOM HaMOT pOTopa (IIHllYKT, y KOMe ce IIHllyKyjy eneKTpOMOTopHe CHne) CMemTeH je y )I(ne60 Be pOTopa. Bpno '1eCTO ce y )I(ne60Be pOTOpa nOCTaBJhajy anyMHHHjyMcKH npOBOIIHHI..\H. AnyMHHHjyMcKH npOBOIIHHI..\H HMajy HeIllTO Beliy oTnopHocT H je¢THHHjH cy 011 6aKapHHx npoBoIIHHKa. HaMoTajH ce npaBe TaKO lIITO ce anyMHHHjYM ynHBa y npope3e pOTopa , a Ha '1eny H 3a'leJhY ce nOCTaBJhajy KpaTKocnajajyIiH anYMHHHjYMCKH npCTeHOBH (cmlKa 8.11).
C.tHifW B.11. - Kpaiu Koc ilojeHll poiliop
99
OBaKaB HaMOT ce Ha3HBa H BeBepHtIHH KaBe3. OBH pOTOpH cy je,n;HOCTaBHHje KOHCTPYKl(Hje, caMHM THM H peJIaTHBHO cy jecpTHHH, aJIH HMajy H MaHY - rrpM rryrnTaIhy MOTopa y pa,n; jaBJhajy ce MHoro Bene cTpyje o,n; Ha3MBHe (jaBJbajy ce MHoro Bene cTpyje o,n; Ha3MBHe) rrpM rryrnTaIhy MOTopa y pa,n;. • ACOHxpOHe MamOHe ca HaMOTaHOM POTOPOM 360r rrp06JIeMa ca rryrnTalbeM y pa,n; aCMHxpoHor MOTopa ca KpaTKocrrojeHMM POTOPOM, KOHCTpYMrne ce aCMHxpOHM MOTOP ca HaMOTaHMM POTOPOM M YKJhytIelbeM OTrropHMKa y KOJIO pOTopa rroMony KJIM3HMX rrpCTeHOBa M KOHTaKTHHX tIeTKMl(a. TIPOBO,n;HMl(H pOTopa cy o,n; 6aKpa, Ha OCOBMHY cy HaMOTaHa TpM HaMOTaja rra ce, rrpeMa rroTpe6M, YKJhytIyjy ,n;o,n;aTHM OTrrOpHMl(M (CJIMKa 8.12). CrrOJharnlbM oTrropHMK ce KOPMCTM 3a rryrnTaIhe y pa,n;. HajtIernne ce rro M3BprneHoM rryrnTalby MOTopa y pa,n; M3BprnM KpaTKo crrajalbe HaMOTa pOTopa, rra aCMHxpoHM MOTOP y YCTaJheHOM cTalbY pa,n;H Kao ,n;a je ca KpaTKocrrojeHMM POTOpOM.
Jhe (CJIHKa 8.13). Ha OKJIOrry MOTopa ce HaJIa3M M HaTrrMCHa rrJIOtIMl(a ca OCHOBHMM rro,n;al(MMa 0 MOTOPY. TIpeMa M3rJIe,n;y OKJIOrra MOTOPM ce ,n;eJIe Ha oTBopeHe, 3aTBopeHe M 3arnTMneHe. HaMOTM cTaTopa cy Tpocpa3HM M 3aBprnel(M CBaKe cpa3e cy Kp03 OKJIOrr M3Be,n;eHH ,n;o 3aBpTIha Ha M30JIal(MOHoj rrJIOtIMl(M y rrpMKJhytIHoj KyTMjM Koja ce HaJIa3M Ha OKJIOrry.
C/lUKa 8.13. - ACUHXPOHU Mmuop
(;) HaMoTM CTaTopa ce Mory JIaKO, rrpeMa rro\\' Tpe6M, Be3aTM y 3Be3,n;y MJIM Tpoyrao 42 •
U M X cy 03HaKe KpajeBa HaMOTa rrpBe cpa3e, V MY 03HaKe KpajeBa ,n;pyre M W M Z 03HaKe KpajeBa Tpene cpa3e. 06a Kpaja CBaKor o,n; TpM cpa3Ha HaMOTa M3Be,n;eHa cy ,n;o rrpMKJhytIHe KYTMje Ha HatIMH rrpMKa3aH Ha CJIMl(H 8.14a.
z X Y 1-------C/lUKa 8.12.
- ACUI-lXPOHU MOfUOP ca HaMmuaHUM
1
1
1
1
1
1L _ _ _ _ _ _ _ _
1
POUIOPOM
MeljyrBO)f(lje (Ba3AymHo 3330p) je KOHCTaHTHO. MeljyrBO)Klje Tpe6a ,n;a 6y,n;e rnTO Malbe ,n;a 6M ce rnTO 60Jhe OCTBapMJIa eJIeKTpOMarHeTCKa Be3a M3Meljy CTaTopa M pOTopa. IIIMpMHa MeljyrBO)Klja je o,n;peljeHa MeXaHMtIKMM pa3JI03MMa (Ha rrpMMep, yrM6 BpaTMJIa). MOTOP crrOJha MMa OKJIOn o,n; JIMBeHOr rBO)Klja 3a MaIhe MOTope, a 3a Bene jeHarrpaBJheH o,n; ,n;eJIOBa ,n;e6Jher JIMMa. Ca o6e 60tIHe cTpaHe HaJIa3e ce rrOKJIOrrl(M KOjM y l(eHTpy MMajy JIe)KMrnTe 3a BpaTMJIO pOTopa. Ha roplbeM ,n;eJIy OKJIOrra ce HaJIa3M KyKa 3a rro,n;M3albe, a Ha ,n;OlbeM CTOrraJIa, KOjHM ce MOTOP rrpMtIBprnnyje 3a rrOCTO-
100
u
v
w
C/lUKa B.14a) - Kpaje6u pa3Hux HaMoiiia Ha fipUK/by'tIWj Kyiiiuju
Cupeza ce U3BOgu UJl0'1U4aMB - KpaiuKocuaja'1UMa Ha cJlegehu Ha'1UH: 3a crrpery y 3Be3,n;y - KpaTKocrrajatIMMa ZX M XY (CJIMKa 8.146); 42 Be3a Tpo
z
x
y
1--------' 1
1
1
1 1
1
_ _I
C/IU/W 8.146) - Be3a 36e3ga
3a crrpery y Tpoyrao - KpaTKocrrajaqMMa XV M YW (CJIMKa 8.14B).
z
x
ZU, C/lUKa 8.15. - IIpuKa3 iipwtu,ufia paga aCUltxpoltoz MoiJ1opa
y
1-------- 1
n
1
1
1
1
'VI
1
1
_ _I
Ka)J;a MaIIIMHa MMa BMIIIe rrapM rrOJIOBa (p > 1) Mopa M TO )J;a ce yBpCTM y CBe M3pa3e: BMIIIerrOJIHa aCMHxpOHa MaIIIMHa MMa rrpOCTopHM rroMepaj M3Mel)y oca HaMoTaja 21t/3p. Ba:>KHO je YOqMTM KaKO ce Melba CMHxpOHa 6p3MHa ca rrpOMeHOM 6poja rrapM rroJIOBa M yqeCTaHOCTM. liITO je BenM 6poj rrapM rrOJIOBa, TO ce rrOJbe 06pne crropMje.
C/lUKa 8.146) - Be3a iJ1poyzao
8.3.2. I1pHHIJ;HIl paAa aCHHxpoHHX MOTopa Ka)J;a ce Ha Tpocpa3He HaMOTe CTaTOpa rrpMKJbyqe Tpocpa3HM HarrOHM, j aBJbajy ce Tpocpa3He cTpyje Koje cTBapajy TeCJIMHO 06pTHO MameTCKO rrOJbe. 06pTHO MarHeTCKO rrOJbe rrocTojM M y POTOPY M Y CTaTOpy M lberOBa 6p3MHa 06pTalha je Ws qMja je je)J;MHMIJ;a rad/s. Bp3MHa 06pTalba Ws Ha3MBa ce CHHXPOH3 OP3HH3 OOpT31b3. BpJIO qeCTO y rrpaKcM, pa)J;M JIaKIIIer pa3YMeBalha, 6p3MHa 06pTalha ce M3pa:>KaBa y 06pTajMMa y MMHyTy (06./MMH) M Ta)J;a ce CMHxpoHa 6p3MHa 03HaqaBa ca n'. PeJIaIJ;Mja Koja rroBe3yje 6p3MHy 06pTalha W (y rad/s) M n (y 06./MMH) je ill = CMHxpoHa 6p3MHa 06pTalha
n'
paqYHaBa ce rrpeMa (j)0PMYJIM
2n n. 60
(y 06./MMH) M3-
n' = 60 f,
IIpoBo)J;HMIJ;M pOTopa ce HaJIa3e y 06pTHOM MarHeTCKOM rrOJby. Y CBaKOM O}:\ lhMX, 360r eJIeKTpOMarHeTCKe MH)J;YKIJ;Mje, MH)J;yKyje ce eJIeKTPOMOTopHa CMJIa ecpeKTMBHe Bpe}:\HocTM E". EJIeKTpMqHO KOJIO Koje qMHe rrpoBo)J;HMIJ;M poTopa je 3aTBopeHo My CBaKOM O)J; lbMX jaBJba ce cTpyja 1", qMja je aKTMBHa KOMrrOHeHTa MCTor CMepa Kao M E". IIOlliTO ce rrpoBo)J;HMK ca CTpyJOM 1" HaJIa3M y MarHeTCKOM rrOJbY MH)J;YKIJ;Mje B, Ha lbera ne )J;eJIOBaTM eJIeKTpOMarHeTCKa CMJIa F" = B . 1" . l. CMep OBe CMJIe ce o)J;pel)yje rro rrpaBMJIy )J;eCHe pyKe. Ta CMJIa CTBapa eJIeK-
rrpM
. f't'peKBeHIJ;MJa, t l - . · a P 6poj rrapM rrOJIOBa. P
qeMY Je
06pTHO MarHeTCKO rrOJbe je rrpOMeHJbMBO M MH)J;yKyje M y HaBojMMa pOTopa M CTaTopa eJIeKTPOMOTopHe CMJIe. Y HaBojy CTaTOpa ce MH)J;YKyje eJIeKTpOMOTopHa CMJIa43 ecpeKTMBHe Bpe)J;HOCTM E'. OHa je y paBHOTe:>KM ca HarrOHOM U' M O)J; HarrOHa U' ce pa3JIMKyje caMO 3a HeKOJIMKO rrpOIJ;eHaTa.
43 03HaKa'
(iipUM)
ce KOPIICTII 3a HaMOT CTaTOpa, a"
(ceKYHg)
3a
HaMOT pOTopa.
101
.....> - - - - - - - - - MOTOPHH pe)KRM
\
(J)
.....0---------
reHepaTOpCKH pe)KRM
CJlU1(a 8.16. - J(eo MeXaHU'lKe KapaKiii. epuc£uuKe aCUHxpOHe MaLUUHe
s
o
(J)
CJlltKa 8.17
-
M eXaHU'lKa KapaKiii.epuciii.uKa aCUHxpOHe MaUlUHe
TpOMarHeTCKlf MOMeHT If POTOP rrO'llfJhe Aa ce Kpene Y cMepy 05pTalha 05pTHor MarHeTCKor nOJha. Bp3lfHa 05pTaJha pOTopa je w. Pa3JIlfKa lf3Mel)y ClfHxpOHe 5p3lfHe Ws If 5p3lfHe 05pTalha pOTopa W )1;OBeJIa je )1;0 YBol)eJha rrojMa KJIH3albe S If 3a ABOrrOJIHY MalIIlfHY je:
AClfHXPOHlf MOTOP paAlf Ha TaKBlfM rrplfH~lfrrlf Ma Aa he MOMeHT rrocTojaTlf caMO aKO rrocTojlf KJIlf3aJhe. POTOP ce He 05pne CHHXPOHOM 5P3lf-
102
HOM Ws Ben 5P3lfHOM W Koja je MaJha OA ClfHXpOHe 5p3lfHe (rrplf rr03lfTlfBHOM eJIeKTpOMarHeTCKOM MOMeHTY KaAa 5lf OBe ABe 5p3lfHe 5HJIe HCTe, He 5lf 5HJIO HHAYKoBaHe eJIeKTpOMOTOPHe ClfJIe HH lfHAYKOBaHe cTpyje, H HeMa MOMeHTa, rra 5H POTOP orreT 3aocTajao). 0BO je pa3JIOr 360r qera ce OBH MOTOPH 30BY "acHHxpoHH"44. Ha OCHOBY OBHX 3aKJhY'laKa MO)Ke Aa ce HarrpaBH cKH~a je)1;HOr )1;eJIa MexaHlflIKe KapaKTeplfCTHKe aCHHxpoHor MOTopa (CJIHKa 8.16).
44
u a" H " CUHXPOHU" " aCUHxpOHU" 3Ha'IH
HeucrU08peMeHO.
KOA MalMIX MOTOpa KJIM3alhe M3HOCM OA 0,03 AO 0,08 (3 AO 8%), a KOA BehMxje OA 0,01 AO 0,03 (1 AO 3%). KJIM3alhe s 1 je HajBehe KaAa MOTOP rrOqMlbe ca paAoMjep je TaAa 6p3MHa 06pTalba pOTopa jeAHaKa HYJIM.
=
Mpe)Ka cy orrTepeheHM rrOJIa3HOM CTpyjOM, 0 qeMY ce BOAM paqYHa rrpM M360py AOBOAHOr BOp;a M oCHrypaqa.
8.3.3. IIYIIITaIhe y pa;n; aCMHxpOHMX MOTopa HajBehM 6poj aCMHxpOHMX MOTopa paAM TaKO IIITO ce Harraja M3 rpaACKe Mpe)Ke (3 x 400 V, 50 Hz) HarrOHOM KOHCTaHTHe aMrrJIMTYAe M yqeCTaHOCTM. I1p06JIeM KopMIllhelha MOTopa je rryIIITalbe Y paA. TaAa je 6p3MHa pOTopa jeAHaKa HYJIM, HarrOH Ha CTaTOpy je HOMMHaJIaH45 M rrpM YKJbY'IelbY CBaKor MOTopa Ha Mpe)KY Y lbeMY ce jaBJba cTpyja Koja je OKO rreT rryTa Beha OA HOMMHaJIHe cTpyje. I1pM rrYUITalbY MOTopa y paA, 3HaqajHy yJIory MMajy M Tpajalbe 3aJIeTalba, ry6Mll,M eHeprMje y HaMOTMMa, 3arpeBalhe HaMOTa, KaOM rrpeJIa3HM rrpOll,eCM rrpM rryIIITalhy y paA. KOA aCMHxpOHMX MOTopa ca KpaTKocrrojeHMM POTOPOM CMalbelbe rrOJIa3He cTpyje ce MO)Ke rrOCTMhM CMalbelbeM HarrOHa Ha rrpMKJbyqHMM KpajeBMMa, aJIM ce TaAa cMalhyje M rrOJIa3HM MOMeHaT, rra H 0 TOMe Tpe6a BOP;HTM pa'IyHa.
IIYUliUal-be y pag iUpopa3HUX aCUHxpOHUX MOiUopa ca KpaiUKociiojeHuM poiUopo.M ce BpUlU Ha jegaH og cfiegefiux Ha'1UHa:
C.rtUlW 8.18. - Jl.upeKUiHo iiywUia/-be Mmuopa y pag
• IIpeoau;uBalbeM HaMOTa CTaTopa U3 cnpere 3Be3J(a Y cnpery Tpoyrao OBaKaB HaqMH rrYIIITalba Y pap; ce rrpMMelbyje KOA MalhMx, cJIa60 orrTepeheHMX MOTopa rroIIITO je MOMeHT rrpM crrpe3H 3Be3p;a TpH nyTa MalhM OA MOMeHTa npM crrpe3M Tpoyrao. OBaj HaqMH rrYIIITalha Y pap; MO)Ke p;a ce KOPHCTM caMO KOP; MOTopa qMjM cy HaMOTH y HOpMaJIHOM paAY crrperHyTM y Tpoyrao M KOA ypel)aja KOjM 3axTeBajy BeJIMKM rrOJIa3HM MOMeHaT.
• ,Il;upeKTHo YKJbY'IUBalbe Y Mpe}l{Y ,IJ;MpeKTHo YKJbyqMBalbe Y Mpe)KY je jep;HocTaBaH rrocTyrraK, aJIM je rrOBe3aH ca BehMM MJIM MalbMM CTpyjHMM YAapMMa KOjM Mory IIITeTHO yTMll,aTH Ha pap; Mpe)Ke. IIrraK, oBaj rrocTyrraK ce qeCTO rrpMMelbyje, rrOIIITO Ha pacrrOJIaralbY OCTaBJba rryH eJIeKTpMqHM (rrorOHCKM) MOMeHT 3a CaBJIap;aBalbe OTrropHor MOMeHTa M 3a y5p3albe. 3a BpeMe 3aJIeTalba H MOTOP H
2
1~
45 03HaKa HO.MWlallail YBeK 03Ha'IaBa l1a ce pal1H 0 Bpel1HOCTHMa 3a KOjy je MaIlIHHa rrpojeKToBaHa. HOMImaJIHa Bpel1HOCT cTpyje je HajBefia cTpyja KOjy MaIllllHa MO)!(e rrOI1HeTII Y CTaJIHOM pal1Y· HOMIiHaJIaH HarrOH je MaKCIiMaJIHII HarrOH KOjll ce MO)!(e l10BecTII Ha MOTOP y TpajHoM pal1Y, a l1a He rrpo6l1je 1I30JIal\Hja nUMoTaja.
C.rtUKa 8.19. - JIywUia/-be y pag MoUiopa uOMofiy upeDa4uea'Ja 3ee3ga-Uipoyzao
103
IIpM OBOM Ha'lMHY rrYUITalba MOTOpa y paA rrpMMelbyje ce 3aKOHMTOCT Aa je JIMHMjcKa CTpyja rrpM Crrpe3M 3Be3Aa TpM rryTa Malba OA JIMHMjcKe cTpyje rrpM Crrpe3M TpoyraO. • Be3MBalbeM OTnOpHHKa, npHrymHH~a HJIH aYTOTpaHcl»0pMaTopa Ha pe)1; ca CTaTOpOM IIpMMelbyje ce M KOA BeJIMKMX MOTOpa aKO je orrTepehelbe rrpMJIMKOM 3aJIeTalba MaJIO, aJIM M KOA MaJIMX MOTopa y U;MJby rrOCTM3alba 6JIaror rrOJIaCKa - Aa ce He 6M peMeTMO TeXHOJIOllIKM rrpou;ec. IIpMrYllIHMu;e 3a rrYlliTalbe Y paA ce rrpMKJby'lyjy Ha peA ca HaMOTOM cTaTopa M CHM)KaBajy rrpMMapHM HarrOH Ha OKO 60-70% HOMMHaJIHOr HarrOHa, 'lMMe ce rrOCTM)Ke CMalbelbe rrOJIa3He cTpyje.
KojMMa ce 6p3MHa perymIllIe, rrpOMeHaMa (rroBehalbY) ry6MTaKa, rroTpe6Hoj orrpeMM M Aa JIM je peryJIaU;Mja AMCKoHTMHyaJIHa MJIM KOHTMHyaJIHa.
HeKU og Ha1f,UHa 3a pe2y/la4ujy op3UHe iiipocfJa3Hux aCUHxpOHUX Moiiiopa cy: • llpOMeHa 6poja nOJIOBa IIpeACTaBJba AMCKoHTMHyaJIHY rrpOMeHY 6p3MHe. Ha MCTM CTaTopCKM paM MO)Ke ce AOAaTM jOlli jeAaH KOMrrJIeT cTaTopcKMX HaMoTaja, TaKO Aa ce, Ha rrpMMep, YMecTo ABOrrOJIHOr Ao6Mja 'leTBOpOrrOJIHM MOTOp. "IJeTBopOrrOJIHM MOTOP MMa ABa rryTa MalbY CIIHXPOHY 6p3MHY.
Y OBaKBMM CJIY'lajeBMMa MallIMHa MMa ABa HaMOTaja, rra MO)Ke Aa ce 6Mpa KOjM OA lbMX ce Harraja. OBaj Ha'lMH peryJIaU;Mje 6p3MHe KOPMCTM ce KOA aCMHxpOHMX MOTopa ca KpaTKOcrrojeHMM POTOpOM. • llpOMeHa Y'IeCTaHOCTH MOTOP ce Harraja M3 rroce6Hor rrorOHCKor rrpeTBapa'la KOjM o6e36el)yje Aa Tpo¢a3HM CMCTeM HarrOHa 6YAe KOHTMHyaJIHO npOMeHJbMBe aMrrJIMTYAe M KOHTMHyaJIHO rrpOMeHJbMBe Y'leCTaHOCTM. OBaj Ha'lMH oMoryhyje BeJIMKM orrcer peryJIaU;Mje 6p3MHe, a rrOlliTO ce rrpM OBOM Ha'lMHY paAHe KapaKTepMcTMKe MOTOCJlUKa 8.20. -lIyutUiafbe y pag MoUiopa iloMony fipuzyutHuu,a
IIyudualve y pag iiipocfJa3Hux acuHxpoHUX MOiiiopa ca HaMoiiiaHuM POiiiOPOM: BpllIM ce YBeK YKlliY'IHBalbeM POTopcKor oTnopHHKa, KOjM ce rrOCTerreHO MCKJbY'lyje, TaKO Aa ce rro AocTM3albY KOHa'lHe 6p3MHe rroTrrYHo M36aU;M MPOTOP OCTaHe y KpaTKoM crrojy.
8.3.4. PerYJIaU;lIja 6p3lIHe aCIIHxpOHIIX MOTopa Bp3MHa aCMHxpOHMX MOTopa ce Melba y BeOMa YCKMM rpaHMu;aMa. ,IJ;a 6M ce 6p3MHa MrraK peryJIMCaJIa, Tpe6a BOAMTM pa'lyHa 0 rpaHMu;aMa y
104
pa Melbajy BPJIO MaJIO, oBaj Ha'lMH peryJIaU;Mje 6p3MHe je M eKOHOMM'laH. • YnoTpe6a POTopcKor oTnopHHKa PeryJIaU;Mja 6p3MHe yrroTpe6oM POTopcKor oTrropHMKa rrpMMelbyje ce KOA aCMHxpoHMX MOTopa ca HaMOTaHMM POTOpOM. Tpe6a YO'lMTM ABe BpcTe POTOPCKMX OTrropHMKa: • HaMelbeHe caMO 3a rrYlliTalbe Y paA (yrroTpe6JbaBajy ce caMO KpaTKoTpajHo rra ce 3HaTHO llITeAJbMBMje AMMeH3MoHMllIY). He Mory ce yrroTpe6MTM 3a peryJIaU;Mjy 6p3MHe jep 6M ce rrpeBMllIe 3arpejaJIM M rrperOpeJIM; • HaMelbeHe M 3a rrYlliTalbe Y paA M 3a peryJIaU;Mjy 6p3MHe (peTKo ce rrpMMelbyjy M M3pal)yjy ce rro crreU;MjaJIHMM 3aXTeBMMa).
8.3.5. I1poMeHa cMepa o6pTalha aCMHxpoHor MOTopa CMep 06pTalha pOTopa aCl-lHXpOHOr MOTopa 3aBHCH op; CMepa 06pTalha MarHeTCKor rrOJba CTaTopa. YKpmTalheM p;Be ¢a3e MOTopa Melha ce CMep Y KOMe pOTHpa 06PTHO MarHeTCKO rrOJbe, a caMHM THM H CMep 06pTalha pOTopa.
P e - eJIeKTpH'lHa (YJIa3Ha) CHara,
P'cu - ry6HD;H Y 6aKpy CTaTOpa (UYJIOBH ry6HD;H),
P' Fe - ry6HD;H y rBO)l(9Y CTaTOpa, P ob - CHara 06pTHOr rrOJba,
P"Cu - ry6HD;H y 6aKpy pOTOpa (UYJIOBH ry6HD;H),
P" Fe -
ry6HD;H y rBO)l(9Y pOTOpa,
P mehgub - MeXaHH'lKH ry6HD;H (360r Tpelha y JIe)l(HmTHMa, BeHTHJIaD;HOHH ...),
U V
P meh(izlazna) - MeXaHH'lKa (H3JIa3Ha) CHara.
W
CTerreH KOpHCHOr p;ejcTBa aCHHXpOHOr MOTOpa
11= Cllluca
Pmeh(izlazna) Pe
8.21. - [JpoMeHa CMepa o6pUia/-ba
8.3.6. EMJIaHC CHare M CTerreH KopMCHor ,n;eJCTBa aCMHxpOHor MOTopa YTpomeHa eJIeKTpH'lHa CHara Mopa p;a 6yp;e Beha op; KopHCHe MeXaHH'lKe CHare 3a H3HOC CBHX ry6HTaKa y MOTOPY (CJIHKa 8.22).
P'eu
P"eu P"Fe _ _ _"r
P'meb gub
MdZ;;;;;;;
8.4. CMHxpOHe MaIIIMHe 8.4.1. KOHCTpYKIJ;Mja CMHXPOHMX MaIIIMHa MarHeTCKO KOJIO ce cacTojH op; HerrOKpeTHor p;eJIa CTaTopa H rrOKpeTHor p;eJIa pOTopa. eTaTOp je myrrJbH BaJbaK CaCTaBJbeH Op; TaHKHX JIHMOBa H HMa )l(JIe60Be rro YHYTpamlhoj rrOBpmHHH. BeOMa je CJIH'laH CTaTOpy aCHHXpOHHX MamHHa, 'laK cy H 3aMeHJbHBH. EJIeKTpH'lHO KOJIO CTaTOpa cy rrpOBOp;HHD;H CMemTeHH Y)l(JIe60Be. TH rrpOBOp;HHD;H ¢opMHpajy TpH HaMOTa. POTOP 'lHHH D;eJIHHY ca BpaTHJIOM MamHHe H rrocToje pa3JIH'lHTe KOHCTpYKD;Hje pOTOpa. TIpeMa TOMe H CHHxpOHe MamHHe ce Mory rrOp;eJIHTH Ha CHHxpOHe MamHHe Koje Ha POTOPY HMajy rrepMaHeHTHH MarHeT H CHHxpOHe MamHHe Koje HMajy eJIeKTpOMarHeT. Pouwp ca uepMaHeHUtHUM Ma2HeUtOM MO:JICe
6uUtu: • POTOP ca rrOBpmHHCKOM MOHTa)l(OM rrepMaHeHTHHX MarHeTa (CJIHKa 8.23a), C/lU/CQ 8.22.
- EU //aHC CHaze acuHxpoHOZ MoUiopa
• POTOP ca YHYTpamlhOM MOHTa)l(OM rrepMaHeHTHHX MarHeTa (CJIHKa 8.236).
105
Ko,o; CaBpeMeHIIX CIIHXPOHHX MaIlIHHa POTOP je HH,o;yKTOp - ,o;eo MaIlIHHe Ha KOMe je CMelliTeH n05y,o;HH HaMOTaj, a CTaTOp je HH,o;yKT - ,o;eo MaIlIHHe r,o;e cy CMeIlITeHH HaMoTajH y KojHMa ce HH,o;yKyjy eJIeKTpOMOTopHe CHJIe H y KojHMa nocToje cTpyje onTepeneIha.
JapaM craTopa
POTOP nlaBHH IIOJIOBH
Ka,o;a CHHxpOHa MalllHHa pa,o;M Kao reHepaTOp, MexaHWIKY cHary ,o;05Hja 0,0; norOHCKor MOTOpa (napHe Typ5HHe, Bo,o;He Typ5HHe), a nocpe,o;CTBOM 05pTHor MarHeTCKor nOJha je npeTBapa y eJIeKTpH'IHy cHary Koja ce ,o;05Hja Ha H3JIa3Y H3 CTaTopa.
I1oMorum IIOJIOBH
CftUKa 8.27. - MazHerucKo KOftO g eoiiOftHe MaruuHe
8.5. MallHfHe jeAHocMepHe CTpYJe MaIlIMHe je,o;HOCMepHe cTpyje cy MaIlIHHe KO,o; KOjHX CTaTOp HMa yJIory HH,o;yKTopa, a POTOP HH,o;yKTa. Y CTaTopCKOM HaMOTY OBHX MaIlIHHa cTpyja je je,o;HOCMepHa, a y POTOPCKOM je HaM3MeHH'IHa, HCTe Y'IeCTaHOCTH Kao IlITO je M Y'IeCTaHOCT 05pTalha (Ha npHKJhy'Ill;HMa pOTOpa je je,o;HOCMepHa cTpyja, aJIH je y caMOM pOTOPCKOM HaMOTY HaH3MeHH'IHa). CBe MaIlIHHe je,o;HOCMepHe cTpyje HMajy MarHeTCKO H eJIeKTPII'IHO KOJIO II CBaKH 0,0; IhIIX lIMa POTOPCKII II CTaTopCKII ,o;eo. OCH08HU geJl08U MaUlUHa jegHocMepHe ciUpyje cy:
CftUKa 8.28. -
qeiIteopoiioftfta MaruuHa j egHocMepHe ciItpyje
• cTaTop, • POTOP,
KOMIIeH3a:U;HOHJi
• KOJIeKTOp, • '1eTKHu;e ca )l;p}J{a'lHMa. CTaTOp ce cacTojH 0,0; japMa y 05JIHKy IlIynJher
BaJhKa 0,0; MaCMBHor rBO)Klja Ha 'IHjOj cy yHyTpaIlIIhoj cTpaHH npH'IBpIlIneHM nOJIOBH (rJIaBHH H rroMonHH). Bpoj rJIaBHHX nOJIOBa 3aBHCH 0,0; CHare H 5p3IIHe 05pTalha MaIlIHHe. ,!J,HMeH3Hje nOMonHHx nOJIOBa cy MaIhe 0,0; ,o;HMeH3Hja rJIaBHHX nOJIOBa. MarHeTcKo KOJIO cTaTopa ,o;BonOJIHe MaIlIHHe Ha CJIHll;H 8.27 ce cacTojH 0,0; japMa cTaTopa, ,o;Ba rJIaBHa nOJIa, a y OCH HOpMaJIHoj Ha rJIaBHe nOJIOBe HaJIa3e ce nOMonHH nOJIOBH.
108
IIOJIOBa
CftUKa 8.29. - jI,eoiiOftHa MaruuHa j egHocMepHe ciItpyje
Ha CTaTOpy nocTojH TpH HaMoTaja: • n06Y)l;HH HaMoTaj. - llpOBOgHHIl;.tl OBar HaMOTaja 06yxBaTajy rnaBHe nOnOBe. HaMoTajH Ha je)l;HOM H )l;pyroM nony cy pegHo Be3aHH. • KOMneH3an;HOHH HaMOTaj. - OBaj noce6HH KOMnneT nposogHHKa je CMelllTeH y Teny rnaBHHX nOnOBa. • HaMoTaj nOMOnHHX nOJIOBa. - To cy nposogHHI.J;H KOjH 06yxBaTajy nOMoime nonOBe (non S H non N 06yxsarajy no Np/2 nposogHHKa). POTOP je I.J;HnHHgpH'IHOr 06nHKa H CnO)l{eH je og Me9yc06HO H30nOBaHHX nHMOBa, KOjH cy 'ISPCTO Be3aHH 3a spaTHno MalllHHe. EneKTpH'IHO Kono pOTopa ca cacTojH og npoBogHHKa KOjH cy CMelllTeHH gy)l{ oce MalllHHe y TeJIY pOTopa. HaMoTajH pOTopa ce Ha3Hsajy POTOPCKH, apMaTypHH HJIH HaMoTajH HHgYKTa. CTpyja Koja nocTojH y nposogHHI.J;HMa pOTopa ce 03Ha'1aBa ca la' KOJIeKTOp ce HaJIa3H ca je)l;He cTpaHe pOTopa. KpajesH CBaKe KOHType Be3aHH cy 3a T3B. KOJIeKTOpCKe KpHlllKe (cerMeHTe). KOJIeKTOpCKH cerMeHTH cy 06H'1HO 6aKapHH H 06pny ce 3ajegHO ca POTOpOM. Ty ce Hana3e H 'IeTKHn;e (03Ha'1eHe cy ca A H B Ha CJIHI.J;H 8.30), nOMony KOjHX ce oCTsapyje se3a H3Mel)y HHgYKTa H CnOJballllher eJIeKTpH'1HOr Kona. LIeTKHI.J;e ce 06H'1HO npaBe og aMop
C.aUKa 8. 31a) - H3z.aeg pea.aHoz Ko.aeKiUopa
EaKapHe IlJIOQI-IlI;e (Meljyco6Ho H30JIOBaHe)
B
Je~Ha KOHT)'pa
POTopcKor HaMoTaja
C/lUKa 8.316) - HazJleg KOJleKiUopa
8.5.1. Hal1ajaIbe l106YAHor HaMOTa]a Y npaKTH'1HHM npHMeHaMa, Ha n06ygHH HaMOTaj ce npHKJby'1yje H3BOP jegHocMepHor HanoHa. llpeMa Ha'1HHY npHKJbY'1elha n06ygHor HaMoraja MalllHHe jegHocMepHe cTpyje Mory 6HTH ca He3aSHCHOM, pegHoM, napaneJIHOM H cno)l{eHOM n06Y)l;OM.
8.5.2. ManIIIHa jeAHocMepHe CTpy] e ca He3aBHCHOM 1106YAOM
C.aUKa 8 .30. - YiipotulieH upuKaa Ko.aeKiUopa
Kaga ce nOCMaTpa MOTOPHH pe)l{HM paga, no6ygHH HaMOT H HaMOT pOTopa ce Hanajajy H3 gBa He3aSHCHa H3Bopa jegHocMepHe cTpyje. CTPy-
109
HarrajaIhe MO)Ke p;a rrpOMeHH CMep aJIH ce CMep MOMeHTa He MeIha, oCTaje rr03HTHBaH. MeXaHHqKa KapaKTepHCTHKa je rrpHKa3aHa Ha CJIH~H 8.38.
