Wikipedija

Električna struja: razlika između inačica

Pregledaj povijest
← Starija izmjenaNovija izmjena →
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
mNema sažetka uređivanja
uvod: proširenje, mrvicu moderniji opis (struju potiče razlika energija/potencijala, a tek posredno razl. u količini naboja); nastavak slijedi, s izvorima
Redak 1:
[[datoteka:Crookes tube two views.jpg|mini|desno|290px|[[Crookesova cijev]] (2 pogleda): na svjetlu i u tami. Struja [[Elektron|elektrona]]i putujupod ravnoutjecajem svisokog lijevenapona strane gdje jenapušta [[katodaKatoda|katodu]], nai desnuputuje stranunadesno gdje je [[anoda]] ([[žica]] na dnu cijevi). Elektroni bivaju toliko ubrzani da se nastavljaju gibati i nakon anode dok ne udare u [[cijevfluorescentni zaslon]]i desno). Kao dokaz struje elektrona postavljen je [[Malteški križ]] koji baca sjenu na desnuzaslonu stranustvara cijevisjenu.]]▼
{{Elektromagnetizam}}▼
 
[[datoteka:Daniellov članak 2.png|mini|desno|290px|Kod [[John Frederic Daniell|Daniellovog]] članka [[elektroda|elektrode]] nisu bile u istom [[elektrolit]]u. (bakrenaBakrena elektroda je u otopini [[Bakrov(II) sulfat pentahidrat|bakrova sulfata]], a cinkova u otopini [[cinkov sulfat|cinkova sulfata]]), a. elektrolitiElektroliti su odijeljeni poroznom [[membrana|membranom]].]]▼
▲[[datoteka:Crookes tube two views.jpg|mini|desno|290px|[[Crookesova cijev]] (2 pogleda): na svjetlu i u tami. [[Elektron]]i putuju ravno s lijeve strane gdje je [[katoda]], na desnu stranu gdje je [[anoda]] ([[žica]] na dnu [[cijev]]i desno). Kao dokaz struje elektrona postavljen je [[Malteški križ]] koji baca sjenu na desnu stranu cijevi.]]
 
▲[[datoteka:Daniellov članak 2.png|mini|desno|290px|Kod [[John Frederic Daniell|Daniellovog]] članka [[elektroda|elektrode]] nisu bile u istom [[elektrolit]]u (bakrena u otopini [[Bakrov(II) sulfat pentahidrat|bakrova sulfata]], cinkova u otopini [[cinkov sulfat|cinkova sulfata]]), a elektroliti su odijeljeni poroznom [[membrana|membranom]].]]
 
[[datoteka:Otpor.jpg|mini|290px|desno|[[Jouleova toplina]] je [[toplina]] koja nastaje pri prolasku električne struje kroz [[Električni vodič|vodič]] zbog njegova [[Električni otpor|otpora]].]]
 
[[datoteka:Pad napona.jpg|mini|desno|290px|]]
 
[[datoteka:KCL.png|mini|desno|290px|[[Kirchhoffovi zakoni o struji i naponu|Kirchhoffov zakon o električnoj struji]]: ''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub>]]▼
 
[[datoteka:Rotterdam Ahoy Europort 2011 (14).JPG|desno|290px|mini|Presjek kroz [[Indukcijski motor|indukcijski ili asinkroni elektromotor]].]]
 
[[datoteka:3-phase flow.gif|desno|290px|mini|[[Trofazna struja]] je sustav triju [[sinus]]oidno promjenljivih struja koje su vremenski jedna prema drugoj fazno pomaknute za 1/3 [[period]]e.]]▼
 
