Upute za aktivaciju JAVA appleta pod novim sigurnosnim uvjetima u Windowsima (ako ne odgovaraju izbornici treba naći verziju JAVA programa koji ima te funkcije.)

Na ovoj stranici su postavljene stare verzije appleta. Nove verzije se mogu dobiti na web stranicama 1. skupine autora i 2. skupine autora. Linkovi za skidanje appleta na našem serveru: Sergey Kiselev and Tanya Yanovsky-Kiselev i Walter Fendt.

Upozorenje: Na ovoj stranici su navedene veze za određene JAVA applete (programe). Sva objašnjenja na ovoj stranici su izvorna. Vlasnik ove stranice, kao i Internet provider ove stranice ne odgovaraju za eventualne posljedice nastale korištenjem ovih veza. Svi appleti imaju izvorna objašnjenja na engleskom jeziku. Sva prava autora su pridržana.

ELEKTROTEHNIKA

Cilj ove vježbe je prikazati neke od osnovnih zakona elektrotehnike na računalu, kako bi se olakšao rad na laboratorijskim vježbama. Osnovni pojmovi i definicije mogu se naći u knjizi I. Kuzmanić: “Brodska elektrotehnika i elektronika – I. dio”. Sve simulacije u ovoj vježbi rađene su u JAVA skriptama. Vježba je opisana i u uputama za laboratorijske vježbe: I. Vujović, I. Kuzmanić: “Brodska elektrotehnika i elektronika – repetitorij s uputama za laboratorijske vježbe”, 2003.

1. Indukcija struje u magnetskom polju.

Ovaj JAVA applet ilustrira princip generiranja električne struje.

UPUTE ZA RAD: Namjestiti pokazatelj miša na rub petlje. Pritisnuti lijevo dugme miša i držati ga pritisnutog cijelo vrijeme dok se pomiče u proizvoljnim smjerovima.

Promatrati pokazivanje ampermetra. Što se događa? Kakva se struja teče žicama? Zašto se ne može postići da je cijelo vrijeme struja istog smjera?

2. Električna struja, napon i električni otpor najvažnije su elektrotehničke veličine kod istosmjernih i izmjeničnih strujnih krugova. Električna struja mjeri se u amperima, napon u voltima, a otpor u omima. Osnovni zakon koji povezuje te tri veličine je Ohmov zakon. Ohmov zakon se matematički izražava s:

I = U / R

Iz njega se, po potrebi može dobiti bilo koja nepoznata veličina, ako su druge dvije poznate:

R = U / I

U = IR

Najjednostavniji strujni krug sastoji se od izvora, spojnih žica i trošila. Ako se želi bilo što izmjeriti, u krug treba dodati mjerne instrumente. Mjerni instrument koji mjeri struju zove se ampermetar, a instrument koji mjeri napon je voltmetar. I jedan i drugi mogu biti analogni i digitalni. U praksi se često susreće univerzalni instrument koji može mjeriti i struju i napon. Instrumenti u načelu unose pogrešku, jer i sami imaju neki otpor. Za jednostavne proračune, može se pretpostaviti da su oni idealni. Idealni ampermetar nema unutrašnji otpor (R_A = 0 W), dok realni ima otpor koji je najčešće reda veličina 1 W. Kod mjerenja na malim otpornicima taj 1 W može imati značajan utjecaj, pa ga se treba uračunati. Međutim, već kod mjerenja otpornika od 1 kW, taj se utjecaj može zanemariti. Kad bi se ampermetar spojio u paralelu, zbog njegovog malog otpora, gotovo cijela struja bi protekla kroz njega (kratki spoj), pa ne bi tekla kroz trošilo kroz koje je trebalo mjeriti struju. Ampermetar se stoga spaja u seriju s trošilom i/ili izvorom. Voltmetar, pak ima veliki unutrašnji otpor reda veličina 100 kW, pa i MW (digitalni). Voltmetar mjeri napon, a kako je napon razlika potencijala između dvije točke, spaja se paralelno onom dijelu kruga u kojem se mjeri napon. Ako bi se u seriju spojio voltmetar, struja bi jedva prolazila, jer tako veliki otpor može realno biti jednak prekidu strujnog kruga (prazan hod). Idealni voltmetar ima beskonačan otpor (R_V = Y).

Ako se u krugu nalazi trošilo otpora 200 W, a izvor daje napon 5 V, uz uvjet da su instrumenti idealni, oni, prema slici, pokazuju: U_V = 5 V, I_A = 0,025 A = 25 mA. Ako su poznata očitanja instrumenata, a nepoznat otpor, onda iz Ohmovog zakona vrijedi:

R = 5/0,025 = 200 W

3. Jednostavni strujni krug: serijski spoj dva otpornika u krugu istosmjerne struje.

Kod serijskog spoja dva otpornika napon na oba je jednak, kao i struja koja teče kroz njih. Karakteristika serijskog spoja je da je struja kroz sve elemente istog iznosa i istog smjera.

Serijski spoj otpornika može se prikazati jednim otpornikom iznosa koji je jednak zbroju pojedinačnih otpornika:

R_uk = R₁ + R₂ + … + R_n

U ovom slučaju je:

R_uk = R₁ + R₂ = 6 + 6 = 12 W

Ako je baterija od 9 V, a ampermetar pokazuje 0,75 A, kao u ovom slučaju, tada je ukupni otpor kruga:

R = 9 / 0,75 = 12 W

Dakle, mjerni rezultat potvrđuje da se serijska kombinacija može zamjeniti zbrojem pojedinačnih otpornika, jer se krug ponaša kao da je u njemu jedan otpornik od 12 W. Padovi napona na oba otpornika su po 4,5 V.

Karakteristika paralelnog spoja je ta da je napon u svakoj grani (na svakom otporniku) jednak. Iz Ohmovog zakona slijedi da struje ne mogu biti jednake, osim ako i otpori nisu jednaki. Zbroj struja kroz paralelne grane je ukupna struja kruga.

Napon na paralelnoj kombinaciji 9V, a ukupna struja 3,3A. Slijedi da je R_uk = 9/3,3 = 2,7273 W. Otpornici su od 5 W i 6 W, te je nemoguće da se 2,7 može dobiti kao zbroj ili razlika ta dva otpornika. Ukupna izmjereni otpor kruga je manji od svakog pojedinačnog otpornika.

Ukupni otpor paralelne kombinacije računa se po formuli:

1/R_uk =1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/R_n

Za slučaj dva otpornika, slijedi:

R_uk = R₁R₂ / (R₁ + R₂)

Stoga je u ovom slučaju:

R_uk = 5×6 / (5+6) = 2,7273 W

Ostali appleti. – objašnjenja u pripremi.

Ohmov zakon.

Jednostavni izmjenični krug.

Bohrova teorija atoma vodika.

Princip rada elektromotora.

Elektromagnetski valovi.