8.5.6. llpIIMeHa MalIlIIHa . .
JeAHOCMepHe CTpYJe
EJIeKTpHqHH MOTOPH ce KopHCTe y pyp;apcTBy H rpaljeBHHapCTBY (KOp; pa3HHX BpCTa p;H3aJIH~a H KpaHOBa), 3a TpaHcrropT (KOp; eJIeKTpHqHHX B030Ba) HTp;. reHepaTopH je}.l;HOCMepHe cTpyje ce KopHCTe Kao reHepaTopH 3a 3aBapHBaIhe. I:bHX cy rrOTHCHYJIH CHHXPOHH reHepaTopH KOjH pap;e 3aje}.l;HO ca nOJIyrrpoBOp;HHqKHM KOMrrOHeHTaMa.
8.5.7. OCHOBHII np06JIeMII KOA M
CIlUKa 8.38. - M exaHU'-l Ka KapaKfuepuciUuKa pegHo ilooyljeHo2 MoiUopa
ApyrHp;eoje30HaBeJIHKHXeJIeKTpOMarHeTCKHX MOMeHaTa, rra CJIep;H p;a je POTopCKa cTpyja BHCOKa, P;OK cy Y npBoj 30HH Malbe Bpep;HOCTH MOMeHTa, MaJIe cy H Bpep;HOCTH POTopCKe cTpyje.
=
HanOH je: UM (Ra + Rp)Ia + Ke
(J)
=
U
. Ha OCHOBY OBor
KeC1a H3pa3a 3aKJhyqyje ce p;a ce 6p3HHa pep;Hor MOTopa MeIha aKO ce MeIha HanOH HJIH apMaTypHa cTpyja. Kap;a je MOMeHaT rrpH6JIH)KHO jep;HaK HyJIH, Tap;a je 6p3HHa rrpa3Hor xop;a 6eCKOHaqHO BeJIHKa. To 3HaqH p;a peAHH MOTOP He CMe Aa ce OCTaBH Aa paAH oe3 onTepelielba.
8.5.5. BIIJIaHC CHare MalIlIIHa . . JeAHOCMepHe CTpYJe
MalllHHa jep;HocMepHe cTpyje HMa p;Ba eJIeKTpHqHa H jep;aH MeXaH~qKH rrpHKJhyqaK. CJIHKa 8.39 rrpHKa3yje 6HJIaHC CHare Kap;a ce pap;H o MOTOPHOM pe)KHMY, a CJIHqaH je H 3a reHepaTOPCKH pe)KHM.
112
MalIlIIHa JeAHOCMepHe CTpYJe HajBa)KHHjH np06JIeMH TeopHjcKe, KOHCTPYK~HOHe H
EJIeKTpRqHa CHara
Pe
P Cup
=RpI; -ry6RI.\R CHare y TepMOreHOM OTIIOPY IIo6YAHOr HaMoTaja
P Cua
=Ra I; - ry6Rl\R CHare y apMaTypHoM HaMorajy
PFe - ry6Rl\H y rBO)l(l)y
MeXaml'IKa CHara Koja ce IIpep;aje IIOTpOrnaqy C.!lUKa 8.39. - BU.!laHC CHaze KOg MoiUopa jegHocMepHe ciUpyje
I.J;RjOM aCMHxpOHOr MHgYKI.J;MOHOr MOTOpa Ha OCHOBY gejcTBa TaKBor nOJba, MrraK 6allI TO rrOCTMraO.
CTpyjHO KOJIO npHKa3aHO Ha CJIMI.J;M 8.40 pa3JIMKyje ce og CTpyjHor Kona MalIlMHe jegHocMepHe cTpyje ca pegHoM no6ygoM. Pa3JIMKa je Y napaJIeJIHO Be3aHOM oTnopHMKy. OBaj TMrr MOTOpa YCBojeH je 3a cTaHgapgHM Ha lIlBajI.J;apCKHM
1hZ;;:
8.6. KOMYTaTopcKe ManIlIHe KOMYTaTopCKe MaIIIHHe ce Ha3MBajy yHMBep-
1
3aJIHe MallIMHe, rrOllITO cy TO, y CTBapM, KOMYTaTOpCKe MallIMHe ca pegHoM no6ygoM Koje Mory ga page HarrajaHe KaKO M3 Mpe)Ke jegHocMepHe, TaKO M M3 Mpe)Ke HaM3MeHWIHe cTpyje. IIoqeTKoM XX BeKa pa3Boj MOHocpa3HMX MOTOpa 3a eJIeKTpMqHY Byqy 6MO je YCMepeH MCKJbY-
3 2
qMBO rrpeMa KOMYTaTopcKMM MalIlMHaMa, jep MOHocpa3HM MHgYKI.J;MOHM aCMHxpOHM MOTOPM rroKpeTalbe. HaKo ce eKcnepMMeHTMCaJIO ca BM-
1 - IIo6yp;HR HaMoTaj 2 - KOMIIeH3al\ROHR HaMoTaj
lIle TMnOBa KOMYTaTopcKMX MallIMHa, rrpHMeHY
3 - HaMoTaj IIOMOliHRX IIOJIOBa ca
HMCY MOrJIM ga o6e36ege gOBOJbHe MOMeHTe 3a
cY HalIlJIe caMO KOMneH30BaHe ca pegHoM no6ygOM.
OTIIOPHRKOM 3a rnaHTRpalbe C.!lUKa 8.40.
- KOMyiUaiUopc/w MaLUUHa
113
)KeJIe3HlUJ;aMa, a 3aTHM H 3a eJIeKTpHcpHKaD;Hje Koje cy YCBojeHe y CKaH)];HHaBHjH, AYCTPHjH H HeMa'1Koj, Kao H Ha HeKHM aMepH'1KHM )KeJIe3HHD;aMa. CBe OBe npHMeHe cy 6HJIe Ha CHH)KeHHM Y'1eCTaHOCTHMa (16% Hz H 25 Hz) YCJIe)]; cpaKTopa KOjH cy YTHD;aJIH Ha KOHCTPYKD;Hjy H oc06HHe By'1HHX MOTopa y BpeMe Ka)];a cy OBe )KeJIe3HHD;e BpIIIHJIe eJIeKTpHcpHKaD;Hjy. KaCHHjH pa3Boj je nOKa3ao )];a MOTOPH ca pe)];HOM n06y)];OM Mory )];a 3a)];OBOJbaBajyne pa)];e H npH CTaH)];ap)];HHM cppeKBeHD;HjaMa 0)]; 50 Hz H 60 Hz. HaKO je )];aHaC pa3Boj eJIeKTpH'1He By'1e KpeHyo HeKHM )];pyrHM nYTeM, KOMYTaTopCKe MallIHHe cy OCTaJIe BeOMa HHTepecaHTHe Kao MalllHHe y oncery CHara 0)]; 0,5 W )];0 2 000 W. Pa3JIOr 3a TO je CJIe)];enH: 6p3HHa 06pTalha KOMYTaTopCKHX MaIIIHHa He3aBHCHa je 0)]; Y'1eCTaHOCTH HanOHa Hanajalha, na 3a pa3JIHKy 0)]; aCHHxpOHHX MaIIIHHa, OHH Mory )];a HMajy 6p3HHY 06pTalha Beny 0)]; 3 000 06.1MHH., '1aK H )];0 15 000 06.1MHH.
8.7.
ce KopHCTe 360r CBOjHX )];06pHX MeXaHH'1KHX oc06HHa, JIaKor ynpaBJbalha H )];HpeKTHe 3aBHCHOCTH 6poja 06pTalha H ynpaBJba'1KOr HanOHa. He)];oCTaD;H cy nocTojalhe '1eTKHD;a, KOJIeKTopa. CepBOMoTopHje}J;HOCMepHe cTpyje
CepBOMOTOPH H3H3MeHH'IHe cTpyje
ABocpa3HH aCHHxpoHH MOTOP je cepBoMoTOP 3a HaH3MeHH'1HY CTpyjy. HMa je)];HOCTaBHY KOHCTPYKD;Hjy H JIaKO ce O)];p)KaBa. 3a ynpaBJbalhe MO)Ke ce ynoTpe6HTH noja'1aBa'1 HaH3MeHH'1Hor CHrHaJIa. OH HMa )];Ba cTaTopcKa HaMoTaja npocTopHO nOMepeHa 3a 90°, 0)]; KOjHX je je)];aH npHKJby'1eH Ha H3BOP pecpepeHTHor HanOHa (n06Y)];HOr HanOHa KOHCTaHTHe cpa3e H aMnJIHTy)];e) , a )];pyrH je ynpaBJba'1KH (HaH3MeHH'1HH) HarrOH. Ko)]; ynpaBJba'1KOr HanOHa MO)Ke ce MelhaTH aMnJIHTy)];a (Melha ce 06pTHH MOMeHT MOTopa) HJIH cpa3a (cMep 06pTalha pOTopa 3aBHCH 0)]; Tora KOjH 0)]; OBa )];Ba HanOHa npe)];lha'1H).
CepBOMOTOPH
ce KopHCTe Kao H3BpIIIHH (noKpeTa'1KH) opraHH y aYTOMaTHD;H KO)]; CBHX CJIO)KeHHjHx perYJIaD;HOHHX CHCTeMa. H3BPIIIHH opraHH )];eJIyjy Ha 06jeKaT ynpaBJbalha KOjH MO)Ke 6HTH pa3JIH'1HT, aJIH ce Haj'1eIllne CBO)];H Ha MeXaHH'1KO nOKpeTalhe caMor 06jeKTa ynpaBJbalha HJIH HeKor nOMonHor ypel)aja. CepBOMOTOPH
CepBOMOTOPH Mopajy )];a HcnYHe BHIlle 3aXTeBa: )];a HMajy IIIHpOK oncer rrpOMeHe 6p3HHe (6p3HHe 06pTalha), MorynHocT npOMeHe CMepa y 3aBHCHOCTH 0)]; ynpaBJba'1KOr HanOHa, )];HpeKTHy cpa3Mepy 6p3HHe H 06pTHor MOMeHTa, Kao H BeJIHKY 6p3HHY 0)];3HBa.
Cep80Moiiiopu MOZY 6uiiiu: • XH)];P3YJIHlIHH, • nHeYM3TCKH, • eJIeKTpHlIHH 33 H3H3MeHHlIHY H je)];HOCMepHY CTpyjy.
114
CJtUKa 8.41. - CepaoMoUiop
Y ypel)ajHMa aYToMaTHKe 3a CHare )];0 OKO 1 000 W KopHcTe ce cepBoMoTOPH 3a HaH3MeHH'1HY CTpyjy, a 3a Bene CHare cepBOMOTOpH 3a je)];HOCMepHY CTpyjy.
8.8. KOpaQHH MOTOPH EJIeKTpOMOTOPH ca )];HCKpeTHHM, KOpa'1HHM nOMepalheM pOTopa KopHCTe ce y ypel)ajHMa, anapaTHMa, MexaHH3MHMa KOjH 0)]; eJIeKTpOnorOHa 3axTeBajy 6p30 H Ta'1HO n03HD;HOHHpalhe HeKor pa)];HOr opraHa. TaKBH MOTOPH ce KOPHCTe y IIITaMnapCKHM MaIIIHHaMa, nHcanHM MaIIIHHaMa, eJIeKTpOMeXaHH'1KHM '1aCOBHHD;HMa HT)];. MOTOP KOjH npeTBapa eJIeKTpH'1He HMnYJI-
ce HJIH CHrHaJIe y MeXaHHqKe TIOMepaje Ha3HBa
2
3
ce KOpa'lHH MOTOp. OH npHna}J;a eJIeKTpOMeXaHHqKHM npeTBapaqHMa }J;HCKpeTHOr THna. CaCTaB KOpaqHOr eJIeKTpOMOTopHor norOHa qHHe KOpaqHH MOTOP H eJIeKTpOHCKH 6JIOK ynpaBJbalha, KOjH npe}J;CTaBJba lherOB H e O}J;BojHB }J;eo. 113 eKOHOMCKHX pa3JIOra, Te:>KH ce ynoTpe6H ynpaBJbalha KOpa'1HHX MOTopa y
OTBopeHoj
cnpe3H. Y TOM CJIyqajy ce nOBeliaBajy 3aXTeBH 3a KOpa'1He MOTope ca CTaHOBHllITa nOy3}J;aHOCTH O}J;pe~HB a lha KopaKa, nOlliTO CBaKOM eJIeKTPHqHOM HMTIyJICy ynpaBJbalha Mopa}J;a O}J;rOBapa MeXaHHqKH nOMepaj HJIH KopaK. CaBpeMeHH KOpaqHH MOTOPH pa}J;e, y OCHOBH, no npHHIJ;Hny CHHxpOHor MOTopa, aJIH H Ty ce jaBJbajy He}J;OCTalJ;H Kao llITO cy Hcna}J;alhe H3 CHHXpOH H3Ma H CKJIOHOCT pOTopa Ka OClJ;HJIOBalhY npH O}J;pe~H BalhY KopaKa. KOpaqHH MOTOPH HMajy HHCKY lJ;eHY H BeJIHKy nOY3}J;aHOCT, llITO je BeOMa 5HTHO ca
C/lUKa 8.42. - Kopa'11tu ,\wiiiopu Ha CJIHlJ;H
8.43 je npHKa3aH KOpaqHH MOTOP
KO}J; Kora CBaKH }J;eo pOTopa HMa To 3Hal.IH }J;a ca TpH paBHH H
4 3ynlJ;a.
4 3ynlJ;a nOCTO-
jH MoryliHocT }J;a POTOP HaqHHH nyH Kpyr y
3 . 4 = 12 KopaKa. Bpe}J;HOCT yma 3a KOjH ce 05pHe POTOP npH je}J;HOM HMnyJIcy ynpa-
CTaHOBHllITa ynoTpe5e.
0
. BJbalha Je
a
= -360-
=
12
30° .
8.8.1. KOHCTPYK1vrja KOpaQHHX MOTopa
2
3
KOHCTPYKTHBHO, KOpaqHH MOTOP H3rJIe}J;a Kao }J;a je CaCTaBJbeH O}J; HeKOJIHKO MOTopa (TponaKeTHH CTaTOp), qHjH HaMOTH ca}J;p:>Ke }J;HpeKTHO H 05pHYTO HaMOTaHe HaBojKe. IIpH yKJbyqelhy HeKor HaMOTa CTaTopa , POTOP MOTopa Te)J(H }J;a 3aY3Me nOJIO:>Kaj KOjH O}J;rOBapa npaBlJ;y BeKTopa MarHeTHe HH}J;YKlJ;Hje KOjH je CTBopeH YKJbyqHBalheM Tor HaMOTa. IIornTo cy HaMOTH paBHOMepHo pacnope~eHH no YHYTpallilhoj noBpllIHHH CTaTopa, POTOP lie "KOpaqaTH" no pe}J;OM YKJbyqeHHM HaMOTHMa. YraOHH KopaK MOTopa y HajnpocTHjeM CJIyqajy O}J;rOBapa nOJIapHOM }J;eJbelhY HaMOTa CTaTopa. Ha CJIHlJ;H
8.42 je KopaK MOTopa 60°.
C /l UKa 8.43. - Kopa'11tu MOUWP
115
~ IIPOBEPM CBOJE 3HAI-bE 1. 06jacHH pa3JIHKY H3Meljy MOTOpa H reHepaTopa .
8. r.n;e ce KopHcTe CHHXPOHH reHepaTopH?
2. KOjH cy OCHOBHH .n;eJIOBH eJIeKTpllqHliX MaIllHHa?
9. KOjH cy OCHOBHH .n;eJIOBH MaIllIIHa je.n;HocMepHllx
3. KOjll ry6Hl.\1l ce jaBJhajy KO.n; eJIeKTpllqHHX MaIliHHa? 4. OnllIllII KOHCTPYKl.\IlOHH caCTaB aCHHxpoHHX MaIllHHa.
5. 06jacHH npHHl.\Hn pa.n;a aCIIHxpoHor MOTopa.
cTpyja? YKpaTKo onHIllH CBaKH .n;eo.
10. Kojaje YJIora cepBoMoTopa? 11. r.n;e ce ynoTpe6JhaBajy KOMYTaTopcKe MaIllIIHe? 12. Ha CJIHIJ;H 8.43 npHKa3aHje KOpaqHH MOTOp. 06-
6. KaKo ce nyIllTajy y pa.n; aCHHxpoHH MOTOpll?
jacHH KaKO ce H3paqYHaBa Bpe.n;HocT yrJIa 3a KO-
7. HaBe.n;H BpcTe pOTopa KO.n; CHHXPOHHX MaIllHHa.
jH ce POTOP o6pHe npH je.n;HOM HMnyJIcy.
9. EJIeKTpOMoTOPHII IIorOHII
9.1. CTpYKType eJIeKTpOMoTOPHHX IIorOHa EJIeKTpOMOTOPHH rrorOH 47 j e eJIeKTpOMexaHH~ KH CHCTeM KOjH ce y orrIIITeM CJIy~ajy cacTojH op;: • eJIeKTpH~Hor MOTopa, • eHepreTCKor rrpeTBapa~a, • MexaHH~Kor rrpeHOCHHKa, • perYJIaTOpa, • pap;He MaIIIHHe (orrTepeneIha). EJIeKTpOMOTOPHH rrorOH ce Harraja H3 H3Bopa eJIeKTpH~He eHeprHje H BpIIIH rrOKpeTaIhe pap;HHX MaIIIHHa (orrTepeneIha) H yrrpaBJba IhHXOBHM KpeTaIheM. CJIHKa 9.1 rrpHKa3yje CTpyKTypy eJIeKTpOMoTopHor rrorOHa.
H3BOP eJIeKTpH'IHe eHeprHje je Haj~eIIIne eJIeKTpH~Ha Mpe)Ka. I13BOP TaK0ge MO)Ke 5HTH H H3BOp jep;HocMepHOr HarrOHa, KaO IIITO je aKyMyJIaTOpCKa 5aTepHja, reHepaTOp jep;HocMepHe cTpyje, a 3a rroTpe5e eJIeKTpH~He By~e KOHTaKTHH BOp;. npeTBapa'l CJIY)KH p;a rrpeTBopH BeJIH~HHe yJIa3He eHeprHje (y~eCTaHOCT, cTpyja, HarrOH) y p;pyre pap;H rrpHJIar0geIha MOTOPY, a TaK0ge HMa H 47 BpJIO '1eCTO ce KOPHCTH H TepMHH
eAeKiiipU'mu
U0201-/U ca
HCTHM 3Ha'leJi,eM.
M3BOP
yJIory yrrpaBJbaIha. Y caBpeMeHHM rrorOHHMa rrpeTBapa~ je 05H~HO eJIeKTpOHCKH CaCTaBJbeH op; THpHCTopa HJIH TpaH3HCTopa HJIH HeKHX p;pyniX rrOJIyrrpoBop;HH~KHX KOMrrOHeHTH.
EJIeKTpH'IHH MOTOP rrpeTBapa eJIeKTpH~Hy eHeprHjy y MexaHH~Ky. ACHHXPOHH H CHHXPOHH MOTOPH ce yrroTpe5JbaBajy y HeperYJIHCaHHM rrorOHHMa, a y HOBHje BpeMe H y perYJIHCaHHM rrorOHHMa. Y perYJIHCaHHM rrorOHHMa p;yro cy ce yrroTpe5JbaBaJIH MOTOPH 3a jep;HoCMepHY CTpyjy. IIpH H350py eJIeKTpH~HHX MOTopa BOP;H ce pa~yHa p;a eJIeKTpOMOTOP 3ap;OBOJbH H CBe TeXHH~Ke 3aXTeBe KOjH ce op; rrorOHa o~eKyjy, a p;a rrpH TOMe H n;eHa eJIeKTpOMOTopHor rrorOHa 5yp;e 3ap;OBOJbaBajyna. MeXaHH'IKH npeHOCHHK CJIY)KH p;a rrpeHece H rrpHJIarOp;H 5p3HHY OP;HOCHO MOMeHaT, Kao H BpCTy KpeTaIha KOjy MOTOP rrpep;aje H3BPIIIHOM p;eJIy pap;He MaIIIHHe. To cy 3yrr~acTH H KaHIIIHH rrpeHoCHHn;H ca
IIpeTBapa~
~------------~
IIpeHocHHK ,--_,......- OIITepenelbe
PerYJIaTOp
~_ _ _ _~
C.!tUKa 9.1. - OiiwUia CUipYKUiypa e.JteKUipoMOUiopl-W2 ii020Ha
117
TPOHCKH, p;HrHTaJIHH HJIH aHaJIOrHH. I1ocToje nOrOHH 6e3 perYJIaTOpa H Tap;a ce ynpaBJhaIhe BpllUl p;eJIOBaIheM Ha npeTBapaq. I1pHMeHa eJIeKTpOMOTOPHHX nOrOHa je BeOMa 3HaqajHa 3a npHBpep;y H pa3Boj jep;He p;p)KaBe. EJIeKTpOMOTOPHH nOrOHH cy paCnOJIO)KHBH y llUlPOKOM oncery CHara, 6p3HHe 06pTaIha, norOHCKHX MOMeHaTa, a TaK0ge H peJIaTHBHO JIaKO ce npHJIar09aBajy pa3JIHqHTHM YCJIOBHMa eKCnJIOaTaU;Hje. I1peMa HeKHM CTyp;HjaMa, eJIeKTpOMOTOPHH norOHH y pa3BHjeHHM 3eMJhaMa yTpOIIIe op; 60 p;o 70% npoH3Bep;eHe eJIeKTpHqHe eHeprHje.
• KBaJIHTeT norOHa
CnpeMaH je 3a pap; op;Max no YKJhyqeIhY, HeM a yp;apa cTpyje H MOMeHTa npH nOKpeTalhY, P;OK y CTaU;HOHapHOM CTaIhY pap;H MHpHO. • KOHTpOJIa KpeTalba
I1poMeHa CMepa 06pTaIha BpIllH ce eJIeKTpOHCKH 6e3 KOMYTaU;Hje MeXaHHqKHX npeKHp;aqa HJIH npeKHp;a y HanajaIhY. 3ap;aTe Bpep;HOCTH MOMeHTa, 6p3HHe HJIH TpajeKTopHje reHepHIIIy ce y p;HrHTaJIHOM norOHCKOM KOHTpOJIepy. • BHCOK CTeneH nOY3lJ;aHOCTH H lJ;yr }KHBOTHH BeK
Op;p)KaBalhe je jep;HocTaBHO H eKOHOMHqHO nOIIITO HeM a MeXaHHqKHX npeKJIOnHHKa, a Hap;30p H p;HjarHocTHKa cy p;HrHTaJIH30BaHH. • EKOJIOWKa npHXBaTJbHBOCT
9.1.1. IIpe,ll;HOCTII ,ll;IIrIITaJIHIIX eJIeKTpOMOTopHIIxrrorOHa ,ll;HrHTaJIHH eJIeKTpOMOTOPHH norOH Cap;p)KH eJIeKTpHqHH MOTOP (eJIeKTpHqHY eHeprHjy npeTBapa y MeXaHHqKY), nOJIynpoBOp;HHqKH npeTBapaq CHare (KOjH npHJIaro9aBa HanOHe H cTpyje, 06HqHO H3 rpap;CKe Mpe)Ke, nOTpe6aMa MOTopa) H p;HrHTaJIHH norOHCKH KOHTpOJIep KOjH ynpaBJha CBHM OBHM KOHBep3HjaMa. 113JIa3He BeJIHqHHep;HrHTaJIHOreJIeKTpOMOTopHornoroHacy npHJIar0geHe nOTpe6aMa npOH3Bop;Hor npou;eca y KOjH je MOTOP YKJhyqeH. Pap; y 06JIaCTH p;HrHTaJIHHX eJIeKTpHqHHX noroHa je MYJITHp;HCU;HnJIHHapaH H 3aXTeBa 6JIHCKY capap;Ihy cTpyqIhaKa cneU;HjaJIH30BaHHX y pa3JIHqHTHM 06JIaCTHMa, Kao IIITO cy eJIeKTpHqHe MaIIIHHe, eHepreTCKa eJIeKTpOHHKa, MexaHHKa, MaTeMaTHKa, eJIeKTpOHHKa, peryJIaU;Hja, p;HrHTaJIHH CHCTeMH. HeKe npep;HOCTH p;HrHTaJIHHX eJIeKTpOMOTOPHHX norOHa cy: • HajooJbe npHJIaroljelbe nOTpeoaMa pap;He MaWHHe
TaqHOCT n03HU;HOHHpalha, p;HHaMHqKH 0P;3HB, KOHTHHyaJIHa npOMeHa 6p3HHe 06pTaIha oMoryhyjy npHJIar0geIhe nOTpe6aMa pap;He MaIllHHe KaKBO p;pyrH nOKpeTaqH He Mory p;a nocTHrHy.
118
He KopHcTe ce cpoCHJIHa ropHBa, HeMa npop;yKaTa caropeBaIha, a HHBO 6YKe H eMHTOBaHe TOnJIOTe je HH3aK. • IIIHpoK oncer CHara eJIeKTpH1IHHX MOTopa
TaK03BaHH MHKPOMOTOPH nOqHIhY ca HeKOJIHKO MHJIHBaTH, P;OK CHara cpep;lheHanOHCKHX MOTopa p;OCTH)Ke BHIIIe MeraBaTa. • IIIHpoK oncer op3HHa oopTalba BpaTHJIa
I10qHIhe op; 0,001 rad/s KOP; n03HU;HOHHpaIha TeJIeCKOna, na p;o 6 000 rad/s, IIITO je 3aXTeBaHa 6p3HHa 06pTaIha BpeTeHa KOP; caBpeMeHHX u;eHTapa 3a 06pap;y MeTaJIa. • BHcoKa e£llHKacHocT
,!J;HrHTaJIHH eJIeKTpHqHH norOH HMa MaJIe ry6HTKe CHare y npa3HOM xop;y, BHCOK CTeneH KopHCHor p;ejcTBa H cnoc06HOCT p;a KpaTKOTpajHo pa3BHje MOMeHT BHIlle nyTa BehH op; OHora KojH je g03BOJheH y TpajHoM pap;y. I1poP;YKTHBHOCT H KBaJIHTeT norOHa KOP; aJIaTHHX MaIIIHHa Mory p;a ce nOBehajy npHMeHOM P;HrHTaJIHHX eJIeKTpOMOTOPHHX norOHa.
9.2. MexaHIIKa eJIeKTpOMOTopHHxrrorOHa Ha OCHOBY p;pyror l:bYTHOBor 3aKOHa 3a TeJIO Mace M Koje ce Kpehe TpaHCJIaTOpHO 6P3HHOM v, Tj. HMa KOJIHqHHY KpeTaIha Mv, Ba)KH p;a je
KOJllfllHHK npHpalliTaja KOrrH'IHHe KpeTalha H HHTepBarra BpeMeHa jep;HaK arrre6apCKOM 36Hpy CBHX cHrrajKoje p;erryjy Ha TO Terro:
~(Mv) = ~k M
01
Kop; pOTalVIOHor KpeTalha Ba)l(H aHarrorHa perraU;Hja:
~(J(O) M
=
~m. 01
9.3. PaAHH MexaHH3MH H MaIIIHHe Y U;HJby npOY"l.JaBalha MexaHHKe erreKTpH'lHHX norOHa nOTpe6HO je n03HaBalhe KapaKTepHCTHKa MOMeHTa onTepefielha (pap;HHX MexaHH3aMa H MaIlIHHa) mo y CPYHKU;HjH 6p3HHe 06pTaIha co
((0 = 2n. n, rp;e je W 60
H3pa)KeHO y rad/s, a
n
npH 'leMY je:
y 06./MHH.).
J - MOMeHT HHepU;Hje Terra,
Tuiiu'tfte MeXaftu'tICe ICapaICUiepucUiuICe eJ1eICUiPU'tft02 MoUiopa:
0) -
yraoHa 6p3HHa 06pTaIha,
Lmj - arrre6apCKH 36Hp MOMeHaTa KOjH p;erryjy Ha TO Terro.
• CHHXpoHa KapaKTepHCTHKa. - ErreKTPHl.JHH MOMeHT je nOTrryHo He3aBHcaH op; 6p3HHe. QBaKBa 3aBHCHOCT ce jaBJba KOg CHHXPOHHX MOTopa.
Haj'lellifie KpeTalhe KOP; erreKTpOMOTopHor norOHa je P0TaU;HOHO (06pTHO) KpeTalhe nop; p;ejcTBoM p;Ba Me9yc06HO cynpoTCTaBJbeHa MOMeHTa me Hmo' npH 'leMY je me erreKTpH'lHH (norOHCKH) MOMeHT, a mo je MOMeHT onTepefieIha (pap;He MaIlIHHe). Ha Taj Ha'lHH OCHOBHa fbYTHOBa jep;Ha'lHHa KpeTalha erreKTpOMOTOPHHX norOHa rrraCH:
0
0)
a)
mm IIocToje erreKTpOMOTOPHH norOHH ca KOHCTaHTHHM MOMeHTOM HHepU;Hje (J = const48 , "l.JeIlIfiH crrY'laj Y npaKCH) H norOHH ca npOMeHJbHBHM MOMeHTOM HHepU;Hje (J =var49 , pe9H crrY'laj y npaKcH, cpelie ce KOP; u;eHTpHcpyra, HaMOTaBa'la, p060Ta ...). Jep;Ha'lHHa KpeTalha norOHa ca KOHCTaHTHHM MOMeHTOM HHepU;Hje rrraCH:
/
/ / / /
,-
/
0
6) mm
Jep;Ha'lHHa KpeTalha norOHa ca npOMeHJbHBHM MOMeHTOM HHepU;Hje rrraCH:
o 48 const - KOllciUaHl7illo. 49
var - cKpalieHlIl\a Oil Bapuja6UJlllo, iipOMell.lbUBo.
0)
CJtUKa 9.2. - a) CUltXp01ta KapaKiUepuciUuKa, 6) acultxpolta KapaKiUepuciUuKa, B) peglta KapaKiUepuciUuKa
119
• ACHHXpOHa KapaKTepHCTHKa. - Ca IIOBenalheM MOMeHTa 5p3HHa MaJIO OIIa~a. QBY OCO5HHY IIoce~yjy MOTOPH ca He3aBHCHOM IIo5y~OM H aCHHxpOHH MOTOP y je~HoM ~eJIy cBoje KapaKTepHCTHKe. • Pe,l1;Ha KapaKTepHCTHKa. - IIpe~cTaBJba ce xHIIep50JIOM H OBaKBa 3aBHCHOCT ce jaBJba KO~ MOTopa je~HocMepHe cTpyje ca pe~HoM
(;) IIpHMep cy ~H3aJIHn;e H JIH~TOBH, TpaKaCTH TpaHCIIopTepH.
'i'
• JIHHeapHa KapaKTepHCTHKa (MOMeHT OIITepenelba paCTe JIHHeapHO ca 5p3HHOM).
(;) IIpHMep je reHepaTOp je~HocMepHe cTpyje y YJI03H MeXaHH'IKOr OilTepenelha.
'i'
IIo5y~OM.
TuiiU'me MexaHu'-tKe KapaKiUepuciUuKe oiiiUepefiel-ba: • fpaBHTan;HoHa KapaKTepHcTHKa (MoMeHT OIITepenelba mQ je KOHCTaHTaH, mQ = MQ = const, Tj. He 3aBHCH O~ 5p3HHe).
• BeHTHJIan;HOHa KapaKTepHCTHKa (MOMeHT OilTepenelba paCTe ca KBa~paTOM 5p3HHe).
(;) IIpHMep cy n;eHTpH~yraJIHe IIYMIIe, BeHTHJIaTOpH, Typ50KoMilpecopH, KaO H OilTepenelha KO~ KOjHX je ~OMHHaHTHO Tpelhe.
'i'
A10+------------------Je~HaKOCT eJIeKTpHqHOr (ilorOHCKor) MOMeH-
o
o
Ta H MOMeHTa OilTepenelha y YCTaJbeHOM CTalbY rpa~HqKH je H3pa)KeHa TaqKOM IIpeceKa KapaKTepHCTHKe MOTOpa H KapaKTepHCTHKe OIITepenelba Ha ~HjarpaMY MOMeHTa m y ~YHKn;H jH 5p3HHe 0). QBa TaqKa Ha3HBa ce pa~Ha TaqKa IIOrOHa. Ha CJIUn;H 9.4 je ~aT IIpHMep MeXaHHqKe KapaKTepHcTHKe MOTopa a) H oilTepenelba 5), Koje ce ceKY Y pa~Hoj TaqKH A. QBa TaqKa HaM o~pe:9yje 3aje~HHqKY 5p3HHY 0) A H 3aje~HHqKH MOMeHT m A IIO~ KojHMa IIorOH cTa5HJIHO pa~H Y YCTaJbeHOM CTalbY.
a)
0)
5) m
a) 6)
0)
o
0)
C.!tUKa 9.3. - a) ipa6UiiiatfUOHa KapaKiiiepuciiiuKa,
5) .!tUHeapHa KapaKiiiepuciiiuKa, 6) 6eHiiiu.!tatfUOHa KapaKiiiepuciiiuKa
120
C.!tUKa 9.4. - MeXaT-lU'1Ka KapaKiiiepuciiiuKa a) Moiiiopa U 5) oiiiiiepefiel-ba
9.3.2. CTa5HJIHOCT IIorOHa
9.4.1. TpajHH IIorOH
,IJ;a 6MCMO pa3MOTpMJIM cTa6MJIHOCT rrorOHa y p;aToj pap;Hoj Ta'lKM CJIY)KMMO ce CJIep;enMM rrocTyrrKOM. HeKa 6MJIO KaKaB rropeMehaj p;OBep;e p;o Tora p;a rrorOH 'lMje cy KapaKTepMCTMKe rrpMKa3aHe Ha rrpeTxop;Hoj CJIMIJ;M HarrYCTM pap;Hy Ta'lKY A M rrO'lHe p;a ce oKpehe 6P3MHOM coB Koja je Beha Op; 6p3MHe CO A (COB> CO A).