'''Električna struja''' je usmjereno [[gibanje]] [[Električni naboj|nabijenih čestica]].<ref>'''električna struja''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17572] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.</ref> U [[Metal|metalima]] te čestice su [[Elektron|elektroni]], u [[Poluvodič|poluvodičima]] struju čine elektroni i šupljine, u [[Elektrolit|elektrolitima]] su to pozitivni i negativni [[Ion|ioni]], u [[Plazma (fizika)|plazmi]] elektroni i ioni, a u [[Supravodljivost|supravodičima]] parovi elektrona. Do ovakvog gibanja naboja dolazi ili zbog utjecaja [[Elektromagnetsko polje|elektromagnetskog polja]] ili zbog nejednakih koncentracija naboja. Električna struja je neravnotežno stanje materije takvo da je na izvoru struje energija naboja u prosjeku viša od prosječne energije u njenom ponoru. Ovakva razlika stvara se na polovima [[baterija]] zbog [[Elektrokemija|elektrokemijskih]] procesa na njihovim [[Elektroda|elektrodama]], u [[Električni generator|električnim generatorima]] zbog utjecaja promjenjivog magnetskog polja na naboje u njihovim zavojnicama, u [[Fotoćelija|fotoćelijama]] zbog učinaka svjetlosti na tvari, a na dvama krajevima [[Termoelektricitet|termoelektrika]] zbog razlike u populaciji elektronskih stanja uzrokovane razlikom u temperaturi.
'''Električna struja''' je [[gibanje]] slobodnih [[elektron]]a, to jest [[Električni naboj|negativno nabijenih čestica]]. Do takvog gibanja dolazi u nekom [[električni vodič|električnom vodiču]] ako je on svojim krajevima priključen na [[pol]]ove nekog [[Proizvodnja električne energije|izvora struje]] između kojih postoji [[električni napon]]. Kako napon između polova nastaje zbog razlike količine [[elektron]]a, to elektroni nastoje tu razliku izjednačiti tako da se gibaju od pola, gdje ih ima previše, prema polu, gdje ih ima premalo. Vlada li između obiju vodljivo spojenih točaka nekoga izvora struje stalni električni napon, u [[električni vodič|električnom vodiču]] će teći električna struja. Onaj pol izvora struje koji ima viši [[električni potencijal]] označuje se s plus (+), a pol koji ima niži potencijal s minus (-).
 
Kada se električni vodič priključi na polove ovakvih izvora promijeni se i energija naboja na njegovim krajevima te vodičem poteče struja. Ona je to veća što je veći generirani [[napon]], odnosno što je razlika električnih potencijala dvaju polova izvora veća. Ako bi se električna struja zamišljala kad tok tekućine u cijevima, tada bi se izvor struje moglo zamišljati kao pumpu koja tekućini povećava energiju dižući je uvis. Često se kaže da je uzrok gibanju elektrona u vodičima [[elektromotorna sila]] (EMS), to jest ona [[sila]] koja stvara razliku električnih potencijala, ili električni napon. Dok god je izvor u mogućnosti održavati stalni električni napon na svojim polovima u [[električni vodič|električnom vodiču]] teče stalna električna struja. Onaj pol izvora struje koji ima viši [[električni potencijal]] označava se plusom (+), a pol koji ima niži potencijal minusom (−). Izvori kojima su priključci uvijek istoga pola daju [[Istosmjerna struja|istosmjernu struju]] i nazivaju se istosmjernim izvorima. Oni izvori koji struju tjeraju čas u jednom, čas u drugom smjeru nazivaju se izmjeničnima, a takva struja [[Izmjenična električna struja|izmjeničnom strujom]].<ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
Za svako [[gibanje]] postoji neki uzrok. Tako je na primjer uzrok gibanju vode u [[vodovod]]nim cijevima razlika [[tlak]]a, a uzrok gibanju elektrona je [[elektromotorna sila]] (EMS), to jest ona [[sila]] koja stvara razliku električnih potencijala, to jest električni napon. Uređaji koji stvaraju elektromotornu silu zovu se izvori struje. Takav je na primjer izvor struje džepna [[baterija]]. Da struja može teći, [[strujni krug]] mora biti zatvoren. Strujni krug se sastoji od izvora struje i električnih vodiča koji su priključeni na njegove polove. Za otvaranje i zatvaranje strujnih krugova služe različiti [[prekidač]]i ili [[sklopka|sklopke]]. Otvori li se strujni krug, na primjer kod džepne baterije, elektromotorna sila će i dalje tjerati elektrone, pa će na negativnom polu nastati suvišak, a na pozitivnome manjak elektrona. Između polova vladat će, dakle, napeto stanje koje se zove [[električni napon]] ili električna napetost, što je posljedica elektromotorne sile.
 
