SVEUČILIŠTE U SPLITU za laboratorijske...- struja (I) - otpor (R) Električni napon (U) - razlika električnih potencijala dviju točaka u el. strujnom krugu. Mjerna jedinica je

SVEUČILIŠTE U SPLITU POMORSKI FAKULTET

POMORSKE TEHNOLOGIJE JAHTA I MARINA

INŽENJERSKA FIZIKA

- repetitorij s uputama za laboratorijske vježbe -

Split, rujan 2018.

Sadržaj

1. ELEMENTI STRUJNOG KRUGA, ELEKTRIČNI OTPOR …………….………. 3

Prva laboratorijska vježba: ODREĐIVANJE VRIJEDNOSTI ELEKTRIČNOG OTPORNIKA

2. OSNOVNE ZAKONITOSTI ELEKTRIČNIH KRUGOVA ……………………… 9

Druga laboratorijska vježba: KIRCHHOFFOVI ZAKONI, OHMOV ZAKON

3. ANALIZA ELEKTRIČNOG KRUGA IZMJENIČNE STRUJE …………..……. 14

Treća laboratorijska vježba: SERIJSKI RLC SPOJ U KRUGU IZMJENIČNE STRUJE

4. MAGNETIZAM, MAGNETSKI KRUGOVI ………………….………………………. 23

Četvrta laboratorijska vježba: MJERENJE STRUJE U MAGNETSKOM KRUGU

OSNOVNE NAPOMENE:

Pažljivo rukovati instrumentima.

Ne uključivati sklop ili bilo što drugo na izvor (u struju) bez odobrenja nastavnika ili laboranta!

Ne vršiti nikakve preinake na sklopu dok je pod naponom (općenito, ne dirati ništa dok je uključeno u struju)!

1. LABORATORIJSKA VJEŽBA

» ODREĐIVANJE VRIJEDNOSTI ELEKTRIČNOG OTPORNIKA «

1. laboratorijska vježba: Određivanje vrijednosti električnog otpornika

4

UVOD

Strujni krug čine izvor(i) i potrošač(i) električne energije.

Izvor je aktivni element, a potrošač pasivni element strujnog kruga.

Strujni krug dobijemo spajanjem izvora i trošila pomoću vodiča.

IZVORI mogu biti:

• naponski - na vanjskim stezaljkama karakterizirani su naponom

• strujni - karakterizirani su strujom koju daje kroz vanjske stezaljke

Naponski i strujni izvori mogu biti realni i idealni.

Idealni naponski/strujni izvor uvijek daje isti napon/struju bez obzira na opterećenje, tj. bez

obzira na otpor trošila koje je na njega priključeno.

U strujnom krugu se mogu nalaziti i:

• električni mjerni instrumenti (u pravilu ne utječu na strujno-naponske prilike),

• električni osigurači (namjerno ugrađeni "najslabiji" elementi el. strujnog kruga, zbog čega

u slučaju prekoračenja određenog, maksimalnog iznosa el. struje prvi pregore ili se

isključuju; na taj način prekine se el. strujni krug, čime je od štetnih posljedica zaštićen i

el. strujni krug i el. mreža).

Komponente u električnom strujnom krugu međusobno su povezane vodičima (spojne žice), koji

se proizvode tako da njihov električni otpor bude što manji – u idealnom slučaju zanemariv.

Izvori napona mogu biti istosmjerni i izmjenični.

Istosmjerni (DC - Direct Current)

- može mijenjati trenutnu vrijednost, ali ne i polaritet

- oznake: (-24V) ili (DC 24V), simbol:

Izmjenični (AC - Alternating Current)

- mijenja i vrijednost i polaritet

- oznake: (220V – 50Hz) ili (AC 220V – 50Hz), simbol:

Izvori izmjeničnog napona su izvori kod kojih se polaritet mijenja.

Broj promjena polariteta u jedinici vremena naziva se frekvencija (SI jedinica: herc (Hz = s -1).

ELEKTRIČNA TROŠILA

Iako svi dijelovi električnog strujnog kruga pružaju određeni otpor prolasku električne struje, pod

pojmom trošila podrazumijevamo pojedine dijelove strujnog kruga, namjenski proizvedene

upravo tako da prolasku struje pružaju specifičnu vrstu otpora.

