Električna struja i strujni krug

Matura 2. razred

Električna struja

Električna struja je usmjereno gibanje nabijenih čestica (elektroni, ioni...). Jakost električne struje definiramo kao količinu naboja $Q$ koja prođe poprečnim presjekom vodiča u vremenu $t$ . Označavamo ju slovom $I$ i mjerna jedinica je Amper [A].

I = \frac{\Delta Q}{\Delta t}

Jakost struje možemo izračunati i poznavajući geometrijska svojstva vodiča te oku nevidljiva svojstva samih nosioca naboja unutar vodiča.

SVEN_-_desktopd026a03d0f58a8340623cacc1c8e3ba0f6cfc903

SVEN_-_mobile8887baef0c31da228b740a1b1fa0ae5796e5cdc9

U vodičima (metalima) električnu struju uzrokuje gibanje slobodnih elektrona. Koncentraciju tih elektrona po jedinici volumena vodiča označavamo s $n$ i definiramo kao omjer broja elektrona $N$ i jedinice volumena $V$ . Ti elektroni nose elementarni naboj $e$ i u vodiču gibaju prosječnom brzinom $v$ kroz površinu poprečnog presjeka $S$ . Jakost struje jednaka je:

I = Sven = \frac{\Delta Q}{\Delta t}

Gustoća struje

Gustoća struje je veličina koja nam govori o količini struje (u amperima) koja prođe nekom površinom vodiča. Računamo kao omjer jakosti struje i površine presjeka, a njezina je mjerna jedinica [ $\mathrm{A/m^2}$ ].

J = \frac{I}{S}

Strujni krug

Strujni krug je zatvorena petlja kojom teče električna struja. Najčešće se sastoji od izvora, vodljivih žica (vodiča) te trošila. Trošila u strujnom krugu mogu biti žarulje, otpornici, kondenzatori, zavojnice itd. Kada se na izvor napona spoje određeni elementi i zatvori strujni krug njime teče električna struja. S obzirom na to da su u vodiču slobodni elektroni nositelji struje, njihovo je kretanje usmjereno prema pozitivnom polu baterije (izvora) i to je realan smjer struje. U svijetu fizike dogovoreni smjer struje odgovara gibanju pozitivno nabijenih čestica i suprotan je od gibanja elektrona, tj. dogovoreni smjer struje je od + pola prema - polu.

Shematski prikaz elemenata u strunom krugu

Elementi strujnog kruga mogu se shematski prikazati:

Izvori

izvor istosmjerne struje1f9ccbb17a9149b12d76410ad7e8aff6f9760c67

izvor istosmjerne struje_mobiledae9e2e1e9de36d21e07b0972485db444ff7b185

Izvor istosmjerne struje (baterija). Daje napon koji je nepromjenjiv u vremenu.

Izvor_izmjenicne_struje_-_desktop3de608b3b59be38d60cde33a7b22bea55762cdec

Izvor_izmjenicne_struje_-_mobileb78bd664df6aa56ab0b330988175b6db5806ea9f

Izvor izmjenične struje. Daje struju čiji se iznos i smjer periodično mijenjaju.

Otpornik

Otpornik_-_desktop_388f6e79-4f21-441a-ab14-15c893db6946b5b401ac1bc54af2f4d9620372be04f7250d464a

Otpornik_-_mobile_8309d4e6-1f57-409e-9893-65fc68e8eb0d73b184c5e03c39a07abd438db4c17716fcc9229c

Kondenzator

Kondenzator_-_desktop3064b38f0ccb6184f0df0386a6ba8ead2879f635

Kondenzator_-_mobile8f3818854ec3f228238b965255efc8a81886304c

Zavojnica

Zavojnica_-_desktopf5c2d5fa17521dc5cc05033cd90755e11e6e6f03

Zavojnica_-_mobile4f216d6f3110aa947dce26766b45ccea2a6ea0a4

Prošlo gradivoKondenzatori

Iduće gradivoElektrični otpor i Ohmov zakon

ONLINE INSTRUKCIJE

Instrukcije cijeli mjesec, 5 predmeta,

13 eura!

Povezani sadržaj:

Električni otpor i Ohmov zakon

Besplatna videorješenja za gradivo Električna struja i strujni krug

Fizika - 2016. jesen, 9.