Budući da bi u vodiču koji je samo jednim krajem vezan za istosmjerni izvor brzo došlo do preraspodjele naboja koji bi priječio svako dalje protjecanje, vodiči se u pravilu spajaju u zatvoreni [[strujni krug]], od jednog do drugog pola izvora. Za otvaranje i zatvaranje strujnih krugova služe različiti [[prekidač]]i ili [[sklopka|sklopke]]. Otvori li se strujni krug, elektromotorna sila će i dalje tjerati elektrone, pa će na negativnom polu nastati suvišak, a na pozitivnome manjak elektrona. Između polova vladat će, dakle, napeto stanje koje se zove [[električni napon]] ili električna napetost. Izmjenične struje se ponašaju drugačije, pa mogu teći i vodičima koji su prekinuti izolatorima u elementima krugova poput [[Električni kondenzator|električnih kondenzatora]], te u [[Antena|radioantenama]].
Rekli smo da električna struja, to jest elektroni, struje od mjesta gdje ih ima više (minus pola) prema mjestu gdje ih ima manje (plus pola), to jest smjerom koji je suprotan smjeru električnog polja. Taj se smjer zove elektronski smjer. Međutim se u [[elektrotehnika|elektrotehnici]] obično uzima protivni smjer, to jest od pozitivnog prema negativnom polu. Taj se smjer zove tehnički smjer. Ovakav smjer struje bio je usvojen još onda kada se nije znalo za elektrone. U stručnoj literaturi smjer se nije promijenio do danas jer bi se zbog toga morale mijenjati izvjesne definicije usvojene u [[elektrotehnika|elektrotehnici]]. Najobičnija je [[istosmjerna struja]] koja teče uvijek u istom smjeru i ne mijenja naglo svoju jakost. No danas se mnogo više upotrebljava [[izmjenična struja]] koja neprestano mijenja jakost i svoj smjer. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>▼
 
▲RekliU smo da električna strujavodičima, to jest elektroni, struje od mjesta gdje ihim imaje više (minusenergija pola)viša prema mjestu gdje ih ima manjeje (plusona pola)manja, to jest smjerom koji je suprotan smjeru električnog poljapolja—od negativnog prema pozitivnom polu. Taj se smjer zove elektronski smjer. Međutim se u [[elektrotehnika|elektrotehnici]] obično uzima protivni smjer, tokao jestsmjer toka struje, onaj od pozitivnog prema negativnom polu. Taj se smjer zove tehnički smjer. Ovakav smjer struje bio je usvojen još onda kada se nije znalo za elektrone. U stručnoj literaturi smjer se nije promijenio do danas jer bi se zbog toga morale mijenjati izvjesne definicije usvojene u [[elektrotehnika|elektrotehnici]]. Najobičnija je [[istosmjerna struja]] koja teče uvijek u istom smjeru i ne mijenja naglo svoju jakost. No danas se mnogo više upotrebljava [[izmjenična struja]] koja neprestano mijenja jakost i svoj smjer. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
Električna struja je naziv kojim se općenito označuje [[gibanje]] [[elektricitet]]a. U metalnim vodičima to je gibanje [[elektron]]a, u [[poluvodič]]ima gibanje elektrona i šupljina, dok se na primjer u [[elektrolit]]skim otopinama gibaju pozitivni i negativni [[ion]]i. No i svako gibanje električki nabijenih materijalnih čestica većih dimenzija nego što su ioni, kao na primjer gibanje nabijenih čestica prašine, jednako je tako električna struja. Strujanje u električnim strujnim krugovima sastavljenima od [[električni vodič|električnih vodiča]] naziva se provodnom strujom, a gibanje nabijenih materijalnih [[čestica]] u slobodnom prostoru naziva se konvekcijskom strujom. <ref>'''električna struja''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17572] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.</ref>
 
== Jakost električne struje ==
'''Jakost električne struje''' ili '''intenzitet električne struje''' (oznaka ''I'') jednakamjeri jese kao brzina toka električnog naboja vodičem. Za stalne struje ona se određuje kao [[Električni naboj|količinikoličina naboja]] ''Q'' kojakoji prođe kroz poprečni presjek [[električni vodič|električnog vodiča]] u [[Vrijeme (fizika)|vremenskom intervalu]] ''t'':,
 
:<math>i I =\frac{dQQ}{dtt}</math>
 
Ako je struja nestalna pa u različitim intervalima vodičem prolaze različite količine naboja, za njenu trenutnu jakost se uzima derivacija količine proteklog naboja po vremenu,
U svakodnevnom životu baratamo sa srednjim vrijednostima, pa kažemo da je jakost električne struje je ona količina elektriciteta koja proteče kroz neki presjek (električnog vodiča) u jedinici vremena. Označimo li jakost električne struje sa ''I'', količinu elektriciteta sa ''Q'', a vrijeme sa ''t'', onda je:
 
