__MAIN_TEXT__

Page 1

Зоран Д. Лапчевић

om

o

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЈА

Ed

uk a

pr

УЏБЕНИК ЗА 8. РАЗРЕД ОСНОВНЕ ШКОЛЕ


Зоран Д. Лапчевић ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЈА Уџбеник за 8. разред основне школе Главни уредник Проф. др Бошко Влаховић Oдговорни уредник Доц. др Наташа Филиповић

om

o

Рецензенти Др Иван Милићевић, Факултет техничких наука у Чачку Наталија Диковић, наставник технике и технологије, ОШ „Петар Лековић”, Пожега Дипл. инж. Снежана Врањеш, наставник технике и технологије, ОШ „Жарко Зрењанин”, Зрењанин

pr

Прелом и дизајн Алекса Бабовић

uk a

Лектура и коректура Вуле Журић

Ed

Издавач „Едука” д.о.о. Београд Ул. Змаја од Ноћаја 10/1 Тел./факс: 011 3287 277, 3286 443, 2629 903 Сајт: www.eduka.rs; имејл: eduka@eduka.rs За издавача Проф. др Бошко Влаховић, директор Штампа ______________ Издање ______________ Тираж ______________


САДРЖАЈ 1.

Животно и радно окружење

2.

Саобраћај

3.

Техничка и дигитална писменост

4.

Ресурси и производња

5.

Конструкторско моделовање

Речник мање познатих речи ................................................................. 166

1.1. Увод у електротехнику, рачунарство и мехатронику ................................................   8 1.2. Примена електричних апарата и уређаја у домаћинству и штедња енергије ....... 11 1.2.1. Енергетска ефикасност .............................................................................................. 15 1.3. Професије (занимања) у области електротехнике и мехатронике .......................... 20

o

Основни симболи у електротехници ....................................................................... Рачунарски софтвери за симулацију рада електричних кола ................................ Основне компоненте ИКТ уређаја ............................................................................ Управљање процесима и стварима на даљину помоћу ИКТ .............................. Израда и управљање електромеханичким моделима ...........................................

om

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

Саобраћајна средства на електрични погон и хибридна возила ........................ 24 Електрични и електронски уређаји у саобраћајним средствима ........................ 27 Основи телекомуникација ......................................................................................... 35

50 52 55 60 63

pr

2.1. 2.2. 2.3.

Ed

uk a

4.1. Електроенергетски систем .................................................................................................. 70 4.2. Производња електричне енергије ............................................................................... 71 4.3. Обновљиви извори електричне енергије ...................................................................... 77 4.4. Трансформација и пренос електричне енергије ...................................................... 82 4.5. Електроинсталациони материјал и прибор ................................................................... 85 4.6. Електрична инсталација – опасности и мере заштите ............................................ 98 4.7. Састављање електричних (струјних) кола .................................................................. 101 4.8. Коришћење фазног испитивача и мерење електричних величина мултиметром ..... 106 4.9. Кућне електричне инсталације ....................................................................................... 110 4.10. Електричне машине ........................................................................................................ 114 4.10.1. Електромотори ................................................................................................................ 114 4.10.2. Генератори .................................................................................................................... 118 4.10.3. Трансформатори ............................................................................................................ 119 4.11. Елетротехнички апарати и уређаји у домаћинству ................................................ 122 4.11.1. Електротермички апарати и уређаји .......................................................................... 122 4.11.2. Електромеханички апарати и уређаји .......................................................................... 132 4.11.3. Расхладни уређаји ....................................................................................................... 139 4.12. Основи електронике ..................................................................................................... 144 4.12.1. Пасивни електронски елементи ................................................................................. 145 4.12.2. Активни електронски елементи ................................................................................. 149 4.12.3. Рециклажа електричног и електронског отпада .................................................... 151

5.1. 5.2.

Моделовање електричних машина и уређаја ........................................................ 158 Коришћење интерфејса и израда једноставног школског робота ..................... 162


