elektrotehnika sa elektronikom -...
TRANSCRIPT
2018/19
Visoka Tehnička škola
Elektrotehnika sa elektronikom
Br ESPB: 5
Fond časo: 2+2
Semestar: 3
Nastavnik: Dejan Blagojević
Asistent: Nataša Bogdanović
Sadržaj predmeta
Elektrostatika
Kinetika Jednosmernih struja
Elektromagnetizam
Naizmenične struje
Osnovi elektornike
Senzori
Kontrola i upravljanje sistemima
Elektrostatika
Priroda elektriciteta
Istorijski osvrt
Borov Model 1913
Razvoj teorije
elektriciteta
Značaj teorije
elektriciteta
Charles Augustin Koulon 1736-1860
Dva naelektrisana tela (čestice) se medjusobno privlače ili
odbijaju silom koja je srazmerna proizvodu njihovog
naelektrisanja, a obrnuto srazmerna kvadratu rastojanja
izmedju ta dva tela.
Pri čemu je:
F - Električna sila,
k - Kulonova konstanta (zavisi od sredine u kojoj se tela
nalaze),
q1 i q2 - Naelektrisanja tih tela,
r - Rastojanje između tih tela "
rr
qqkF
2
21
Osnove vektorskog računa
Teorija polja i pojam vektora
Operacija nad vektorima Sabiranje vektora
Nadovezivanjem Konstruisanjem
paralelograma (sl.a i sl.b )
Razlaganjem vektora na x i y komponente
Elektrostatičko polje električno polje je pojava, stvorena naelktrisanjem i promenljivim u
vremenu, koja deluje silom a naelektrisane objekte u polju.
Električno polje postoji oko svakog naelektrisanja; smer linija polja u nekoj tački jednak je smeru sile koja deluje na pozitivno probno naelektrisanje u toj tački.
Električno polje se definiše kao konstanta proporcionalnosti između naelektrisanja i sile:
gde je
o F sila data Kulonovim zakonom,
o q količina naelektrisanja „probnog naelektrisanja“, o Q količina naelektrisanja tela koje stvara električno polje,
o a r je vektor rastojanja od čestice sa naelektrisanjem Q.
.
rr
Qk
q
FE
2
Elektrostatičko polje
Električno polje podleže principu superpozicije. Ako je
prisutno više od jednog naelektrisanja, rezultantno
polje u bilo kojoj tački jednako je vektorskom zbiru
električnih polja koje bi naelektrisanja stvarala
pojedinačno u odsustvu drugih.
i
i
i EEEEE
.........21
Rad sila elektricnog polja
Ako se u električno polje unese probno opterećenje dq, na njega polje
deluje silom
EqF
lFA
N
M
N
M
EdlqFdlA
M
N E
Elektrostatičko polje pripada klasi konzervativnih polja.
Karakteristika konzervativnih polja jeste da je rad sila u
ovim poljima po zatvorenoj putanji jednak nuli. Drugim
rečima rad koji izvrše sile polja E pri pomeranju probnog
opterećenja duž neke zatvorene putanje, ne zavisi od
oblika putanje već samo od položaja njenih krajnjih ta-
čaka.
E
.constE
.constE
Elektrostatički potencijal Električni potencijal (znak: φ ili U) predstavlja ele-
ktričnu potencijal nu energiju opterećenja u elektri-čnom polju
Električni se potencijal ne može neposredno meriti, već se meri samo njegova razlika koja je jednaka električnom naponu.
[V].
Skalar!!!!
M
N E
M
Edl
N
M
MN EdlU
N
M
N
M
p ldEqldFAW
M
N
dq E
Tačke u prostoru u kojima električni potencijal ima jednake vrednosti čine ekvipotencijalne površine.
VV 20
VV 0
0V
VV 0
VV 20
VV 0
0V
VV 0
.),,( constzyxV
Potencijal tačkastog opterećenja
02
04
1r
r
QE
rr
QEdl
M
2
04
Provodnik u stranom elektrostatičkom polju, Električna indukcija
Elektrostatička ravnoteža zahteva
da jačina elektrčnog polja u unutrašnjosti, kao i njegova tangencijalna komponeneta
na površini provodnika budu jednaki nuli.
Raspodela naelektrisanja po površini provodnika
Ravnoteža u prirodi!!!
Postupak lokalizacije energije elektrostatičkog polja u prostoru
lokalizovana energija elektrostatičkog polja u prostoru
Uslovi elektrostatičke ravnoteže
Iz ovih uslova zaključujemo
da električno polje postoji samo na površini provodnika i da ima
samo normalnu komponentnu
Površina provodnika je ekvipotencijlana površina. Sve tačke unutar
provodnika su na jednakom potencijalu, koji je jednakpotencijlau
njegove
površine
Na usamljenom provodnom telu, naelektrisanje se raspoređuje prema obliku
a u skladu sa načelima elektrostatičke ravnoteže!
Efekat ‚‚šiljka‚‚
Efekat povezivanja naelektrisanog provodnog tela sa ze-mljom. (Telo se razelektriše. Potenijal tela postaje jednak nuli.)
naelektrisana
Nenaelektrisana sfera
Svo naelektrisanje sa tela 1 je pri dodiru sa telom 2 prešlo na telo 2
1 2
1 2
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
faktora
•Gasovi pod normalnim uslovima sadrže veoma mali broj
naelektrisanih cestica i zbog toga ne provode elektricnu struju.
•Jonizacioni procesi!!!
•Vazduh je električno provodan!!!!!!!
•Električno pražnjenje nastaje u trenutcima kada jačina polja
dostigne vednost od 400kV/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!!!!!
Prakitčni primeri efekta šiljka
Tipični problemi izazvani statičkim elektricitetom
Koncetracija prljavštine u radnom prostoru, / razne alergijske bolesti/
Oštećenje osetljivih elektronskih uređaja
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
okviru procesnih aktivnosti
Neke metode prevencije u radnoj sredini
Obavezni postupci
Primer obezbeđivanja radnog prostra od ESD