Razlikujemo 3 vrste otpora el. trošila: omski, induktivni i kapacitivni.


5

Osnovni parametri:

- napon (U)

- struja (I)

- otpor (R)

Električni napon (U) - razlika električnih potencijala dviju točaka u el. strujnom krugu. Mjerna

jedinica je volt (V).

Električni potencijal je energija jediničnog električnog naboja u električnom polju, odnosno rad

potreban da se jedinični električni naboj dovede iz beskonačnosti u neku točku električnog polja

istoimenog električnog naboja.

Električna struja (I) - usmjereno gibanje naboja kroz zatvoreni električni krug (zatvaranjem

strujnog kruga električne sile izazivaju usmjereno gibanje elektrona – električnu struju).

Tehnički smjer električne struje je smjer gibanja pozitivnih naboja. Mjerna jedinica je amper (A).

Električni otpor (R) - svojstvo opiranja materijala protjecanju električne struje.

Označava se slovom R (engl. resistance). Mjerna jedinica je ohm (Ω).

Simbol za otpornik: ili

Otpornici - pasivne elektroničke komponente koje pružaju otpor protjecanju električne struje.

Drugim riječima, apsorbiraju dio električne energije koju pretvaraju u toplinu. Možemo ih pronaći

u gotovo svim elektroničkim sklopovima gdje se koriste za stvaranje željenog strujno-naponskog

odnosa, ograničenje struje, smanjenje napona i sl.

Označavanje otpornika – prstenima u boji


6

Tablica – označavanje otpornika bojama

1. ZADATAK:

Odabrati 3 različita otpornika i odrediti:

vrijednost otpora po oznakama

interval unutar kojeg se mora nalaziti vrijednost otpora

izmjeriti vrijednost otpora digitalnim multimetrom

Rješenje:


7

Spojevi otpornika:

- serijski

- paralelni

- mješoviti

2. ZADATAK:

Za 3 odabrana otpornika iz prvog zadatka odrediti ukupni otpor ako su otpornici spojeni:

a) serijski

b) paralelno

Rješenje:

a)

b)


8

3. ZADATAK:

Odrediti ukupni (ekvivalentni) otpor za spoj sa slike ako je zadano: R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 30 Ω .

Rješenje:

4. ZADATAK:

Odrediti ukupni (ekvivalentni) otpor za spoj sa slike. Zadano je: R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 30 Ω .

Rješenje:


» KIRCHHOFFOVI ZAKONI, OHMOV ZAKON «

2. laboratorijska vježba: Kirchhoffovi zakoni, Ohmov zakon

10

UVOD

Ohmov zakon:

I = 𝑈

𝑅

Jakost struje kroz vodič bit će veća što je veći napon među njegovim krajevima i što je manji otpor

strujnog kruga u koji je vodič uključen, tj. jakost struje u strujnom krugu proporcionalna je

naponu, a obrnuto proporcionalna otporu.

Ohmov zakon vrijedi za metale i vodljive otopine. Takvi se vodiči zovu omski vodiči.

Za neke materijale Ohmov zakon ne vrijedi, a takvi se vodiči zovu neomski.

1. KIRCHHOFFOV ZAKON (Kirchhoffov zakon za struju čvora):

Zbroj struja koje ulaze u neki čvor jednak je zbroju struja koje izlaze iz tog čvora

2. KIRCHHOFFOV ZAKON (Kirchhoffov zakon za napon grane):

Ukupna razlika potencijala koju stvaraju svi naponski izvori u nekoj zatvorenoj petlji jednaka je

ukupnom padu napona na svim trošilima u istoj petlji

Mjerenje električnih veličina

Struja se mjeri ampermetrom koji se spaja u seriju s potrošačem.

Napon se mjeri voltmetrom koji se spaja paralelno s potrošačem.


11

VOLTMETAR

Voltmetar je električni instrument za mjerenje električnog napona: spaja se paralelno na onu

komponentu električnog strujnog kruga na kojoj treba izmjeriti električni napon.

AMPERMETAR

Ampermetar je električni instrument za mjerenje jakosti električne struje: spaja se serijski u

onu granu električnog strujnog kruga u kojoj treba izmjeriti jakost električne struje.