:<math> I (t)=\frac{\mathrm{d} Q(t)}{\mathrm{d}t}</math>
 
[[Mjerna jedinica]] za jakost električne struje je 1 [[amper]] (A) prema francuskom fizičaru [[André-Marie Ampère|Ampèreu]]:
Line 51 ⟶ 39:
== Ohmov zakon ==
{{Glavni|Ohmov zakon}}
[[datoteka:Pad napona.jpg|mini|upright=0.8]]'''Ohmov zakon''' (nazvan po njemačkom fizičaru [[Georg Simon Ohm|Georgu Simonu Ohmu]]) je zakon prema kojemu je [[jakost električne struje]] ''I'' u [[električni vodič|električnom vodiču]], pri [[Konstanta|konstantnoj]] [[temperatura|temperaturi]], određena kao omjer [[električni napon|električnoga napona]] ''U'' koji električnu struju prouzročuje i [[električni otpor|električnoga otpora]] ''R'':▼
 
▲'''Ohmov zakon''' (nazvan po njemačkom fizičaru [[Georg Simon Ohm|Georgu Simonu Ohmu]]) je zakon prema kojemu je [[jakost električne struje]] ''I'' u [[električni vodič|električnom vodiču]], pri [[Konstanta|konstantnoj]] [[temperatura|temperaturi]], određena kao omjer [[električni napon|električnoga napona]] ''U'' koji električnu struju prouzročuje i [[električni otpor|električnoga otpora]] ''R'':
 
:<math>I = \frac{U}{R} </math>
Line 73 ⟶ 60:
 
== Istosmjerna struja ==
▲{{Glavni|Istosmjerna struja}}[[datoteka:KCL.png|mini|desno|290px|[[Kirchhoffovi zakoni o struji i naponu|Kirchhoffov zakon o električnoj struji]]: ''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub>]]
{{Glavni|Istosmjerna struja}}
 
S obzirom na prolazak [[električni naboj|električnih naboja]] u tijeku vremena razlikuje se vrsta električne struje. Istosmjernom strujom naziva se električna struja koja ima u tijeku [[Vrijeme (fizika)|vremena]] stalnu ili konstantnu [[jakost]] i trajno jedan te isti smjer. Za istosmjernu struju u strujnim krugovima vrijede osnovni zakoni: [[Ohmov zakon]], [[Kirchhoffovi zakoni o struji i naponu|oba Kirchhoffova zakona]] i zakoni osnovnih učinaka ([[Jouleov zakon]] za toplinski učinak, [[Faradayevi zakoni elektrolize]], Hopkinsonov zakon [[magnetski tok|magnetskog toka]]).
Line 96 ⟶ 83:
=== Trofazna struja ===
{{Glavni|Trofazna struja}}
 
▲[[datoteka:3-phase flow.gif|desno|290px|mini|[[Trofazna struja]] je sustav triju [[sinus]]oidno promjenljivih struja koje su vremenski jedna prema drugoj fazno pomaknute za 1/3 [[period]]e.]]
 
Izmjenična struja koja teče jednim zatvorenim [[strujni krug|strujnim krugom]] često se naziva '''jednofaznom''', kako bi se istaknula razlika prema '''višefaznim strujama'''. Od svih višefaznih struja najveću važnost ima u općoj [[Elektrifikacija|elektrifikaciji]] trofazna struja. Trofazna je struja sustav triju sinusoidno promjenljivih struja koje su vremenski jedna prema drugoj fazno pomaknute za 1/3 periode, što u grafičkom prikazu odgovara faznomu [[kut]]u od 120°. Prema tome to nije jedna, nego su to tri struje koje se u [[električni generator|električnom generatoru]] zajednički proizvode, [[dalekovod]]om zajednički prenose i predaju potrošačima.
Line 106 ⟶ 95:
 
== Poveznice ==
▲{{Elektromagnetizam}}
 
* [[Snaga struje i električna energija]]
{{Clear}}
 
[[Kategorija:Elektrotehnika]]
Dobavljeno iz "https://hr.wikipedia.org/wiki/Električna_struja"