uk a

Ed o

om

pr


Водич кроз уџбеник

uk a

pr

om

o

Дошли смо до четврте године изучавања предмета Техника и технологија. У оквиру овог предмета у осмом разреду постепено ћеш стицати нова знања и умења из електротехнике и електронике. Истовремено ћеш утврдити и проширити знања из роботике, информатике и интерфејс технологије стечена у претходном разреду. Данашњи живот је тешко замислити без примене електротехнике и електронике. Замисли како би изгледала наша свакодневица без електричне расвете, централног грејања, кућних апарата, радија и телевизије, моторизованих транспортних средстава, рачунара, мобилне телефоније и роботике. Зато је потребно да се на време упознаш са најновијим техничким и технолошким решењима из ових области, јер ће ти тиме живот и рад постати и лакши и интересантнији. На почетку сваког поглавља налази се кратак садржај онога шта ћеш учити из дате области, а ту су и припремни задаци који ће ти помоћи у активностима на часу. На крају сваког поглавља подсетићемо се значења појмова чије је познавање кључно за ту област и поставити питања на основу којих можеш проверити стечено знање. У уџбенику се налази мноштво фотографија, цртежа, скица и занимљивости, што ће ти олакшати разумевање одређених области које ћеш изучавати и учинити учење интересантнијим. У неким поглављима дате су интернет адресе које можеш посетити скенирањем QR кода апликацијом са свог паметног телефона. Увидом у садржај ових страница можеш додатно проширити знања из области које те посебно интересују. При коришћењу уџбеника обрати посебну пажњу на кратке текстове означене иконицама, који представљају радне задатке, вежбе, савете и предлоге, занимљивости. Обрати пажњу и на вежбе које су дате у уџбенику јер њиховом реализацијом стичеш радне навике и вештине, а твоја знања ће постати функционална и примењива у свакодневном животу. Запамти, знање нам нико не може дати, већ га морамо стећи властитим и упорним радом. Теби и твојим наставницима желим много успеха и задовољства у раду. Хвала на поверењу.

Ed

Аутор

Иконице означавају одређене налоге чији садржаји ће ти уџбеник учинити прегледнијим и занимљивијим:

ПИТАЊА

ДА ЛИ ЗНАШ?

ВЕЖБA

САВЕТ

ИСТРАЖИ

ЗА ОНЕ КОЈИ ХОЋЕ ВИШЕ (WWW)

УРАДИ САМ

ДА СЕ ПОДСЕТИМО НАУЧИЛИ СМО


uk a

Ed o

om

pr


1

• •

uk a

• •

Увери се колико апарата и уређаја користи електричну енергију у твом стану/ кући и колики је значај те енергије за твој свакодневни живот и рад. Које си техничке апарате и уређаје до сада користио/користила у кући/стану? Подсети се онога што смо до сада учили о безбедном коришћењу апарата и уређаја у домаћинству. Преиспитај свој досадашњи допринос штедњи електричне енергије у кући/ стану у коме живиш. Претраживањем интернета продуби своје знање о историјском развоју производње и употребе електричне енергије и упознај се са пословима и занимањима у области елекротехнике и електронике.

Ed

pr

ЗА РАДОЗНАЛЕ:

om

o

ЖИВОТНО И РАДНО ОКРУЖЕЊЕ

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: • • • • •

историјски развој електротехнике, рачунарства и мехатронике; како правилно и безбедно користити разне апарате и уређаје у домаћинству, а уједно штедети електричну енергију; како препознати енергетски ефикасне апарате и уређаје при куповини; шта чини електричну инсталацију и колико је она корисна, а колико може бити опасна по људе; професије (занимања) у области електротехнике и електронике.

1. ЖИВОТНО И РАДНО ОКРУЖЕЊЕ 1.1. 1.2. 1.2.1. 1.3.

Увод у електротехнику, рачунарство и мехатронику Примена електричних апарата и уређаја у домаћинству и штедња енергије Енергетска ефикасност Професије (занимања) у области електротехнике и мехатронике


1. ЖИВОТНО И РАДНО ОКРУЖЕЊЕ 1.1. УВОД У ЕЛЕКТРОТЕХНИКУ, РАЧУНАРСТВО И МЕХАТРОНИКУ Електротехника је наука која се бави проучавањем и коришћењем електричних и магнетских појава. Проучава законе електрицитета и примењује их у практичне сврхе, пре свега у домену примене електричне енергије. Претпоставља се да прва сазнања о електрицитету потичу још из античког доба. Већ око 600. године пре наше ере, старогрчки филозоф Талес из Милета описује како ћилибар, протрљан вуном, привлачи лаке предмете као што су коса, вуна, перје и слично. Будући да се ћилибар на старогрчком језику зове електрон, утврђено је да су та тела наелектрисана, па је на основу тога и настао појам електрицитет.

o

Електрицитет представља кретање елементарних честица атома (електрона) које су негативно наелектрисане.

om

У то време први пут су раздвојене две групе материјала: проводници (проводе електрицитет) и изолатори (не проводе електрицитет).

pr

XIX век је био век највећих открића на пољу електротехнике. Томас Едисон је пронашао једносмерну струју, а наш најпознатији научник, Никола Тесла, наизменичну струју. Ови проналасци су омогућили коришћење сијалица за осветљење и употребу разних електричних уређаја, апарата и машина у домаћинству и индустрији.

uk a

Проналазак електричне енергије допринео је изуму многих апарата и уређаја, као и развоју многих техничких дисциплина.