OrrTepenelhe je CTaJIHO y CPYHK~MjH BpeMeHa H Tpaje HajMalhe OHOJIHKO KOJIHKO je rroTpe6HO p;a ce rrOCTHrHe CTaJIHa TeMrrepaTypa.
m
• t
• t
CO • t
CIIUKa 9.S. - Ciila6ullaH pag uozoHa (ci"ua6uIIHa pagHa iila'iKa)
Ep3MHM COB' op;roBapajy MOMeHT orrTepenelha moB' Kao M rrorOHCKM MOMeHT m eB . TIOIlITO je MOMeHT orrTepehelha moB BehM op; rrorOHCKor MOMeHTa meB' p;OJIa3M P;O ycrropaBalha, OP;HOCHO CMalhMBalha 6p3MHe op; COB CBe P;O 6p3MHe CO A Kap;a ce p;Ba cyrrpoTHa MOMeHTa M3jep;Ha'le. Ha OCHOBY rrpeTxop;Hor pa3MaTpalha 3aKJbY'lyjeMo p;a je rrorOH y Ta'lKM A cTa6MJIaH.
CIIUKa 9.6. - TpajHu UOZOH
9.4.2. KpaTKoTpajHH IIorOH OrrTepehelhe je KOHCTaHTHO, aJIM KpaTKO Tpaje. TeMrrepaTypa He p;OCTH)Ke YCTaJbeHY Bpep;HOCT. CJIep;ehe orrTepehMBalhe MOTopa He rrO'lMlhe P;OK ce MOTOP rrOTrrYHO He OXJIap;H.
9.4. TIoroHH eJIeKTpH~HHX MaIIIHHa y
~MJby MJIYCTpOBalha BpCTe rrorOHa KopMCTe ce p;MjarpaMM CJIep;ehMX BeJIM'lMHa:
• t
• MeXaHM'lKe CHare MOTopa P, • CHare ry6MTaKa Pg, • TeMrrepaType 8, M CBM ce rrpMKa3yjy y CPYHK~HjH BpeMeHa.
Pa3.flUlqjeMo iUpu OCH06He 6pciUe U020Ha: • TpajHH, • KpaTKoTpajHH, • HHTepMHTeHTHH
TepenelheM).
(rroroH ca rrepMOp;M'lHMM orrCIIUKa 9.7. - KpaiilKmupajHu UOZOH
121
9.4.3. HHTepMMTeHTHM rrorOH (noroH ca rrepMo,u:MqHMM orrTepeneIheM) Y CBaKOM D;HKJIyCy MOTOP je orrTepeneH CTaJIHOM CHarOM ogpe.l)eHo BpeMe. Tpajalbe rraY3e TaKo.l)e je YBeK HCTO. YCTaJheHa TeMrrepaTypa He gocTH)Ke ce HH 3a BpeMe orrTepenelba HH 3a BpeMe rray3e. PeJIaTHBHO BpeMe YKJhY'IeHOCTH (HHTepMHTeHD;Hja) y O,n:HOCY Ha Tpajalbe D;HKJIyca (t/T) CTaH,n:ap,n:H30BaHO je Ha CJIe,n:ene Bpe,n:HOCTH: 15%,25%,40% H 60%.
p
Ha, a 3aTHM ce OHe rropege ca )KeJheHHM (pecpepeHTHHM) BpegHocTHMa THX BeJIH'IHHa. Ha OCHOBY THX pe3YJITaTa ce ,n:eJIyje Ha yrrpaBJhaqKe BeJIH'IHHe TaKO ga ce aYTOMaTCKH ,n:o6Hjy yHarrpeg gecpHHHcaHe BpegHocTH yrrpaBJhaHHX BeJIH'IHHa. AYTOMaTCKa peryJIaD;Hja ce yrroTpe6JhaBa Kaga je rroTpe6Ha rrpOMeHJhHBa 6p3HHa y rrmpeM orrcery, HJIH cTa6HJIaH pag Ha )KeJheHoj 6P3HHH rrpH rropeMenajHMa THrra rrpOMeHe orrTepenelba HJIH rrpOMeHe Harrajalba. OCHM 6p3HHe MO)Ke ga ce 3aXTeBa H peryJIaD;Hja gpyrHx BeJIH'IHHa, Kao IIITO cy yrao (rr03HD;Hja) pOTopa, y6p3albe, MOMeHT MOTopa. ApyrH 3agaTaK aYTOMaTCKe peryJIaD;Hje MO)Ke ga 6yge OrpaHH'Ielbe rrpeBeJIHKHX cTpyja y rrpeJIa3HHM rrepHogHMa, Kao IIITO cy y6p3aBalbe, KOqelbe HJIH HarJIe rrpOMeHe orrTepenelba.
T
9.5.1. OrrIIITa IIIeMa perYJIMCaHOr norOHa
C./IUKa 9.8.
- HHlIiepMuUlel-tUll-tu UOZOI-t 56
kLZlJM
9.5. YrrpaBJhaIhe M peryJIaU;Mja • YnpaBJhalbe flog yrrpaBJhalbeM ce rrogpa3YMeBa aKD;Hja KOJOM ce Melba HJIH ogp)KaBa CTalbe (H3JIa3) HeKor gHHaMH'IKOr CHCTeMa. Ha rrpHMep, yrrpaBJhalbe 6P3HHOM jegHocMepHor MOTopa Bprrm ce rrpOMeHOM HarrOHa Harrajalba HJIH HarrOHa rr06yge. Tpe6a yO'IHTH ga oBge He rrocTojH HHKaKaB CHCTeM 3a KOHTPOJIY pe3YJITaTa.
• PeI'yJIa~Hja flo,n: perYJIaD;HjoMSO ce rrogpa3YMeBa yrrpaBJhalbe ca HeraTHBHOM rroBpaTHoM Be30M. Bprrm ce Mepelbe yrrpaBJhaHHX (H3JIa3HHx) BeJIH'IH50
Y
mlTepaTypH OCHM TepMHH a p e'iy/wu,uja KOPHCTH Y HCTOM
3Ha 'leI-bY II: TepMHH aywo,\WWCI{a p eiy/laljuja HnH aYWOMaUlCKO
y iipaBlbalVe.
122
OrrIIITa IIIeMa perYJIHCaHOr rrorOHa ,n:aTa je Ha CJIHD;H 9.9 Ha KOjOj cy rrpHKa3aHH rJIaBHH geJIOBH CHCTeMa Kao H rrYTeBH H cMepoBH rroje,n:HHHx YTHu,aja. Ha MOTOP ,n:eJIyjy perYJIau,HoHe BeJIHqHHe H rropeMenajH. PerYJIaD;HOHe BeJIH'IHHe cy 3a MOTOP je,n:HocMepHe cTpyje: HarrOH pOTOpa HJIH rr06ygHH HarrOH HJIH cTpyja pOTopa; 3a aCHHxpOHH MOTOP: HarrOH CTaTopa HJIH Y'IeCTaHOCT HTg. flopeMenaj je, Ha rrpHMep, MOMeHT orrTepenelba.
9.5.2. AYTOMaTCKa peryrraU;Mja eJIeKTpOMOTOPHMX rrorOHacarrpMMeHOM nOBpaTHe cnpere HajjegHocTaBHHja IIIeMa perYJIaD;HOHOr CHCTeMa, OgHOCHO aYTOMaTCKe peryJIaD;Hje eJIeKTPOMOTopHor rrorOHa ca rrpHMeHOM rrOBpaTHe crrpere je rrpHKa3aH Ha CJIHD;H 9.10. AeJIOBH TaKBor CHCTeMa cy:
IIopeMehajH
V ~ Peryna~H?HH ~ Harrajalbe H ype~aJ '----1./" npeTBapa'I PerjJepeHl1e (KOMJIapaTOp) (JlCefbeHU U3Aaa)
IIopeMehajH PeZYAal1UOfle eeAU'tUHe
~ ....
V
MOTOpca CeH30pHMa
;r::>Pe?YAUCaHe 6eAU'tUHe (U3Aaa)
l\
MepHH OpraHH ( KOMrreH3aTOpH,
[JOepaiUHe 6eae
C/LUKa 9.9. -lJIeAw pezy/LUcaJ-IO Z fiOZOI-t a
• OSjeKaT perYJIa~Bje
06jeKToM peryJIa~llj e ce rrpeKo YJIa3He (peryJIa~llOHe) BeJIWIllHe Z MO)J{e ynpaBJbaTllll3JIa3HOM (perYJIllCaHOM) BeJIll'IllHOM y. • nOBpaTHa Be3a nOBe3yje perYJIllCaHY BeJIll'IllHy y ca ):(eTeKTopOM. • ,11;eTeKTop - y lheMY ce 0):(Y3llMalheM 0):( pecpepeH~e y *
e.
• PerYJIaTOp - llMa yJIory ):(a Ha OCHOBY rpelliKe llJIll O):(CTyrralha peryJIa~llje e Koja ce ):(OBO):(H Ha lherOB YJIa3, CBOjHM ll3JIa30M ):(eJIyje Ha perYJIaQHOHY BeJIH'IHHY Z, aJIH TaKO ):(a ce CMalhll O):(CTyrralhe perymlcaHe BeJIll'IHHe y.
y Tlol3pailifta l3e3a C/LUKa 9.10. - Jegflo ciIia l3 afl CU CtU eM ayiUoMaiUcK e p ezy /L au,uje ca upuM efloM iiol3paiUfle Beae
0npl1MEP 05jeKaT perYJIaQllje: MOTOP je):lHOCMepHe cTpyje PerYJIaQHoHa BeJIll'IllHa z: HarrOH Harrajalha PerYJIllCaHa BeJIll'IRHa y: 6p3RHa 3a oCTBapelhe rrOBpaTHe Be3e ):IO):laje ce TaxoreHepaTop51 Ha BpaTRJIO II KOPllCTll ce lherOB HarrOH Kao MepllJIO 6p3llHe. 51 TaxoreHepaTOpH cy o6paljeHJ1 y AeJIY 10.6.
9.6. 3alllTMTa MalllMHa OA rrpeTepaHor3arpeBaffia YapOK iipeiUepaHoi 3aipe6afba MoiUopa MOJICe ga 6yge:
• npeonTepelielbe, • KBap (Haj'Iellilie KpaTKR crroj HeKor HaMoTaja), • HBCKB HanOH, jep ce Ta):la 3a rrOCTR3aI-be rroTpe6He CHare R3 H3Bopa ~prrH rroBeliaHa cTpyja. HeKO./l,UKO OCH06HUX HaLf,UHa 3aUtiUuiUe MaUtUHa og iipeiUepaHoi 3aipe6afba
cy:
• 3aIlITHTa 0):1 rrpeorrTepelielha rroMoliy 6RMeTaJIHHX peJIeja, • 3aIlITRTa 0):1 KpaTKor crroja, • KOM6RHOBaHa 3aIlITRTa R 0):1 rrpeorrTepelielha H 0):( KpaTKor crroja, • rrO):(HarrOHCKa 3aIlITHTa, • TeMrrepaTypHa 3aIlITHTa.
9.6.1. 3alllTMTa op; rrpeorrTepeneffia rroMony 6lIMeTaJIHlIX peJIeja BllMeTaJIHH peJIejH Mopajy TpajHo ):(a rrO):(Hecy HOMRHaJIHY CTpyjy MOTopa, Koja ce rrO):lelliaBa Ha caMOM peJIejy, ):(OK CTpyjy Koja je 3a 5% Belia 0):1 HOMHHaJIHe Mopajy ):(a RCKJbY'Ie rrpe HCTeKa ):(Ba 'Iaca, a CTpyjy Koja je 3a 50% Belia 0):( HOMHHaJIHe Mopajy ):Ia RCKJbY'Ie rrpe llCTeKa ):(Ba MR-
123
~--------.
--
-
_-_.
-_...
__ .......
_-- - - -
HyTa. To 3Haqll )1;a 6llMeTarrHll perrej Mopa )1;a oMorynll HopMarrHo 3arreTaIhe MOTopa II )1;a ra 3alllTllTll y crryqajy rrpeorrTepenelha, Hrrp. rrojaBa rrpeBerrllKe cTpyje 360r llcrra)1;a je)1;He
9.6.2. 3aIIITHTa 0)1; KpaTKor cnoja TOnJbHBlfM oClfrypal.JlfMa TIoce6Ha rra>Klha ce rrocBenyje MOTopllMa ca TelllKllM CTapTOM, Hrrp. aCllHxpOHHM MOTopHMa ca KpaTKocrrojeHHM POTOpOM. TOrrJhHBH oCHrypaq He CMe )1;a rrpeKllHe CTpyjHO Korro rrpll 3arreTalhy Tj. rrylllTaIhy y pa)1;, rra Tpe6a rrpHMeHllTH YMeTKe oCllrypaqa ca crropHM )1;ejcTBOM.
9.6.3. KOM5HHoBaHa 3aIIITlfTa 0)1; npeonTepeliefba H KpaTKor cnoJa
')1;0 rrpeTepaHor 3arpeBalha MalllHHe rrOlllTO OHa rroTpe6HY cHary rrOCTH>Ke rrOBrraqelheM Bene cTpyje H3 ll3Bopa. Hajqelllne ce KO)1; BenHX MalllHHa aYTOMaTCKll 3alllTHTHll rrpeKll)1;aqH orrpeMajy H rrO)1;HarrOHCKllM OKH)1;aqHMa.
9.6.5. TeMIIepaTypHa 3aIIITlfTa TeMrrepaTypHa 3alllTHTa je je)1;HHa rrOTrrYHa MeTO)1;a 3alllTHTe MalllHHe 0)1; rrpeTepaHor 3arpeBaIha, )1;OK rrpeTXO)1;HO orrHcaHe MeTO)1;e 06YXBaTajy caMO Hajqelllne crryqajeBe. TeMrrepaTypHa 3alllTllTa ce oCTBapyje Ha )1;Ba HaqllHa: • 6llMeTarrHllM rrpeKll)1;aqllMa, • rrpHMeHOM )1;aBaqa TeMrrepaType. KO)1; MarrllX MalllllHa, Hrrp. MOHoKe )1;a 6llMeTarrHll rrpeKll)1;aq pearyje II Ha rrpeKOMepHe cTpyje II Ha He)1;03BOJheHe TeMrrepaTYpe HaMOTa.
OBaKBa 3alllTllTa MO>Ke )1;a ce pearrll3yje Ha )1;Ba HaqllHa: • HCTOBpeMeHOM yrroTpe60M 6HMeTarrHHX perreja II TOrrJhllBllX oCllrypaqa, Kao lllTO je rrpeTXO)1;HO orrHcaHO, • rrpHMeHOM aYTOMaTCKHX 3alllTllTHHX MOTOPHHX rrpeKH)1;aqa.
KO)1; BenllX MalllllHa y HaMOTe ce yrpal)yjy )1;aBaqll TeMrrepaType. Ha Taj HaqllH ce rrpeKO peryrraTopa llrrll rrpeKll)1;aqa )1;erryje Ha llCKJhyqeIhe CHare y crryqajy rrpeKOpaqeIha )1;03BOJheHe TeMrrepaType.
AYTOMaTCKll MOTOPHH rrpeKH)1;aqH cy ypel)ajll 3a YKJhyqHBalhe H llCKJhyqHBaIhe cTpyje, a HCTOBpeMeHO Bpllle 3alllTHTY 0)1; KpaTKor crroja H rrpeorrTepenelha. Y TOM U;HJhy orrpeMajy ce erreKTpOMarHeTCKllM H TepMHqKllM OKH)1;aqllMa. OKll)1;aqll Mory )1;a )1;erryjy ca BpeMeHCKllM O)1;rraralheM Hrrll 6e3 lhera.
9.7. ,1J;ejcTBo eJIeKTpHl.JHe cTpyje
9.6.4. ITO)1;HanOHCKa 3aIIITHTa TIO)1;HarrOHCKa 3alllTHTa ce Ha3HBa II 3alllTHTa erreKTpllqHe MalllHHe 0)1; HllCKor HarrOHa Harrajalha. TIpH CHll>KeHOM HarrOHY HarrajaIha )1;Orra3ll
124
Ha l.JOBeKa If 3aIIITlfTa 0)1; y)1;apa CTpYJe • EJIeKTpHqHH y)J;ap
OCHOBHa rrpOMeHJhllBa 3a O)1;pel)llBaIhe jaqllHe erreKTpllqHOr y)1;apa je erreKTpllqHa cTpyja KOja ce ycrroCTaBJha y Terry. OBa cTpyja HapaBHO 3aBllCll 0)1; HarrOHa II OTrropHOCTll rrYTalhe Y Terry. TIpll6rrll>KaH orrlllTll OKBllP 3a O)1;pel)llBaIhe rrOCrre)1;llu;a erreKTpllqHOr y)1;apa je Crre)1;enll:
llociUuJlCe ce l-la cJl,egehe l-lal.f,Ul-le:
Ja'lUHa eJIeKTpU'IHe cTpyje (jeAHoceKyuAulI KOHTaKT)
~H3HOJIOWKO
• 3alllTHTHOM H30JIa~HjoM eJIeKTpHqHHX ype1jaja,
AejcTBo
• 3alllTHTHOM H30JIa~HjoM cTajaJIHllITa pyKOBao~a,
ImA
rrp ar OCeTJhUBOCTH, 3yjalhe y ylIlHMa, 6o~Kalhe, Tptbetbe geJIOBa TeJIa;
SmA
rrpHxB aheHo Kao MaKCHMaJIHa jaqHHa eJIeKTpH'IHe cTpyje 6e3 rrOCJI eAH~ a;
i
lO-20mA
cTpyja "He Mory ga KpeHeM " rrO'leTaK rrogHOlIlJhHBHX rpqelha MHlIlHha;
go300mA
rp'letbe Cp'laHOr MHlIlHha, cpaTaJIHO aKO rroTpaje; CPYHK~Hja rrJIyha je jOlIl YBeK O'lYBaHa;
! 1
;)
6A
r p'lelbe Cp'laHOr M11lIlHha rrpaheHO 11crragoM 113 HOpMaJIHOr pHTMa ; rrp11BpeMeHH rrpeCTaHaK paga rrJIyha - pecrr11paTopHa rrapaJIH3a. Moryhe caropeBalbe.
• npHMeHoM HanOHa MalbHX o~ MaKCHMaJIHO ~03BOJbeHOI' (65 V, 42 V HJIH 24 V), • I'aJIBaHCKHM o]J;BajalbeM, HajlJeIlllie rroMoliy T3B. H30JIa~HOHOr TpaHccpopMaTopa rrpeHocHor op;Hoca 1 : 1. (HarroMeHa: Y TOM CJIylJajy yTHlJHH~a He CMe p;a HMa 3allITHTHO Y3eMJhelbe), • ynoTpeoOM 3alllTHTHOI' npeKH~aqa 3a ~O~HPHH HanOH, OH pearyje lJHM P;OP;HPHH HarrOH Ha 3aIllTHfieHHM p;eJIOBHMa rrpege rrporrHcaHY Bpep;HOCT, • ynoTpeoOM HYJIOBalba, • ynoTpeoOM 3alllTHTHOI' Y3eMJbelba. lloja'-tal-le Mepe 3atuiUuiUe Mopajy ga ce upUMel-le y: • KyrraTHJIHMa, Tj. CJIH'IHHM BJIa)KHHM H MOKpHM rrpocTopHjaMa, • pap;HOHH~aMa H CKJIap;HIlITHMa y KojHMa rro CTOjH orraCHOCT 0)]; rrO)Kapa,
IIJIYCTpanlBmI
rrpHMep
rrpHpop;e
eJIeK-
TpHlJHOr HarrOHa je rrTHI~a Koja CTOjH Ha BHCOKOHarrOHCKOM rrpOBop;HHKY 6e3 HKaKBHX rrOCJIep;H~a, rrOIllTO cY joj o6e Hore Ha HCTOM
• rrpocTopHjaMa ca eKCrrJI03HBHHM CMeIllaMa, • rr030pHIllTHMa, 6HOCKorrHMa, crropTCKHM P;BOpaHaMa H CJIHlJHO.
rroTeH~HjaJIY·
9.7.2. AKO AO eJIeKTpllqHOr 9.7.1. 3amTHTa PYKOBaou;a OA eneKTpHqHorYAapa Y CBHM eJIeKTpHlJHHM
HHCTaJIa~HjaMa lJHjH je
HarrOH BHIllH op; HeKor rrporrHcaHor HarrOHa crrpoBOP;H ce 3aIllTHTa
pYKOBao~a
op; eJIeKTpHlJHOr
yp;apa. HajlJewlie je rrpeMa rrporrHCHMa TO 65 V, aJIH Y HeKHM CJIYlJajeBHMa ca rrojalJaHHM MepaMa 6e36ep;HOCTH H 42 V, rra lJaK H 24 V. 3atuiUuiUa o6yx8aiUa: • 3aIllTHTY op; p;HpeKTHor p;op;Hpa, • 3awTHTY op; HarrOHa rpeIllKe (KBapa).
YAapa HrraK Aol)e ... • mTO npe HCKJbyqHTH CTpyjy. 1I3 Ta6eJIe CPH3HOJIOllIKHX p;ejCTaBa YOlJaBa ce )];a CTerreH rrOBpep;e 3aBHCH H op; Tora KOJIHKO BpeMeHa rrocTojH cTpyja y TeJIY, rra je HeorrXOP;HO IllTO rrpe rrpeKHHyTH CTpyjHO KOJIO. AKO He rrocTojH MoryfiHocT p;a ce 6p30 HCKJhY'IH cTpyja KOP; eJIeKTpHlJHOr yp;apa H3a3BaHor HarrOHOM p;o 1 000 V, rroBpegeHor Tpe6a OP;BOjHTH 0)]; HarrOHa rroMofiy HeKor H30JIa~HOHOr rrpep;MeTa. IIpH TOMe CrraCHJIa~ Mopa p;a 6yp;e H30JIOBaH H p;a rrpH op;BajalbY He )];Op;Hpyje p;pyre rrpep;MeTe.
125
(;)
KO}J; eJIeKTpWIHOr y}J;apa R3a3BaHOr HarrO-
OIIne 3amTnTe
~ HOM rrpeKo 1 000 V He rrOKYlliaBaTR O}J;Baja-
llpBa ~ncfJpa
Fbe qaK HR R30JIaU;ROHRM rrpe}J;MeTRMa, jep je TO
0
Be3 3aIIITl1Te
orraCHO rro )KRBOT.
1
3aIIITl1Ta o~ ~o~l1pa PYKOM 11 o~ CTpaHHX Terra BehHX O}:\ 50 mm
2
3aIIITl1Ta o~ ~o~l1pa rrpcTHMa H o~ CTpaHHX Terra BehHX o~ 8 mm
3
3aIIITHTa o~ ~o}:\Hpa arraTOM, )f(H~OM H crr. H o~ yrra}:\a CTpaHI1X Terra BehHX
I10CJIe O}J;BajaFba rrOBpegeHor Tpe6a IIITO rrpe rrpe6aU;RTR }J;O Haj6JIR)Ke Me}J;RU;RHCKe YCTaHOBe.
Y TOKY TpaHcrropTa rrpY)Ka
ce rrpBa rrOMon,
O}J;HOCHO rrpRcTyrra O)KRBJbaBaFbY aKO rrOBpegeHR He }J;RIIIe RJIR My He pa}J;R cpu;e.
o~2,5mm
Ka}J;a rrOBpegeHR He }J;RIIIe, O}J;Max ce rrpRMeFbyje BeIIITaqKO }J;Rcalhe. AKO rroBpegeHoM rrpR
4
3aIIITHTa o~ ~o}:\Hpa Talber arraTa, O~HOCHO )f(11~e, Kao H O}:\ yrra~a Terra BehHxo~l mm
5
IIoTrrYHa 3aIIITHTa O}:\ }:\o}:\Hpa H O,Il TarrO)f(elba rrpaIIIHHe
6
IIoTrrYHa 3aIIITHTa O,Il ,IlO~Hpa 11 O,Il yrracKa rrpaIIIHHe
TOM He pa}J;R cpu;e (He MO)Ke }J;a ce HarrRrra rryJIc Ha apTepRjaMa BpaTa RJIR cy jaKo rrpOlimpeHe 3eHRu;e), ca BeIIITaqKRM }J;RcaFbeM KOM6RHyje ce CrrOJbHa MaCa)Ka cpu;a.
9.8. CTerreH MexaHIPIKe 3aIIITl:ITe eJIeKTpl:I"llHl:IX ypelJaja EAeKUipu'-lHU ypebaju (MaUlUHe, fupaHcqJOpMauLOpu, upeKuga'-lU, KOHUlaKUlOpu, UHCUlaAa4uOHU auapawu, eHepzeWCKU upeW6apa'-lU U CA.) Mopajy ga ce Ulwuwe og:
,IJ,pyra ~H«I>pa O~HOCR ce Ha 3aIIITRTY O~ YJIaCKa Bo~e, O~HOCHO 6RJIO Koje }J;pyre TeqHOCTR.
p,pyza 4ucjJpa UMa 6pegHocwu og 0 go 8, upeMa cAegeftoj iua6eAu.
,I1;pyra n;ncfJpa 0
Be3 3aIIITl1Te
1
3aIIITHTa o~ KarrJbH~a Koje rra,Ilajy BepTI1KarrHO
2
3aIIITHTa o~ KarrJbH~a Koje rra,Ilajy rro,Il yrrroM ~o 15°
3
3aIIITHTa o~ rrpcKalba ca ,Il03BOJbeHHM O,IlCTyrralbeM ~o 60° o~ BepTHKarre
4
3aIIITHTa o~ rrpcKalba y CBHM cMepoBHMa rrpeMa KyhHIIITY
5
3aIIITHTa o~ Mrra3eBa H3 CBHX cMepoBa
6
3aIIITl1Ta o~ 3arrJbycKHBalba MOPCKOM BO}:\OM H O,Il j aKHX Mrra3eBa
7
3aIIITl1Ta O,Il rrpo~opa Bo~e y MaIIIHHY ypolbeHY y BO,Ily Y Tpajalby ,IlO 30MHHYTa
8
Ypel)aj je crroco5aH 3a TpajHH pa~ rro,Il BO~OM, a rro~ ycrroBHMa rrporrHcaHHM o~ rrpoH3Bol)aQa
• }J;OAupa, • npOAopa CTpaHUX TeJIa, • npOAopa BOAe (TeqHOCTU). CTerreH MeXaHRqKe 3aIIITRTe }J;eqmHRcaH je CTaH}J;ap}J;OM Me9YHapO}J;He eJIeKTpOTeXHRqKe KOMRcRje lEC 60529. 06eJIe)KaBa ce Ha CJIe}J;enR HaqRH: lP 00 - lP 68. CKpaneHRu;a lP 03HaqaBa International protection, a rrorrYJIapHO ce Ha3RBa lP KO}J;. llpBa ~H(l>pa ce O}J;HOCR Ha 3aIIITRTY Jby~R o~ ~o}J;Rpa ~eJIOBa
rro}J; HarrOHOM, Kao R rroKpeTHRx
~eJIOBa y KynRIIITy, O~HOCHO 3aIIITRTY MalliRHe
O}J;
yrra~a
KpyTRX TeJIa.
[Jp6a 4ucjJpa UMa 6pegHocwu og 0 go 6, upeMa cAegeftoj wa6eAu.
126
OIIne 3amTnTe
~ ITPOBEPH CBOJE 3HAlbE
m
1. 06jacHH CTpyKTypy eJIeKTpOMOTOPHHX norOHa.
2. Ha6poj
npe~HocTH ~HrHTaJIHHX eJIeKTpOMoTOP-
HHxnorOHa. je~HaqHHe KpeTalba 3a eJIeKTpOMoTOPHH norOH ca KOHCTaHTHHM MOMeHTOM HHepQHje.
3. HanHlllH
o
4. HaQPTaj MeXaHHqKe KapaKTepHcTHKe MOTopa.
5. HaQPTaj MexaHH
CJlUKa 9.11. -
Ya LluiUaH:>e 7
6. Koje cy BpcTe norOHa eJIeKTpHqHHX MalllHHa?
7. Ha CJIHQH 9.11 npHKa3aHa je MeXaHHqKa KapaKTepHcTHKa norOHa me H onTepelielba mo' ,Ua JIH
9. lliTa MO)Ke 6HTH Y3POK npeTepaHoM 3arpeBalbY
je norOH cTa6HJIaH y pa~Hoj TaqKH A? O.n:roBop 06pa3JIO)KH.
10. KaKO MalllHHa MO)Ke.n:a ce 3alllTHTH o.n: npeTepa-
8. HaQPTaj onlllTY llleMY perYJIHCaHOr norOHa H
11. KaKBo .n:ejCTBO H3a3HBa eJIeKTpHqHa cTpyja Ha
o6jacHH.
MalllHHa? Hor 3arpeBalba? qOBeKa?
127
10. EJIeKTpIIQHII arrapaTII II rroMoliHII ypeljajII EJIeKTpH'IHH CKJIOnHH anapaTH cy ypeljajH 3a YKJbY'IHBalhe, O~p)KaBalhe H npeKH~alhe CTpyjHHX KOJIa. TIOlliTO cy TO ypeljajH 'tmje cy
10.1.1. AYTOMaTCKH TIpeKH)J;a'IH52 YJIora aYTOMaTCKHX npeKH~a'la (CJIHKa 10.1) jeCTe p;a 3alIITHTe rrocTpojelha op; KpaTKHX crrojeBa H npeorrTepehelha. AYToMaTcKH rrpeKHp;a'IH Mory 6.l1TH jep;HOrrOJIHH, p;BOrrOJIHH, TpOnOJIHH H 'IeTBOpOrrOJIH.l1. Ha CJIH:U;H 10.2 npHKa3aH je yrrpolIIheH H3rJIep; jep;HOrrOJIHOr aYToMaTcKor npeKHp;a'Ia. AYToMaTcKH rrpeKHp;a'I ce YKJby'Iyje py'IHO rroMohy py'I.l1:u;e, a HCKJbY'Iyje ce HJIH py'IHO HJIH aYToMaTcKH aKO HacTyrrH HeKH KBap.
'IH, perYJIaTOpH, KaO H Op;roBapajytm npH60p. OBOM rrop;py'Ijy eJIeKTpOTeXHHKe rrOKJIalha ce BeJIHKa na)Klha. I1cTpa)Kyjy ce HOBH
10.1.
ITpeKH)J;a"tJH
npeKH~a'lH Mory p;a YKJbY'Iyjy, rrpOBop;e H rrpe-
KHHy CTpyjy Y HOpMaJIHHM YCJIOBHMa pap;a, Kao H p;a YKJbY'Ie, rrpOBop;e y op;peljeHoM BpeMeHY H rrpeKHHy cTpyje KpaTKor crroja. 360r CBOjHX oco6HHa rrpeKHp;a'IH ce KopHCTe H 3a 3alIITHTY rrpHKJbY'IeHHX anapaTa H Bop;OBa. CTpyja KpaTKor crroja je cTpyja Koja HacTaje Kao rrOCJIep;H:u;a KBapa HJIH HerrpaBHJIHOr rrOBe3HBalha y eJIeKTPH'IHOM KOJIy. TIpeKHp;a'IH Mory p;a ce KOHCTPY.l1lIIY TaKO p;a HM je Tpajalhe rrpeKHp;alha P;OBOJbHO KpaTKO p;a Crrpe'IaBajy p;a cTpyja KpaTKor crroja p;OCTHrHe
CAU1W
CBOjy MaKCHMaJIHY Bpe~HOCT. TaKaB npeKHp;a'I ce Ha3HBa rrpeKHp;a'I-OrpaHH'IaBa'I.
52 HeKH npoH3Bol)a'lH onpeMe
128
10.1. - Jegl-lOUOAHU, gBO(IOAHU U iUPOUOAIlU ayiUoMaiUcl(u iipeKuga'tu
ayiiioMaiiicKu ocuzypa'lu.
ayiiiOAtaiiiCKe iipeKuga.te Ha311Bajy
....
~ ... ;;.·.· ' ' '-.\1·.' '.. .' ..
~[
(17)
a)
(22)
I1POBO.n;HHK
~i 5
~
45
60 68
If3oJIoBaHa py
C/lUKa 10.2. - Yupoudte/-t u3z/leg jeg/-touo/l/-toz ayiUoMaiUcKoz upeKuga'ta
~--- KOHTaKTHH HO)J{
AYTOMaTCKM rrpeKMAa~M ce KopMcTe y KyhHMM MHcTarrar-wjaMa M MHAYCTPMjM. OArrMKyje MX je)1;HOCTaBHO pYKoBalhe M eqmKacHa 3alIITMTa.
