oet1_predavanje_2

2014/15

Osnovi elektrotehnike 1

2014/15Visoka Tehnička škola

Predavanje 2

Br ESPB: 7Fond časo: 3+3Semestar: 1Nastavnik: Dejan BlagojevićAsistent: Nataša Nešić

1 Osnovi eleotrotehnike 1

Uslovi elektrostatičke ravnoteže

Delovanje električnog polja na provodnik. (a) Komponenta polja paralelnapovršini provodnika deluje silom na naelektrisanje i pomera ga sve dok je ta komponenta

različita od nule. (b) U stanju elektrostatičke ravnoteže, polje je normalno na površinu provodnika. Slobodna naelektrisanja se u tom slučaju

nalaze na njegovoj površini.


Iz ovih uslova zaključujemo da:• električno polje postoji samo na površini provodnika i da ima samonormalnu komponentnu

•Površina provodnika je ekvipotencijlana površina. Sve tačke unutarprovodnika su na jednakompotencijalu, koji je jednakpotencijlaunjegove površine


Na usamljenom provodnom telu, naelektrisanje se raspoređuje prema oblikua u skladu sa načelima elektrostatičke ravnoteže!


� Efekat povezivanja naelektrisanog provodnog tela sazemljom. (Telo se razelektriše. Potencijal tela postajejednak nuli.)

naelektrisana

Nenaelektrisana sfera


1 2

1 2

Kompletno naelektrisanje sa tela 1 je pri dodiru sa telom 2prešlo na telo 2


Raspodela naelektrisanja po površini provodnika

Ravnoteža u prirodi!!!



Postupak lokalizacije energije elektrostatičkog polja u prostoru


lokalizovana energija elektrostatičkog polja u prostoru


•Gasovi pod normalnimuslovima sadrže veoma mali brojnaelektrisanih cestica i zbog toga ne provode elektricnu struju.•Jonizacioni procesi!!!•Vazduh je električno provodan!!!!!!!•Elektri čno pražnjenje nastaje u trenutcima kada jačina poljadostigne vednost od400kV/m!!•Pražnjenje prema zemlji je redovno negativno po polaritetu!!•pražnjenje je sastavljeno od više simultanih pražnjenja!!!•Trajanje jedne ‚‚odblesak ‚‚ je obično oko 0.33 sekunde!!•‚‚Udarac Groma‚‚ predstavlja zasebnu komponentu pra-žnjenja!!•Korona!!!!!


Efekat ‚‚šiljka‚‚


Prakitčni primeri efekta šiljka


Elektrostatičko pražnjenje

� Proces prelaska statičkog naelektrisanja između provodnih površina koje se nalaze na različitim potencijalima

� Proces prisutan gotov svuda oko nas

� Nepoželjan štetan destruktivan

Zavisi od, uslova sredine, prirode procesa i geometrijskih � Zavisi od, uslova sredine, prirode procesa i geometrijskih faktora



Tipični problemi izazvani statičkim elektricitetom

� Koncetracija prljavštine u radnom prostoru,

/ razne alergijske bolesti/

� Oštećenje osetljivih elektronskih uređaja

Oštećenje memorijskih komponenti i računara� Oštećenje memorijskih komponenti i računara

� Stvaranje varnica i izazivanje eksplozija u odgovarajućim prostorima


Metode prevencije ESD u radnoj sredini� Neutralizacija sredine

� Kontrola vlažnosti prostorije

� Kontrola rukovanja i inkapsulacije i transporta u � Kontrola rukovanja i inkapsulacije i transporta u okviru procesnih aktivnosti


18Osnovi eleotrotehnike 1


Neke metode prevencije u radnoj sredini� Obavezni postupci


Primer obezbeđivanja radnog prostra od ESD


Fotoefekat� Pojava fotoefekta se sastoji

u udaljavanju negativnog elektriciteta sa površine metala pod dejstvom UVsvetlosti.

� suština fotoelektričnog efekta je u oslobađanju elektrona.elektrona.

� Emisija elektrona iz metalne elektrode kada na ovu padne svetlost kraće talasne dužine.

� fotoelektrični efekat je pojava oslobađanja elektrona pod dejstvom svetlosti

0

0 λν hchE ==


1. Nalektrisanje (-) seravnomerno raspo-ređuje popovršini fotoosetljivog valjka. Ulogajonizacionih procesa

2 Dokument koji se kopira se osvetljava pomoculampi i slika se projektuje na fotoosetljivi bubanjčije kretanje je sinhronizovano sa procesomosvetljenja dokumenta. Sadržaj teksta ili slike sako-piranog dokumenta na bubnju ostaje zata-mnjen i nalektrisana. Ostali deo bez teksta ilislike na bubnju je predstavljen kao svetlapovršina bez naelektrisanja. Na valjku jeformiran‚‚negativ‚‚ skeinranogtekstaili slike!!!formiran‚‚negativ‚‚ skeinranogtekstaili slike!!!