• • • • •

Ed

Данашњи живот тешко је замислити без примене електротехнике. Она улази у све делове наше свакодневице, од расвете, грејања, кућних апарата, радија и телевизије, преко науке, привреде, индустријских и транспортних средстава, до рачунара и комуникација. Електротехнику можемо поделити на следеће целине (гране): Енергетика се бави производњом и преносом електричне енергије са места производње до потрошача. Електроника је област науке и технике која се бави претварањем информација у електричне сигнале и обрадом и преносом електричних сигнала. Телекомуникације се баве преносом информација са једног места на друго. Аутоматика се бави проучавањем и конструисањем техничких система за регулисање и управљање технолошким процесима. Рачунарска техника се бави развојем и пројектовањем рачунарског хардвера и софтвера.

Повећање броја становника на Земљи, као и убрзан економски развој, условљавају све већу потражњу за свим врстама енергије, а нарочито за електричном енергијом.

8


uk a

pr

om

o

Живот и рад савременог човека тешко се могу замислити без коришћења електричне енергије. Електрична енергија је још увек незаменљива у кући, где се користи за рад фрижидера, усисивача, електричних шпорета, миксера, машина за прање веша и судова, грејалица, телевизора, рачунара, клима-уређаја итд. Електрична енергија се у индустрији користи за покретање разних погонских и радних машина, па и целокупних процеса производње. Она осветљава домове, улице и градове, покреће возове, трамваје и тролејбусе. Користи се у медицини, телекомуникацијама, роботици итд. (Сл. 1.1). Моторна возила као што су: мотори, аутомобили, аутобуси, камиони, радне машине, пољопривредне машине, имају сопствене изворе електричне енергије, без које не би могли да функционишу.

Ed

Сл.1.1 Примена електричне енергије

Електрична енергија има знатних предности над осталим изворима енергије, па је самим тим нашла широку примену у свим подручјима људске делатности из више разлога: • лако се може трансформисати (претварати) у друге облике енергије, на пример: у механичку енергију код електромотора који се окреће, у светлосну енергију код сијалица које светле или у топлотну енергију код електричних грејалица које греју; • електрична енергија се уз минималне губитке и на релативно једноставан начин може преносити од места производње до места потрошње путем електричне мреже како на велике (високи напон), тако и на мале удаљености (ниски напон); • рад са апаратима и уређајима који користе електричну енергију веома је једноставан и лак.

9


САВЕТ Размисли о томе које су предности електричног шпорета у односу на шпорет на дрва и угаљ, или електричне локомотиве у односу на парну.

o

Рачунарство и мехатроника су научне области новијег датума.

om

Данас рачунари имају изузетно велику примену и просто нема области где они нису заступљени, од забаве и разних видова комуникације, пројектовања, роботике, преко веома озбиљних и одговорних послова у индустрији, медицини, све до космичких летова и истраживања космоса.

uk a

pr

Информатика (informatics) је научна област која се бави чувањем, обрадом, преносом и коришћењем информација, а рачунарство (computer science) изучава шта се све може урадити уз помоћ рачунара. Информатика и рачунарство су међусобно уско повезане области, јер се баве истим или сличним питањима. Информатика се углавном бави темама теоријске природе тј. софтвером, док рачунарство обухвата све што је везано за рачунар и рачунарску науку као што је хардвер, софтвер, израда програма помоћу програмских језика итд.

Ed

Мехатроника представља спој различитих области технике, и то: машинства, електротехнике, информационих технологија, програмирања и аутоматског управљања. Мехатронички приступ пројектовања и израде разних електромеханичких уређаја и система омогућава унапређење готовог производа, јер у његовој реализацији учествују стручњаци више техничких дисциплина. Пример квалитетних и функционалних мехатроничких производа и система постоје свуда око нас: кућни уређаји (машина за прање веша, миксери, усисивачи ...), лифтови, аутомобили, пренос електричне енергије, роботи и др.

ПИТАЊА: 1. Чиме се бави електротехника као наука? 2. Које целине (гране) сачињавају електротехнику? 3. Који је значај коришћења електричне енергије и које су њене предности у односу над осталим видовима енергије? 4. Објасни најзначајније карактеристике рачунарства и мехатронике.