+--
-
- I1POBO.n;HHK
6) C/lUKa 10.3. - PaCiUa6Jba't
MMajy OCHOBHM 3a)1;aTaK )1;a oABoje Ha BMAJhMB Ha~MH HeKM erreMeHT MrrM ype:9aj OA OCTarre MHCTarranMje TaKO Aa ce HeCMeTaHO BplIIe peMoHTM M rrorrpaBKe. IlolIITo ce paCTaBJba~MMa BMAJbMBO oABaja Aeo HeKor rrocTpojeFba, ocooJbe Koje pa)1;M Ha rrorrpaBnM MrrM 3aMeHM Tor )1;erra rrocTpojeFba je CMrypHO. PaCTaBJba~eM ce pyKyje caMO OH)1;a KaAa cy erreKTpM~Ha Korra HeorrTepeheHa jep paCTaBJha'lM HMCY )1;MMeH3MoHMcaHM TaKO Aa Mory Aa rrpeKMAajy M ycrroCTaBJhajy Korra rrOA orrTepehelheM. OHM M3Y3eTHO Mory rrpeKMAaTM M3Y3eTHO Marre cTpyje M Te Bpe)1;HOCTM rrporrMcyje rrpOM3Bo:9a'l rra 0 TOMe Tpeoa BOAMTM pa'lyHa. PaCTaBJba'lM Mory OMTM je)1;HOrrOJIHM M BMlIIerrOJIHM (Haj'lellihe TpOrrOJIHM). Ka)1;a cy HM)KM HarrOHM, rrojeAMHa'lHO ce pYKyje CBaKMM paCTaBJba'leM, H TO rroMohy M30rrOBaHe py'lMne. Ha CJIMnH 10.3 rrpHKa3aH je M3rJIeA M yrrpoIlIheHa IlIeMa je)1;HOrrOJIHOr paCTaBJba'la. IloKpeTHH Aeo je KOHTaKTHH HO)K KOjM MMa M30JIOBaHY py'lMny. KaAa ce yKJbY'lyje, KOHTaKTHM HO)K ce CTaBJba y KOHTaKTHe 'leJhycTH. OBO je HajjeAHocTaBHHja KOHCTpYKnMja paCTaBJha'la.
PaCTaOJbaQH
PaCTaBJha'lH ce AHMeH3MoHMIlIY npeMa Ha3HBHOM HanOHY M Ha3MBHoj CTpyjM, HcnHTyjy ce Ha TepMM'lKy M AHHaMM'lKY 'lBPCTohy.
... 10.3. OCMrypa~nI OCHI'ypaQH IlITHTe ype:9aje, anapaTe H eJIeKTpH'lHe MalIIMHe OA cTpyja KpaTKor crroja MJIM npeorrTepeheFba.
10.3.1. TOITJhMBM oCMrypallM ErreKTpM'lHO KOJIO ce npeKMAa TOnJbelheM rrpoBOAHMKa y lheMy. Ka)1;a "rrperopM" )1;eo y lheMy, Mopa Aa ce 3aMeHH HOBMM, IlITO 3Ha'lM Aa je Taj )1;eo 3a jeAHoKpaTHY yrroTpeoy. IlocToje BMCOKOHanOHCKM 53 M HMCKOHarrOHCKH TOrrJhMBH OCHrypaQM KOjM ce pa3JIMKyjy rro KOHCTpYKnHjM.
53 BHCOKOHarrOHCKM oCHrypa'lH cy o6pageHH y T\eJIY 6.4.
129
jJ,eJlOBU HUCK01WUOHCKUX ocuiypa'-ia
Kana oCllrypaqa
TIO)l:HO)J{je oCllrypaqa
Karra oCllrypaqa ce cacTojll OA MeCIIHraHe qaype rrOp~eJIaHCKOr AP)l(aqa II Ha rrpeAIhoj CTpaHII liMa MaJIII rrp030p Kp03 KOjll ce KOHTpOJIIIllle IIcrrpaBHOCT oCllrypaqa.
HarrpaBJheHO je OA rrOp~eJIaHa II liMa MeCIIHraHe rrpIIKJhyqHe KJIeMe II MeCIIHraHO rpJIo.
CIlUKa 10.7. - Kaila ocuzypa'ta
a)
6)
B) TOrrJhIlBII oCllrypaqll 3a 3alllTIITY arrapaTa (IIJIII CTaKJIeHII oCllrypaqll) rrpIIKa3aHII cy Ha CJIII~II 10.8. )J:IIMeH311je OBIIX TOrrJhIlBIIX YJIO)l(aKa cy 05 II AY)l(IIHa OA 20 AO 30 mm.
CIlUlW 10.4. - llogH O)/(je ocuzypa'ta a) 0e3 u30llaiuopc/coz ~ipciUeHa, 6) ca u30llaiUopcKuM ilpciu eHoM, 6) ca 3a~wuuiUHOM Ma C/COM
KaJIlloplIcaHII npCTeH
CBOjllM OTBOPOM A03BOJhaBa YMeTaIhe caMO OArOBapajyfier YMeTKa .
() E=>=<3) ) () IIEFE) )
•
CIlUKa 10.B. - Tmllbu6u (ciUaKlleHu) ocuzypa'tu
CIlUKa 10.5. - Ka ll u6pucaHu ~lpclueH
YMeTaK
YMeTaK je ~IIJIIIHAPWIHor 06JIIIKa ca ABa MeTaJIHa KOHTaKTa Ha KpajeBIIMa. Y lllyrrJhIlHII je rrpOBOAHIIK oA cpe6pa II 3aTe3Ha )l(1I~a ca cllrHaJIHIIM OK~eTOM. KaAa YMeTaK rrperopll, cllrHaJIHO OK~e IIcrraAHe 113 JIe)l(lIlllTa. YMeTaK je Aeo KOjll ce MeIha. I-13pa~yjy
ce 3a HarrOHe AO 500 V- II cTpyje OA 2
i~.~ J;~;! '8 ':' , ,',\',(-1.'\1
CIlUKa 10.6. - Y:vteiUaK
Y KyfiHIIM eJIeKTpWIHIIM IIHCTaJIa~lIjaMa yrJIaBHOM ce KopllcTe oCllrypaqll 6, 10, 16, 201125 A.
CKJIOIIKe
CKJIOnKe CJIY)l(e 3a YKJhyqeIhe, TpajHo rrpOBO~eIhe II rrpeKIIAaIhe cTpyje y HOpMaJIHOM rroroHy. Y BpJIO KpaTKOM BpeMeHCKOM IIHTepBaJIY Mory Aa rrpOBOAe CTpyjy KpaTKor crroja.
n
'i'
Ao200A.
130
10.4.
CKJIOrrKOM ~e He CMe rrpeKIIAaTII cTpyja KpaTKor crroJa.
10.4.l. rpe5eHaCTe CKJIOIIKe rpeoeHaCTe CKJIonKe (CJIIIKa 10.9) KopllcTe ce KOA MOTopa 3a rrocTyrrHo YKJhyqelhe arrapaTa y3 MoryfiHocT Koplllllfielha HYJITOr rroJIo)l(aja, arrapaTa 3a 3aBapIIBaIhe IITA. CKJIOrrKe Koje ce rrpIIMeIhyjy KOA eJIeKTpllqHIIX ype~aja paAHllx MalllllHa rAe He CMe Aa Ao~e AO HeOqeKIIBaHor YKJhyqeIha MalllllHe, AOAaTHo cy OrrpeMJheHe 6paBoM.
OCHOBHH CaCTaBHH eJIeMeHTH rpe5eHaCTHX CKJIOIIKH ce yrJIaBHOM cepHjcKH IIpOH3BO~e, TaKO ~a ce y KpaTKOM BpeMeHY y3 YIIOTpe5y CTaH~ap~HHX n;eJIOBa H3pa9yjy CKJIOrrKe 3a 5HJIO KOjy HaMeHy.l1aKo cy MaJIHX ~HMeH3Hja, r-pe5eHaCTe CKJIOrrKe HMajy ~o5py rrpeKH~Hy MOn, MeXaHHqKy If eJIeKTplfqHY lf3n;p)KJblfBOCT.
JilfMeTaJIH (TepMOOHMeTaJIH) cy TpaKe caCTaBJbeHe O~ ~Ba MeTaJIa ca pa3JIHQHTlfM TeMrrepaTypHlfM Koeq,HI.J;lfjeHTHMa lllHpelba. Ka~a TeMrrepaTypa rropaCTe TpaKa ce caBMja Ha CTpaHM MeTaJIa ca MalbMM TeMrrepaTypHMM Koeq,MI.J;MjeHTOM. Ka~a ce 5MMeTaJI OXJIa~M, Bpana ce Y CBOj rrpBo5MTHlf rroJIo)Kaj. Ha CJIlfI.J;M 10.10 rrpMKa3aH je 5MMeTaJI CaCTaBJbeH o~ ~Ba MaTepMjaJIa pa3JIMQlfTOr KoeqmI.J;HjeHTa TepMMQKOr lllMpelha. MaTepMjaJI 1 MaTepMjaJI 2 IIoJIo)Kaj 6lfMeTaJIa Ha pecpepeHTHoj TeMIIepaTyplf
~
IIoJIo)Kaj Kaga je TeMnepaTypa BMma OA pecpepeHTHe
CJtUKa 10.9. - rpeoeHaciiie CKJt ouxe
ITpolf3B09aqlf y CBOjlfM KaTaJI03lfMa ~ajy CBe rroTpe5He KapaKTeplfcTlfKe rpe5eHaCTlfX CKJIOrrKlf, TaKO ~a ce pa3JIlfKyjy BpcTe, a caMHM TlfM If KaTeroplfje rrplfMeHe.
IIoJIo)Kaj Kaga je TeMIIepaTypa HIDKa OA pecpepeHTHe CJtUKa 10.10. - EUMeiiiaJt
10.5. PeJIejM PeJIejlf cy paCKJIOIIHlf eJIeMeHTlf 3a TpajHo KOHTpOJIlfCalbe BeJIHqlfHe (CTpyje, HarrOHa, CHare, TeMrrepaType lfT~.). Ka~a KOHTpOJIHCaHa BeJIlfqHHa rrpege rrpeKO yHarrpe~ 3a~aTe rpaHlfI.J;e, peJIej lf3a3lfBa Hame rrpOMeHe y jen;HOM lfJIlf Blfllle KOMaH~HlfX lfJIlf ClfrHaJIHlfX CTpyjHlfX KOJIa. Te HarJIe rrpOMeHe cy yrJIaBHOM OTBapalbe lfJIlf 3aTBapalbe KOHTaKaTa rrpeKO KOjlfX ce ~ajy rroTpe5Hlf HaJI03lf y ClfrHaJIlf3aI.J;HjH.
Ha CJIMI.J;M 10.11 IIpMKa3aH je TepMHqKH "peKOCTpyjHH peJIej. Kan;a cTpyja I rrocTojM y rpejaQy KOjM je HaMOTaH Ha 5MMeTaJIY, rpeje ce 5MMeTaJI. 350r 3arpeBalha 5MMeTaJI ce caBMja. Ka~a ce 5MMeTaJI ~OBOJbHO caBMje, oCJIo5a9a ce rroJIyra If lf3Bpllllf ce 3aTBapalhe KOHTaKaTa orrpyrOM. Ka~a ce 5MMeTaJI OXJIa~lf, Bpana ce y rrpBO5MTHM rrOJIO)Kaj, aJIH KO~ peJIeja Ha CJIMI.J;M 10.11 TO Mopa pYQHO ~a ce ypa~M. Moryna je M TaKBa
10.5.1. EMMeTaJIHM peJIejM ITOlllTO ce rrpHMelhyjy y pa3JIlfqlfTe CBpxe (3alllTlfTa, KOMalIn;OBalhe, ClfrHaJIlf3aI.J;lfja, ayToMaTlI3aI.J;Hja), peJIejlf Mory 5HTlf BeOMa pa3HOBpCHH. OB~e ne 5lfTH caMO peqlf 0 TepMlfqKOM peJIejy 54 KOjH ~eJIyje Ha OCHOBY caBlfjalha 5lfMeTaJIHe TpaKe. 54 Tpe6a HanOMeHYTH l1a nocToje H I1Pym TepMH'I KH perrejH KOjH pearyjy Ha nojaBe Be3aHe 3a npOMeHe TeMnepaType.
CJtUKa 10.11. - TepMu,/Ku iipeKociiipyjHu peJtej
131
KOHCTpYK[(Hja OHMeTaJIHOr peJIeja J(a ce cTpyja J(HpeKTHO ycrroCTaBJba Kp03 TepMOOHMeTaJIHY TpaKy H TaKO je rpeje. (;) TepMOOHMeTaJIHH peJIejH ce KOpHCTe 3a 3a1'IIITHTY OJ( cTpyja rrpeorrTepelieFha reHepaTOpa, TpaHC
10.5.2. TeXHMKa peJIejHe
10.6.1. TaxoreHepaTopM . .
Je;qHocMepHe CTpYJe
Ha CJIH[(H 10.12 rrpHKa3aH je TaxoreHepaTop ca CTaJIHHM MarHeTHMa. POTOP TaxoreHepaTopa HMa HaMoTaj CaCTaBJbeH OJ( qeTHpH Mel)yc05Ho crrojeHa J(eJIa, a HHJ(YKoBaHa eJIeKTpOMoTopHa CHJIa ce H3BOJ(H rrpeKo KOJIeKTOpa H qeTKH[(a y CrrOJbaillFhe KOJIO. MH)];YKoBaHa eJIeKTpOMoTOPHa CHJIa E rrpH CTaJIHOM rr05Y)];HoM je:
E
3aIIITMTe
xx
TeXHHKa peJIejHe 3amTHTe je pa3BHjeHa y BeKy rrapaJIeJIHO ca pa3BojeM eJIeKTpOeHepreTHKe. Pa3Boj HHCKO H BHCOKOHarrOHCKHX Mpe)Ka, H3rpaJ(Fha eJIeKTpaHa, TpaocTaHH[(a, Kao H pa3Boj HHJ(YCTpHje yTH[(aO je J(a ce KOHCTPYHillY ypel)ajH 3a KOHTPOJIY H yrrpaBJbaFhe eJIeMeHTHMa CHCTeMa, 3a JIOKaJIH30BaFhe KBapa, Kao H 3a HCKJbyqeFhe rrojeJ(HHHX eJIeMeHaTa CHCTeMa y CJIyqajy KBapa H orraCHHX IIorOHCKHX CTaFha.
= k · <1>,
r)];e je k Koe
POTOP
'1
10.6. TaxoreHepaTopM TaxoreHepaTopH cy eJIeKTpHqHe MaIIIHHe Koje Ha H3JIa3Y rrpOH3BOJ(e eJIeKTpHqHH HarrOH KOjH je cpa3MepaH Op3HHH KOjOM ce ooplie FhHXOB pOTOp. OCHOBHH 3aXTeB KOjH ce rrOCTaBJba rrpeJ( TaxoreHepaTope je J(a H3JIa3HH HarrOH H op3HHa oopTaFha oYJ(y J(HpeKTHO rrpOrrOp[(HOHaJIHe BeJIHqHHe.
npeMa U3Jla3HOM HaUOHY iUaxoieHepaiUopu Moiy 6uiUu: • TaxoreHepaTopH je]J;HOCMepHe cTpyje TaxoreHepaTopH jeJ(HOCMepHe cTpyje cy reHepaTopH jeJ(HOCMepHe cTpyje ca He3aBHCHOM rrOOYJ(OM HJIH CTaJIHHM MarHeTHMa qHje BpaTHJIO 05plie paJ(Ha MaIIIHHa qHja ce 5p3HHa 05pTaFha MepH. • TaxoreHepaTopH HaH3MeHH'IHe cTpyje TaxoreHepaTopH HaH3MeHHqHe cTpyje Mory 5HTH CHHXPOHH H aCHHxpOHH H rrocTojH MHOro pa3JIHqHTHX KOHCTpYK[(Hja.
132
C.nUlW
10.12. - TaxozellepaUi.op jegHocMepHe cUi.pyje ca cUi.a.nHUM MazHeUi.uMa
10.7. MepHM rrpeTBapaqM rrOMepa] a
10.7.1. I1H;qYKTMBHM ;qaBaqM rr03MIJ;Mje (MH;qYKTMBHM rrpeTBapaqM rroMepaja) MH]J;YKTHBHH MepHH npeTBapa'lH nOMepaja rrpeTBapajy JIHHeapHH HJIH yraoHH rroMepaj y rrpOMeHY HH)];YKTHBHOCTH. YrrpoIlllieH H3rJIe)]; .
MH,n;YKTMBHor rrpeTBapa'la rroMepaja ,n;aT je Ha CJIMD;M 10.13. OH MMa je3rpo O,n; epOMarHeTCKOr MaTepMjaJIa MarHeTCKe rrepMea5MJIHOCTM Il ca Ba3,n;YIIIHMM 3a30pOM OKO KOra je HaMOTaHO N HaBojaKa. MH,n;YKTMBHOCT OBor KaJIeMa MO)Ke ,n;a ce M3pa'lYHa rro opMyJIM:
I I-
11 - - - - - - - - - - - - I
10.7.2. OrrTIfQKIf ~aBaQIf rr03IfIJ;Ifje (MepHIf rrpeTBapaQIf rrOMepaJa ca
IKOTBa
f.lo
L
N
u C.!lUKa 10.13. - YUpoutfieH UPUl
TIpoMeHa HH)J;YKTHBHOCTH L ce oCTBapyje:
• rrpeHoIllelbeM rroMepaja Ha rrOKpeTHO je3rpo,
• KOJIO 3a yKlliy'lHBalbe peJIeja IIOMOliy 4>oTOeJIeMeHaTa
Ha YJIa3Y eJIeKTpM'lHOr KOJIa HaJIa3M ce OTOOCeTJhMBM eJIeMeHT (OTo,n;Mo,n;a, OTOTpaH3MCTOP, OTOOTrropHMK) KOjM ce rr05Y:9yje Ka,n;a CBeTJIOCT rrpe:ge o,n;pe:geHY rpaHI:ID;y, a Ha M3JIa3Y ce HaJIa3M eJIeKTpOMarHeTCKM peJIej. OBa KOJIa ce KopMCTe 3a aYTOMaTCKO yKJhy'lelbe CBeTJIa (Ka,n;a ce rrpMpo,n;HO OCBeTJhelbe CMalhM), KO,n; rrpOTMBrrO)KapHe 3aIIITMTe, 3a 3aIIITMTy pa,n;HMKa KOjM pa,n;e Ha rrpecaMa, KO,n; CMrHaJIHMX ype:9aja, MT,n;. CJIMKa 10.14 rrpMKa3yje je,n;HocTaBHo KOJIO ca OTO,n;MO,n;OM D, TpaH3McToPOM 55 T MpeJIejoM R 1. Ha ,n;MO,n;y je rrpMKJhy'leH HarrOH Ec- Ka,n;a ,-----------~--~
+Ec
• rrpeHOIllelheM rroMepaja Ha KOTBy. MH,n;YKTMBHM rrpeTBapa'lM MMajy IIIMpOKy rrpMMeHY jep cy OCeTJhMBM M Ha MaJIe M Ha BeJIMKe rroMepaje. 3a MaJIe rroMepaje (,n;O OKO 100 Ilm) KOpMcTe ce MH,n;yKTMBHM rrpeTBapa'lM rroMepaja ca rrOKpeTHOM KOTBOM, a 3a BeJIMKe rroMepaje (o,n; HeKOJIMKO mm rra ,n;o rrpeKO 10 cm) KopMCTe ce MH,n;yKTMBHM rrpeTBapa'lM rroMepaja ca rroKpeTHMM je3rpoM.
D
R
IIpoMeHa MH,n;YKTMBHOCTM rrpOMeHOM 5poja HaBojaKa ce peTKO KOpMCTM. Mepelhe TaHKMX CJIojeBa 50je MJIM ,n;e5JhMHe M30JIaD;Mje Koja je HaHeTa Ha HeKM rrpe,n;MeT BpIIIM ce MH,n;yKTMBHMM rrpeTBapa'lMMa rroMepaja.
C.!lUKa 10.14. - Ko.!lo 3a YKfbY'lUBal-be pe.!leja uOMoliy cjJOUloguoge 55 TpaH3llCTOPH cy o6pal)eHH y Aerry 11.6.
133
ce
10.1
Ta6eJIa
H ycrroCTaBJba ce cTpyja Koja CTBapa HarrOH Ha OTrrOpHHKY
~
-1
H cTpyja 5a3e TpaH3HCTopa. TpaH3HCTOP je rrpOBOAaH H aKTHBHpa ce peJIej.
~
(,) BpeMe YKJbyqHBaTha I1JIH HCKJbyqHBaTha
'f
~~
1 ns),
~
10.8.
CIIM60JIII II rneMe
/
rrpHKa3yje KaKO cy rrOBe3aHH eJIeMeHTH HeKor llleMaMa ce KopHCTe rpaqmqKII CHM50JIH
(Ta5eJIa
/
10.1). TI03HaBaThe CHM50JIa eJIeMeHaTa,
HHJWKTHBHH OTllOp, HaMoTaj
KOHgeH3aTop, Kalla~HTeT
llpOMeHJhMBH
I
oCHrypal.J
OTllOPHMK
CKJIOrrKa
\:\.\
aJIH II
OTllOp,OTllOpHHK
~
~
rrorOHa, ype:l)aja HJIH eJIeKTpHqHe HHCTaJIaIJ;H-
Y
/
I
EJIeKTpHqHHM llJeMaMa ce BpJIO jeAHocTaBHO
je.
Ha3uB
CUMOOJl
R. 350r Tor HarrOHa nocTojH
TpOIIOJIHaCKJIOrrKa
llIaBa qHTaThe II TYMaqeThe llIeMa. llieMe Tpe5a
E+
Aa 5YAY jacHe H rrperJIeAHe.
Y 3aBUCIiOciiiu og iii02a tuiiia ce JlCeJ/,u UpU1
1~
• fJlaBHa meMa CJIY)K11 Kao OCHOBa 3a rrpojeKTo-
~~
llpeKHgal.J
-/0/
/
paCTaBJhaq
BaThe, rrpHKa3yje rJIaBHa cTpyjHa KOJIa;
III
• meMa )1;eJlOBalba rrpHKa3yje CBa rJIaBHa CTpyjHa KOJIa;
rrpeKJIOrrHH KOHTaKT ca cpeglbHM rrOJIO)J(ajeM
• MOHTa}l{Ha meMa ce H3pa:l)yje Ha OCHOBY llIeMe
/\/\
AeJIOBaTha. OHa rrperJIeAHO rrpHKa3yje CTBapHH pacnopeA eJIeMeHaTa, Kao 11 ThHXOBe Be3e; • pa3BlljeHa meMa rrpeACTaBJba rroce5HY BpCTy llIeMa. IbHMa ce rrpHKa3yjy )1;eJIOBaTha rroMohHHX CTpyjHHX KOJIa. "tlHTaThe llIeMa oMoryhyje carJIeAaBaThe paAa ype:l)aja, rrocTpojeTha, IIITO je H3Y3eTHo Ba)KHO 3a rrpaBHJIHO OAP)KaBaThe, HcrrHTFIBaThe H rrpOHaJIa)KeThe MeCTa KBapa, a TaKo:l)e H, peIJ;HMO, KOjH Aeo he 5HTH HCKJbyqeH rrpH AeJIOBaThY CKJIOrrHHX arrapaTa.
134
0
r\
0
t ~
CTpyjHH MepHH TpaHccpopMaTOp
HarrOHCKH MepHH TpaHccpopMaTOp
Ha3HB
CHM60JI
Q
IIoJIyra
HaMoTaj peJIeja, OIUIITII ClIM50JI
KyiurnITe
ctJ I I I
II
!
peJIej ca jeflHIIM HaMoTajeM
MeXaHH'IKII CIIOj KOHTaKTII
@ F=D i=(J ~
~ -
ClIrHaJIHa CBeTIIJhKa
3BOHo,3yjaJIIIIW Tpy5a
Y3eMJhefbe
-
-
~
7
cnoj ca MaCOM
KBap (onaCHOCT)
10.9. KpajIhH npeK:rrAaq:rr KpajlbH npeKHAa'lH cy eJIeKTpOMeXaHl'PIKH eJIeMeHTH KOjH rrop; p;ejcTBoM MeXaHH'-IKe CHJIe 3aTBapajy jep;aH HJIM BMIlle KOHTaKaTa. KpajlhM MJIM rpaHM'-IHM rrpeKMp;a'-lM aYTOMaTCKM crrpe'-laBajy p;a HeKM rrpep;MeT rrpege rrpeKO 0p;pegeHe rpaHHIJ;e. TaKo cy HaIIIJIM rrpMMeHy, Ha rrpMMep, rrpM KpeTalhY KpaHa, aMory ce KOPHCTHTM M KOP; aJIapMHMX ype9aja. IhHXOBa KOHCTpYKIJ;Hja MHoro 3aBMCM op; MeCTa rp;e lie ce KOPMCTMTM, Kao M op; 3ap;aTKa KOjM Tpe5a p;a H3BpIlle H 3aTO ce rpap;e ca rrOJIyraMa pa3HMX 05JIMKa, ca KyliMIIITMMa Koja He rrporryIIITajy BOP;y, YJbe, rrpaIIIMHy MJIM cy rrOTrrYHO xep-
Onpyra CJlUKa 10.15. - Yupoutftella KOllciUpYK1(uja caMoU08paiUllo'i KpajlVe'i upeKuga'ia
MeTM'-IKM 3aTBopeHa. IIpM rrpMMeHM KpajIhMx rrpeKMp;a'-la Mopa ce BOP;MTH pa'-lyHa 0 p;03BOJbeHOj CHa3M p;a ce He 15M OIIITeTMJIH KOHTaKTH. Ha CJIMIJ;H 10.15 p;aTa je yrrpoIlllieHa KOHCTpYKIJ;Mja caMorroBpaTHor KpajIher rrpeKMp;a'-la. KyliMIIITe je 05M'-IHO HarrpaBJbeHO op; 5aKeJIMTa MJIM rrJIaCTM'-IHe Mace. MeXaHH'-IKa CHJIa p;eJIyje Ha rrOJIyry M rrpMTMCKa je Hap;OJIe. EJIaCTM'-IHa rrOJIyra M orrpyra rrpeHoce KpeTaIhe Ha KOHTaKTe KOjM ce cap;a crrajajy. EJIeKTpM'-IHM KOHTaKTM M3Bep;eHM BaH 3aIIITMTHor KyliMIIITa oMoryliyjy rrOBe3MBaIhe y eJIeKTpM'-IHO KOJIO.
10.10. CeH30p:rr CeH30p56 rrpep;CTaBJba p;eo KOjM BeJIM'-IHHY (He-
eJIeKTpM'-IHY) KOjy MepMMO rrpeCJIMKaBa y eJIeKTPM'-IHy BeJIM'-IMHy. CeH30p je p;eo MepHor CMCTeMa Ha KOjH Herrocpep;HO p;eJIyje BeJIM'-IMHa Koja ce MepH. CeH30pH ce BpJIO p;eTaJbHO rrpOY'-laBajy Y TeXHMIJ;M MepeIha, a OBp;e lie KpaTKO 5HTH 05jaIllIheHM ceH30pM TeMrrepaType H ceH30pM p;eq,opMaIJ;Hja KOjM rrpHrrap;ajy OTrrOpHM'-IKMM ceH30pMMa, OP;HOCHO KOP; KOjHX rrpOMeHa HeeJIeKTpM'-IHHX BeJIH'-IHHa M3a3MBa rrpOMeHY OTrropHOCTM MaTepMjaJIa. 56 Pe'! eeH30p I10TH'!e HeLUUlO UtzuO oeena.
011 JlaTHHCKe pe'!H
sensus lUTO 3Ha'!l1 'lY!!O,
135
• CeH30pH TeMnepaType Cne~H~HqHa OTnOpHOCT npOBO~HHX MaTe-
pHjaJIa 3aBHCH O~ TeMnepaType. Ka~a ce OnHcyjy KapaKTepHCTHKe OBHX CeH30pa, 05HqHO ce ~aje TeMIIepaTypHH Koe~H~HjeHT. BeJIHKe npOMeHe OTnOpHOCTH, H TO HeJIHHeapHe, Ka~a ce Melba TeMIIepaTypa, HMajy OTnopHH~H KOjH ce Ha3HBajy TepMHCTopH. OTnopHOCT TepMHCTopa MO)Ke ~a ce nOBenaBa HJIH CMalbYje ca nopaCTOM TeMnepaType. TepMHCTOPH KO~ KOjHX ce OTnopHOCT cMalbyje Ka~a ce TeMnepaTypa nOBenaBa, Ha3HBajy ce NTC OTnopHH~H. BeOMa cy MaJIHX ~HMeH3Hja na ce KopHCTe 3a Mepelbe TeMnepaTypa y HJIH Ha MaJIHM o5jeKTHMa H THnHqHa Bpe~HOCT TeMnepaTypHor Koe~H~HjeHTa OBHX TepMHCTopa je -O,4%;oC. TepMHCTOPH KO~ KOjHX ce OTnopHOCT IIOBenaBa ca nopaCTOM TeMnepaType n03HaTH cy no~ Ha3HBOM PTC oTnopHH~H . BeOMa cy OCeTJhHBH na ce KopHcTe 3a 3alllTHTY eJIeKTpOHcKHX CKJIOnOBa. TeMnepaTypHH Koe~H~HjeHT HM je OKO O,7%;oC. Kao ceH30p TeMnepaType BeOMa MHoro ce KopHcTe ceH30pH ca nJIaTHHCKOM )KH~OM KojH HMajy ~o5pe oco5HHe y lllHPOKOM oncery TeMnepaTypa o~ -200° C ~o +850° C H TeMnepaTypHH Koeqm~HjeHT 0,4%/° C.
136
• CeH30pH Jl:e~OpMa~Hje Ko~
OTnopHHX ceH30pa ~e~opMa~Hje npOMeHa OTnopHOCTH HacTyna 350r IIpoMeHa ~HMeH3Hja ceH30pa, Kao H 350r npoMeHe cne~H~Hq He OTnopHOCTH 350r ~ecpopMa~Hje yHyTpallilbe CTpyKType MaTepHjaJIa. Ka~a ce ceH30p caCTaBJheH O~ TaHKe )KH~e Kojaje npHqBplllneHa Ha cBoja ~Ba Kpaja H3JIO)KH HeKOM Hanpe3aJhy, HacTynHne H TheHa ~ecpopMa~Hja, O~HOCHO npoMeHa ~HMeH3Hja, a THMe H npOMeHa OTnopHOCTH. IIpoMeHa OTIIOPHOCTH )KH~e ~aje HH~Op Ma~Hjy 0 Hanpe3aThY y MaTepHjaJIy.
~
IIPOBEPI1 CBOJE 3HAlbE
1. 06jacHH yJIory CKJIOnHHX anapaTa. KaKO ce CKJIOIIHH anapaTH ~eJIe npeMa
2. liTa cy npeKH~aqH? 3. 06jacHH yJIory paCTaBJhaqa. 4. KaKBaje pa3JIHKa H3Meljy CKJIOIIKe H npeKH~aqa?
5. KOjH cy
~eJIOBH
HHCKOHanOHCKor TOIIJhHBOr OCH-
rypaqa?
6. liTa cy TaxoreHepaTopH? 7. f)~e ce npHMeIf,yjy KpajIf,H npeKH~aqH? 8. 3allITo ce n;pTajy eJIeKTpHqHe llIeMe?
11. EJIeKTpOHIIKa
EJIeKTpOHMKa je 06JIacT eJIeKTpOTeXHMKe KOja ce 6aBM pa3BojeM eJIeKTpOHCKMX eJIeMeHaTa, Kao M eJIeKTpOHCKMX CMCTeMa KOjM ce cacToje 0)]; BeJIMKOr 6poja eJIeKTpOHCKMX eJIeMeHaTa. EKOHOMMlJHOCT M BMCOK KBaJIMTeT cy oc06MHe eJIeKTpOHCKMX CMCTeMa M TO je pa3JIOr 3aIIITO cy eJIeKTpOHCKM CMCTeMM 3acTyrrJbeHM y MHOrMM 06JIacTMMa. ITpMMeHa eJIeKTpOHMKe je BeJIMKa M rrpMcyTHa je y ypeljajMMa KOjM ce CBaKO)];HeBHO KOpMCTe, KO)]; TeJIeBM30pa, pa)];MO-arrapaTa, TeJIecpOHa, palJyHapa, BeIII-MaIIIMHa, YCMCMBalJa, KaO M y CaBpeMeHMM MH)];YCTPMjCKMM MaIIIMHaMa, CMCTeMMMa 3a rrpeHOC M 06pa)];y rro)];aTaKa. Pa3Boj eJIeKTpOHMKe 3arrOlJeT rrOlJeTKOM XX BeKa Tpaje M )];aHac.
E.
cynpoTHoM 0)]; CMepa BeKTopa Ha OCHOBY II IDYTHOBor 3aKOHa F m . a, r)];e je m Maca eJIeKTpOHa, o)];peljyje ce y6p3aIbe eJIeKTpOHa:
=
eE m
a=-. ITO)]; )];ejcTBoM CRJIe F, eJIeKTpOH ce Kpehe Ka TalJKaMa BMIIIer nOTeH~RjaJIa. ITOIIITO ce Kpehe y6p3aHo, 6p3MHa KpeTaIba ce rroBehaBa, a caMMM TMM M IberOBa KMHeTRlJKa eHeprRja. KMHeTMlJKa eHeprMja eJIeKTpOHa je y cTBapM je)];HaKa pa)];y KOjM je Ha)]; eJIeKTpOHOM YJIQ)KRJIO eJIeKTPHlJHO nOJbe.