UNIVERZALNI MJERNI INSTRUMENT (AVO-metar)

To je višenamjenski mjerni instrument, koji se, uglavnom, proizvodi s mogućnošću mjerenja

napona, struje i otpora. Pri korištenju ovakvog mjernog instrumenta, ovisno o tome hoćemo li ga

koristiti kao ampermetar, voltmetar ili ommetar, potrebno je:

• utvrditi vrstu mjerenja (A, V, ili Ω),

• utvrditi vrstu struje (izmjenična ili istosmjerna),

• odabrati mjerno područje (ovisno o redu veličine očekivane vrijednosti),

• odabrati mjernu ljestvicu i napraviti račun očitavanja.

Nakon ovoga može se pristupiti mjerenju.

Pristup električnom strujnom krugu: redoslijed spajanja (rastavljanja)

Prilikom rješavanja zadatka spajanja električnog strujnog kruga neophodno je poštivanje

redoslijeda izvršavanja pojedinih radnji, kako ne bi došlo do neželjenih posljedica (za izvoditelja

vježbe i/ili opremu). Redoslijed radnji je sljedeći:

• temeljito proučiti shemu zadanog el. kruga i raspraviti nejasnoće;

• upoznati se s opremom koja je ponuđena za realizaciju zadatka;

• provjeriti izvor el. napona (prekidač mora biti isključen);

• pristupiti spajanju električnog strujnog kruga, i to:

o počevši od izvora, najprije spojiti sve serijski vezane el. komponente, završno s

izvorom,

o potom spojiti paralelno vezane el. komponente,

• provjeriti spojeni strujni krug i uključiti izvor napona;

• izvršiti mjerenje;

• po završenom mjerenju najprije isključiti naponski izvor, potom iskopčati spojne žice iz

izvora, pa tek onda rastaviti komponente el. strujnog kruga.


12

1. ZADATAK:

Zadano je:

U = 12 V

R1 = 9 Ω

R2 = 25 Ω

R3 = 51 Ω

a) izračunati: ukupni otpor, struju i padove napona na svakom otporniku

b) izmjeriti: ukupni otpor, struju i padove napona na svakom otporniku

Usporediti rezultate!

Rješenje:

a) RUK = b) REZULTATI MJERENJA

I = I =

UR1 = UR1 =

UR2 = UR2 =

UR3 = UR3 =

Provjera: U =

2. ZADATAK:

Zadano je:

U = 12 V

R1 = 129 Ω

R2 = 140 Ω

R3 = 110 Ω

a) izračunati: ukupni otpor i struju, struju svake grane te padove napona na svakom otporniku

b) izmjeriti: ukupni otpor i struju, struju svake grane te padove napona na svakom otporniku


Rješenje:

a) b) REZULTATI MJERENJA

RUK = U =

I = I =

I1 = I1 =

I2 = I2 =

I3 = I3 =

UR1 = UR1 =


13

3. ZADATAK:

Zadano je:

U = 12 V

R1 = 51 Ω

R2 = 127 Ω

R3 = 178 Ω

a) izračunati: ukupni otpor, struje kruga te padove napona na svakom otporniku

b) izmjeriti: ukupni otpor, struje kruga te padove napona na svakom otporniku


Rješenje:

a)

b) REZULTATI MJERENJA

IR1 =

UR1 =

IR2 =

UR2 =

IR3 =

UR3 =


» SERIJSKI RLC SPOJ U KRUGU IZMJENIČNE STRUJE «

3. laboratorijska vježba: Serijski RLC spoj u krugu izmjenične struje

15

IZMJENIČNE VELIČINE U VREMENSKOM PODRUČJU

Izmjenične veličine se nazivaju izmjeničnima jer osim što mijenjaju vrijednost s promjenom

vremena mijenjaju i polaritet, a u vremenskom području ih se može prikazati sinusoidom.

Osnovni parametri koji opisuju izmjenične veličine su amplituda (Ymax) i period (T).

Osim sinusoidom električne izmjenične veličine se često prikazuju i fazorima (vektorima koji

rotiraju u smjeru suprotnom od kazaljke na satu).

S obzirom da predstavljaju sinusne veličine zovu se još i sinori.

