Veleučilište u Karlovcu PISMENI ISPIT Datum: 2023-04-22Studij strojarstva ST106 Osnove elektrotehnike File: document.doc

Zad. 1: Uređaj za mjerenje količine naboja sastoji se od dvije vrlo male metalne kuglice, svaka mase zavješene prema Sl. 1 na dvije tanke svilene niti dužine

zanemarive mase. U početnom pložaju se kuglice dodiruju. Nakon nabijanja nabojem Q , kuglice se razmaknu za . Odrediti ukupnu količinu naboja Q kojom su nabijene kuglice. Na osnovu simetričnog pomaka kuglica (Sl. 1) zaključite kako se je ukupni naboj rasporedio na kuglicama.

Sl. 1:

Zad. 2: Istosmjerni generator uz nominalno opterećenje daje na priključnicama nominalni

napon . Kada se generator preoptereti za 10 % iznad nominalnog opterećenja, napon na priključnicama generatora padne na 90 % nominalne vrijednosti. Odrediti elektromotornu silu i unutrašnji otpor generatora, te snagu kratkog spoja.

Sl. 2:

Zad. 3: Sklopka u mreži prema Sl. 3 zatvara u trenutku t=0. Prije zatvaranja sklopke kondenzatori su prazni. Odrediti izraz za struju koja teče u krugu poslije zatvaranja sklopke, skicirati funkciju struje, te izračunati vrijednosti napona i . Odrediti koji opći uvjet moraju zadovoljavati vrijednosti otpora otpornika i kapaciteta kondenzatora da bi uvijek bilo zadovoljeno . Zadano:

Sl. 3:

Zad. 4: U mreži prema Sl. 4 idealni mjerni instrumenti mjere napon na realnom induktivnom trošilu (V2), struju kroz trošilo (A), te pad napona na otporniku R1 (V1). Trošilo i otpornik R1 spojeni su serijski na sinusni napon . Skicirati vektorski dijagram napona i struje, te na osnovu izmjerenih napona i struje izračunati radnu snagu i faktor snage trošila. Izmjereno:

Sl. 4:

Zad. 5: Projektirati transformator snage , primarnog napona i sekundarnog napona . Na raspolaganju je željezna jezgra presjeka , a maksimalna magnetska indukcija u jezgri je . Odrediti broj zavoja i potrebni promjer žice primarnog i sekundarnog namota, ako je zbog zagrijavanja namota dozvoljena gustoća struje u žici ograničena na

.

Sl. 5:

List 1 od 2

Veleučilište u Karlovcu RJEŠENJA Datum: 2023-04-22Studij strojarstva ST106 Osnove elektrotehnike File: document.doc

Zad. 1: Nakon nabijanja kuglica one se razmaknu i na svakoj ostaje pola ukupnog naboja. Električna sila drži ravnotežu gravitacijskoj sili:

Zad. 2: Napon na priključnicama generatora je općenito: , gdje je E - elektromotorna

sila, R - optor potrošača, r - unutrašnji otpor, U - napon priključnica, P - snaga. Za slučajeve nominalnog opterećenja i preopterećenja vrijedi sustav jednadžbi:

gdje su - postotak pada napona, te

- postotak preopterećenja. Rješenjem jednadžbi slijedi:

Zad. 3: Nadomještanjem R1i R2 otporom R, te C1 i C2 kondenzatorom C, struja je određena:

. U trenutku otpornici određuju raspodjelu

potencijala u krugu: . Nakon dugog vremena struja više ne teče,

nema pada napona na otpornocima:

Zad. 4: Vektorska suma U1 i U2 jednaka je U. Nacrtati U1, iz ishodišta U1 nacrtati kružni luk radijusa U (kut između U i U1 je napoznat), zatim iz vrha U1 nacrtati kružni luk radijusa U2 (kut između U1 i U2 je također nepoznat). Presjecište lukova određuje točku vrha vektora U i vektora U2. Primjenom kosinusnog poučka slijedi:

Zad. 5: Iz zakona elektromagnetske indukcije slijedi: . Kod idealnog

transformatora tok je također sinusan, pa vrijedi:

. Snaga je:

List 2 od 2