1+
+
+
+
J+
+
+
+1
11.1. KpeTalDe eJIeKTpOHa Kp03 BaKYYM Y eJIeKTpHqHOM II
1
E
MarHeTCKOM rrOJbY
-I
1
11.1.1. KpeTalDe eJIeKTpOHa
1
Kp03 BaKYYM Y
a)
eJIeKTpHqHOM rrOJbY ITpOYlJaBalhe KpeTalha HaeJIeKTpRCaHe lJeCTM~e y BaKYYMY je 3HalJajHo 350r rrpMMeHe Tor KpeTaIba y eJIeKTpOHCKMM ~eBMMa M eJIeKTpOHCKMM MRKpOCKorrMMa. HeKa ce eJIeKTpOH, lJMja je KOJIRlJMHa HaeJIeKTpMCaIba 03HalJeHa ca e, HaJIa3R y XOMoreHOM eJIeKTpMlJHOM nOJbY BeKTopa jalJMHe eJIeKTpMlJHOr rrOJba (CJIMKa l1.ia). CMaTpa ce )];a je eJIeKTpOH 6MO Y CTaIbY MMpOBaIf>a rrpe )];ejcTBa eJIeKTpMlJHOr nOJba. Ha eJIeKTpOH )];eJIyje eJIeKTpMlJHa CHJIa HHTeH3RTeTa F e . E. ITOIIITO je eJIeKTpOH HeraTHBHO
C.nu/<:a 11.1. - Kpeiilafbe e.neKiilpOita Y XOMozeHOM
HaeJIeKTpMCaHa lJeCTM~a, KpeTahe ce y cMepy
e.neKiilpu1JHOM UOfbY
+
+
+
+
+
E
E
=
6)
137
AKO ce eJIeKTpOH Kpene Y XOMOreHOM eJIeKTplflmOM nOJbY no.n: npaBMM yrJIOM y O.n:HOCY Ha JIMHMje nOJba 5P3MHOM Va (CJIMKa 11.25), eJIeKTpw.mo nOJbe he Ha lbera .n:eJIOBaTM eJIeKTpw.IHOM CMJIOM F 350r Koje .n:05Mja KOMnoHeHTY
5p3MHe
V
I
=
eE. t. A KO Je . .n:Y)KMHa nJIoqa a .t = -
m I I, BpeMe npOJIaCKa eJIeKTpOHa je t = - , na je I eEl Vo v =--. mvo EJIeKTpOH ce Kpehe no napa50JIM pe3YJITyjyhOM 5p3HHOM. 113JIacKoM H3 eJIeKTpHqHOr noJba eJIeKTpOH HaCTaBJba KpeTalhe no npaBOJIMHHjCKOj nYTalbH.
11..1.2. KpeTalhe eJIeKTpOHa y Ka.n:a eJIeKTpOH YJIeTH Y XOMoreHO MarHeTCKO nOJbe, HOpMaJIHO Ha JIHHMje MarHeTCKe HH.n:YKn;Mje, KpeTahe ce paBHOMepHO no KpY)KHOj ny-
.
.
mv
r = eB
(
CJIMKa
l1.2a). AKO je MarHeTCKO nOJbe OrpaHHqeHO Ha MalbH npOCTOp, YJIaCKOM eJIeKTpOHa 5P3HHOM v
_ x
x
x
x
x
B
x
KaTo.n:He n;eBH TeJIeBH30pa H paqyHapa CBOj pa.n: 3acHHBajy Ha nojaBH cKpeTalha eJIeKTpOHa nop; p;ejcTBoM MarHeTCKe CHJIe. KpeTalbe HaeJIeKTpHCaHHx qeCTMn;a y npocTopy y KOMe nocTojM H eJIeKTpHqHO H MarHeTCKO nOJbe ce TaK0ge cpehe y npaKcH (Ha npHMep, KOP; HeKHX BpcTa aKn;eJIepaTopa).
11.1.3.
KaTO~Ha
u;eB
n;eB, Kao H CBe OCTaJIe BaKYYMCKe eJIeKTpOHCKe n;eBH, HMa CTaKJIeHH 5aJIOH H3 KOra je M3ByqeH Ba3p;yx. Y CTaKJIeHOM 5aJIOHY cy CMelIlTeHM eJIeMeHTM KaTop;He n;eBM. Ha CJIHn;H 11.3 npHKa3aHa je KaTop;Ha n;eB OCn;HJIOCKona. EJIeKTpOHcKM MJIa3, KOjH ce eMMTyje H3 eJIeKTpoHcKor Tona, cKpehe cKpeTHMM CHCTeMOM. ITo M3JIacKY H3 nOJba, MJIa3 eJIeKTpOHa HaCTaBJba cBoje KpeTalbe npaBOJIMHHjcKoM nYTalhoM, yp;apa y cpJIyopecn;eHTHH CJIoj eKpaHa, Ha KOMe ce jaBJba CBeTJIa TaqKa. KaTO)J;Ha
MarHeTCKOM IIOJbY
TalbH qHJH Je nOJIynpeqHMK
Y MarHeTCKO nOJbe HHp;YKn;Hje B MarHeTCKa CHJIa he caMO cKpeHYTH eJIeKTpoH. )J;a je 05JIaCT MarHeTCKor nOJba Beha, eJIeKTpOH 5H ce KpeTao no Kpyry nOJIynpeqHHKa r (CJIHKa 11.25). Ka.n:a HanycTH MarHeTCKO nOJbe, eJIeKTpOH HaCTaBJba .n:a ce Kpehe npaBOJIHHHjcKM.
x
}J,eJW6U KaUiogHe 4e6U • EJIeKTpOHCKH Ton
x
x
x
x
a)
/
x
x
x
x
x
5)
CllUKa 11.2. - Kp eiiialh e elleKiiipoHa Y MazHeiiic KoM LIOJbY
138
YJIora eJIeKTpOHCKor Tona je p;a reHepHlIle, y5p3a M CPOKYCMpa eJIeKTpOHCKM MJIa3. EJIeKTPOHCKH Ton 'lHHe KaTop;a (K), BeHeJITOB n;HJIMH.n:ap (V), aHop;e (AI H A 2). 3arpejaHa KaTop;a K eMHTyje eJIeKTpoHe. BeHeJITOB n;MJIHHp;ap HJIM ynpaBJbaqKa eJIeKTpOp;a MJIM pelIleTKa je y 05JIHKY MeTaJIHOr n;HJIMH.n:pa ca YCKHM npope30M Ha qeOHoj cTpaHM. OHa ce HaJIa3M Ha HeraTMBHOM nOTeHn;HjaJIY. ITpoMeHa HeraTHBHor nOTeHn;MjaJIa oMoryhyje p;a ce perYJIMlIle MHTeH3MTeT eJIeKTpOHCKor MJIa3a. AHop;a Al M A2 MMajy 05JIMK n;MJIMHp;pa. Y op;HOCY Ha KaTop;y, aHop;a Al je Be3aHa 3a n03HTMBaH nOTeHn;HjaJI op; 300 V .n:o 1 000 V, a aHOp;a A2 MMa nOTeHn;MjaJI HeKOJIHKO XMJba.n:a V. AHo.n:e Al M A2 y5p3aBajy M CPOKYCHpajy eJIeKTPOHCKH MJIa3.
K V
Al
A2
~ EJIeKTpOHCKH Ton
y
X
CJIoj
~
CKpeTHH CHCTeM
K-KaTop;a V - BeHeJITOB IJ,HJIlmp;ap AI> A2 - y6p3aBajyb.e aHop;e
Y - nJIoqe 3a BepTHKaJIHO cKpeTaIbe MJIa3a X - nJIO'Ie 3a XOpH30HTaJIHO cKpeTaIbe MJIa3a
CJlUIW 11.3. - Kaiuogfta l1e6 (yitp0Utneft upuKa3)
• CKpeTHH CHCTeM CKpeTHH CIICTeM ce cacTojlI op; p;Ba napa rrapaJIeJIHHX rrJIO'la. Jep;aH rrap rrJIoqa rrOCTaBJbeH je XOplI30HTaJIHO II CJIY)K1I 3a cKpeTalhe eJIeKTpOHcKor MJIa3a rro BepTIIKaJIII, a p;pyrlI je rrOCTaBJheH BepTIIKaJIHO II CJIY)K1I 3a cKpeTalhe MJIa3a rro XOpII30HTaJIII. • «I>JIyopec~eHTHH CJIoj JIyopecn:eHTHII CJIoj ce HaJIa31I Ha yHyTpaIIIIbOj rroBpIIIIIHII rrpollilIpeHor p;eJIa KaTop;He n:eBH. To je CJIoj crren:HjaJIHe MaTeplIje KOjH lIMa OC06lIHY p;a CBeTJIH Ha MeCTIIMa rp;e P;0ge p;o H36lIjalha eJIeKTpoHa. Boja CBeTJIa 3aBlIClI op; BpcTe MaTeplIjaJIa. OKO BpaTa KaTop;He n:eBH ca yHyTpallilhe cTpaHe ce HaHOCH CJIoj rpaqJHTa KOjH ce Be3yje Ha BIICOKII rrOTeHn:lIjaJI. OBaj rpaqJHTHII CJIoj (Ha3HBa ce jOili II aKBap;ar) HMa yJIory p;a H36HjaHe eJIeKTpOHe rrpHByqe II CrrpeqlI lhlIXOBO rOMIIJIalhe.
11.2. rrpOBO~HIIU;II, 1I30JIaTOplI, IIOJIyIIpOBO~HIIU;1I
CTpYKTypa aTOMa op;pe9yje eJIeKTpHqHe oco6HHe MaTepHjaJIa. Kao IIITO je o6jaIIIlheHo y p;eJIy 2.1, aTOM ce cacTojlI op; je3rpa (y KOMe ce HaJIa3e rrpOTOHII II HeYTpOHH) II OMOTaqa (KOjlI qlIHe eJIeKTpOHII). EJIeKTpOHH cy, y 3aBlICHOCTH
Op; eHeprlIje KOjy rrocep;yjy, pacrropegeHlI y JbyCKaMa OKO je3rpa. HajBeny eHeprujy rrocep;yjy eJIeKTpOHH KOjH cy Hajyp;aJbeHHjlI op; je3rpa II TH eJIeKTpOHH ce Ha3HBajy BaJIeHTHH eJIeKTpOHH. BaJIeHTHII eJIeKTpOHII rrocep;yjy eHeprlIjy Koja JIe)KH y 06JIaCTlI Koja ce Ha3lIBa BaJIeHTHa 30Ha. BaJIeHTHII eJIeKTpOHII cpopMlIpajy Be3e ca eJIeKTpOHIIMa cycep;HlIx aTOMa. Kap;a TH eJIeKTpOHII P;06lIjy p;OBOJbHO eHeprlIje, OHII pacKHp;ajy Te Be3e II rrOCTajy CJI060p;HII. CJI060P;HH eJIeKTpOHH rrocep;yjy eHeprlIjy Koja rrplIrrap;a npoBo~Hoj 30HH. Ha CJIHn:1I 11.4 rrpHKa3aHlI cy eHepreTCKII HIIBOII 3a rrpoBop;HIIKe, rrOJIyrrpoBop;HIIKe II 1I30JIaTope. EHepreTcKH npo~en 03HaqeH ca Eg rrpep;CTaBJba pa3JIHKy HajMalhe eHepruje rrpoBop;Hor eJIeKTpOHa H HajBene eHeprlIje BaJIeHTHor eJIeKTpoHa.
Kop; rrOJIyrrpoBop;HHKa rrocTojlI HeKa Bpep;HocT eHepreTcKor rrpon:erra Koja je Malha Hero KOp; H30JIaTopa. Ha HIICKIIM TeMrrepaTypaMa rrOJIyrrpOBop;HHn:H ce rroHaIIIajy Kao 1I30JIaTOplI, a Ha BlIllilIM rrOJIyrrpoBop;HIIK rrocTaje rrpOBop;aH. HajBa)KHHjH rrOJIyrrpoBOp;HHqKH MaTeplIjaJIH cy CHJIHn:lIjYM H repMaHlIjYM. Y OP;HOCY Ha repMaHHjYM, CIIJIHn:HjYM ce cap;a BlIllie yrroTpe6JbaBa 3aTO IIITO ra HMa P;OCTa y BHP;y jecpTHHIIX CHpOBIIHa, rra je lherOBa rrpOlI3Bop;lha jecpTHHa, MaKCHMaJIHa pap;Ha TeMrrepaTypa ype9aja Ha 6a31I CHJIHn:lIjYMa je Bena Hero KOp; HCTIIX ca repMa-
139
rrpOBO,ll;Ha 30Ha
.---+--
BaJIeHTHa 30Ha
a)
6)
CJl U1W 11.4. - EliepzeiiicKU IiU60U KOg a) upo60gliuKa, 6) u30Jlaiiiopa U 6) {iOJlYUP06ogliuKa
HHjYMOM (Ha rrpHMep, HajBena ,n;03BOJbeHa TeMrrepaTypa PN crroja je o,n; 150°C,n;0 200°C 3a eJIeMeHTe H3paljeHe o,n; CHJIHD;HjYMa, a o,n; 75°C ,n;o 120°C 3a eJIeMeHTe H3paljeHe o,n; repMaHHjYMa). CHJIHD;HjyM JIaKO OKCH,n;HIIIe H cTBapa 3aIIITHTHH CJIoj CHJIHD;HjYM-,n;HoKcH,n;a. repMaHHjYM ce yrroTpeOJbaBa 3a H3pa,n;y ,n;eTeKTopa KO,n; pa,n;Ho H TB ypeljaja, KO,n; HeKHX MepHHx ypeljaja HT,n;., a y rrOCJIe,n;lbe BpeMe 3aXTeBH 3a repMaHHjYMoM pacTy 300r lberOBe rrpHMeHe y KOMYHHKaD;HjCKHM Mpe)KaMa, Kao H KO,n; OrrTHqKHX BJIaKaHa.
11.2.1. I10JIyrrpoBOp;HHIJ;H P H N THna TIOJIyrrpOBo,n;HHD;H cy eJIeMeHTH IV rpyrre TIepHo,n;Hor CHCTeMa eJIeMeHaTa, IIITO 3HaqH ,n;a HMajy qeTHpH BaJIeHTHa eJIeKTpOHa y CBOjOj CrrOJbaIIIlboj JbyCD;H. TH eJIeKTpOHH rpa,n;e KOBaJIeHTHe Be3e ca eJIeKTpOHHMa cyce,n;HHx aTO-
CJlUKa 11.5. - KpuciilaJllia pemeiilKa cUJluu,ujYMa upuKa3alia Y jeglioj pa6liU
140
Ma. AToMH rrOJIyrrpOBo,n;HHKa cy pacrropeljeHH y OOJIHKY KpHCTaJIHe peIIIeTKe, a Ha CJIHD;H 11.5 cy rrpHKa3aHH y je,n;Hoj paBHH. AKo ce HeKOM eJIeKTpoHY crrOJba ,n;OBe,n;e ,n;oBOJbHO eHeprHje, OH pacKH,n;a KOBaJIeHTHY Be3Y H rrocTaje cJIOoo,n;aH. Ha l:berOBOM MecTY oCTaje HerrorrYl:beHo MeCTO - IIIyrrJbHHa. EJIeKTpOH H3 cyce.n;He Be3e MO)Ke .n;a 3aY3Me TO rrpa3HO MeCTO, rrpaBenH rrpa3HO MeCTO TaMO r.n;e je OHO. IIIyrrJbHHe ce Kpeny y cMepy cyrrpoTHoM o.n; KpeTal:ba eJIeKTpOHa. OrrHcaH rrpoD;ec ce 30Be reHepa~H ja HJIH CTBapalbe napOBa eJleKTpoH-wynJbHHa. OBaj rrpOD;ec MO)Ke .n;a ce .n;oro.n;H Ben Ha cOOHoj TeMrrepaTypH. Bpoj CJIOOO.n;HHX eJIeKTpOHa H 5poj IIIyrrJbHHa y qHCTOM rrOJIyrrpOBo.n;HHKy je je.n;HaK (CJIHKa 11.6). AToM KOjH je "H3rYOHO" eJIeKTpOH, rrpHBJIaqH .n;pyre eJIeKTpOHe. AKO HeKH eJIeKTpOH rrorrYHH HeKY IIIyrrJbHHY, rrpOD;ec ce 30Be peKOM6HHa~H ja. TIpH TOMe .n;eJIyje Kao .n;a ce IIIyrrJbHHa rrOMe-
CJlUKa 11.6. - KpuciiiaJllia pemeiiiKa 'iuciiioz {iOJlYUP060gIiU1W ca pacKuliyiiioM K06aJleliiiiliOM 6e30M
pHJIa. HaKo rnyrrJbHHa rrpe,!l;CTaBJba He,!l;OCTaTaK eJIeKTpOHa, OHa ce rrOHarna Kao HOCHJIa~ rr03HTHBHor HaeJIeKTpHcalba. ;D:a 5H ce rroBeliaJIa rrpOBO,!l;HOCT, qHCTOM rroJIyrrpOBO,!l;HHKy ce ,!l;O,!l;ajy HeqHCTOlie HJIH rrpHMece. Epoj aTOMa rrpHMece je MHOro MaFbH O,!l; 5poja aTOMa OCHOBHor rrOJIyrrpoBO,!l;HHKa. To 3HaQH,!l;a je CBaKH aTOM rrpHMece OKpY)l(eH aTOMHMa OCHOBHor rrOJIyrrpOBO,!l;HHKa. IIpHMece cy eJIeMeHTH III HJIH V rpyrre IIepHo,!l;Hor CHCTeMa eJIeMeHaTa. AKo ce ,!l;o,!l;ajy eJIeMeHTH V rpyrre IIepHo,!l;Hor CHCTeMa eJIeMeHaTa (tPoctPop, apceH, aHTHMoH), KOjH HMajy rreT BaJIeHTHHX eJIeKTpOHa, qeTHpH rpa,!l;e KOBaJIeHTHe Be3e a rreTH eJIeKTpoHje CJIO50,!l;aH, Beli Ha C05HOj TeMrrepaTypH. IIeToBaJIeHTHe rrpHMece ce 350r Tora Ha3HBajy ~OHOpH HJIH ,!l;aBaO~H, H tPopMHpa ce nOJIynpoBo~HHK N THna (CJIHKa 11.7). Ko,!l; rrOJIyrrpoBo,!l;HHKa N THrra rJIaBHH (BeliHHcKH) HOCHO~H cy eJIeKTpOHH, a CrrOpe,!l;HH (MaFbHHcKH) rnyrrJbHHe.
CIlUKa 11.B. - KpucwallH.a pemewKa cu.nuu,ujYMa ca wpOaalleH.WH.UM upuMecaMa
... 11.3. IIpoBo:Delbe cTpyje y IIonyrrpoBo;qHHKy 3a pa3JIHKy O,!l; "(IBPCTHX rrpOBO,!l;HHKa KO,!l; KOjHX CTpyjy qHHe caMO eJIeKTpOHH, KO,!l; rrOJIyrrpoBO,!l;HHKa y rrpOBol)eFby yqeCTByjy H eJIeKTpOHH H rnyrrJbHHe. YKyrrHa cTpyja y rrOJIyrrpOBO,!l;HHKy rrpe,!l;CTaBJba 35Hp cTpyje rnyrrJbHHa H cTpyje CJI050,!l;HHX eJIeKTpOHa.
npOBol)el-be ciiipyje y UO.!/,yUPOBogHu4uMa MOJlCe 6uiiiu: • rrpoBol)elbe rro,!l; ,!l;ejcTBoM eJIeKTpHqHOr rroJba S7 (CJI050,!l;HH eJIeKTpOHH ,!l;05Hjajy rroMepaj cpa3MepaHjaqHHH eJIeKTpHqHOr rrOJba, y CMepy cyrrpoTHoM O,!l; rrOJba);
C.nUKa 11.7.
Kpucwa.nH.a petuefiixa cu.nuupjYMa ca ueWOaalleH.WH.UM upuMecaMa
EJIeMeHTH III rpyrre IIepHo,!l;Hor CHCTeMa eJIeMeHaTa, KOjH ce ,!l;o,!l;ajy Kao rrpHMece cy 50p, raJIHjYM HJIH HH,!l;HjYM. OHH HMajy TpH BaJIeHTHa eJIeKTpOHa, CBa TpH rpa,!l;e KOBaJIeHTHe Be3e, a qeTBpTO MeCTO oCTaje HerrorrYFbeHo (rnyrrJbHHa). TpoBaJIeHTHe rrpHMece ce 30BY aKu;enTopH HJIH rrpHMao~H, H
• rrpoBol)elbe ,!l;H
11.4. PN crroj PN crroj rrpe,!l;CTaBJba OCHOBHH caCTaBHH ,!l;eo rroJIyrrpOBO,!l;HHqKHX KOMrrOHeHTH. HacTaje Ka,!l;a ce HeKHM TeXHOJIOrnKHM rrocTyrrKoM crroje je,!l;57 Grpyja HaCTana OBHM HaQHHOM Ha3HBa ce cTpyja IIpHqna.
141
Ha MOHOKplICTaJIHa rrOJIyrrpoBOp;HlIqKa rrJIOqlIn;a P II p;pyra N Tfma. fJIaBHII (BenIIHCKII) CJIO60P;HII HOCIIOn;1I HaeJIeKTplICalha cy y P 06JIaCTlI IllyrrJbIIHe, a y N 06JIaCTlI eJIeKTpOHII II FbIIXOBa KOHn;eHTpan;lIja je peJIaTIIBHO BeJIIIKa. IIoIllTo je Ha caMOM crrojy HepaBHOMepHa pacrrop;eJIa CJI060P;HIIX HOCIIJIan;a HaeJIeKTplICaFba, p;OJIa31I P;O P;lIcpy3lIje rJIaBHIIX HOCIIJIan;a 1I3 jep;He y p;pyry 06JIacT: IllyrrJbIIHe 1I3 P 06JIaCTlI rrpeJIa3e y N 06JIaCT II peKoM6lIHyjy ce ca CJIO60P;HIIM eJIeKTpOHIIMa, rra y N 06JIaCTII, y 6JIII3lIHlI crroja oCTajy HeKOMrreH30BaHlI HerrOKpeTHII rr03lITlIBHlI jOHII. CJIlIqHO ce p;eIllaBa II y P 06JIaCTlI II cTBapajy ce y 6JIlI3lIHlI crroja HeKOMrreH30BaHlI HerrOKpeTHII HeraTIIBHII jOHII. IIpeMeIllTaFbe HaeJIeKTplICaHIIX qeCTIIn;a P;OBOP;1I P;O riOpeMenaja eJIeKTplIqHe paBHOTe)l(e II CTBapa ce eJIeKTplIqHO rrOJbe Koje Te)l(1I p;a CrrpeqlI p;aJbe P;IICPY31I0HO KpeTaFbe. Ha CJIIIn;1I 11.9 TO eJIeKTplIqHO rrOJbe je 03HaqeHO ca
Eu'
11.4.1. ,IJ,:rrpeKTHa IIOJIap:rr3aIJ;:rrja 58 PN cIIoja Kap;a ce rr03lITlIBaH rrOJI jep;HocMepHor crrOJbaIllFber 1I3Bopa rrplIKJbyqlI Ha P 06JIaCT, a HeraTIIBaH Ha N 06JIaCT, Ka)l(e ce p;a je 1I3BpIlleHa ARpeKTHa rrOJIapll3aU;lIja PN crroja (CJIIIKa 1l.10a). If3Bop rrplIKJbyqeH Ha oBaj crroj CTBapa eJIeKTPlIqHO rrOJbe Koje je TaKol)e rrplIKa3aHO Ha CJIIIn;1I l1.lOa. AKO je CrrOJbaIllFbe rrOJbe MaFbe op; yHyTpaIlllher (Es < E u )' pe3YJITyjyne rrOJbe je y cMepy yHyTpaIllFber II HeMa cTpyje. Y TOM CJIyqajy je HarrOH CrrOJbaIllFber 1I3Bopa MaFbII op; HarrOHa rroTeHn;lIjaJIHe 6aplIjepe. AKO je crroJbaIllFbII HarrOH BenlI op; rroTeHn;lIjaJIHe 6aplIjepe (Es > E u )' Tap;a je II CrrOJbaIlllhe rrOJbe Bene op; yHyTpaIllFber II pe3YJITyjyne rrOJbe lIMa CMep CrrOJbaIllFber II oMorynyje rrpOJIa3 rJIaBHIIM HOCIIOn;IIMa Kp03 rrpeJIa3Hy 06JIaCT. EJIeKTpOHII 1I3 N 06JIaCTlI ce rroTlIcKyjy y P 06JIaCT, a IllyrrJbIIHe 1I3 P Y N.
Es
p P
Eu
~
888:88 ffi ffi :ffi 888:88 ffi ffi :ffi 888:88 ffi ffi :ffi 1888:88 E8 ffi: ffi
N
N
ffi ffi ffi ffi
ffi ffi ffi ffi
'---v----".
'----------1:
IIpeJIa3Ha 06JIaCT
1111--_ _ _----1 a)
U
eJlllKa 11.9. - PN ciioj
lemA) Kap;a ce ycrrocTaBII paBHOTe)l(a, aKO HeMa crroJbaIllFber rrOJba, HaeJIeKTplICaFba BIIIlle He rrpeJIa3e 1I3 jep;He y p;pyry 06JIacT. CTpyja Kp03 crroj je jep;HaKa HYJIII. Ha caMOM crrojy OCTaJIII cy HeKOMrreH30BaHlI jOHII II Ta 06JIaCT ce Ha3lIBa rrpeJIa3Ha OOJIaCT IIJIII OOJIaCT rrpocTopHor TOBapa. GBa rrpeJIa3Ha 06JIaCT p;eJIyje Kao rroTeHU;lIjaJIHa oaplljepa, 3aTO IllTO eJIeKTplIqHO rrOJbe CrrpeqaBa p;aJby P;IICPY3IIjy rJIaBHIIX HOCIIJIan;a 1I3 jep;He y p;pyry 06JIaCT.
Eu
llilIpllHa rrpeJIa3He 06JIaCTlI je MaJIa (Malha op; jep;Hor 11m).
142
) o
U(V)
6)
CoUlKa 11.10. - a) J{upeKit:lHo iio.napucaH PN ciioj u 6) fbeioea KapaKLuepucmuKa 58 l1oJlapJ13a~Hj a rrpe}:\CTaBJha npHKJh Y'HIBaFbe CrrOJhaIIlFber HarroHa Ha KpajeBe PN crroja.
llOJIapM3all)1ja PN crroja y .n;MpeKTHOM (rrporryCHOM) cMepy oMorynyje rrpOTOK cTpyje Kp03 crroj. Ha CJIM~M 11.106 .n;aTa je cTpyjHo-HarroHCKa KapaKTepMcTMKa .n;MpeKTHo rrOJIapMCaHor PN crroja.
Ha M3 N Y P 06JIaCT M rrpOJIa3 eJIeKTpOHa M3 P Y N 06JIacT. CTpyja Koja OBaKO HaCTaje je BeOMa MaJIa (pe.n;a IlA MJIM nA) M Ha3MBa ce HHBep3Ha
cTpyja
PN cnoja jep ce jaBJba rrpM MHBep3Hoj
rrOJIapM3a~MjM PN crroja. Ha CJIM~M 11.116 rrpM-
Ka3aHa je cTpyjHo-HarroHcKa KapaKTepMcTMKa
11.4.2. HHBep3Ha IIOJIapfl3al.J;I1ja PN ciloja Ka.n;a ce PN crroj rrpMKJbyqM Ha je.n;HOCMepHM M3BOP, TaKO .n;a je rr03MTMBaH rrOJI M3Bopa Be3aH 3a N, a HeraTMBaH 3a P 06JIaCT, Ka)Ke ce .n;a je M3BpIIIeHa HHBep3Ha nOJIapH3aO;Hja PN cnoja (CJIMKa)1. 11a). EJIeKTpMqHO rrOJbe CrrOJbHOr M3Bopa Es MMa MCTM rrpaBa~ M CMep Kao M yHyTpaIIIlhe rrOJbe M pe3YJITyjyne rrOJbe je je.n;HaKO lhMXOBOM 36Mpy. To 3HaqM .n;a Ka.n;a je PN crroj MHBep3Ho rrOJIapMCaH, 06JIaCT rrpocTopHor HaeJIeKTpMCalha ce IIIMpM M oHeMoryneH je rrpoJIa3 rJIaBHMM HOCMO~MMa.
Eu
H y P M Y N 06JIaCTM Mory .n;a ce cTBope rrapoBM eJIeKTpoH-IIIyrrJbMHa (360r 3arpeBafba, Ha rrpMMep). Pe3YJITyjyne eJIeKTpMqHO rrOJbe rrpM OBOj rrOJIapM3a~MjM oMorynyje rrpOJIa3 IIIyrrJbM-
p
N
MHBep3Ho rrOJIapMCaHor PN crroja.
11.4.3. I1po6oj PN ciloja llPM MHBep3Hoj rrOJIapM3a~MjM, Ka.n;a ce HarrOH rrOBena rrpeKO o.n;pel)eHe Bpe.n;HOCTM, 3a crroj ce Ka)Ke .n;a y 06JIaCTM rrp060jHor HarrOHa rro.n; o.n;pel)eHMM YCJIOBMMa MO)Ke .n;a HacTyrrM rrp060j.
• JIaBHHcKH npo50j llOBenalheM MHBep3Hor HarrOHa rrOJIapM3a~M je PN crroja, eJIeKTpOHM KOjM ce Kpeny M3 P Y N 06JIaCT MMajy .n;OBOJbHO eHeprMje .n;a rrpM cy.n;apy ca .n;pyrMM aTOMMMa MO)Ke .n;a ce CTBOPM je.n;aH MJIM BMIIIe rrapOBa eJIeKTpoH-IIIyrrJbMHa. HOBOCTBopeHM eJIeKTpOHM, rro.n; .n;ejcTBoM jaKor eJIeKTpMqHOr rrOJba, rroHaIIIajy ce Ha MCTM HaqMH (cy.n;apMMa cTBapajy HOBe rrapOBe eJIeKTpoH-IIIyrrJbMHa). Epoj CTBopeHMX eJIeKTpOHa ce Harrro rrOBena (rro.n;cena Ha JIaBMHY), rrOBena ce M cTpyja Koja MO)Ke .n;a .n;OBe.n;e .n;o pa3apafba PN crroja.
• 3eHepOB npo50j Ko.n; PN crrojeBa KOjM ce cacToje o.n; rrOJIyrrpo-
'--------I:
!11t--------J
Bo.n;HMKa ca BMCOKOM KOH~eHTpa~MjoM rrpMMeca .n;OBOJbHM cy M MaJIM HarrOHM MHBep3He
U
rrOJIapM3a~Mje .n;a CTBope CMJIe Koje "qyrrajy"
a)
eJIeKTpOHe M3 KOBaJIeHTHMX Be3a. OBM eJIeKTpOHM qMHe CTpyjy rrp060ja.
lemA)
llpM .n;MpeKTHoj rrOJIapM3a~MjM PN crroja TaKol)e MO)Ke .n;onM .n;o rrp060ja M TepMMqKOr pa3apafba
r
U(V)
PN crroja. llOBenalhe cTpyje ,n;OBO,n;M ,n;o rrOBenalha TeMrrepaType crroja, 360r Koje ,n;OJIa3M .n;o paCKM.n;afba KOBaJIeHTHMX Be3a, CTBapalha CJIO-
-1(~A)
6) CIlUKa 11.11. - a) Ufl6ep3flO iiollapucafl PN ciioj U 5) 1-be206a KapaKiiiepuciiiuKa
60.n;HMX HOCMJIa~a y 06JIaCTM crroja, HaKOH qera orreT .n;OJIa3M .n;o rrOBenalha cTpyje Kp03 crroj M TaKO pe.n;OM, a aKO cTpyja HMje OrpaHMqeHa, .n;oJIa3M .n;o pa3apafba PN crroja.
143
HHBep3Ha cTpyja 10 je pe~a flA (10- 6 A) KO~ repMaHHjYMcKHX, a pega nA (10- 9 A) KO~ CHJIH~HjYMCKHX ~Ho~a. To 3HaqH ~a je HHBep3Ha cTpyja KO~ repMaHHjYMcKHX ~Ho~a OKO 1000 rryTa Bena Hero KO~ CHJIH~HjYM CKHX.
11.5. ,IJ;Ho;a;a ,I.l;HO)J;a je rrOJIyrrpoBO~HHqKH eJIeMeHT KOjH ca~p)KH je~aH PN crroj H ~Ba rrpHKJbyqKa: aHo~y (03HaqeHa je ca A) H KaTo~y (K). CTpyKTypa ~Ho~e H CHM60JI ~aTH cy Ha CJIH~H 11.12a, 6. D
A 0-----{>/------ K
• HarroH U y Ha3HBa ce rrpar rrpoBol)eJba rrOCJIe Kora CTpYJa rrOqHJbe HarJIO ~a paCTe. (;) Bpe~HOCT HarrOHa Uy je rrpH6JIH)KHO 0,2 V
a)
i'
6)
C.nUlca 11.12. - CiUpYKiUypa uO.nyiipo6ogHUT-fXe guoge (a) uipacjJU'iKU CUAt6o.n (6)
IIoHaIIIaJbe ~Ho~e, O~HOCHO l:beHa CTpyjHo-HarrOHCKa KapaKTepHcTHKa (Ul KapaKTepHCTHKa) HCTa je Kao H KapaKTepHcTHKa PN crroja (CJIHKa 11.13). Ka~a je ~Ho~a ~HpeKTHo rrOJIapHCaHa, OHa rrporryIIITa CTpyjy y cMepy O~ aHo~e Ka KaTO~H, a Ka~a je HHBep3HO rrOJIapHCaHa, rrpaKTHqHO He BO~H. IIpH ~HpeKTHoj rrOJIapH3a~HjH (aHo~a je Ha BHIIIeM rroTeH~HjaJIy O~ KaTo~e) OTrropHOCT je MaJIa, a rrpH HHBep3Hoj (Ka~a je KaTo~a Ha BHIIIeM rroTeH~HjaJIy O~ aHo~e) OTrropHOCT je BeJIHKa. OTrropHOCT rrpH HHBep3Hoj rrOJIapH3a~HjH je OKO MHJIHOH rryTa Bena O~ OTrropHOCTH rrpH ~HpeKTHoj rrOJIapH3a~HjH. Ha KapaKTepHCTH~H Tpe6a YOqHTH: ~Ho~e, Koja rrocTojH rrpH HHBep3Hoj rrOJIapH3a~HjH ~H
• 10 - HHBep3HY CTpyjy 3aCHneJba o~e.
lemA)
_-~U: :p==~:=L=oi ~)O-_U( :=::::j0
r
• HarroH Up Ha3HBa rrpo6ojHH ce HarrOH. Bpe~ HOCTH OBor HarrOHa cy ogpel)eHe KOHCTpyK~H JOM gHo~e. Kaga HHBep3HH HarrOH rrOCTaHe ~O BOJbHO BeJIHKH, ~OJIa3H go HarJIOr rrOBenaJba cTpyje 360r eeKTa rrpo6oja. Ta~a je CTpyjHO-HarrOHCKa KapaKTepHCTHKa BeOMa CTpMa, IIITO 3HaqH ~a HarrOH Ha ~HO~H BeOMa MaJIO 3aBHCH O~ cTpyje. (;) Bpe~HOCT rrpo6ojHor HarrOHa je O~ HeKOJIHi' KO BOJITH ~O HeKOJIHKO ~eceTHHa BOJITH.