Na temelju poznavanja perioda mogu se odrediti pogonska frekvencija f i kružna frekvencija w.

Treći parametar je fazni pomak i on predstavlja podatak koji se koristi za definiranje vremenskog

odnosa dvaju veličina i jako je bitan za analizu pojava u izmjeničnim električnim mrežama.

S obzirom da se vrijednost veličina mijenja u vremenu, jako je bitno znati kad se dogodila

promjena jedne, a kada druge veličine. Da bi se uveo red u ova razmatranja uvijek je potrebno

jednu veličinu uzeti za referentnu.


16

Fazno prethođenje

Ako se jedna veličina uzme za referentnu (i postavi ishodište koordinatnog sustava u prvu nul-

točku te veličine) tada se može definirati fazno prethođenje i fazno kašnjenje.

Fazni pomak (kut između dva fazora) može se odrediti mjerenjem vremenskog pomaka između

dvije promatrane veličine.

U slučaju faznog prethođenja vremenski pomak (𝑡0) je negativan, a kut (𝜑0) je pozitivan.

Fazno kašnjenje

U slučaju faznog kašnjenja vremenski pomak (𝑡0) je pozitivan, a kut (𝜑0) je negativan.


17

Vremenski promjenjive veličine mijenjaju svoj iznos s promjenom vremena. S obzirom da je

izmjenične električne veličine potrebno mjeriti, postavlja se pitanje kolika je zapravo vrijednost

napona, struje i snage u nekoj izmjeničnoj električnoj mreži koju je moguće izmjeriti mjernim

instrumentom.

Ono što se može odrediti za jednu vremenski promjenjivu veličinu jest njena srednja vrijednost

za jedan period. Međutim, srednja vrijednost sinusoidalne veličine jednaka je nuli.

Efektivna vrijednost izmjenične struje odgovara onoj vrijednosti konstantne istosmjerne struje

koja na otporniku otpornosti R proizvede istu količinu topline koju bi proizvela izmjenična struja

u istom vremenu na istom otporniku.

Ono što instrument mjeri jest efektivna vrijednost, s obzirom da je efekt (učinak) električne struje

ono što nas zanima.


18

IZMJENIČNE VELIČINE U KOMPLEKSNOM PODRUČJU

Provođenje proračuna u vremenskom području bilo bi jako komplicirano pa se umjesto

vremenskog područja koristi kompleksno područje.

Dakle, izmjenične veličine je prvo potrebno opisati u kompleksnom području. Svaka veličina u

kompleksnom području može se opisati vektorom koji počinje u ishodištu i završava u točki Z, a

zapravo predstavlja kompleksan broj koji se može zapisati na nekoliko načina od kojih se u

elektrotehnici koriste dva.

Dakle, veličine u izmjeničnim električnim mrežama opisivat ćemo vektorima.

Promjene u odnosu na istosmjernu struju:

- rad s vektorima, vektorski dijagram

- otpor zavojnice: 𝑋𝐿 = 2π f L = ω L

- otpor kondenzatora: 𝑋𝐶 = 1

2𝜋𝑓𝐶 =

1

𝜔𝐶

- ukupni otpor = impedancija

- trokut otpora i trokut snage

Svi zakoni i sva pravila ranije definirana vrijede i sada, uz napomenu da se radi s vektorima pa je

podatak o iznosu faze jako bitan.

Potpuna novost u električnom krugu izmjenične struje su pojava konačnog iznosa otpora

kondenzatora i zavojnice.


19

Predmet proučavanja je serijski RLC spoj pa da vidimo kako se svaki od elemenata tog spoja

ponaša u krugu izmjenične struje.

Kao referentna veličina uzima se struja jer je u serijskom spoju ona zajednička svim elementima

pa se njen vektor crta na referentnu os (vodoravno s orijentacijom u desno).

Kod otpornika su napon i struja u fazi, što znači da je kut između dva vektora jednak nuli (vektori

se preklapaju) pa se pad napona računa isto kao i kod istosmjerne struje.

Kod zavojnice postoji fazno prethođenje napona u odnosu na struju, tj. fazno kašnjenje struje za

naponom. S obzirom da struja kasni za naponom zavojnica se često zove i prigušnica.