10


1.2. ПРИМЕНА ЕЛЕКТРИЧНИХ АПАРАТА И УРЕЂАЈА У ДОМАЋИНСТВУ И ШТЕДЊА ЕНЕРГИЈЕ О безбедној употреби кућних електричних апарата и уређаја било је нешто више речи у градиву за шести и седми разред. Ове године ћемо научити како да ове апарате користимо и штедимо електричну енергију. Са повећањем броја становника у свету расте и потрошња електричне енергије. Међутим, како би електричне енергије било довољно за све, њена потрошња мора бити у складу са принципима енергетске ефикасности.

o

Ефикасно коришћење електричне енергије јесте рационалан и штедљив приступ коришћењу енергије, без утицаја на квалитет живљења онога ко се придржава правила енергетске ефикасности. Ефикасно трошити електричну енергију значи да се уз најмањи могући утрошак постигне највећа корист.

om

Уштеда електричне енергије почиње од сваког појединачног домаћинства. Штедећи енергију, истовремено штедимо и свој новац.

pr

Како штедети електричну енергију треба учити, а учење почиње од најранијег детињства и траје током целог живота. Зато није никада касно да започнеш са спровођењем мера ефикасног коришћења електричне енергије у домаћинству. Електричну енергију можеш уштедети применом разних мера које на твој животни комфор утичу искључиво на позитиван начин. Надамо се да ћеш после изучавања ове области почети да мењаш своје навике и да рационално користиш електричну енергију.

uk a

ЕФИКАСНА РАСВЕТА

Једна од значајних појединачних ставки у потрошњи електричне енергије јесте свакако и коришћење електричне расвете (сијалица).

Ed

Потрошња електричне енергије се код осветљења одређује на основу снаге сијалице и дужине времена за које светли. Обичне сијалице са зажареном нити највећи су потрошачи електричне енергије и само 5% уложене енергије претварају у видљиву светлост, док се њен остатак претвара у топлотну енергију, а век трајања им је око 1000 радних сати (Сл. 1.2а). Зато би их требало инсталирати само на оним местима где сијалица никада не треба да је дуго укључена, као што су подрум или тоалет. Компактне флуоросцентне сијалице (CFL ‒ Compact Fluorescent Lamp), познате и под називом штедљиве сијалице, троше пет пута мање електричне енергије од обичних сијалица (Сл. 1.2б). Поред тога, трајање штедљиве сијалице је 6 пута дуже од обичне сијалице. Једна од предности штедљиве сијалице је то што се не загрева превише, а интезитет светла је јачи него код обичних сијалица. Иако су штедљиве сијалице скупље од обичних сијалица, оне у ствари штеде новац. Треба ипак напоменути да штедљиве сијалице садрже живу, те су после употребе, као отпад, штетне по животну средину.

11


б)

в)

om

a)

o

Лед-сијалице (LED ‒ Light Emitting Diode) представљају најновију генерацију ефикасне расвете (Сл. 1.2в). Предности LED расвете су многоструке: знатно мања потрошња електричне енергије, мање се греју од свих осталих сијалица, добра конструкција и самим тим дужи век трајања, безбедна употреба, различита јачина и боја светла. Може се слободно рећи да је LED расвета направила револуцију у осветљењу, јер је сада могуће добити много бољи квалитет светла са знатном уштедом енергије, и то на потпуно безбедан начин по приступачној цени.

Сл. 1.2 Врсте сијалица: а) обична сијалица са зажареном нити; б) штедљива сијалица; в) лед-сијалица.

pr

ВЕЖБА

uk a

Анализирај слику 1.3 и утврди предности лед-сијалице над осталим сијалицама. ОБИЧНА СИЈАЛИЦА

ШТЕДЉИВА СИЈАЛИЦА

ЛЕД-СИЈАЛИЦА

Ed

ПОТРОШЊА У ВАТИМА (W) ИЗГУБЉЕНА ЕНЕРГИЈА

12

Сл. 1.3 Поређење корисног дејства различитих врста сијалица


ТРЕБА ЗНАТИ... У просторијама где често заборавимо да искључимо светло (подруму, поткровљу или гаражи) најбоље је инсталирати аутоматске прекидаче, који после неколико минута сами искључе осветљење. Спољно светло је свакако корисно и даје осећај сигурности, али нема смисла осветљавати спољна врата, улаз или двориште током целе ноћи, јер је то непотребно трошење електричне енергије и новца. Сијалица са уграђеним детектором (сензором) који региструје покрете укључиће спољашње осветљење ако је неко у близини.