11.5.1. IIpHMeHa ;a;HO;a;a HajBa)KHHja rrpHMeHa ~Ho~a je y YCMepaqKHM (HcrrpaBJbaqKHM) KOJIHMa. ,IJ,Ho~e ce KopHCTe H 3a 06aBJbal:be OCHOBHHX JIOrHqKHX CPYHK~H ja, 3a cTa6HJIH3a~Hjy HarrOHa. IIoce6HY rpyrry qHHe ~Ho~e qHja je rrpHMeHa 3aCHOBaHa Ha CBeTJIOCHHM H eJIeKTpHqHHM rrpo~eCHMa y rrOJIyrrpOBO~HH~HMa: ~OToeMHTyjyhe H ~OTooce TJbHBe ~HO)J;e.
""
11.6. BHIIOJIapHH TpaH3HCTOPH
V)
Uy
-1(~)
C.nUKa 11.13. - CiUpyjHo-HauOHCKa KapaKiUepuciUuKa
144
3a repMaHHjYMcKe H 0,6 V 3a CHJIH~HjyMcKe
~Ho~e.
IiHnOJIapHH TpaH3HCTOPH cy rrOJIyrrpoBogHllqKH eJIeMeHTH KOjH HMajy ~Ba PN crroja H TpH rrpHKJbyqKa: eMHTop (E), 6a3y (B) H KOJIeKTOp (C). Y YHYTpaIIIl:boj CTpyKTypH ce YOqaBajy TpH 06JIaCTH ca KOjHX cy TH rrpHKJbyq~H H3ByqeHH H I:bHXOBa cTpyKTypa MO)Ke 6HTH PNP H NPN (CJIHKa 11.14), a y 3aBHCHOCTH o~ Tora ce pa3JIHKyjy H JbHXOBH CHM6oJIH.
3MBa ce KOJIeKTOpCKM. ,I:(a OM ce ycrrocTaBMJIa
P N P
Eo--1
I I
T
~C
B
PNP
Ea3ao-+--I
a)
N P N
Eo--1
I I
T
~c
B
NPN
cTpyja Kp03 TpaH3MCTOP, Mopa ceM3BpIIIMTM rrOJIapM3a:QMja OBMX crrojeBa. IIpMH:QMrr pa.n;a PNP TpaH3MCTopa je CJIMqaH rrpMH:QMrry pa.n;a NPN TpaH3MCTopa, caMO IIITO CTpyjy Kp03 PNP qMHM KpeTalbe IIIyrrJbMHa, a Kp03 NPN KpeTalbe eJIeKTpOHa. 300r Tora, rrpMH:QMrr pa.n;a NPN TpaH3MCTopa OM he .n;eTaJbHO oOjaIIIlbeH, a CJIMqHa aHaJIM3a MO)Ke .n;a ce rrpMMeHM M KO.n; PNP TpaH3McTopa. Ha YBehaHoM Mo.n;eJIY, Ha CJIM:QM 11.15, rrpMKa3aH je TpaH3McTop NPN cTpyKType ca rrpMKJbyqeHMM M3BopMMa KOjM rrOJIapMIIIy PN crrojeBe. EMMTOPCKM crroj je .n;MpeKTHo rrOJIapMCaH M3BOPOM U BE , a KOJIeKTOpCKM je M3BOPOM UCB rroJIapMCaH MHBep3HO. OBO je aKTMBaH pe)KMM pa.n;a TpaH3MCTopa y KOMe ce jaBJba rrojaqaBaqKO CBOjCTBO. Kp03 gupeKiUHO uoJtapucaH eMUUlopCKU cuoj rrpOJIa3e rJIaBHM HOCMO:QM: • eJIeKTpOHH H3 eMHTopa npeJIa3e y Da3Y (qMHe CTpyjy I NE , a 300r BeJIMKe KOH:QeHTpa:QMje rrpMMeca y eMMTOpy OBO KpeTalDe he OMTM rJIaBHa KOMrrOHeHTa cTpyje);
Ea3aO-+--I
0) C.flUl
Ha3MB 6UUOJWpHU rrOTMqe o.n; lbMXOBe KapaKTepMcTMKe .n;a y rrpOBO:gelby yqeCTByjy ooa TMrra HOCMJIa:Qa, M eJIeKTpOHM M IIIyrrJbMHe, a peq TpaH3McTop je HaCTaJIa rrOBe3MBalbeM transfer M
• llIynJbHHe H3 Da3e H~y y eMHTop (qMHe CTpyjy IpE Koja ce y HeKMM cJIyqajeBMMa MO)Ke 3aHeMapMTM). YKynHa CTpyja eMHTopa MMa Bpe.n;HocT:
iE = INE + I pE ' CMep cTpyje eJIeKTpOHa je cyrrpoTaH o.n; cMepa KpeTalDa eJIeKTpOHa, a cMep cTpyje IIIyrrJbMHa je y cMepy KpeTalba lllyrrJbMHa.
resistor. HajBa)l{J{Mja OCOOMHa TPaH3MCTopa KOjy MCrrOJbaBajy y pa.n;y je rrojaqaBaqKO CBOjCTBO, rra ce 3aTO HajmITrre M yrrOTPeOJbaBajy Kao rrojaqaBaqH:. Mory ce KOPMCTMTM M Kao rrpeKM}J;aqH:.
Ea3a je cpe.n;lDa OOJIaCT Koja ce HaJIa3M M3Me:9Y eMMTopa M KOJIeKTOpa, MaJIe je IIIMpMHe M MaJIe KOH:QeHTpa:QMje rrpMMeca. 3a.n;aTaK oa3e je .n;a rrporrycTM CJIOoo.n;He HOCMO:Qe HaeJIeKTpMCalba M3 eMMTopa y KOJIeKTop. Kp03 UH6ep3HO uoJtapucaH eMuiUopcKU cuoj
11.6.1. IIpIIHIJ;IIII pa;a;a TpaH3IICTopa TpaH3MCTOP MMa .n;Ba PN crroja, rrpBM PN crroj je eMMTop-oa3a M qeCTO ce Ha3MBa eMMTopCKM crroj, a .n;pyrM je PN crroj KOJIeKTOp-oa3a M Ha-
rrpOJIa3e crrope.n;HM HOClIO:QM: • BeliH DpOj eJIeKTpOHa KojH cy H3 eMHTopa ~o llIJIH y Da3Y (qMHe cTpyjy I NEC )' a MalbM opoj eJIeKTpOHa KOjM je .r\OIIIao M3 eMMTopa ce peKOMOMHOBao y oa3M (Kao rrOCJIe.r\M:Qa peKoMoMHa:QMje jaBJba ce cTpyja I RB );
145
IIIynJbHHe ,IJ;HpeKTHO nOnapHCaHH eMlITOpCKlI cnoj
HHBep3HO nOnapHCaH KOneKTOpCKII cnoj
N EneKTpOHH
N lNE ......-
......~E
lNEC ......-
iE
E
iC
~
~
C
/tBO
KOneKTOp
EMIITOP
IIII
+
U BE
t B
iB
IIII
+
UCE
C.IIUKa 11.15. - IJpU/-t/1uii paga NPN iiipaH3ueiiiopa • eJIeKTpOHH KOjH nOTH'IY H3 oa3e H mynJbHHe
(crrope;n;HII HOCIIO~1I KOjlI rrpona3e Kp03 IIHBep3HO rronaplicaH KOJIeKTOpCKII crroj II OBe ;n;Be BpCTe HOCIIJIa~a 'lIiHe CTpyjy I cBo )'
Koje nOTH'IY H3 KOJIeKTOpa
Ca CJIIiKe 11.15 YO'laBa ce ;n;a je CTpyja oa3e: iB
= IpE + IRB - I cBO
II CTpyja KOJIeKTopa:
ic = I cBO + I NEc ' a 1I3Meiw cTpyja rrocTojlI peJIa~lIja:
TpaH3lICTOP je rro~yrrpoBO;n;HII'lKIi eJIeMeHT ca Tpli rrplIKJhy'lKa II MO)Ke ce orrlIcaTII ca Tpli CTpyje IE' Ic II IB II Tpli HarrOHa UEB , UCE II UCB ' Kao IIITO je rrplIKa3aHo Ha CJIII~1l11.16.
11.6.2. IIoja"LJaBa"LJKO CBOjCTBO TpaH3MCTopa BeOMa 3Ha'lajHa yrroTpe6a TpaH3lICTopa je y eJIeKTpOHCKIiM KOJIIiMa 3a rroja'lalhe II Ta;n;a je rroTpe6HO ;n;a liMa ;n;Ba rrplIKJhy'lKa Ha YJIa3Y II ;n;Ba rrplIKJhy'lKa Ha 113JIa3y. TIOlliTO TpaH3lICTOP liMa Tpli rrpIIKJby'lKa, TO ce rrOCTII)Ke TaKO IIITO ce je;n;aH rrplIKJhy'laK KOPIiCTII Kao 3aje;n;Hll'lKll II 3a YJIa3 H 3a 1I3JIa3. TIoja'laBa'lKO CBOjCTBO ce 3aCHllBa Ha 'llIlheHII~1I ;n;a MaJIe rrpOMeHe 113Meljy YJIa3He II 3aje;n;Hll'lKe eJIeKTpO;n;e 1I3a311Bajy BeJIIiKe rrpOMeHe 113Meljy 1I3JIa3He II 3aje;n;Hll'lKe eJIeKTpO;n;e. IIpeMa 3ajegHU1.fKOM iiPUKJbY1.fKY iiociUoje iUpu ciioja iUpaH3uciUopa:
B C.IIUKa 11.16. -
146
TpaH3ueiiiop Kao e.lle.MeHiii ea iiipu iipuKlbyt.tKa
• ca 3aje)l;HH'IKHM eMHTopOM • ca 3aje)l;HH'IKOM oa30M
(CJIIiKa 11.17a),
(CJIIiKa 11.176),
• ca 3ajeJ:t;HH'IKHM KOJIeKTOpOM
(CJIIiKa l1.17B).
• H3JIa3Ue (nOKa3yjy 3aBHCHOCT H3JIa3He cTpyje o;n; H3~ • ! 3Hor HanOHa y3 YBa)KaBalbe YTHu;aJa OCTaJII J BeJIHqHHa) ; j
B
!
I
• "peuocue
(noKa3yjy Mel)yc05HY 3aBHCHOCT H3Jla3uj BeJIHqHHa o;n; yJIa3HHX).
YJIa3
I J
Ha CJIHU;H 11.18 Hau;pTaHa je H3JIa3Ha Kap~ TepHcTMKa 3a cnoj ca 3aje;n;HHqKMM eMHTop~
a)
Ic = feUCE)' r;n;e je cTpyja 5a3e 18 napaMeTap. ! Ie (rnA) AKTHBHa
YJIa3
B
~
y13JIa3
06JIaCT ' np060ja
/
06JIaCT
________~'~25~A
________~20~A ________~15~A
~ ~
............_ _ _ _ _ _ _ _- - - J.........
10 ~A I
5)
IB = 5 ~A "'----1l..-----1_ _- - ' - - - L - - L - ' - -. . UCE ( V)j fl_-'-------------'-"
'II
j
B
CJlUKa 11.18. -li3Jla3He KapaKUiepucUiuKe Uip aH3uGtuoj
1l3JIa3
11.6.4. OrpaHlI'Ielha y pallY
YJIa3
I
I
B) CJlUKa 11.17. - Ha'tUl-tU 6e3U6afba Uipmt3UcUiopa
IIpoM3Bol)aq ;n;aje MaKCHMaJIHY Bpe;n;HOCT Hano~.•' KOjH ce npHKJhyqyje H3Mel)y KOJIeKTOpa H eMHT
pa U CErnax' 3aTHM MaKCHMaJIHY Bpe;n;HOCT CTP I KOJIeKTOpa TpaH3HCTopa I Crnax , Kao H MaKCHMa Hy Bpe;n;HOCT CHare
11.6.3. CTaTIPIKe KapaKTepIIcTIIKe TpaH3IIcTopa
IcC rnA)
• YJIa3Ue (npHKa3yjy 3aBHCHOCT YJIa3HHX BeJIHqHHa npM KOHCTaHTHHM OCTaJIHM BeJIHqMHaMa);
ICmax.
i
06JIaCT CMrypHor paAa TpaH3MCTopa ~
CTaTMqKe KapaKTepMCTMKe TpaH3MCTopa cy Ba)KHH rpaqmqKH npHKa3H ca KOjHX Mory ;n;a ce 5p30 carne;n;ajy oc05HHe H MorYhHOCTH TpaH3HCTopa 3a KOHKpeTHe npHMeHe. Y ynoTpe5M cy yrJIaBHOM TpH BpCTe KapaKTepMCTHKa:
PCrnax (P Crnax = IC . UCE)'
_________ 25 ~A
___---------
20~A
15~A
lO~A IB=5~A ~"""---UeE UCEmax
( V)
CJlUKa 11.19. - OOJlacUi CU2YPH02 paga UipaH3ucUiopi
to
IIOIIITO je P Cmax KOHCTaHTHa BemrqHHa, a UCE rrpOMeHJbHBa, OBO je je;n;HaqHHa xHrrep60JIe, a rrOiliTO ce O;n;HOCH Ha cHary, Ha3HBa ce xlfnepnOJIa CHare (CJIHKa 11.19). IIIpaqJHpaHa 06JIaCT rrpe;n;CTaBJba 06JIaCT r;n;e ce TpaH3HcTop MO)Ke KOPHCTHTH. YrroTpe6a TpaH3HCTopa BaH OBe 06JIaCTH ;n;OBO;n;H ;n;o lberOBor YHHiliTelba.
TpaH3HCTOP ca eeKTOM rrOJba ce qeIIIhe Ha3HBa FET (Field Effect Transistor). OBaj Ha3HB je ;n;06HO 3aTO IIITO ce HHTeH3HTeT cTpyje Koja rro-
0' IIPI1MEP
CTOjH y 06JIaCTH y 06JIHKy KaHaJIa KOHTpOJIHIIIe rroMohy eJIeKTpHqHOr rrOJba.
,n:HpeKTHa rrOJIapH3a:U;Hja crroja eMHTop-6a3a H HHBep3Ha crroja 6a3a-KOJIeKTOp oMoryhyje ;n;a TpaH3HCTOP pa;n;H y pe)KHMY Ka;n;a HMa rrojaqaBaqKH eeKaT, O;n;HOCHO TpaH3HCTOP ce HaJIa3H y pa;n;HOM pe)KHMY KOjH oMoryhyje ;n;a ce rrpoMeHJbHBH CHrHaJI Ha YJIa3Y rrojaqa. Ha CJIH:U;H 11.20 rrpHKa3aH je TpaH3lfCTOPCKH noja'laBa'l rrpH qeMY je TpaH3HcTop y crrojy ca 3aje;n;HHqKHM eMHTepoM.
Y rrpo:u;ecy rrpoB0geIha KO;n; OBHX TpaH3HcTopa yqeCTByjy caMO HOCHO:U;H HaeJIeKTpHCaIha je;n;-
r----,----o
vee
11.7. TpaH3IICTOP ca ecpeKTOM rrOJba
Hor THrra, rra ce 3aTO 30BY YHHrrOJIapHH TpaH3HCTOpH. Y o;n;Hocy Ha 6HrrOJIapHe, ;n;HMeH3Hje FET-OBa cy Malbe, TeXHOJIOiliKH cy je;n;HocTaBHHjH H KopHcTe ce 3a rrpaBJbeIhe eJIeKTpOHcKHX KOJIa BeJIHKOr CTerreHa HHTerpa:U;Hje. TpaH3HCTOPH ca eq,eKToM rrOJba ce yrroTpe6JbaBajy Kao rrojaqaBaqH Koje KapaKTepHilie MaJIH IIIyM, MaJIa rroTpoililba H BeJIHKa YJIa3Ha oTrropHocT.
Bpciiie iiipaH3uciiiopa ca ecjJeKiiioM iioJba cy: • cnojHIf TpaH3lfCTOPH ca e4JeKToM nOllia ca PN cnojeM 1f3Mel)y rejTa H KaHaJIa IfJIIf JFET TpaH3lfCTOPlf (Junction FET), • TpaH3HcToPlf ca e4JeKToM nOllia ca H30JIOBaHHM rejToM IfJIIf MOSFET TpaH31fCToplf.
11.7.1. CrrojHII TpaH3IICTOP ca ecpeKTOM rrOJba (JFET-OBII) C/lUKa 11.20. - TpaH3uciIiopCKU iioja'la6a'l
YJIa3HH CHrHaJI rrOTHqe H3 HarrOHCKor H3Bopa MaJIe OTrropHOCTH.
Rp - OTrropHOCT rrOTpOIIIaqa Rc- OTrropHocT oTrropHHKa KOjH je rrpHKJbyqeH Ha KOJIeKTOp TpaH3HCTopa Rp~:..Rc CSt' C S2 - KOH;n;eH3aTOpH
3a crrpery YJIa3HOr CHrHaJIa O;n;HOCHO rrOTpOIIIaqa. IDHXOBe Karra:U;HTHBHOCTH cy BeJIHKe IIITO oMoryhyje CMalbeIhe H306JIHqeIha.
148
CTPYKTypHa IIIeMa cIIojHor FET-a rrpHKa3aHa je Ha CJIH:U;H 11.21a. FET HMa TpH eJIeKTpO;n;e: copc (source), ;n;pejH (drain) H rejT (gate), Koje ce 03HaqaBajy, pe;n;OM, BeJIHKHM rrOqeTHHM CJIOBHMa S, D H G. 113Me9Y rejTa H KaHaJIa HaJIa3H ce CJIoj rrOJIyrrpoBo;n;HHKa KOjH je cyrrpoTHor THrra y o;n;Hocy Ha KaHaJI H H3Me:9Y OBe ;n;Be 06JIaCTH opMHpa ce rrpeJIa3Ha 06JIaCT, Koja MO)Ke ;n;a ce rrpOIIIHpH HHBep3HOM rrOJIapH3a:U;HjoM. AKO ce rrpeJIa3Ha 06JIaCT rrpOIIIHpH, TO 3HaqH ;n;a ce IIIHpHHa KaHaJIa cMalbyje. rpaHqKH CHM60JIH N-KaHaJIHOr H P-KaHaJIHOr FET-a ;n;aTlr cy Ha CJIH:U;H 11.216 H 11.21B.
rejT
l
Copc
1-------KaHaJI
(I
S
S
D
D
G~ G~
.n;pejH ~IlpeJIa3Ha 06JIaCT PN ciloja
IY rejT a)
6)
B)
CJlU/W 11.21. - a) cuojltu FET, 6) CUM60Jlu N-K.altaJllt02 U 6) P-K.altaJllt02 FET-a
11.7.2. IIpIIHD;IIIT pa;n;a FET-a Ha CJIHD;M 11.22 rrpMKa3aH je crrojHH FET ca M3BopHMa HarrajaI-ba. HarroH Uos HHBep3HO rrOJIapHIne PN crroj rejT-KaHaJI, rrOBenaBa ce nmpHHa rrpeJIa3He 06JIaCTM H rrOBenaBa ce OTrropHOCT H3Mel)y copca H gpejHa. Kaga ce HarrOH H3Mel)y gpejHa H copca UDS ogp:>KaBa KOHCTaHTHHM, cTpyja Kp03 KaHaJI I D 3aBHCM caMO og HarrOHa U os MHBep3HO rrOJIapMCaHor crroja rejT-KaHaJI. IToBenaH>eM HeraTHBHe rrOJIapH3aD;Mje rejTa, rrpeJIa3Ha 06JIaCT ce rrmpH, KaHaJI ce CY)KaBa H rrpH gOBOJbHO BeJIHKOM HarrOHY HHBep3He rrOJIapl13aD;Hje KaHaJI HecTaje H rrpeKHga ce cTpyja Kp03 KaHaJI. AKO ce caga HarrOH Uos ogp)KaBa KOHCTaHTHHM Iia HeKoj BpegHocTH Ha Kojoj rrocTojH KaHaJI, cTpyja ID he 3aBHCHTH og HarrOHa UDS' IToBenaH>e HarrOHa UDS gOBOgM go rrOBenaH>a HHBep3-
Hor HarrOHa rrOJIapH3aD;Hje PN rejT-KaHaJI, aJIM Y rrogpy'ljy 6JIH)Ke gpejHY H KaHaJI y TOM geJIy rrO'lMH>e ga ce CY)KaBa. ITpM gOBOJbHO BeJIHKHM HarrOHHMa UDS gOJIa3M go 3aCHneH>a H cTpyja ID ce BpJIO MaJIO MeH>a. Ha CJIHD;H 11.23a rrpHKa3aHa je KapaKTepMCTHKa FET-a 3a jegHY BpegHocT HarrOHa U os M pa3JIH'IHTe BpegHocTH HarrOHa UDS' a Ha CJIHD;H 11.236 H3JIa3Ha KapaKTepHcTHKaFET-a.
ID(mA)
a) ~------UOS
D
ID(mA)
f-
G
V GS
r-
1-"'1 p'
p'
vGSI ~L-.
--~
-'-
VOS
-.....-
6)
V GS2 UGS3
f-
~
'--
N
vGS4 VOS5
,t\
s CJlUK.a 11.22. - Cuojltu FET ca U360puMa Itauajalba
VGfi6_
uDS (V)
CJlUK.a 11.23. - a) KapaK.iilepuciiluK.a FET-a 3a jegIty 6pegltociil Itauolta U os U pa3JlU'tuiile 6pegltociilu Itauolta UDS' 6) U3Jla3lta K.apaK.iilepuciiluK.a FET-a
149
11.8.1. MOSFET ca yrpaljeHHM
11.8. MOSFET
KaHaJIOM
MOSFET cy TpaH3HCTOPH ca ecpeKTOM rrOJha KOg KOjHX je rejT raJIBaHCKH ogBojeH og KaHaJIa H30JIaTOpOM. TaHaK CJIoj M30JIaTOpa og CMJIM~M jYM-gMoKcMga go6Mja ce oKcMga~MjoM. Y CKpaheHM~M MOSFET, MOS 03Ha"'laBa MaTepMjaJIe
Kog OBe BpCTe MOSFET (CJIMKa 11.24) nOCTOjM npoBogHM KaHaJI M3Mel)y copca M gpejHa, KOjM je og MCTor Tlma nOJIynpoBogHMKa Kao IllTO cy copc M gpejH. IlogJIora je cJIa60 rrpoBogHa.
Bpciiie MOSFET U 1-bUX06U CUMOOJtU gaiiiu cy y cJtegefioj iiiaoeJtu. MOSFET ca yrpaljeuuM KaUaJlOM
G
MOSFET ca llUAYKOBaUUM KaUaJlOM
N-KaHaJIHH
P-KaHaJIHH
s
s
o---f---ll-~-+--
G o---f---ll-l_-+--
D
N-KaHaJIHH
s
s G o---f---lI-~-+--
D
og KOjMx je HanpaBJheH (Metal-Oxide-Semiconductor), a FET ga ce pagM 0 TpaH3McTopMMa ca ecpeKToM nOJha. BpJIO "'leCTO, yrroTpe6JhaBa ce Ha3MB MOS TpaH3MCTopM.
P-KaHaJIHH
G 0--+--1 H~-+-o
D
D
IlIMpMHa KaHaJIa ce Mefba y 3aBMCHOCTH og npHKJhY"'leHOr HarrOHa U GS' a caMHM THM ce H peryJIHllle cTpyja ID Kp03 TpaH3HcTOp.
CMM60JI B 03Ha"'laBa rrogJIory OCHOBHor rrOJIyrrpoBogHM"'lKOr MaTepMjaJIa Ha KojeM ce o6pa3yjy Copc, gpejH M KaHaJI ogroBapajyhMM TeXHOJIOIllKMM rrocTynKOM.
II3oJIaTop
s
G
D
G
s
I)
:..J
I p+ I a)
rrO~JIora
D
I)
P
~
I p+ I
6)
P TJrna
rrO~JIora
N nma
KaHaJI
CIlUKa 11.24. - CiiipyKiiiypa MOSFET-a ca yipaf)eHuM KaHaIlOM: a) N-KaHaAftU u 6) P-/<:aftaltftU
150
Si --r
11.8.2. MOSFET ca MH;a;YKoBaHMM KaHaJIOM CTpYKTypa MOSFET-a ca MHAYKOBaHMM KaHaJIOM npMKa3aHa je Ha CJIM~M 11.25. llOllITO OBAe KaHaJI He nocTojM, nOTpe6HO je Aa ce Hajnpe cpopMMpa (MHAYKyje). Kp03 cpopMMpaHM KaHaJI ce ycnOCTaBJba cTpyja I D . IIlMpMHa KaHaJIa (a caMMM TMM M cTpyja I D ) 3aBMCM OA BeJIM'IMHe HanOHa Uas' HanoH U as npM KOMe ce ycnocTaBJba cTpyja M3Me9Y copca M ApejHa Ha3MBa ce BanOB npara.
G
s
MeHCKOM HHTepBaJIY HMje. llpOMeHa CHare Ha nOTpOllIaqy ce Melba npOMeHOM OAHoca BpeMeHa YKJbY"9:elba M HCKJbY"9:elba Hanajalha. THPMCTOP (rpacpM"9:KM CMM60JI - CJIMKa l1.26a, CTpyKTypa THpMCTopa - CJIMKa 11.266) MMa TpM PN cnoja M TpH eJIeKTpoAe: aHoAY (A), KaToAY (K) M rejT (G). "(IecTO ce Ha3MBa M SCR THpHCTOP npeMa nO"9:eTHMM CJIOBMMa y eHrJIeCKOM Ha3MBY Silicon Controlled Rectifier (CHJIH~MjYM CKM ynpaBJbMBH YCMepa"9:).
Gi
r
A
D
P N G~
P N
1
K
a)
K
IIogJIora P TlUIa G
s
(
6)
a)
CJlUKa 11.26. - TupuciUop: a) zpaifJu'tlCu CUM50Jl 5) CiiipYKiUypa
D <)
SiOz
6) IIogJIora N TlUIa CJlUIW 11.25. - CiUpYKiUypa MOSFET-a ca uHgYKo8aHuM KaHaJlOM: a) N-KaHaJlHU U 5) P-KaHaJlHU
rejT MJIM ynpaBJba"9:Ka eJIeKTpOAa M3BeAeHa je ca yHyTpallIlher cJIoja P TMna nOJIynpoBoAHMKa. TIPM n03HTHBHOM HanoHY M3Me9Y aHOAe M KaTOAe, npeJIa3 M3 MCKJbY"9:eHOr y YKJbY"9:eHO CTalbe BpllIM ce CMrHaJIOM npeKo rejTa. llpeJIa3 M3 YKJbY"9:eHOr y MCKJbY"9:eHO CTalbe BpllIM ce CMalhelheM aHOAHe cTpyje McnOA O}l;pegeHe BpeAHocTM (Ha CJIM~M 11.27, Ha cTpyjHo-HanoHCKOj KapaKTepMcTM~M TMpHcTopa, Ta Bpe}l;HOCT
I
11.9. TMPMCTOPM TMpnCTopn cy BMllIeCJIojHM CMJIM~MjYMCKM eJIeMeHTM KOjM MMajy ABa CTalha: npOBOAHO (YKJbY"(WHO) M HenpoBoAHO (MCKJbY"9:eHo). KopMcTe ce Kao npeKMAa"9:M 3a peryJIa~Mjy CHare BeJIMKMX nOTpOllIa"9:a KaAa je nOTpe6Ho npeKMAaTM BeJIMKe cTpyje npM BMCOKMM HanOHMMa. PerYJIa~Hja CHare nOTpOllIaqa ce BpllIH TaKO llITO je y OApegeHOM BpeMeHcKoM HHTepBaJIY nOTpOllIa"9: nOBe3aH ca M3BOPOM Hanajalha, a Y APyroM Bpe-
o
----------~~~~~------u
u
CJlUKa 11.27. - CiUpyjHo-HauoHcKa KapalCiiiepuciiiulCa iiiupuciiiopa
151
cTpyje je 03HaqeHa ca IH - cTpyja AP)KaIba). IToce6Ha rpyrra THpHCTOpa Koja ce 03HaqaBa KaO GTO THPHCTOPH (GTO - gate turn off) Mory ce HCKJbyqHTH CHrHaJIOM rrpeKO rejTa. ITpH HeraTHBHOM HarrOHY H3Me'9Y aHOAe H KaTOAe (aJIH MalheM OA HHBep3Hor HarrOHa rrp060ja) THPHCTOP ce He MO)Ke AOBeCTH y rrpOBOAHO CTalhe.
11.9.1. TplIjaK AHaJIH3e paAa THpHCTopa rroKa3yjy Aa OH rrpoBOAH CTpyjy caMO y cMepy OA aHOAe AO KaTOAe, IIITO 3HaqH Aa ce MO)Ke KOPHCTHTH 3a peryJIan;Hjy CHare Ha rrOTpOIIIa"
KapaKTepHCTHKa cy rrpoi<:a3aHH Ha crrHn;H 11.29. AHjaK HeMa rejT H OH rrpoBOAH TeK KaAa HarrOH 6Hrro Kor rrOJIapHTeTa rrpe'ge oApe'geHe rpaHHn;e (THrrHqHe BpeAHOCTH cy OA 30 V AO 35 V).
sf a)
-Up
0
Up -
U
-IH
6) CltUKa 11.29. - /l.ujaK: a) 'ipapu'tKu CUM6olt, 6) ciiipyjHo-HauoHcKa KapaKiiiepuciiiuKa
11.10. MHTerplIcaHa KOJIa
Gi
IH -
ia=O U
- -/H
a)
6) C./JUlW 11.28. - TpujaK: a) ipapu'tKu CUM6olt, 6) ciiipyjHo-HauoHcKa KapaKiiiepuciiiuKa
11.9.2. LI)IjaK ,1J;HjaK je BHIIIeCJIojHH rrOJIyrrpoBOAHHqKH eJIeMeHT KOjH ce yrroTpe6JbaBa 3a reHepHcalhe CTpyjHor HMrryrrca rrorOAHor 3a AOBo'geIbe Ha rejT THpHCTopa. rpacpHqKH CHM60JI H CTpyjHo-HarrOHCKa 152
HHTerpHcaHa KOJIa (Integrated circuits, cKpaheHO Ie) jecy cKyrr rrOBe3aHHX rrOJIyrrpoBOAHHqKHX KOMrrOHeHTH y BeOMa MaJIOM KyhHlIITy H yjeAHo rrpeACTaBJbajy eKBHBaJIeHTHO eJIeKTpHqHO KOJIO. ITOJIOBHHOM rrpOIIIJIOr BeKa rrOKa3aJIO ce Aa je Moryha 3aMeHa BaKYYMCKHX n;eBH rrOJIyrrpoBOAHHqKHM eJIeMeHTHMa, a TaKo'ge cy YO"
11Tl];. Hanpel];Ha 11HTerp11CaHa KOJIa cy MlIKpOnpOu;eCOp11 KOj11 KOHTPOJI11111Y pal]; KOMnjYTepa, Kao 11 KOJIa Koja ce np11MeIhyjy KOl]; l];11r11TaJIH11X M11KpOTaJIaCH11X neh11.