9. Dva bakrena vodiča imaju jednake duljine. Omjer je polumjera poprečnih presjeka tih vodiča

r_{1}: r_{2}=1: 5 .

Kako se odnose otpori

R_{1}

R_{2}

Fizika - 2018. ljeto, 9.

9. Koliki je električni otpor bakrene žice duljine

100 \mathrm{~km}

i poprečnoga presjeka

20 \mathrm{~mm}^{2}

? Električna otpornost bakra je

0,0172 \cdot 10^{-6}~ \Omega \mathrm{m}

Pretplati se na naše instrukcije ili kupi paket priprema za maturu i otključaj sve videe

1 \mathrm{~kg}

specifičnog toplinskog kapaciteta

1800 \mathrm{~J} /(\mathrm{kgK})

zagrijavamo na kuhalu. Kuhalo je priključeno na izvor napona od

120 \mathrm{~V}

i njime teče struja jakosti 0,5 A. Za koliko se promijenila temperatura ulja nakon 10 minuta zagrijavanja?

Baterija se puni 15 minuta na izvoru napona od

12 \mathrm{~V}

i jakosti struje od 11 A. Tijekom punjenja baterija se grije i izgubi

12 \mathrm{~kJ}

topline. Kolika je promjena unutarnje energije baterije?

Za mjerenje napona na membrani stanice obično se rabi mikropipetna elektroda. Njezin vrh je staklena kapilara duljine

1 \mathrm{~mm}

i unutrašnjeg promjera

4~ \mu \mathrm{m}

\mathrm{NaCl}

otopinom otpornosti

0,04 ~\Omega \mathrm{m}

. Izračunajte električni otpor elektrode!

Na grafu je prikazana ovisnost električne struje koja prolazi vodičem o naponu na njegovim krajevima. Izračunajte električnu otpornost legure bakra i nikla od koje je sačinjen vodič duljine

10 \mathrm{~m}

i poprečnog presjeka

50 \mathrm{~mm}^{2}

Žarulja ima snagu

100 \mathrm{~W}

kada je priključena na napon od

220 \mathrm{~V}

. Kolika je njezina snaga kada je priključena na napon od

110 \mathrm{~V}

? U kojem slučaju žarulja jače svijetli?

Fizika - 2010. jesen, 10.

10. Poprečnim presjekom vodiča za 0,1 s proteče

3,125 \cdot 10^{14}

elektrona. Kolika je jakost struje koja teče vodičem?

Fizika - 2010. ljeto, 10.

10. Vodičem teče struja od 0,5 mA. Koliko elektrona prođe poprečnim presjekom vodiča za 0,1 s?

Fizika - 2018. jesen, 10.

10. Kolika je duljina čelične žice poprečnoga presjeka

0,1 \mathrm{~mm}^{2}

i električnoga otpora

60 ~\Omega ?

Električna otpornost čelika je

0,12 \cdot 10^{-6} ~\Omega \mathrm{m}

Fizika - 2011. ljeto, 11.

11. Na grafu je prikazana ovisnost jakosti struje

I

U

za dva vodiča. Koliko bi iznosio ukupni otpor serijskoga spoja tih dvaju vodiča?

Fizika - 2014. ljeto, 11.

11. Otpornik otpora

100~ \Omega

spojen je u krug izmjenične struje. Graf prikazuje struju koja prolazi kroz otpornik u ovisnosti o vremenu. Koliki je maksimalni napon na otporniku?

Fizika - 2015. ljeto, 11.

11. Trošilo je spojeno na akumulator i kroz njega prolazi struja 2,5 A tijekom 2 sata. Pritom se prenese 108 kJ električne energije. Koliki je napon na krajevima akumulatora?

Fizika - 2019. jesen, 11.

11. Bakrena žica otpora

R

oblika cilindra ima poprečni presjek

S

\ell

. Koliki je otpor druge bakrene žice jednakoga volumena i duljine

2 \ell ?

ŠTO ČEKAŠ?

Isprobaj potpuno besplatno!

Registracijom dobivaš besplatan*
pristup dijelu lekcija za svaki predmet.

*Besplatan pristup ne zahtijeva unos kartice.

ZA MATURANTEOnline pripreme OD 1. DO 4. RAZREDAOnline instrukcije

Online pripreme za maturu i instrukcije za srednju školu. Dostupno 24/7.

Naša ponuda

Online skripte

Pravne stranice

© 2023, Gradivo.hr