ДА ЛИ ЗНАШ?

om

o

Претпоставимо да само милион потрошача у једном тренутку одлучи да искључи једну сијалицу од 100 W у вечерњим сатима, у време када је обично целокупно осветљење активно. Резултат би био смањење потрошње електричне енергије за приближно 100 MW (мегавата). Ова снага одговара производњи једне средње велике електране! А реч је о само једној сијалици.

pr

КУЋНИ АПАРАТИ

uk a

Кућни апарати учествују у укупној потрошњи енергије у домаћинству са око 20%, а највећи потрошачи су електрични шпорети, бојлери, термоакумулационе пећи, електрични радијатори, клима-уређаји, замрзивачи, фрижидери, машине за прање и сушење веша. Зато би требало рационално користити електричне апарате, што подразумева да их укључујемо само онда када су нам стварно неопходни.

Ed

Правилном употребом кућних уређаја можемо значајно смањити потрошњу енергије, продужити им век трајања и утицати на смањење емисије штетних гасова у атмосферу, чиме чувамо животну средину. Како бисте могли да допринесете рационалној потрошњи електричне енергије у свом домаћинству, навешћемо примере правилног коришћења појединих кућних апарата и уређаја који се највише користе и код којих можете остварити највећу уштеду енергије. Фрижидер и замрзивач служе за хлађење и замрзавање хране, чиме је одржавају свежом и спречавају развој бактерија и њено кварење (Сл. 1.4). Фрижидер и замрзивач требају да буду постављени на што хладнијем месту у кући/стану, одмакнути од зида око 10 cm, ради што боље циркулације ваздуха. Поред фрижиСл. 1.4 Комбиновани фрижидер-замрзивач

13


дера се никада не поставља шпорет, радијатор, термоакумулациона пећ или било који други извор топлоте, а не би требало да буду директно изложени сунчевом зрачењу. Размисли шта ти је потребно из фрижидера пре него што га отвориш, како врата не би била отворена дуже него што је то неопходно. Приликом затварања врата фрижидера, провери да ли су сасвим затворена. Дугме термостата, које служи да подесимо жељену температуру у фрижидеру, треба поставити на средњу позицију. Нижа температура не значи боље чување хране, а потрошња енергије може порасти и за 10 до 15%. У фрижидер и замрзивач не треба одлагати врућа или топла јела.

om

Приликом кувања јела увек треба стављати поклопац на посуду у којој се кува, јер се на тај начин топлота дуже задржава у посуди и смањује кондензација паре у кухињи.

o

Електрични шпорет служи за припремање, тј. кување и печење хране (Сл. 1.5).

pr

Величина посуде у којој се храна припрема треба да буде прилагођена количини хране која се кува и величини (пречнику) грејне плоче. Припрема мање количине хране у великој посуди, као и кување на грејној плочи чија је површина већа од дна посуде доводи до непотребног губитка електричне енергије.

uk a

Приликом кувања треба користити минималну јачину грејања која је потребна да би се јело припремило. Чим вода прокључа, треба смањити јачину грејања на најнижу температуру при којој ће се кључање наставити. С већом јачином грејања храна која се припрема неће се брже скувати, већ ће вода брже испарити.

Сл. 1.5 Електрични шпорет

Ed

Грејну плочу је најбоље искључити пре склањања посуде, да би се за кување искористила акумулирана топлотна енергија. Не укључивати грејну плочу ако на њу није стављена посуда. Приликом печења хране посебно су ефикасне рерне са вентилатором, које могу уштедети од 10 до 15% енергије. Врата рерне треба држати отвореним што краће, јер се при сваком отварању губи велика количина топлоте. Рерну треба искључити и 10 минута пре краја печења, јер она и даље задржава топлоту, а ми ћемо уштедети електричну енергију.

САВЕТ Све препоруке у вези са рационалним коришћењем електричног шпорета важе и за подгревање већ скуваног јела, које ћеш вероватно више користити док не стекнеш основне кулинарске вештине.

14


Ево још неколико практичних савета како уштедети електричну енергију при коришћењу кућних апарата и уређаја:

• • • •

1.2.1. ЕНЕРГЕТСКА ЕФИКАСНОСТ

o

највећу уштеду остварићете ако апарате са великом потрошњом електричне енергије (термоакумулациону пећ, електрични котао за грејање, бојлер, веш-машину...) укључујете ноћу, у време јефтине тарифе, када је цена електричне енергије вишеструко нижа. уштеда електричне енергије при коришћењу кућних клима-уређаја остварује се рационалним подешавањем жељене собне температуре; кућне апарате, а нарочито ТВ и ДВД, никада не треба држати у „стању приправности” (стендбај моду), већ их искључите одмах након коришћења, да не би непотребно и даље трошили електричну енергију; пуњаче за мобилне телефоне, преносне рачунаре и дигиталне камере треба по завршетку пуњења извадити из утичнице, јер они и по завршетку пуњења и даље троше електричну енергију; када не користиш рачунар, угаси и монитор, јер ће он трошити електричну енергију и када је рачунар угашен; купање у кади замени туширањем јер ћеш тако потрошити упола мање струје за загревање воде у бојлеру.