Otpor zavojnice se računa po formuli 𝑋𝐿= 2π f L = ω L, a pad napona iz Ohmovog zakona uz

napomenu da je potrebno uključiti podatak o faznom prethođenju napona u odnosu na struju.

Napon na zavojnici prethodi struji koja teče zavojnicom za 900.

Napon na kondenzatoru kasni za strujom u kondenzatoru za 900.

Drugi Kirchhoffov zakon i dalje vrijedi, ali sada su parametri vektori !!!


20

Trokut snage za serijski RLC spoj Aktivna (radna) snaga: P = U * I * cos φ [W]

Reaktivna (jalova) snaga: Q = QL - QC = U * I * sin φ [VAr]

Prividna (ukupna) snaga: S = U * I = √𝑃2 + 𝑄2 [VA]

Prividna snaga - ukupna snaga koja opterećuje izvor

Radna snaga - komponenta prividne snage koja je sposobna vršiti rad

Jalova snaga - komponenta prividne snage koja samo opterećuje izvor ne obavljajući nikakav rad

Faktor snage (cos φ) - omjer radne i ukupne snage


21

ZADATAK:

Odrediti:

a) nepoznate parametre kruga

b) fazni pomak između napona i struje

c) karakter kruga

Postupak rješavanja zadatka:

1) izračunati XL i XC

2) nacrtati trokut otpora i vektorski dijagram

3) primjenom Pitagorinog poučka i trigonometrijskih pravila odrediti ukupnu impedanciju Z i kut

φ. Odrediti kompleksnu impedanciju kruga

4) izračunati ukupnu struju, te padove napona UR, UL i UC primjenom Ohmovog zakona

Zadano je:

U = 13,5 V VEKTORSKI DIJAGRAM

f = 50 Hz

R = 1 kΩ = 1000 Ω

L = 1,2 H

C = 2,2 μF = 2,2*10-6 F

𝑋𝐿 =

𝑋𝐶 =

Z =

φ =

= R + j (𝑋𝐿 − 𝑋𝐶) =

= Z * e jφ = TROKUT OTPORA

I =

UR =

UL =

UC =

= R + L + C

U =

Krug je ________________________________ karaktera.

(induktivnog, kapacitivnog)


22

Postupak određivanja nepoznatih parametara mjerenjem:

1) spojiti krug prema shemi, te izmjeriti ukupnu struju i padove napona na svakom od elemenata

REZULTATI MJERENJA

I =

UR =

UL =

UC =

2) pomoću osciloskopa odrediti fazni pomak između struje i napona, mjerenjem vremenskog

pomaka između valnog oblika napona UR i ukupnog napona U

t0 =

n =

T = n * t0 =

f = 1

𝑇 =

𝜑0 = - 3600∗𝑡0

𝑇 =


» MJERENJE STRUJE U MAGNETSKOM KRUGU «

4. laboratorijska vježba: Mjerenje struje u magnetskom krugu

24

Magnetizam opisuje i objašnjava pojave koje nastaju u prostoru oko trajnih magneta i gibljivih

električnih naboja. Djelovanje gibljivog naboja u prostoru tumači se magnetskim poljem koje svaki

gibljivi naboj stvara u svom okolišu.

Magneti su materijali koji imaju svojstvo da privlače predmete od željeza, nikla, kobalta i njihovih

legura. Magnetsko djelovanje koncentrirano je na suprotnim krajevima magneta, koji se nazivaju

sjeverni (N) i južni (S) pol. Istoimeni polovi međusobno se odbijaju, a raznoimeni privlače.

Kao što se u prostoru oko naboja koji miruje javlja električno polje, tako se u prostoru oko naboja

koji se giba javlja (uz električno) i magnetsko polje. Kako se vodičem gibaju nositelji električne

struje, tako se oko vodiča kojim teče struja javlja magnetsko polje (naboji u gibanju (električna

struja) uzrokuju magnetsko polje).

Ta je pojava davno zamijećena; kazaljka kompasa zakreće se u blizini vodiča kojim teče el. struja.

Oerstedov pokus 1820. godine: magnetizam je posljedica djelovanja električne struje.