3. Čestice tonera koje imaju negativni polaritet nećebiti privučene na onim mestima na bubnju koje sutakođe negativne. Samo ona mesta koje su bilaosvetljena prihvatićečestice tonera.

4. Papir se pre nailaska na bubanj polariše pozitivnotako da se suprotno naelektrisnaečestice lepe napapir čim on naiđe na fotoosetljivi bubanj.Završna faza, ogleda se u termo procesu kojičinida dokumnet postane otporan na spoljašnjeuticaje.


Aspekti bezbednosti na radu i neželjena dejstva statičkog elektriciteta

� Stvaranje statičkog elektriciteta može nastati:

� - trenjemčestice ili trenjemdve površine,

� - dodirivanjemi rastavljanjemdve razlčite supstance,

� - proticanjemlako zapaljivih tečnosti,

� - strujanjemprašine,� - strujanjemprašine,

� - prenošenjemobrtnog kretanja putemremenica iremenika.


Kako ćete se osloboditi statičkog elektriciteta koncentrisanog u kosi� Nemojte češljati Vašu kosu neposredno nakod dolaska sa

hladnoće. Statički efekat će biti posebno snažan nakon ulaska u toplu prostoriju

� Kada probate odeću u radnji i Vaša kosa se iznenada naelektriše i postane divlja, utrljajte malo losiona za telo na dlanove i prođite njima lagano kroz kosu

� Jonizirajući fenovi i četke za kosu su specijalno dizajnirani za tu svrhu, oni neutrališu pozitivno naelektrisanje koje je odgovorno za razletanje Vaše kose

� Stepenaste frizure čine kosu sklonijom elektrisanju od duže, ravno ošišane kose, koja je teža i zato ne može da odleti sa istom lakoćom

25 Osnovi elektrotehnike 1

Zaključak

� Šta je statički elektricitet?

� Kako se boriti sa njim?


Fluks vektora jaćine električnog polja� Fluks!!!

� Posledica raspodela naelektirsanja na realnim povrsima

S

Q=σ

� Linije električnog polja i njihova gustina!!!!S

Er

Sdr

Veber -Wb

SdEd

SEESSErr

rrrr

=Φ

∠==Φ ),(cos


Gausov zakon


�Tačkasto naelektrisanje�Realna tela u prostoru�Naelekitrsanje�Polje�Polje�Potencijal


�Simetrija

�Ravnomerna raspodela nalektrisanja

� sredina


� Izlazni fluks vektora jačine električnog polja kroz neku površinu jednak je količniku sume naelektirsanja obuhvaćenog tom površinom i konstante εo

Q

QSdE i=

∑

∑∫

0εvr

SdEd

SEESSErr

rrrr

=Φ

∠==Φ ),(cos

QQ

SdS

QdSE

ii

s

ii

s

=

=

=

∑

∫

∑∫

0εr

q`

dS

E


� Polje ravnomenro naelektrisane sfere

SdS

QdSE

QSdE

ii

s

i

=

=

=

∫

∑∫

∑∫

0

0

ε

ε

r

vr

SdEd

SEESSErr

rrrr

=Φ

∠==Φ ),(cos

QdsE i

i

=∑

∫QQ

ii

s

=∑

∫

q`

dS

E

rr

QE

QrrE

rdS

dsE

s

i

s

rr

vv

20

0

2

2

0

4

4

4

πε

επ

π

ε

=

=

=

=

∫

∫


� Polje zapreminski ravnomenro naelektrisane sfere

QdSE

QSdE

ii

s

i

0

0

ε

ε

=

=

∑∫

∑∫

r

vr

dV

dQd

V

Q

=

=

ρ

ρ

r≤a

rE

rrE

VdV

dSE i

0

0

3

2

00

3

34

4

ερ

ε

πρπ

ερ

ε

ρ

=

=

==∑

∫

r

r

v

ρ

dS

Ea

r

r≤a


a

QdSE

QSdE

ii

s

i

r

vr

3

0

0

4 πρ

ε

ε

=

=

∑∫

∑∫

r≥a

Er

Emax

r03ε

ρ

rr

QE

rr

aE

ra

rE

o

rr

rr

rr

2

02

3

0

3

2

4

3

34

4

πε

επρ

ε

πρπ

=

=

=r

a

≥

≤

=

ar

ar

Er

rr

Q r

204πε


Domaći zadatak� PrimenomGausovog Zakona, izvesti izraz za intezitet

jačinu elekitrčnog polja cilindričnog provodnikaravnomerno opterećenog podužnimnalektrisanjemq`

� Rok 20.10.2014� Prostorija A3 termin 8:15h!


Documents

oet1_predavanje_2