om

Енергетски ефикасан производ подразумева апарат помоћу кога ћемо у првом реду уштедети новац, јер се за исти ниво услуга утроши мање енергије.

uk a

pr

При куповини електричног уређаја главни критеријум не треба да буде само његова цена, већ и класа енергетске ефикасности. Енергетски ефикаснији уређај је скупљи од уређаја истих техничких карактеристика, а нижег разреда енергетске ефикасности. Куповином скупљег и квалитетнијег уређаја ми, заправо, штедимо новац, који нам се враћа ефикаснијим утрошком електричне енергије. Енергетске ознаке на кућним апаратима један су од начина да се купцима скрене пажња на потрошњу енергије, цену и еколошке последице при употреби тих апарата.

Ed

Разред енергетске ефикасности представља потврду квалитета уређаја с обзиром на његову енергетску ефикасност, при чему се уређаји према потрошњи енергије деле на седам разреда енергетске ефикасности, означених словима од А до G: • Врло ефикасни (A,B) • Добри (C) • Просечни (D,E) • Неефикасни уређаји (F,G) (Сл. 1.6) Сврха енергетских разреда, које према Правилнику о означавању енергетске ефикасности кућних уређаја морају имати машине за прање и сушење веша, машине за прање посуђа, електрични шпорети, фрижидери и замрзивачи, климатизациони уређаји, сијалице, јесте у информисању купаца о томе колико ефикасно одређени уређај искоришћава електричну енергију и воду, као и колики је ниво буке коју приликом рада тај уређај производи.

Сл. 1.6 Налепница енергетског разреда кућних уређаја

15


Произвођач је обавезан да на сваком новом уређају истакне налепницу о енергетском разреду датог уређаја.

ИСТРАЖИ! Истражи који разред енергетске ефикасности носе електрични уређаји у твом домаћинству (електрични шпорет, веш-машина, машина за прање судова и фрижидер). То ћеш сазнати тако што ћеш прочитати упутство за употребу које се добија уз гаранцију, при куповини апарата.

ТРЕБА ЗНАТИ... Уређаји енергетског разреда А троше и до 45% мање енергије од истих уређаја енергетског разреда D. Зато, приликом куповине било којег кућног уређаја, увек треба изабрати оне са енергетским разредом А!

om

o

Европска унија је покренула и програм „Европска еко-ознака” којим се промовишу производи који имају смањен еколошки утицај на околину. За уређаје за које је прописано енергетско означавање, на апарату се налази европска еко-ознака у облику цвета.

uk a

ПИТАЊА:

pr

Уређаји који задовољавају више стандарде у потрошњи електричне енергије од оних прописаних, или имају додатне функције које омогућавају уштеду енергије, носе ознаку Energy star.

Ed

1. Шта подразумева ефикасно коришћење електричне енергије? 2. Које врсте сијалица (осветљења) постоје и са којом се постижу највеће уштеде? 3. Наведи примере како ти штедиш електричну енергију у кући/стану при коришћењу кућних апарата. 4. Шта подразумева енергетска ефикасност апарата и уређаја? 5. Чему служе енергетске ознаке, тј. разреди енергетске ефикасности кућних апарата? 6. Колико разреда енергетске ефикасности постоје и који је разред кућнх апарата најефикаснији?

http://www.eps.rs/cir/Pages/enef.aspx ‒ енергетска ефикасност

16


1.3. ПРОФЕСИЈЕ (ЗАНИМАЊА) У ОБЛАСТИ ЕЛЕКТРОТЕХНИКЕ И МЕХАТРОНИКЕ Област електротехнике и електронике обухвата различите послове и радне задатке, као што су: постављање и одржавање електричних инсталација у грађевинским објектима, на улици и саобраћајним средствима, одржавање и поправка електричних уређаја у домаћинству и индустрији, пројектовање, производња и контрола различитих електричних производа, рад у оквиру рачунарске технике, енергетике и телекомуникације.

o

Карактеристична занимања у овој области су: ауто-електричар, електроинсталатер, електромеханичар за термичке и расхладне уређаје, електромеханичар за машине и опрему, електромонтер мрежа и постројења, монтер телекомуникационих мрежа, електротехничар рачунара, електротехничар телекомуникација, електротехничар за електронику итд.

om

Упознаћемо се са основним карактеристикама неких занимања у области електротехнике и електронике. Карактеристике осталих занимања можете пронаћи у припручнику за професионалну оријентацију (Водичу за избор занимања), који можете набавити у вашој школи.