Osnovni element magnetskog kruga je jezgra napravljena od feromagnetskog materijala i

zavojnica kroz koju protječe električna struja, a koja je namotana oko jezgre.

Osnovni zakon u magnetskom krugu je zakon protjecanja:

1

algn

i i

ic

Hdl I N=

= =

Θ - protjecanje (izvor/jakost magnetskog napona, magnetomotorni napon/sila) [A]

H - jakost magnetskog polja [A/m]

l - efektivna magnetska duljina (duljina magnetskih silnica) [m]

I - jakost struje koja teče kroz zavojnicu [A]

N - broj zavoja

Bitan iskorak u proučavanju magnetskih pojava ostvareno je otkrićem da magnetska igla mijenja

položaj kada je u blizini vodiča kojim protječe električna struja (Oersted).

Predodžbu o magnetskom polju može se dobiti ili

magnetskom iglom, kojom se ispituje prostor u

okolini magneta ili elektromagneta, od točke do

točke u kojima se magnetska igla otklanja

sukladno sili kojom magnetsko polje djeluje na

nju, ili pokusom sa sitnom željeznom piljevinom

koja se pod djelovanjem magnetskog polja

usmjerava u linije koje pokazuju kako u

pojedinoj točki prostora djeluje magnetska sila.

Te se linije nazivaju silnice magnetskog polja.

Silnice magnetskog polja su linije koje su same u sebe zatvorene (nemaju ni početka ni završetka).

Izlaze iz sjevernog magnetskog pola, a ulaze u južni.


25

Skup (ukupan broj) silnica magnetskog polja kroz promatranu plohu nazivamo magnetski tok Φ.

Ovisno o jačini magnetskog polja, broj silnica koje prolaze kroz promatranu površinu može biti

veći ili manji, pa se može govoriti i o gustoći magnetskog toka B (tj. magnetskoj indukciji).

Φ = B * S

Φ - magnetski tok [Wb] = [Vs]

B - magnetska indukcija ili gustoća magnetskog toka [T]

S - površina poprečnog presjeka materijala [m2]

Veza između jakosti magnetskog polja i magnetske indukcije definirana je konstantom

permeabilnosti.

Konstanta permeabilnosti sastoji se iz dva dijela: apsolutne konstante, koja je prirodna konstanta

(μ0 - permeabilnost vakuuma, magnetska konstanta) i iznosi 4π * 10-7 H/m = 1,256 * 10-6 Vs/Am,

i relativne konstante, koja je ovisna o materijalu (μr - relativna permeabilnost materijala).

B = μ * H = μ0 * μr * H

H - magnetska uzbuda ili jakost magnetskog polja: H = 𝐼 𝑁

𝑙 [A/m]

Da bi se pojednostavilo rješavanje magnetskog kruga, koristi se analogija s električnim krugom

(tablica), te se primjenjuju zakoni kao što su Ohmov ili Kirchhoffovi zakoni.

ELEKTRIČNI KRUG MAGNETSKI KRUG

Izvor elektromotornog napona: E Izvor magnetomotornog napona: θ = I*N

Električni otpor: R = 𝜌 𝑙

𝑆 Magnetski otpor: 𝑅𝑚 =

𝑙

𝜇0𝜇𝑟𝑆

Električna struja: I Magnetski tok: ϕ = B*S

Pad napona: U = I*R Magnetski pad napona: H*l = ϕ*𝑅𝑚

OHMOV ZAKON ZA MAGNETIZAM:

m

m

I

UU I

R R

R R

= =

Da bi se mogao izvršiti neki proračun, kao i često objasniti neke eksperimentalne i praktične

rezultate, potrebno je znati kako se određuju smjerovi magnetskih veličina, jer su one vektori.

Za to nam služi pravilo desne ruke, koje glasi:

Ako se namotaj (zavojnica) obuhvati desnom rukom tako da savijeni prsti pokazuju smjer obilaženja

električne struje, onda ispruženi palac pokazuje smjer magnetskog polja (H).


26

Mjerenje izmjeničnih električnih napona, struja, snaga i energija velikih iznosa instrumentima

izravno uključenim u mjerni krug često je nepraktično ili neizvedivo. U takvim slučajevima se

koriste naponski i strujni transformatori, koji mjerene napone ili struje transformiraju na

vrijednosti prikladne za mjerenje.