• BPJlO BHCOKor CTeneHa HHTerpaU;Hje (VLSI)6poj KOMnOHeHT11 II npeKO 100000. Pa3Boj 11HTerpIIcaHlIX KOJIa OBor CTeneHa 11HTerpaU;IIje nOQeo je 1980-lIx; • YJlTpaBHCOKor CTeneHa HHTerpaU;Hje (ULSI) KOjlI lIMajy npeKO MlIJIlIOH KOMnOHeHTlI. Y TeXH11QKOM CMlICJIY ce QeCTO He npaBlI pa3JI11Ka lI3Mel)y lIHTerplIcaHlIX KOJIa VLSI II ULSI, aJIII 03HaKa ULSI ce YBeK KOPlICTlI KaAa ce )KeJIlI 11CTahlI CJIO)KeHOCT KOJIa, Ha np11Mep y MapKeTlIHry. [JpeMa UieXHOJ/,ozuju u3page uHUiezpucaHa KOJ/,a MOZY 6uUiu:
CflUKa 11.30. -l1Hfue'ipuca/-ta KOfla
HeK11 HayqH11U;11 cMaTpajy l];a OTKp11he 11HTerp11caH11X KOJIa npel];CTaBJba jel];aH Ol]; 3HaqajH11j11X l];oral)aja y 11CTOP11j11 qOBeqaHCTBa. [JpeMa HaIfUHY paga uHUiezpucaHa KOJ/,a ce geJ/,e Ha:
• AHaJlOrHa HHTerpHcaHa KOJla To cy 11HTerp11caHa KOJIa Koja pal];e ca KOHT11HaJIH11M
• MaJlOr CTeneHa HHTerpaU;Hje (SSI), ca MaIhe Ol]; 12 KOMnOHeHT11. OBa 11HTerp11caHa KOJIa 11MaJIa cy BeJI11K11 3HaQaj y paH11M KOCM11QK11M npojeKT11Ma; ·cpep;lher CTeneHa HHTerpaU;Hje (MSI) - 6poj KOMnOHeHT11 MaIh11 je Ol]; 100. OBa 11HTerp11caHa KOJIa oMoryh11JIa cy 113pal];y CJIO)KeH11j11x C11CTeMa. Ih11XOBa npo113BoAIha je 11 eKoHoMCK11611JIa OnpaBl];aHa, jep cy MaJIO 611JIa cKynJba OA npeTxoAH11X; • BHCOKor CTeneHa HHTerpaU;Hje (LSI) - 6poj KOMnOHeHT11 MaIh11 je Ol]; 1 000. HHTerp11caHa KOJIa B11COKor CTeneHa 11HTerpaU;11je cy KOP11IIIheHa 3a 113pal];y rJIaBH11X MeMop11ja KOMnjyTepa II 3a I,IenHe l];IIr11TpOHe;
• XHDpHp;Ha HHTerpHcaHa KOJla TexHoJIorlIja TaHKor lIJIlI Ae6eJIor
11.11. llCrrpaBJbaQII HCnpaBJba'lH (YCMepa'lH) cy ypel)aj11 KOj11 Ha113MeH11QH11 HanOH npeTBapajy y jeAHocMepH11. OCHOBH11 eJIeMeHT11 y 11CnpaBJbaQ11Ma cy nOJIynpOBOl];H11QKe l];110l];e.
f:) HcnpaBJbaQKe A110Ae 3a 11HAYCTP11jCKY yno-
W Tpe6y Mory Aa npOBOl];e AO 5 000 A
11 Aa II3AP)Ke HanOH AO HeKOJI11KO X11JbaAa BOJIT11.
AKo 611 ce HanOH rpaAcKe Mpe)Ke npeTBop11o y jel];HOCMepH11 HanOH, OH 611 6110 11cYB11lIIe B11COK. 360r Tora ce Ha113MeH11QH11 HanOH rpaAcKe Mpe)Ke CH11)KaBa nOMohy TpaHc
153
11.11.1. Je~HOCTpaHM MCrrpaBJba-q Ha cmU.J;l1 11.31a rrpMKa3aH je jeAHocTpaHM MCrrpaBJha'l, aHa CJIMD;M 11.315 M 11.31B 05JIMD;M HaM3MeHM'lHOr HarrOHa Ha rrpMMapy M ceKYHAaPY TpaHccpopMaTopa. Y MHTepBaJIY BpeMeHa OA 0 AO tl AMOAa D je AMpeKTHo rrOJIapMCaHa M rrocTojM cTpyja i, a OA TpeHYTKa tl AO TpeHYT-
D
+
Ka t2 AMOAa D je MHBep3Ho rrOJIapMCaHa M cTpyje HeMa (CJIMKa 11.31r). HarroH Ha rrOTpOllla'lY up MMa MCTM 05JIMK Kao M cTpyja (CJIMKa 11.31A).
11.11.2. ,n:BOCTpaHM MCrrpaBJbaq ,lJ;BocTpaHM MCrrpaBJha'l CaAP)KM ABe AMOAe. Ha CJIMD;M 11.32arrpMKa3aH je ABOCTpaHM McrrpaBJha'l ca 03Ha'leHMM pecpepeHTHMM CMepOM cTpyje y rr03MTMBHoj rrOJIyrrepMoAM HaM3MeHM'lHor HarrOHa, aHa CJIMD;M 11.325 Y HeraTMBHoj.
a)
1~~-r~U_" -_!_'~_-_-__-~-_-_~I~ I:' R,
___
+
U'
D2
5)
a)
t
D,
U"
u"
+
i2 ~
I - - - -II I
R,
F,
B)
CJlUKa 11.32. - j(8ociUpaHu UCUpa8/ba'i
r)
Up
g)
CJlUKa 11.31. - JegHociiipaHu UCUpa8/ba'i
154
3a BpeMe rr03MTMBHe rrOJIyrrepMoAe HaM3MeHM'lHor HarrOHa AMoAa Dl je AMpeKTHo (rrporrYCHO) rrOJIapMCaHa M OHa rrpoBogM, AOK gMop;a D2 He rrpOBop;M M rrocTojM cTpyja Koja je 03Ha'leHa ca i 1· 3a BpeMe HeraTMBHe rrOJIyrrepMoAe AMOAa D2 rrpOBop;M, a AMOAa Dl He, M Kp03 KOJIO je ycrroCTaBJheHa cTpyja i2 . HarroH Ha rrOTpOllla'lY rrpMKa3aH je Ha CJIMD;M 11.33B. MaHa ABOCTpaHor MCrrpaBJha'la je lllTO 3aXTeBa rroce5Hy BpCTy TpaHccpopMaTopa: TpaHCcpopMaTOp ca ABOCTPYKMM ceKyHgapHMM HaMOTajeM. llCTM 05JIMD;M HarrOHa M cTpyja Kao Ha CJIM-
11.12.
CTa6MJIM3aTOp HanOHa
CTaOlIJIH3aTOp HallOHa je ype9aj KOA Kora ce YJIa3HH HarrOH peJIaTHBHO MHoro Melba, a H3JIa3HH HarrOH ce peJIaTHBHO MaJIO Melba. To 3Ha"llH Aa cTa5HJIH3aTOpoM HarrOHa MO)KeMO Ao5HTH H3JIa3HH HarrOH rrpH5JIIDKHO KOHCTaHTHe BpeAHocTH.
a)
3a cTa5HJIH3aTOpe HarrOHa ce H3pa"llYHaBa KOe41H~HjeHT cTaoHJlH3a~Hje F Kao KOJIH"llHHK rrpoMeHe YJIa3HOr HarrOHa I1Uu1 H rrpoMeHe H3JIa3HOr HarrOHa I1Uiz :
5)
Up
B)
C/lUKa 11.33. - 06/1uu,u HaUOHa U ciUpyje KOg g8ociUpaHoi UCUpa8Jba'ta
BpeAHOCT KoeqmIJ;HjeHTa Tpe5a Aa HMa BeJIHKY BpeAHocT, 3aTO IIITO je TaAa rrpoMeHa H3JIa3HOr HarrOHa MaJIa. KOA HAeaJIHOr cTa5HJIH3aTOpa HarrOHa KoecpHU;HjeHT cTa5HJIH3aU;Hje je 5ecKoHa"llHO BeJIHKH. 3a cTa5HJIH3aIJ;Hjy jeAHocMepHor HarrOHa Y eJIeKTpOHcKHM KOJIHMa KOPHCTH ce oco5HHa AHOAa Aa Y 05JIaCTH rrpo50ja HarrOH Ha AHOAH
fty a)
1D (rnA)
C/lUKa 11.34. -l1cupa8Jba't ca 'teiUupu guoge
IJ;H 11.33 Ao5Hjajy ce H rpe~oBHM HCllpaBJba'leM (CJIHKa 11.34), KOA Kora ce KOPHCTH TpaHccpopMaTop ca jeAHHM ceKYHAapHHM HaMoTajeM H "lleTHpH AHOAe H TO je, HapaBHO, jecpTHHHja BapHjaHTa.
)
-Uz
~~==========~--~UD(~
>- - --- - - -- - - ----- -- -lz '
npHMeHa HCllpaBJba'la je H3Y3eTHO IIIHpOKa: 3a Harrajalbe eJIeKTpOHCKHX ype9aja KOjH paAe ca jeAHocMepHHM H3BOpHMa Harrajalba, 3a rrYlbelbe aKYMYJIaTOpa HTA.
,o;OAaBalbeM KOHAeH3aTOpa rrapaJIeJIHO rroTpOIIIa"llY KOA CBHX BpCTa HCrrpaBJha"lla MO)Ke Aa ce CMalbH TaJIaCHOCT HCrrpaBJheHOr HarrOHa. TaKaB KOHAeH3aTOp ce "lleCTO Ha3HBa cpHJITapCKH KOHAeH3aTOp, 05H"llHO je eJIeKTPOJIHTCKH H HMa BeJIHKY KarraIJ;HTHBHOCT.
J" >------------------ -z 6) C/lUKa 11.35. - a) oaHaKe ciUa6u/luaaiUopcKe (3eHep) guoge; 6) KapaKiUepuciUuKe ciUa6u/luaaiUopcKe guoge y o6/1aciUu up060jHOi HaUOHa
155
BeOMa MaJIO 3aBHCH Oll; lbeHe cTpyje. eBe ll;Holl;e HaMelbeHe 3a pall; Y 06JIaCTH rrp060ja Ha3HBajy ce 3eHep IJ;HOlJ;e HJIH CTaOHJIH3aTOpCKe IJ;HOlJ;e (CJIHKa 11.35). Ha CJIH~R 11.36 rrpHKa3aHo je OCHOBHO KOJIO 3a cTa6HJIH3a~Rjy HarrOHa. OBaj cTa6HJIR3aTOp HarrOHa Call;p)KH jell;HY 3eHep ll;HOll;Y, oTrropHHK R KOjR CJIY)KH ll;a OrpaHRlJH CTPyjy Kp03 3eHep ll;ROll;Y H oTrropHRK R KOjH je rrOTpOIIlalJ. 3eHep ll;ROll;a pall;H Y 06JIaCTR rrp060ja 3aTO IIlTO je RHBep3Ho rrOJIapHCaHa HarrOHOM U1. PeJIaTRBHO BeJIHKe rrpoMeHe HarrOHa U1 ll;OBOll;e ll;O BeJIRKRX rrpoMeHa cTpyje Kp03 3eHep ll;HOll;Y R OHa ce Melba Y rpaHH~aMa og I z' go I;'., aJIH HarrOH Uz ce caMO MaJIO Melba. HarroH Uzje jell;HaK HarroHY rroTpOIIlalJa U2 KojH ce TaKolje MaJIO Melba. 3eHep . gH
I;.
+
IR --..
Ip ........
R
UI
r"j ~K
A
> YJIa3 IhJIa3 CnuKa 11.37. - EnoK meM.a uoja'ta6a'ta
rrOJIyrrepHOll;a. AKo je Au < 0, oHga cy YJIa3HH R H3JIa3HH HarrOH y rrpoTHBcpa3H. AKo je, Ha rrpHMep, ~ 10, TO 3HalJH ll;a je H3JIa3HH HarrOH 10 rryTa BehH Oll; YJIa3HOr H HCTor cy rrOJIapHTeTa.
=
[ } AKo je ~ < 1, YMecTo rrojalJalba HMaMO CJIa-
W 6Jh~lhe.
lloja1Jalbe CTpyje Ai ce ll;ecpHHHIIle Kao Oll;HOC H3JIa3He R YJIa3HecTpyje: Ai
= 12 . MO)Ke ll;a ce 11
oll;pell;R MepelbeM, Koje ce peJIaTHBHO JIaKO H3BOgR.
1 Rp
+ Up
J CnUKa 11.36. - CiUa6unu3aiUop HaUOHa ca 3eHep guogOM.
::s
11.13. TIojaqaBaqU lloja1JaBa1J je eJIeKTpOHCKO KOJIO Ha lJRjR YJIa3 ce gOBOgR HeKH CHrHaJI, a Ha lberOBOM H3JIa3Y ce ll;o6Rja CHrHaJI HCTor 06JIHKa, aJIH YBehaHe Bpell;HOCTH. Y eJIeKTpOTeXHH~H, HHcpopMa~Hje ce rrpeHoce rroMohy HarrOHa R cTpyje, rra cy 3a Hac HHTepecaHTHH rrojalJaBalJH HarrOHa, cTpyje RJIH CHare. eBe OBe BeJIHlJRHe cy HaH3MeHHlJHe H Tpe6a BOll;HTH palJYHa rrpH Mepelby. lloja1Jalbe HanOHa Au je KOJIHlJHHK H3JIa3HOr H
lloja1Jalbe CHaI'e
Gp :
G = P2 = U 2 h = A . A P PI U1I 1 u 1. KOll; Rll;eaJIHOr rrojalJaBalJa je R3JIa3HH HarrOH jell;HaKo BRIIlH og YJIa3HOr, MeljYTRM KOll; peaJIHor rrojalJaBalJa Mory ll;a ce jaBe H306JIHlJelba, H TO HeJIHHeapHa R306JIRlJelba (rrojalJaBalJ rrojalJaBa BHIIle jegHy rrOJIyrrepROll;y og gpyre, HeCHHyCHH HarrOH cagp)KH CRHYCHR HarrOH OCHOBHe YlJeCTaHOCTR H ll;pyre CHHYCHe HarrOHe BHIIlRX YlJeCTaHOCTH). MaHH
rrojalJalha jecTe Melbalbe 60je H KBaJIRTeT TOHa, a KOll; TeJIeBR3Hje KOHTpaCTa CJIRKe. AMrrJIHTYll;HO H306JIHlJelbe 3HalJH ll;a Ha pa3JIHlJRTHM YlJeCTaHOcTHMa rrojalJaBalJ Hejell; HaKO rrojalJaBa HaH3MeHHlJHH HarrOH.
11.13.1. Orrepa:u;uoHU rrojaqaBaq
0, OH-
Onepa~HOHH noja1JaBa1J (CRM60JI je rrpRKa3aH Ha CJIH~H 11.38) jecTe rrojalJaBalJ BeJIHKOr rroja-
ll;a je H3JIa3HH HarrOH HCTor rrOJIapHTeTa Kao H YJIa3HH, Ha rrpHMep, aKO je rr03HTHBHa rrOJIyrrepRoga Ha YJIa3Y, H Ha H3JIa3Y he 6RTH rr03HTHBHa
lJalba H BeJIHKe YJIa3He oTrropHocTH. Orrepa~H OHH rrojalJaBalJH ce rrpHMelhyjy 3a peaJIH3a~Hjy rrojalJaBalJa CHrHaJIa, cpHJITapCKHx KOJIa HTg.
YJIa3HOr HarrOHa: Au
156
= U2 . U1
AKo je Au>
HeHHBepTyjyhH _ _ _ __ YJIa3
UI
Uul
A
U2
)----OUj
I1HBepTyjyhH
(3U2
YJIa3 CJlUKa 11.38.
- CUM60Jl oiiepa4uoHo2 iioja'ia6a'ia
(3
KapaKTepMcTMKe H)l;eaJlHOr onepa~HoHor nojaqaBaqa: • 6eCKOHa'IHO BerrMKa yrra3Ha oTnopHocT,
CJlUKa 11.39. - OCHo6Ha uJeMaiioja.ia6a.ia ca iio6paiUlwM ciipe20M
• M3rra3Ha oTnopHocT jeAHaKa HyrrM, • 6eCKOHa'IHO BerrMKO HanoHCKO noja'Ialhe, • aMnrrMTYAcKa M
11.13.2. IIoBpaTHa CIIpera KapaKTepMcTMKe noja'IaBa'Ia ce e
Uul = U1 + ~ . U2 U2 =A· Uul
U2 =A . (U1 + ~ . U2)
=A· U1
Uz
2
= A·UI 1-p·A
A 1-p·A npM 'IeMY je Ar - noja'Ialhe noja'IaBa'Ia ca peaKn:MjOM.
HeraTHBHa nOBpaTHa cnpera ce A06Mja KaAa BpalieHM cMrHarr, npeKo Korra nOBpaTHe cnpere, AOBeAe AO CMalhelha CMrHarra Ha yrra3y. TI03HTHBHOM nOBpaTHoM cnperOM ce A06Mja YBeliaH CMrHarr Ha yrri13y. TexHMKa nOBpaTHe cnpere ce KOPMCTM KOA CMCTeMa ca aYTOMaTcKoM KOHTpOrrOM.
11.14. OCIJ;H.n;aTopH OC~HJlaTOpH cy erreKTpOHCKa Korra Koja Ha M3rra3Y Aajy nepMOAM'IHe CMrHarre.
OC4UJwiiiopu MOZY 6uiiiu: • peJlaKCa~HOHH OC~HJlaTOpH, KOA KOjMX ce aMnrrMTYAa CMrHarra Melha CKOKOBMTO; • xapMoHHjCKH OC~HJlaTOpH, KOjM ce 'IeCTO Ha3MBajy CMHYCHM ocn:MrraTopM jep reHepMIllY npOCTonepMOAM'IHM CMrHarr CMHYCHor TarraCHor 06rrMKa. IIpoMeHe TeMnepaType, HanOHa Hanajalha M oc06MHa erreKTpOHCKMX KOMnOHeHTM Mory AOBeCTM AO HeMcnpaBHor paAa OC~MrraTopa. 113 Tor pa3rrora, nOTpe6HO je H3BpIIIHTH cTa6MrrM3an:Hjy aMnrrMTYAe, Koja ce BpillM KOHTporrOM KpY)KHOr noja'Ialha (npOM3BOA A~). ,o:a 6M OCn:MrrOBalhe 3anO'Ierro, nocrre YKJbY'Ielha Hanajalha, KPY)KHO noja'Ialhe MMa BpeAHOCT Marro Beliy OA HajMalhe BpeAHocTH AOBOJbHe 3a ocn:HrroBalhe. Korro 3a cTa6MrrM3an:Mjy aMnrrHTYAe oC~MrroBa Iha OAP)KaBa Ty BpeAHocT Ha HajMalhoj BpeAHoCTH nOTpe6Hoj 3a ocn:HrroBalhe.
157
O,Il; OCU;:H:JIaTOpa ce 3aXTeBa H BeJIHKa cTa6HJI-
CHCTeMH KOjH o6pal)yjy HH¢opMaU;Hje y ,Il;HrH-
HOCT Y"leCTaHOCTH OCU;HJIOBaIha, HapO"lHTO y
TaJIHOM 06JIHKY Ha3IIBajy ce ,Il;HrHTaJIHa eJIeK-
rrpHMeHaMa KaO IIITO cy rrpeU;H3Ha Mepelba Bpe-
TpOHCKa KOJIa II ,Il;IIrHTaJIHH CHCTeMH H 3a CBOj
MeHa, reHepIICaIhe TaKTHOr CHrHaJIa KO,Il; pa-
pa,Il; KopHCTe 6HHapHe BeJIH"IHHe. I1H¢opMaU;H-
"IyHapcKHX CHCTeMa HT,Il;. CTa6HJIHOCT Y"leCTa-
ja ce caorrIIITaBa y 06JIHKY CHrHaJIa ca ,Il;Ba H3-
HOCTH OCU;HJIOBalba rrOCTH)Ke ce yrroTpe6oM
pa3HTa CTalba Koja ce 06eJIe)KaBajy ca
0 HJIH l.
11.40).
EJIeMeHT KOjH MO)Ke ,Il;a ce ,Il;OBe,Il;e y OBO CTaIhe
KpHCTaJI KBapu;a ce cacTojH O,Il; KBapU;He rrJIO"lH-
je rrpeKH,Il;a"l HJIH rrpeKH,Il;a"lKO KOJIO. KO,Il;OBalbe
u;e CMelliTeHe H3Mel)y ,Il;Be MeTaJIHe eJIeKTpO,Il;e.
HH¢opMaU;Hja je rrpe,Il;CTaBJhalbe HH
KpHCTaJIa KBapu;a (CHM60JI Ha CJIHU;H
rroMoliy CHM60JIa HeKe "a36YKe". 3a HyMepH"I-
~
Ke HH¢opMaU;Hje KOPHCTHMO U;H¢pe ,Il;eKa,Il;HOr 6pojHor CHCTeMa. AeKa,Il;HII CHCTeM Ha KOjH CMO
CJ
HaBHKJIH He O,Il;rOBapa pa,Il;y ca ,Il;e¢HHHCaHHM
T
C/lUKa
11.40. -
rrpeKH,Il;a"lKHM eJIeMeHTHMa, "IHjOj rrpHpO,Il;H BHIIIe O,Il;rOBapa 6HHapHII CIICTeM.
CUM,6o/l K6apl1a
EYJIOBa (rrpeKH,Il;a"lKa HJIH JIOrH"IKa) aJIre6pa je aJIre6pa Koja ce KOPHCTH 3a pa,Il; ca 6HHapHHM U;H¢paMa
11.15.
OCHoBHa JIOrMqKa KOJIa
0 H 1,
Ha,Il; KojHMa ce H3BO,Il;e JIOrH"IKe
orrepaU;Hje. IIoMoliy Ihe ce rrpHKa3yjy Be3e H3Me-
Y
I)y YJIa3a H H3JIa3a pa3JIHQHTHX KOJIa H CHCTeMa.
aYToMaTMD;M MJIM
JIorHQKa KOJIa cy rrpeKII,Il;aQKa KOJIa Koja CJIy-
paqYHapcKoJTexHMD;M
)Ke 3a ¢H3H"IKO oCTBapelbe JIOrH"IKHX orrepaU;Hja. llOrHQKa KOJIa ce KopHCTe y ,Il;HrHTaJIHoj
EJIeKTpH"IHII CIIrHaJIH rrpe,Il;CTaBJbajy rrpOMeH-
eJIeKTpOHHU;H: KO,Il; KOMrrjYTepa, ,Il;HrHTpOHa, 3a
JhHBe ¢H3H"IKe BeJIH"IHHe. Mory 6HTH aHaJIOr-
KOHTPOJIY po6oTa. OCHoBHa JIOrH"IKa KOJIa cy:
HH (KOHTHHyaJIHII, MeIhajy ce O,Il; je,Il;He ,Il;O ,Il;pyre
I
Bpe,Il;HOCTH 6e3 HarJIHX CKOKOBa H 6e3 rrpeKH,Il;a)
KOJIO, H rroMoliy OBHX KOJIa Mory ce oCTBapHTH
KOJIO (AND KOJIO),
ILl KOJIO
(OR KOJIO) H NE
H ,Il;HCKpeTHH (,Il;HrHTaJIHH, KO,Il; KOjHX ce aMrrJIH-
CBe CJIO)KeHHje ¢YHKU;Hje. Ha YJIa3 JIOrH"IKOr
Ty,Il;a CKOKOBHTO MeIha H rrpH TOMe HMa orpaHH-
KOJIa ce ,Il;OBO,Il;Hje,Il;Ha HJIH BHIIIe JIOrH"IKHX rrpo-
"IeH 6poj Bpe,Il;HOCTH). Ba)KHO je HCTaim ,Il;a ce,
MeHJhHBHX, y BH,Il;y 6HHapHor CHrHaJIa, a Ha H3-
rrpeMa rroTpe6H, aHaJIOrHH CHrHaJIH Mory rrpe,Il;-
JIa3Y ce ,Il;06Hja 6HHapHH CHrHaJI rrpeMa Ta6JIH-
CTaBHTH ,Il;HCKpeTHHM H 06pHYTO.
U;H HCTHHHTOCTH.
+6V A
A 0 0 1 1
B
0 1 0 1
AB 0 0 0 1
B
AB 4.7 k
C/lUKa
158
11.41. -J102U'-tKO I
KO/lO
A A 0 0 1 1
B A+B 0 0 1 1 0 1 1 1
B
A+B R
C/tUKa 11.
42. -
A-[>-X C/tUKa 11.43. -JIOZU'-lKO NE KO/tO
11.16. MeMoplIje MeMopHja npe,n:CTaBJba KOMnOHeHTY paqyHa-
pa qHjH je 3a,n:aTaK npHXBaTalhe H naMnelhe HH¢opMaU;Hja, aJIH TaKO ,n:a ce Te HH¢opMaU;Hje Mory Op30 ,n:OOHTH. MeMopHja je opraHH30BaHa Kao MaTpHu;a neJIHja (CJIHKa 11.44). CBaKa neJIHja MO)Ke ,n:a npHMH je,n:Hy oHHapHY U;H¢Py (0 HJIH 1), Tj. je,n:aH OHT. neJIHje cy rpynHcaHe no pe,n:oBHMa. Je,n:aH pe,n: neJIHja Ha3HBa ce MeMopHjcKH perHcTap H CBaKOM MeMopHjcKoM perHcTpy ce npH,n:pY)Kyje a,n:peca. AKo pemcTap HMa ocaM neJIHja, OH,n:a ce ynHcyje HH
Agpece JIOKa~ja
[1--1---+--1---.....t- PerHCTap o
1 2 3 ...
ill
MeMopHjcKa fieJIHja C/tUKa 11.44.
-
OpzaHu3au,uja MeMopuje
JIOZU'-lKO ILl KO/tO
Kana~HTeT MeMopHje nOKa3yje KOJIHKa je KOJIHqHHa no,n:aTaKa Koja ce MO)Ke CMeCTHTH y MeMopHjy H II3pa)KaBa ce opojeM oajToBa, H TO BenHM je,n:HHHu;aMa: KHJIOoajT, MeraoajT H rHraoajT. KanaU;HTeT je Ba)KHa KapaKTepHCTHKa MeMopHje H, HapaBHO, IIITO je BenH KanaU;HTeT MO)Ke ce pa,n:HTH ca BHIIIe no,n:aTaKa. ,IJ;pyra Ba)KHa KapaKTepHCTHKa je 6p3HHa pa,lJ;a Koja ce onHcyje ca OP3HHOM npOHaJIa)Kelha JIOKaU;Hje H OP3HHOM ynHcHBalha HJIH OqHTaBalha. To 3HaqH ,n:a ce nocMaTpajy BpeMe npHcTyna (BpeMe noTpeoHo ,n:a ce npHcTynH o,n:pegeHoj JIOKaU;HjH y MeMopHjH) H BpeMe npeHoca (noTpeoHo BpeMe ,n:a ce no,n:aU;H npeHecy y JIOKaU;Hjy HJIH H3 lhe).
IIpe.Aw MegujYMY Ha KojuMa ce uaMiUe, UHPOpMa4uje MeMopuje MOZY 6uiUu: • nOJIynpOBO,lJ;HH'IKe, • OnTH'IKe, • MaI'HeTCKe.
MarHeTcKe H OnTHqKe MeMopHje cy MeMopHje KO,lJ; KOjHX ce HH¢opMaU;Hje He ryoe HH no npeCTaHKY Hanajalha H KopHcTe ce 3a naMnelhe BeJIHKOr opoja no,n:aTaKa. IIoJIynpoBo,n:HHqKe MeMopHje ce KopHCTe Kao rJIaBHe HJIH onepaTHBHe MeMopHje H KapaKTepHIIIY HX BeJIHKa op3HHa pa,n:a H KanaU;HTeT, a MaJIe ,n:HMeH3Hje . IIpeMa HaIfUHY paga UOJ/,YUP06ogHuIfKe MeMOpuje MOZY 6uiUu:
• RAM (Random Access Memories) cy MeMopHje KO,n: KOjHX ce ,n:HpeKTHo npHcTyna npOH3BOJbHOM eJIeMeHTY. RAM ce y paqyHapHMa ynoTpeOJbaBa 3a no,n:aTKe KOjH ce aK-
159
TMBHO KOpMCTe M HerrpeCTaHO Melbajy. Kap;a ce MCKJbY'IM Harrajalbe, OBe MeMopMje ry6e CBOj cap;p)Kaj. IIoJIyrrpoBop;HM'IKM RAM ce rrpoM3BoP;M Kao MHTerpMcaHo KOJIO. Pa3JIMKYje ce rro 6pojy rrMHOBa MJIM HO)KM:u;a, lbMXOBOM pacrropep;y MTp;.
n
'i'
Karra:U;MTeTM OBMX MeMopMja cy 512 MB rro 'IMrry.
• ROM (Read Only Memories) je Ha3MB 3a MeMopMje y KojMMa ce TpajHo 'IYBajy rrop;a:U;M. Y I-bMMa ce 'IYBajy rrop;a:U;M KOjM ce )KeJIe caMO O'IMTaBaTM, Kao IllTO cy rrporpaMM MJIM Ta6JIMu;e rrop;aTaKa, OP;HOCHO CBM rrop;a:U;M KOjM 6M Tpe6aJIo p;a 6ygy 3aIllTMlieHM og CJIY'IajHe rrpoMeHe.
Cflu/W
11.46. - ROM JlteJltopuja
Kog KJIaCM'IHMX ROM MeMopMja rroga:U;M ce, jegHOM yrrMcaHM, He Mory KacHMje MeI-baTM. MeljyTMM, p;aHac rrocTojM BMIlle BpcTa ROM MeMopMje KOg KOjMx je TO Morylie ypagMTM Ha ogpeljeHM Ha'IMH. HeKe og I-bMX cy:
CflU/W
11.45. - RAM JlteJltopuja
nO.f1,yUP06ogHU'lKa RAM MeMopuja MOJICe 6uUiu: • CTaTM'IKa RAM MeMopMja (SRAM). Cap;p)Kaj OBe MeMopMje je Ca'IYBaH CBe P;OK MMa Harrajalba.
n
'i'
Karra:U;MTeT CTaTM'IKe RAM MeMopMje je 'IeCTO p;o 64 K, Map;a ce p;aHac rrpoM3Bop;e M MeMopMje OBor TMrra Belie op; 256 K;
• p;MHaMM'IKa RAM MeMopMja (DRAM). OBa MeMopMja 3aXTeBa rroBpeMeHo OCBe)KaBalbe cap;p)Kaja KOjM ce rraMTM. MMa Mal-bY rrOTpoIllI-bY op; SRAM MeMopMje MCTor Karra:U;MTeTa.
160
- rrporpaMaOHJIHe ROM MeMopHje HJIM PROM (Programmable Read-Only Memory). OHe cy rrorogHe Kaga ce rrJIaHMpa rrpoM3Boglba MaI-bMX cepMja ROM MeMopMja. PROM ce rrporpaMMpa jegHoM og cTpaHe rrpoM3Bolja'Ia gMrMTaJIHMX ypeljaja; - rrporpaMaOHJIHe ROM MeMopHje ca MoryliHornliy opHcalba MJIM EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), KopMcTe ce Kaga rrocTojM rroTpe6a 3a M3MeHaMa. Cagp)Kaj ce Melba M3JIaraI-beM YJITpaJby6M'IaCTOM CBeTJIY rrpeKO TpaHcrrapeHTHor rrp030pa KOjM je rrOCTaBJbeH M3Hag caMor 'IMrra. YrrMCMBalbe HOBor cagp)Kaja BpIllM ce rroMoliy rroce6HMX ypeljaja; - rrporpaMaOHJIHe ROM MeMopHje ca MoryliHornliy eJIeKTpH'IHOr opHcalba MJIM EEROM
(Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory) jecy MeMopMje KOA KOjMX rrocTojM
ApMTMeTMqKO JIOrMqKa jeAMHMu;a (ALU) je
MoryhHocT eJIeKTpMqHOr 5pMcalha. liaKO je OqMTaBalhe rrOAaTaKa peJIaTMBHO 5P30, yrrMc je errop M 3aTO rrpMrraAajy rpyrrM ROM MeMopMja.
HaA rroAaU;MMa. AKYMYJIaTOp je perMcTap rrpe-
n
W
11.17. MHKporrpou;ecop
u;a je KOMaHAHM 5JIOK qMjM je rnaBHM Aeo AeKO-
TepMMH MHKponpo~ecop ce yrJIaBHOM OAHOCM Ha u;eHTpaJIHy rrpou;ecopcKy jeAMHMU;y (CPU) rrepCOHaJIHMX paqyHapa M ApyrMx caBpeMeHMX AMrMTaJIHMX ypeljaja. MMKporrpou;ecop rrpMMa cKyrr rrOAaTaKa, M3BOAM JIOrMqKe MJIM paqYHCKe orrepaU;Mje HaA TMM rrOAaU;MMa M IIIaJbe }J;aJbe Te rrOAaTKe MJIM MX rrpMBpeMeHO rraMTM.
n
CaBpeMeHM MMKporrpou;ecopM MMajy HeKO-
W JIMKO MMJIMOHa TpaH3MCTopa Ha rrOBpllIMHM OA HeKOJIMKO AeceTMHa mm2.
cTpa MHCTpYKU;Mja. PeqM " AoHecM" M " M3BPIIIM" JIerro orrMcyjy aKU;Mje yrrpaBJbaqKe jeAMHMu;e. TMrrMqaH MMKpOpaqyHap (CJIMKa 11.48) CaAP)KM MMKporrpou;ecop (03HaqeH MPU -
microproces-
sor unit) , TaKT M Be3Y ca MeMopMjoM M YJIa3HO-M3JIa3HMM jeAMHMu;aMa rrpeKo MarMCTpaJIa. MarMCTpaJIe rrpeHoce MH
)J;eJIOBM MMKporrpou;ecopa cy apMTMeTMqKO-JIOrMqKe jeAMHMu;e (ALU) M BehM 5poj perMCTapa. OH ce 05MqHO rrpaBM Kao rroce5HM qMrr BeJIMKOr CTerreHa MHTerpaU;Mje. Ha CJIMU;M 11.47 je rrpMKa3aH rrpMMep apxMTeKType MMKporrpou;ecopa. ; ----------- - ------- - -- -- - -- -------------- ,
AKYMYJIaTOp
Aep 3a AeIIIM
CHa (CJIY)KM 3a rrpeHoc aApeca rrOAaTaKa KOjM ce 05paljyjy), MarMCTpaJIa rrOAaTaKa (CJIY)KM 3a rrpeHoc rrOAaTaKa KOjM ce 05paljyjy) M yrrpaBJbaqKa MarMCTpaJIa (CJIY)KM 3a rrpeHoc yrrpaBJbaqKMX CMrHaJIa).