Ed

uk a

pr

Ауто-електричар уграђује, одржава и поправља електричне уређаје и опрему, електричне инсталације, светлосне и сигналне уређаје на моторним возилима, пољопривредним и радним машинама. Испитује (дијагностикује) и замењује електричне и електронске компоненте на моторним возилима.

Електроинсталатер поставља и одржава електричне водове, инсталације и прикључке за потрошаче електричне енергије: расвету, електричне уређаје и опрему и др. Уграђује или замењује електроинсталациони материјал. Контролише потрошњу електричне енергије и исправност инсталација и водова.

17


Електромеханичар за термичке и расхладне уређаје одржава и поправља електроенергетске машине, апарате и уређаје у кући (електрични шпорет, фрижидер, замрзивач ...), као и индустријске термичке и расхладне уређаје.

pr

om

o

Електромонтер мрежа и постројења поставља и одржава инсталације и електричне мреже ниског и високог напона, трансформаторе, далеководе и остале електроенергетске системе итд. Често се пење на електричне стубове ради постављања, поправке или замене електричних каблова.

Ed

uk a

Електротехничар процесног управљања програмира рачунаре који управљају процесима грејања и хлађења, рада сигурносних и алармних уређаја, рада семафора, контроле и паковања производа. Програмирају и микрорачунаре уграђене у разне дисплеје, билборде, камере, мобилне телефоне, алате и друге уређаје и апарате. Електротехничар рачунара одржава и сервисира рачунаре, рачунарске системе и опрему. Склапа и расклапа рачунаре, проверава исправност рачунарских компоненти, утврђује кварове, набавља компоненте и обавља замену рачунарских делова. Осим рада на хардверу, бави се и уградњом и подешавањима разних инсталација, умрежава рачунаре и сл.

18


Електротехничар телекомуникација инсталира и одржава телекомуникациону опрему и уређаје фиксне и мобилне телефоније, кабловске телевизије, интернета, сателитске комуникације итд. Тестира уређаје и опрему код телефонских система и кабловских мрежа и отклања уочене сметње и кварове. Електротехничар за електронику израђује, монтира и одржава електронске компоненте и склопове на аудио и видео уређајима, телевизорима, радиотехничкој опреми, радарима, медицинској опреми и сл.

pr

ИСТРАЖИ!

om

o

Трогодишње и четворогодишње школовање у оквиру електротехничких занимања пружа ти и могућност даљег школовања и усавршавања у оквиру струке на високим школама и факултетима електротехнике. Карактеристична занимања са факултетом из ове области су: дипломирани инжењер електротехнике различитих усмерења (рачунарска техника и информатика, електроника, телекомуникације и информационе технологије...).

uk a

Истражи детаљније на интернету која су то занимања из области електротехнике и електронике која би код тебе побудила посебну пажњу.

ПИТАЊА:

Ed

1. Наведи нека од занимања у електротехници и електроници која су код тебе изазвала посебна интересовања.

http://www.vodiczaosnovce.nsz.gov.rs/

19


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Електротехника је наука која се бави проучавањем и коришћењем електричних и магнетских појава. • Електротехнику можемо поделити на следеће целине (гране): енергетику, електронику, телекомуникације, аутоматику и рачунарску технику. • Електрична енергија има доста предности над осталим изворима енергије: лако се може трансформисати (претварати) у друге облике енергије, може се пренети путем електричне мреже од места производње до места потрошње, рад са апаратима и уређајима који користе електричну енергију веома је једноставан и лак. • Рачунарска техника се бави развојем и пројектовањем рачунарског хардвера и софтвера. • Мехатроника представља спој различитих области технике, и то: машинства, електротехнике, информационих технологија, програмирања и аутоматског управљања. • Ефикасно коришћење електричне енергије је рационалан и штедљив приступ коришћењу енергије, без утицаја на квалитет живљења онога ко се придржава правила енергетске ефикасности. • Једна од значајних појединачних ставки у потрошњи електричне енергије свакако је и коришћење електричне расвете (сијалица). Зато се при куповини сијалица увек треба одлучити за оне које најмање троше електричну енергију, а дају најбоље осветљење (лед-сијалице). • При коришћењу кућних електричних апарата на првом месту треба да нам је безбедност при њиховом коришћењу и рационално трошење електричне енергије. • Енергетска ефикасност апарата подразумева апарат уз чију помоћ ћемо у првом реду уштедети новац, јер се за исти ниво услуга утроши мање енергије. • Разред енергетске ефикасности је потврда квалитета уређаја с обзиром на његову енергетску ефикасност, при чему се уређаји према потрошњи енергије деле на седам разреда енергетске ефикасности означених словима од А до G: врло ефикасни (A,B), добри (C), просечни (D,E) и неефикасни уређаји (F,G). • Карактеристична занимања у области електротехнике и електронике су: ауто-електричар, електроинсталатер, електромеханичар за термичке и расхладне уређаје, електромеханичар за машине и опрему, електромонтер мрежа и постројења, монтер телекомуникационих мрежа, електротехничар рачунара, електротехничар телекомуникација, електротехничар за електронику итд.