U praksi se za kontrolna mjerenja upotrebljavaju strujna kliješta, ukoliko je potrebno izmjeriti

električne struje velike jakosti. Takve struje su obično izvan dosega univerzalnih mjernih

instrumenata i susreću se u brodskim elektroenergetskim postrojenjima.

Strujna kliješta su mjerni transformatori, odnosno strujni mjerni transformatori. Pogodna su za

praktična mjerenja, jer se ne prekida strujni krug. Naime, kod mjerenja ampermetrom, potrebno

je strujni krug prekinuti, te u seriju vezati instrument. Kod strujnih kliješta to nije potrebno.

Strujna kliješta su izrađena tako da se željezna jezgra može rasklopiti i njom obuhvatiti vodič

protjecan mjerenom strujom. Taj je vodič onda primarni namotaj od samo jednog zavoja, dok je

sekundarni svitak s više zavoja namotan oko same jezgre.

Uz jezgru je redovno ugrađen ampermetar, prilagođen sekundarnom namotaju. Pomoću više

odvojaka na sekundarnom namotaju dobivaju se razni mjerni opsezi, tako da se mogu mjeriti

električne struje jakosti od nekoliko ampera do nekoliko tisuća ampera. Mogućnost mjerenja na

višim naponima postiže se dovoljno dugim ručkama od izolacijskog materijala.

Napomena:

Pravilno očitanje mjerenja postiže se ako je samo jedan vodič unutar kliješta.

Prije mjerenja sa strujnim kliještima,

potrebno je:

1) otkočiti pokazivač (kazaljku) pritiskom

na prekidač LOCK.

Pokazivač mora biti slobodan za pokrete

2) ako se pokazivač ne namjesti na nulu,

potrebno je pažljivo okrenuti vijak za

podešavanje kako bi se pokazivač postavio

na nulu

3) nije dopušteno da pokazivač prelazi

mjerni opseg. Ako mjerena veličina nije

približno poznata, potrebno je početi s

najvećim opsegom

4) kod mjerenja električnog napona ili

električne struje, omska sonda ne smije biti

uključena

5) najveći napon koji se može mjeriti ovim

kliještima je 600 V.

Preopterećenje je posebno opasno

6) kliješta se ne smiju izlagati vrućini,

nepotrebnim vibracijama i udarima

7) strujna kliješta moraju biti što dalje od

izvora magnetskih polja da bi bila točnija


27

ZADACI:

1. Potrebno je ostvariti spoj prema slici (istosmjerni napon). Povećati napon ispravljača na

najveću vrijednost. Postupno povećavati struju ispravljača dok se kotva ne privuče.

Izmjeriti struju: I =

2. Izračunati protjecanje za serijski spoj svitaka (N1 = N2 = 500).

Θ = I (N1+N2) =

3. Komentirati opažanje:

4. Ostvariti spoj prema slici. Ponoviti postupak iz zadatka 1.

Komentirati opažanje:


28

5. Ostvariti spoj prema slici (izmjenični napon).

Čvrsto stegnuti jaram uz kotvu. Povećavati napon na transformatoru dok voltmetar ne pokaže 10V

te izmjeriti električnu struju.

Potom se treba ISKLJUČITI STRUJU te između jarma i kotve ubaciti s obje strane po 2 mm debele

kartone. Ponovno stegnuti jaram do kotve. Povećavati napon transformatora dok voltmetar ne

pokaže 10 V. Ponovno izmjeriti struju. Ponavljati postupak dok se ne ispuni tablica.

l0 (mm) 0 2 4 6 8 10

I (A)

Θ (A)

6. Nacrtati graf: Θ = f (l0).

7. Ponoviti zadnja dva mjerenja iz zadatka 5. Ovaj put potrebno je dodatno mjeriti električnu

struju sa strujnim kliještima. Izmjerene podatke upisati u tablicu:

I (A) - mjereno ampermetrom I (A) - mjereno strujnim kliještima

Documents

SVEUČILIŠTE U SPLITU za laboratorijske...- struja (I) - otpor (R) Električni napon (U) - razlika električnih potencijala dviju točaka u el. strujnom krugu. Mjerna jedinica je