, - -------------------- - ----------- -- - - ----- ,
,G
¢>
'---,,---J
LL.L.L..L.J...+-,-'
I1porpaMcKH 6poj a'I
Ml1KPOKOMIljYTep I1HCTpYKl\Hj CKH pernCTap
A):J;peCHa MarHCTpaJIa
CIlUlW 11.47. - IlpUJ>tep apx uiiieICiiiyp e Jltu lCpofipou,ecopa
CIlUICa 11.48. - MUICpolCoMujy~u ep
161
HajcaBpeMeHHje eJIeKTpHqHe ypel)aje H arrapaTe je HeMoryhe 3aMHCJIHTH 6e3 MHKpOrrpo:u;ecopa, TaKO ,o;a CKOPO He rrocTojH Jby,o;CKa ,o;eJIaTHOCT y KOjOj ce He KopHCTe. OHH ce KopHCTe y KyhHHM arrapaTHMa, 3a KOHTPOJIY rrpo:u;eca y cpa6pHKaMa, KO,o; aYTOM06HJIa, 3a arrapaTe y KOCMHqKHM HCTpa:)KHBalbHMa, y 6aHKapCKHM aYTOMaTHMa, TeJIecpOHCKHM . :u;eHTpaJIaMa, KO,o; aJIapMHHX CHCTeMa HT,o;.
11.18. OCHOBHe CMeTIhe H IhHXOBO OTKJIaIhaIhe EJIeKTpOHCKa KOJIa H rrpeHOCHe CHCTeMe O,o;JIHKyje BeJIHKa rrOY3,o;aHOCT rrpH pa,o;y. AJIH HrraK, YTH:u;ajH KOjH Ha lbHX HMajy caMa CTpyKTypa rroJIyrrpOBo,o;HHKa H HaqHH H3pa,o;e, TeMrrepaTypa, aTMoccpepCKe rrpHJIHKe HT,o;. Mory ,o;a ,o;orrpHHecy,o;a ce rrope,o; KopHCHor jaBH H IIITeTHH CHrHaJI. IIojaBa IIITeTHor CHrHaJIa MO)J(e ,o;a ,o;OBe,o;e ,0;0 HeMoryhHocTH ,o;eTeKTOBalba HJIH rrorpelllHor ,o;eTeKTOBalba CHrHaJIa. 360r Tora ce BeJIHKa rra)J(lba rrocBehyje MeTO,o;aMa KojHMa Te CMeTlbe Mory ,o;a ce OTKJIOHe. Hajje,o;HOCTaBHHjH MeTO,o; rrpe,o;CTaBJba rrOHaBJbalbe HHcpopMa:U;Hja KaKO 6H ce Ha rrpHjeMHoj CTpaHH yTBp,o;HJIa rpelllKa. MaHa OBor HaqHHa je CMalbeHa 6p3HHa rrpeHoca. Je,o;Ha 0,0; MeTo,o;a je ARQ (Automatic Repeat ReQuest). To je MeTO,o; 3a KOHTPOJIY rpelllaKa Koje ce Mory ,o;eCHTH rrpHJIHKOM rrpeHoca rro,o;aTaKa y KOMe, aKO rrpHjeMHHK ,o;eTeKTyje rpelllKY, rrpeKO rrOBpaTHor KaHaJIa 3aXTeBa rrOHOBHO CJIalbe 0,0; rrpe,o;ajHHKa. CBaKOM ,o;eJIy HHcpopMa:U;Hja ,o;o,o;aje ce KOHTPOJIHH 6HT KOjH oMoryhyje OTKpHBalbe rpelllKe. IIocTojH HeKOJIHKO THrrOBa ARQ: Stop-and-wait ARQ, Go-back-N ARQ,
Selective Repeat ARQ.
IIpBa HHCTaJIa:U;Hja paqyHapa y HH,o;yCTPHjH je 6HJIa 1958. ro,o;HHe Ka,o;a je eJIeKTpo,o;HCTpH6y:U;Hja y ITYH3HjaHH, CA,IJ;, rrOCTaBHJIa paqyHap 3a 162
rrpahelbe H Ha,o;30p eJIeKTpHqHe :u;eHTpaJIe y MeCTY CTepJIHHY, a rrpBO paqYHapcKo yrrpaBJbalbe je OCTBapHJIa KOMrraHHja Texaco HHCTaJIa:U;HJOM paqyHapa y IIopT ApTYPY, CA,IJ;, rrOqeTKOM 1959. 60-HX ro,o;HHa rrpOlllJIOr BeKa rrOqHlbe pa3Boj crre:U;HjaJIH30BaHHx paqYHapcKHx CHCTeMa, aJIH y rroKYlllajHMa ,o;a ce pellle 3a,o;a:U;H, ,o;OIllJIO je ,0;0 rrocKyrrJbelba ypel)aja. H,o;eja ,o;a ce je,o;aH paqyHap KOPHCTH 3a BHllle rrpo:u;eca yrrpaBJbalba ,o;OBeJIa je ,0;0 rrocKyrrJbelba cocpTBepa, aJIH H ,0;0 3aXTeBa 3a MeMopHjoM Koja HHje rrocTojaJIa. HrraK, KpajeM 60-HX ro,o;HHa ce pa3BHjajy CHCTeMH orrlllTe HaMeHe, aJIH H BHIIIH rrporpaMcKH je3H:U;H, TaKo,o;a 70-HX ro,o;HHa HHCTaJIa:U;Hja qaK H ,o;Ba paqyHapa (je,o;aH 3a pe3epBY) ,o;06Hja eKOHOMCKO orrpaB,o;albe H, HapaBHO, pa3Boj ce HaCTaBJba. IIocJIe CBaKe HHCTaJIa:U;Hje paqYHapCKor CHCTeMa YOqaBaHe cy HOBe MoryhHocTH KopHlllhelba H 70-HX ro,o;HHa ce jaBJbajy H rrpBH MHHH-paqyHapH (1971. r. KOMrraHHja HHTeJI rrpoH3Bo,o;H rrpBH MHKporrpo:u;ecop 4004). OBH paqyHapH cy HMaJIH HOBY HHTerpHcaHY TeXHOJIOrHjy, cpJIeKCH6HJIHOCT H HHCKY :u;eHy. ,IJ;aHac cy HHtJ;yCTPHjCKH paqyHapH caCTaBHH ,o;eo BeOMa CJIO)J(eHHX rrocTpojelba 3a KOHTPOJIY H yrrpaBJbalbe aYToMaTcKHM rrpo:u;ecHMa. YrrpaBJbalbe CHCTeMOM 06yxBaTa Mepelbe, o,o;pel)HBalbe yrrpaBJbalba H H3BplllaBalbe KOMaH,o;H Ha rrpo:u;ecy. Y paqYHapcKH yrrpaBJbaHOM rrpo:u;ecy Heorrxo,o;HO je,o;a paqyHap 6y,n;e Taj KOjH rrpHxBaTa H3MepeHe BeJIHqHHe, 06pa,o;H HX H rrpeHece KOMaH,o;e Ha HeKH H3BplllHH opraH. HH,n;yCTPHjCKH paqyHapH ce BeOMa MHOro KOpHCTe y xeMHjcKOj, TeKCTHJIHoj HH,n;YCTPHjH, HH,n;YCTPHjH HeMeTaJIa. KOHTpOJIa pa,o;a aJIaTHHX MalllHHa TaKol)e ce BplllH KOMrrjYTepOM H TO cy CNC MalllHHe (Computer Numerical Control). Pa,o;OM aJIaTHHX MalllHHa yrrpaBJba KOMrrjYTep Ha OCHOBY YHeTHX KOMaH,o;H H HHCTpYK:U;Hja. IIpe,o;HocTH CNC MalllHHa cy MHor06pojHe: HHTepBeH:U;Hje orrepaTopa rrpH rrpOH3Bo,n;lbH HeKor rrpOH3Bo,n;a cy eJIHMHHHCaHe, CMalbeH je 3aMOp orrepaTepa, Malbe je rpelllaKa Hero rrpH HCTOM rrOCJIY KOjH 6H 06aBJbaJIH Jby,o;H, BpeMe rroTpe6HO 3a H3pa,o;y HeKor rrpOH3Bo,o;a je KOHCTaHTHO, CBaKH rrpe,n;MeT je H3pal)eH ca HCTOM TaqHOlllhy.
KaAa ce rrpOrpaM rrOTBPAH H yHecy OArOBapajynH rrOAa:U;H, MO)l(e ce HarrpaBHTH Ha XHJhaAe HAeHTHQHHX KOMaAa OApegeHOr rrpOH3BOAa. KapaKTepHCTHKa CNC MalIlHHa je H qmeKcH6HJIHOCT, OAHOCHO HOBH rrpOH3BOAH ce Mory rrpaBHTH HOBHM HHCTpYK:U;HjaMa H HOBHM rrporpaMOM KOjH ce Aajy OBOj MalIlHHH.
5. Koja je OCHOBHa rrpHMeHa 3eHep AHoAe? 6. rAe ce rrpHMelhyjy 6HIIOJIapHH TpaH3HcTopH?
7. Koje je Haj3Ha'IajHHje CBOjCTBO TpaH3HcTopa? 8. 06jacHH 3Ha'Ielhe cKpalieHHn;e FET. 9. Koje cy BpCTe FET TpaH3HcTopa? 10. Han;pTaj rpaqm'IKH CHM60JI THpHcTopa. rAe ce yrroTpe6JbaBa THpHCTOp?
11. KaKo ce AecpHHHIlIY IIoja'Ialhe HarrOHa, cTpyje H
~ IIPOBEPH CBOJE 3HAlhE 1. illTa rrpoy'IaBa eJIeKTpoHHKa? 2. KOjH rroJIyrrpoBoAHHn;H ce KopHcTe y eJIeKTpO3. 06jacHH AHpeKTHy H HHBep3HY rrOJIapH3an;Hjy
13. KaKo ce AeJIe HHTerpHcaHa KOJIa rrpeMa cTerreHY HHTerpan;Hje?
cpH'IKe CHM60JIe H HarrHcaTH Ta6JIHn:e HCTHHHTOCTH 3a CBaKO OA IhHX.
PN crroja. AHOAe.
12. KaKBa je YJIora HCrrpaBJba'Ia?
14. HaBecTH OCHOBHa JIOrH'IKa KOJIa. Han;pTaTH rpa-
HHn;H?
4. Han;pTaj
CHare?
cTpyjHo-HarroHcKY
KapaKTepHcTHKY
15. Koje cy OCHOBHe KapaKTepHcTHKe rroJIyrrpoBoAHH'IKHX MeMopHja?
163
IIpMJIor A
1. 03HaQaBa:Ehe KOH,r:t;eH3aTopa CBaKIi KOH}];eH3aTOp je o}];pe:geH CBOjlIM KapaKTepliCTlIqHIIM BeJIlIqIIHaMa:
• Ha3HBHH
HanOH KOH}];eH3aTOpa
Ha3lIBHlI HarrOH KOH}];eH3aTOpa je HajBehlI je}];HOCMepHIi HarrOH IIJIIi HajBlIllia Bpe}];HOCT HalI3MeHlIQHOr HarrOHa Ha KOjlI KOH}];eH3aTOp MO)Ke 6lITli TpajHo rrpIIKJbYQeH. OBaj HarrOH
• Ha3HBHa Kanan;HTHBHOCT KOH}];eH3aTOpa
To je Karran;IITIIBHOCT KOH}];eH3aTOpa Koja je Ha3HaqeHa Ha caMOM TeJIY KOH}];eH3aTOpa rrpli TeMrrepaTypli 20° C. Karran;IITIIBHOCT KOH}];eH3aTopa ce 03HaqaBa Ha pa3He HaqlIHe, a je}];aH O}]; IhIIX je rroMohy 6pojeBa II CJIOBa. Tpe6a HarroMeHYTII }];a ce je}];IIHIIn;a F (
ce He CMe rrpeKOpaQIITIi.
2.
03Ha-qaBaIhe OTIIopHIIKa
Ha caMOM OTrropHIiKY 03HaQaBaIhe Ha3lIBHe Bpe}];HOCTIi OTrropa II TOJIepaHn;lIje (O}];CTyrraIha O)]; Ha3lIBHe OTrropHOCTII) BpllIli ce Ha HeKOJIIiKO HaQIIHa.
• 03HaQaBalbe CJIOBHMa
0IIPMMEP
Ko}]; OBor HaQIIHa ce 03HaKa je}];IIHIIn;e D (OM) Ha KOH}];eH3aTOpy rrlIllIe:
Bpe}];HOCT Karran;IITIIBHOCTII:
25 fl
25 flF
2n5
2,5nF
25n
25nF
rrO}];pa3YMeBa II He rrlIllie jep JIIIQII Ha HyJIy, rra MO)Ke }];OhlI}];O 3a6YHe. YMeCTO 03HaKe D KOPIICTe ce 03HaKe RIlE, YMecTo kD caMO K, yMeCTO MD caMO M. IIOlliTO ce 3ape3 cJIa60 BII}];II, OH ce He rrlIllie. HeKOJIIiKO rrpliMepa KojlI CJIe}];e IIJIYCTpOBahe rrpliMeHy OBIiX rrpaBIiJIa.
• TOJIepaHn;Hja TOJIepaHn;lIja rrpe}];CTaBJba Moryhe O}];CTyrraIhe Karran;IITIIBHOCTIi O}]; Ha3lIBHe Bpe}];HOcTIi. ToJIepaHn;lIja MO)Ke }];a ce 03HaqlI Kao y cJIe}];eheM rrpliMepy, aJIIi II BeJIIIKIIM CJIOBIiMa. 0IIPMMEP Ha KOH}];eH3aTopy rrlIllie 10 flF±lO%. To 3HaqlI }];a je Ha3lIBHa Karran;IITIIBHOCT 10 flF a TOJIepaHn;lIja 10%, O}];aKJIe CJIe}];1I }];a je Karran;IITIIBHOCT Tor KOH}];eH3aTOpa 1I3Me:9Y 9 flF II 11 flF.
0IIPMMEP Ha OTrropHIiKY rrlIllIe:
Bpe}];HOCT OTrropa:
R7
0,7D
7R7
7,7D
2K5
2,5kD
25K
25kD
M3
0,3MD
167
• 03HaQaBaibe OTnOpHHKa SojaMa
J
I
/
III I
I I
~
BPEAHOCT OTIIOPA Y OMMMA (n)
IIpBaTpaKa
Apyra TpaKa
Tpeha TpaKa
LJeTBpTa TpaKa
IIpBa ~H
Apyra ~Hcppa
CI>aKTop MHO)!(elba
UPHA
-
0
1
-
EPAOH
1
1
10
±1
UPBEHA
2
2
102
±2
HAPAHUACTA
3
3
103
-
)J(YTA
4
4
104
-
3EJIEHA
S
S
lOS
±O,S
TIJIABA
6
6
10 6
-
Jb YEMLJACTA
7
7
107
-
CMBA
8
8
10 8
-
EEJIA
9
9
10 9
-
EE3EOJHA
-
-
-
±20
3JIATHA
-
-
10-1
±S
CPEEPHA
-
-
10-2
±10
EOJA
o
IIPliIMEP
UpHa
3naTHa
EpaOH QpHa QpBeHa 3JIaTHa ±5% (H3 Ta6eJIe) 1 0 102 2 BpegHocT OTIIopa je 10 . 10 ± 5% = 1 000 n ± 50 n
168
TonepaH~Hja
(%)
IIpllJIOr E
1. OCHOBHe peJIa:U;Mje HeOIIXOp;He 3a TYMaqelhe pap;a MaIIIMHe Y rrpOBop;HMKy p;Y)KMHe [ KOjM ce Kpehe 5P3MHOM V HOpMaJIHO Ha MarHeTCKO rrOJbe MHp;yKD;Mje B MHp;yKyje ce eJIeKTpOMOTOpHa CMJIa e:
e = [. V· B.
B
L,· C.!lUKa E.1. - CKuu,a ogpel)u8a/-ba cMepa UllgYKo8alle e.!leKiilpoMofuoplle CU.!le
Ha rrpOBOp;HMK p;Y)KMHe [ ca CTpyjOM I KOjM ce HaJIa3M y MarHeTCKOM rroJbY MHp;YKD;Mje B p;eJIyje CMJIa Koja ce Ha3MBa eJIeKTpOMarHeTcKa CHJIa. Op;roBapajyhMM MepeInMMa MO)Ke p;a ce op;pep;M MHTeH3MTeT M cMep eJIeKTpOMarHeTcKe CMJIe Kap;a je rrpoBop;HMK HOpMaJIaH Ha JIMHMje MarHeTCKor rrOJba:
2. IIp;eaJIM30BaHM (JIMHeapHM) MOp;eJI reHepaTopa ]ep;HOCMepHe cTpyje IIpM oIITepenelhY I1p;eaJIM30BaHM MOp;eJI reHepaTopa jep;HocMepHe cTpyje rrpM orrTepeheInY oMoryhyje p;a ce jep;HOCTaBHO yoqe M aHaJIM3Mpajy rrojaBe y orrTepeheHOM reHepaTOpy, Koje cy rrpMHD;MrrMjeJIHO MCTe M KOP; peaJIHMX reHepaTopa. Mop;eJI ce cacTojM op; p;Be rrapaJIeJIHe rrpOBop;He IIIMHe Ha Mel)yc05HOM pacTojalhY I. ITo lhMMa, ca jep;He CTpaHe yrrpaBHo KJIM3M rrpOBop;HMK. Ca p;pyre CTpaHe IIIMHe cy rrOBe3aHe rrpeKO OTrropHMKa OTrropHOCTM R, KOjM rrpep;CTaBJba orrTepeheIne reHepaTopa. Qeo oBaj CMCTeM ce HaJIa3M y XOMoreHOM MarHeTCKOM rroJbY MHp;YKD;Mje Koje je HOpMaJIHO Ha paBaH IIIMHa M YCMepeHo Ka rroCMaTpaqy.
13,
R I
,
C - - -
.....
I
-
- -
J
F=B ·1·[. C.!lUKa
E.3. -l1gea.!lu308allu Moge.!l
2ellepa~uopa
jeg1l0CMeplle cUipyje
C.!lUKa
E.2. - E.!leKUipOMa21leiuCKa CLt.!la
Kap;a je CMCTeM rrperrylliTeH caM ce5M, HMIIITa ce He Kpehe. Y raJIBaHCKM 3aTBopeHOM KOJIY (KOHTypa C) Koje 05pa3yjy IIIMHe, OTrropHMK M rrpOBop;HMK (KOjM MO)Ke p;a ce Kpehe) He rrocTojM eJIeKTpOMOTopHa CMJIa, rra y KOJIY HeM a cTpyje.
169
CTaD;HOHapHO CTal:be HacTyna Kap;a ce eJIeKTpO,
~------~ ~ I
, R
I I
,
MarHeTCKa CHJIa H3jep;HaQH ca CnOlbaIlIl:bOM Me-
~
I i I
(VB
"--~~ ---)J
XaHHQKOM CHJIOM:
Fern, max
= Fmeh'
npH qeMY je
[2. B2
I
Fern,rnax
= Fern (v = vrnax) = Vrnax . -R--' TaKo ce
Fmeh
p;06Hja p;a je MaKCMMaJIHa CTaD;HOHapHa 6p3HHa KpeTalha npOBOAHHKa V max:
C.!!UKa E.4. - Hgea.!!U30aaHU Moge.!! ieHepaiiiopa jegHocMepHe ciiipyje ca oiiiiiepelieHJeM
AKO Ha nOKpeTJhMBM npOBOIl:HMK ll:eJIyje MexaHMqKa CMJIa F rneh' Kao Ha CJIMIJ;M B.4, OH he noqeTM Il:a ce Kpehe 6P3MHOM v. KpeTa:lhe npoBop;HMKa Il:Y)KMHe I 6P3HHOM V Y XOMoreHOM MarHeTCKOM nOJbY MHAYKIJ;Mje B 1l:0BOll:M 1l:0 MHIl:YKoBalha eJIeKTpOMoTopHe CMJIe e:
e= I·
V·
max
.B=[. Frneh ·R .B= Frneh ·R [2 , B2 I 'B
=
EJIeKTpMqHa CHara reHepaTopa P g E . I je jell:HaKa MeXaHHQKoj CHa3H Koja je p;OBep;eHa re-
=
HepaTOpy P g P rneh' IlITO ce H OQeKHBaJIO no 3aKoHY Op;p)Kalha eHeprMje yCJIep; 3aHeMapel:ba ry6HTaKa. Y 3aTBopeHoM eJIeKTpHqHOM KOJIY CBa CHara reHepaTopa ce npeTBapa y TOnJIOTY y oTnopHMKY
MOll:eJI je MIl:eaJIM30BaH 3aTO UITO cy 3aHeMapeHe OTnopHOCTH IlIMHa H npOBOIl:HMKa, nOlliTO cy MaJIe Y 0Il:HOCY Ha OTnopHOCT OTnopHMKa R. TIPMJIMKOM M3paqYHaBal:ba cTpyje HaqMlheHa je jOlli jep;Ha Mp;eaJIM3aIJ;Mja: 3aHeMapeHa je eJIeKTPOMOTopHa CMJIa caMOMHP;YKIJ;Mje, Kao MaJIa, 360r Tora IlITO cy npOMeHe cTpyje cnope. TIocTojalhe cTpyje i y npOBop;HMKy p;Y)KMHe [ y XOMoreHOM MarHeTCKOM nOJhY MHAYKIJ;Mje B M3a3Bahe nojaBY eJIeKTpOMarHeTCKe CHJIe: Fern i . [ . B. CMep OBe CHJIe ce Oll:pel)yje no npaBHJIy AeCHe pYKe y 0Il:HOCY Ha CMepOBe cTpyje M BeKTopa MarHeTCKe HHp;YKD;Mje. QBa CHJIa MMa cynpoTaH CMep op; CnOJhaIlIl:be MeXaHHqKe CMJIe Frneh . 3aMeHOM H3pa3a 3a CTpyjy 1l:06Hja ce p;a je eJIeKTpOMarHeTCKa CHJIa:
=
. [ .v .B [2 . B2 F ,=l·[·B=--·I·B=v·--. 170
=I.v
e(v = vrnaJ=
I·B
. e /·v ·B l=-=---. R R
R
• EJIeKTpOMOTOpHa CHJIa: E =
• Ja'lHHa CTpyje: 1= Frneh
B.
CMep eJIeKTpOMoTopHe CHJIe op;pel)eH je npaBHJIOM p;eCHe PYKe (CJIMKa B.4). TIOUlTO ce Y raJIBaHCKM 3aTBopeHoM KOJIY (KoHTypa C) MHIl:YKoBaJIaeJIeKTpOMoTOpHaCMJIa,ycnocTaBMhe ce cTpyja jaqMHe i:
em
Y CiUal1UOHapHOM. ciUafby je:
R
R.
3. llAeaJUI30BaHlI (JIlIHeapHlI) MOAeJI MOTopa l1p;eaJIM30BaHH MOp;eJI MOTopa jell:HOCMepHe cTpyje cacTojH ce op; p;Be napaJIeJIHe npOBOIl:He IlIHHe Ha Mel)yc06HOM pacTojalhY I. TIo IIIHHaMa, ca jell:He CTpaHe KJIH3H npOBop;HHK, a ca Il:pyre CTpaHe IlIMHe cy nOBe3aHe npeKO pell:He Be3e OTnopHHKa R H reHepaTopa eJIeKTpOMOTopHe CHJIe E G . IJ;eo CHCTeM ce HaJIa3M y XOMoreHOM
13
MarHeTCKOM nOlbY HHp;YKD;Mje Koje je npMKa3aHO Ha CJIMD;M B.S. Ha nOKpeTHM npoBop;HMK ll:eJIyje CHJIa onTepehelha
Fopt , KOjy, Kap;a ce MC-
nyHe op;pel)eHH YCJIOBH, Tpe6a p;a CaBJIap;a oBaj MOp;eJI eJIeKTpHqHOr MOTopa.
KpeTalhe rrpoBop;HRKa p;Y)KHHe [ y MarHeTCKOM rroJbY RHp;YK~Hje B P;OBOP;R p;o MHp;YKoBafba eJIeKTpOMoTopHe CRJIe e:
e = [. v ' B, I
qRjM ce cMep op;pel)yje rrpaBMJIOM p;eCHe pYKe R rrpMKa3aH je Ha CJIR~H E.7. llHp;YKoBaHa eJIeKTPOMoTopHa CHJIa ce cyrrpoTCTaBJba eJIeKTpOMOToPHOj CRJIH reHepaTopa rra ce Ha3RBa KOH-
1 1 ,
C 1 __ _ ... _ _ _ I
TpaeJIeKTpOMoTopHa eUJIa. CIIUKa E.5. - I1geallu30 aaHU Mogell Mo iiiopa jegHocMepH e ciiipyje
i
ilpeTIlOCTaBRMO p;a je rrpBO rrpOBOp;HRK yKOqeH, Tj. p;a je 5p3RHa rrpOBOp;HRKa V = O. ilOlllTO Y raJIBaHCKR 3aTBOpeHOM CTpyjHOM KOJIY (KOHTypa C) p;eJIyje eJIeKTpOMOTOpHa CRJIa EO' rro•
10
•
cToJane R cTpYJa
•
l
=
I
max =
Eo
R'
.
yCJIep; KOJe y
rrpoBop;HRKy p;Y)KRHe I y MarHeTCKOM rroJbY RHp;YK~Rje B p;OJIa3R p;o rrojaBe eJIeKTpOMarHeTCKe CRJIe Koja p;eJIyje Ha rrpOBop;HRK:
.
Fern = l .[. B = I max .[. B =
Eo · / · B
R
-
= Fern, max'
CMep OBe CRJIe ce op;pel)yje rrpaBRJIOM p;eCHe pYKe y OP;HOCY Ha CMepOBe cTpyje M BeKTopa MarHeTCKe MHp;YK~Rje. CMep CRJIe Fem,maxje cyrrpOTaH cMepy CRJIe F opt (CJIRKa E.6).
I
0B I, __
IV
~ ...
___
Ie!
CIIUKa E .7. - I1HgYKoaaHa elleKiiipoMoiiiopHa cUlla
CTpyjHO KOJIO je raJIBaHCKR 3aTBopeHo (KOHTYpa C) R Y lheMY rrocTojM cTpyja Koja y TpeHyTKy Kap;a ce rrpoBop;HRK Kpehe 5P3RHOM v R3HOCM:
.
l -
-
Eo -e
R
--
Eo -[ ·v·B
---="-----
R
.
CTa~ROHapHO CTafbe, OAHOCHO ARHaMRqKa paBHOTe)Ka HacTyrra KaAa ce eJIeKTpOMarHeTcKa CRJIa R3jep;HaqH ca CHJIOM orrTepehefba. Ep3RHa KpeTalha rrpOBop;HHKa v A05Rja KOHcTaHTHY BpeAHocT v max, a jaqRHa cTpyje TaKol)e je KOHCTaHTHa R H3HOCR I:
Fopt EG -[ . v .B 1=--= max [ ·B R Ha OCHOBY rrOCJIep;lhe jeAHaKoCTH ce A05Rja Aa
Eo Fopt·R je MaKCRMaJIHa 5p3RHa vmax = - - - --:--'--~
[ .B
CIIUKa E. 6. - Cu ep cUlle Fern. max
AKO ce rrOKpeTHH rrpOBOp;HRK OTKOqH, OH he, 350r Tora lIlTO je eJIeKTpOMarHcTcKa CRJIa Fem,max Beha op; CHJIe orrTepehelha F opt , rrOqeTR p;a ce Kpehe YJIeBO (y OP;HOCY Ha qRTao~a) HeKOM 5P3HHOM V.
[2
.B2
.
=
CHara KOjy p;aje reHepaTOp: Po Eo . I, CHara UYJIOBOr ecpeKTa: P J = R . J2 H CHara MeXaHRqKor pap;a: P meh F opt . v max rrOBe3aHe cy CJIep;ehOM peJIa~HjoM: Po = P meh + PI' OP;HOCHO CHara reHepaTOpa Po jep;HaKa je 35RPY CHare MexaHRqKOr paAa R CHare UYJIOBRX ry5RTaKa.
=
171
TIpMJIOr B
IIPI1KJbYLIHI1QE
llpUKa3 IP Koga
llieMa clloja g80£i01lHe LIPuKIbY'tHuqe
llOCKlloii UPUKIbY'lliWle ca LuellOM og lloJ/uKapooHaLua
llieMa ciioja LUpOUOIlHe LIPUKIbY'IHuLle
llOCKIlOU iipUKIbY'lHULle ca UieJlo.M og KepaMUKe
172
JIliTepaTypa
l.1)opi)eBflh P. AHToHuje: OCHOBH EJIEKTPOTEXHHKE, 1. Aeo, EJIeKTpOCTaTUKa, AKageMcKa htUCao, EJIeKTpOTeXHWIKU epaKYJITeT, EeorpaA, 2006. 2.1)opi)eBuh P. AHToHuje: OCHOBH EJIEKTPOTEXHHKE, 2. Aeo, CTaJIHe cTpyje, AKageMcKa Mucao, EJIeKTpOTeXHUqKU cpaKYJITeT, EeorpaA, 2006. 3.1)opi)eBuh P. AHToHIIje: OCHOBH EJIEKTPOTEXHHKE, 3. Aeo, EJIeKTpOMarHeTII3aM, AKagei.1.CKa Mucao, EJIeKTpOTeXHIIqKU cpaKYJITeT, Eeorpap;, 2006. 4.1)opi)eBun P. AHToHuje: OCHOBH EJIEKTPOTEXHHKE, 4. Aeo, KOJIa rrpOMeHJbIIBIIX CTpyja, A KageMcKa Mucao, EJIeKTpOTexHwIKII cpaKYJITeT, Eeorpap;, 2006. 5. CypYTKa JOBaH: OCHOBH EJIEKTPOTEXHHKE, EJIeKTpOCTaTIIKa, CTaJIHe jep;HocMepHe cTpyje,AKageMCKa Mucao, Eeorpap;, 2002. 6. EOIIIIbaKoBuh lIe-rap: OCHOBH EJIEKTPOHHKE, BUIIIa eJIeKTpOTeXHllqKa lIIKOJIa, Eeorpap;, 200l. 7. CajepepT BjeKOCJIaB: EJIEKTPOTEXHHKA CA EJIEKTPOHHKOM I, TeXHUqKU cpaKYJITeT "M. IIyrruH'; 3peIbaHIIH, 2003. 8. rarnn TOMUCJIaB: EJIEKTPO HHKA, EJIeK'rpOHCKII eJIeMeHTII, CeKTop 3a IIIKOJICTBO, OOyKy, HaY
14. IllYMolba TOAOP: EJIEKTPH'!HA MEPEIbA, 3aBop; 3a yI,IOeHUKe II HaCTaBHa cpep;cTBa, Eeorpap;, 1999. 15. KaJII1h 1)opi)e: TPAHCOPMATOPH, 3aBop; 3a yl,loeHI1Ke U HaCTaBHa cpeAcTBa, Eeorpap;, 1991. 16. IIeHp;I1h 30paH, HI1KOJII1n JOBaH: EJIEKTPH'!HE MAIIIHHE CA PErYJIAIJ:HJOM EJIEKTPOMOTOPHOr IIOrOHA, 3aBoA 3a yI,IOeHI1Ke U HaCTaBHa cpeACTBa, Eeorpap;, 1996. 17. MI1jaI1JIOBIIh BJIap;I1~a: EJIEKTPAHE H PA3BO,l],HA IIOCTPOJEIbA, 3aBop; 3a yI,IOeHUKe II HaCTaBHa cpep;CTBa, EeorpaA, 2003. 18. JOBaHoBIIh JOBaH: IIPOH3BO,l],IbA H IIPEHOC EJIEKTPH'!HE EHEPrHJE, 3aBoA 3a yI,IOeHUKe UHaCTaBHa cpep;cTBa, EeorpaA, 2004. 19. EpaHKOBI1h CeHKa: EJIEKTPH'!HE MPE)KE H ,l],AJIEKOBO,l],H, 3aBop; 3a yI,IOeHIIKe UHaCTaBfIa cpep;cTBa, Eeorpap;,200l. 20. BYKocaBun CJIOOOp;aH: ,l],HrHTAJIHO YIIPABJbAIbE EJIEKTPH'!HHM IIOrOHHMA, AKageMcKa htuCaO, EeorpaA, 2003. 21. ByqKOBIIn BJIaAaH: EJIEKTPH'!HH IIOrOHH, EJIeKTpOTeXHIIqKI1 cpaKYJITeT, EeorpaA, 1997. 22. KpCTUh COIba, 1)YKun HBa: 3EHPKA 3A,l],ATAKA H3 EJIEKTPOTEXHHKE, EJIeKTpOMarHeTII3aM, BpeMeHCKH rrpOMeHJbHBe rrpocTorrepUOp;I1QHe eJIeKTpI1QHe cTpyje, BETIll, EeorpaA, 2002. 23. IIeTpoBI1h MI1JIOIII: EJIEKTPOMEXAHH'!KO IIPETBAPAIbE EHEPrHJE, HaYQHa KlbI1ra, EeorpaA 1985. 24. MHJbaHIIn IIeTap, KaJII1n 1)opi)e: HH)KEIbEPCKO-MAIIIHHCKH IIPHPY'!HHK, 3aBoA 3a yI,IOeHI1Ke 11 HaCTaBHa cpeAcTBa, Eeorpap;, 1992. 25. MI1JIOIIIeBUn EooaH, MI1JIOlIIeBI1h MOMI1p, MUJIOIIIeBI1n CJIaBI1IIIa: EJIEKTPH'!HH AIIAPATH H MAIIIHHE, 3aBoA 3a yI,IOeHHKe H HaCTaBHa cpeAcTBa, EeorpaA, 2004.
173