20


21

uk a

Ed o

om

pr


uk a

Ed o

om

pr


2

uk a

pr

om

o

САОБРАЋАЈ

ЗА РАДОЗНАЛЕ:

Ed

• На интернету пронађи информације о електричним аутомобилима и хибридним возилима. • Подсети се онога што смо учили о моторима са унутрашњим сагоревањем. • Размисли о начинима на које можеш остварити комуникацију са својим окружењем. НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: • које врсте возила на електрични погон постоје, како функционишу и које су њихове предности и недостаци; • шта су то хибридна возила и како функционишу; • који електрични и електронски уређаји и системи постоје у савременим аутомобилима и колико они утичу на комфор и безбедност возила; • начине савремених видова комуникације међу људима (ТВ, радио, мобилна телефонија, интернет, рачунарске мреже, GPS). 2. САОБРАЋАЈ 2.1. Саобраћајна средства на електрични погон и хибридна возила 2.2. Електрични и електронски уређаји у саобраћајним средствима 2.3. Основи телекомуникација


2. САОБРАЋАЈ

2.1. САОБРАЋАЈНА СРЕДСТВА НА ЕЛЕКТРИЧНИ ПОГОН И ХИБРИДНА ВОЗИЛА Возила на електрични погон нису никаква новост, јер је идеја о електричном погону возила стара колико и сам аутомобил. Крај XIX века донео је велика открића у области електротехнике, па је проналазак електромотора и акумулатора омогућио истраживања њихове примене за погон возила. У развијање возила на електрични погон у то доба је улагано много више него у усавршавање возила које покрећу бензин и нафта. Први велики догађај и праву сензацију тог доба изазвало је излагање првог електричног аутомобила на светској изложби у Чикагу 1893. године.

o

Како је у то време почела велика експлоатација нафте, рад на усавршавању мотора са унутрашњим сагоревањем за погон аутомобила много је више напредовао, док су истраживања на коришћењу електричне енергије усмерена за погон трамваја, возова, а касније и тролејбуса.

om

ДА ЛИ ЗНАШ?

pr

Прво електрично возило направио је француски инжењер Гистав Труве (Gustav Trouve) 1881. године. То је било возило на три точка са 70W DC мотором и оловним акумулатором.

uk a

Почетком XXI века, све веће загађење човекове околине као и све мање залихе нафте приморали су човечанство да се све више окреће ка употреби „чистих” технологија коришћењем тзв. еколошких енергетских ресурса, посебно у области саобраћаја, који је препознат као један од највећих загађивача животне средине.

Ed

Примена електричне енергије као погонског горива за, пре свега, путничка возила, уочена је као велики потенцијал за смањење коришћења фосилних горива и спречавање даљег загађења ваздуха, односно животне средине. Возила на електрични погон су возила будућности у великим градовима у којима загађења и бука представљају проблем који је све израженији и који се мора решавати. Ова возила смањују загађење животне средине, посебно ваздуха, а и доста су тиха због напредних технологија у самом аутомобилу. У зависности од извора енергије коју користе, електрична возила можемо поделити на: • батеријска електрична возила (енгл. Battery Electric Vehicle ‒ BEV), која као једини извор енергије користе електричну енергију акумулирану у батерији (Сл. 2.1); • хибридна електрична возила (енгл. Hybrid Electric Vehicles ‒ HEV), која користе електрични мотор у комбинацији са бензинским мотором са унутрашњим сагоревањем (СУС мотор); • електрична возила са погоном на горивне ћелије, која користе водоник као погонско гориво, што их такође сврстава у групу еколошких возила.

24


o

Сл. 2.1 Батеријско електрично возило

pr

om

Батеријска електрична возила се напајају струјом из батерије коју користе за погон самог возила. Батерије се пуне из електричне мреже (монофазне или трофазне) користећи расположиве одговарајуће утичнице преко уграђеног пуњача. Овакви електрични аутомобили имају једноставну конструкцију која обухвата електромотор, батерије, контролер, као и електроенергетске претвараче.

Ed

uk a

Хибридна електрична возила користе електрични мотор приликом старта и убрзања, што је погодно код коришћења аутомобила у градској вожњи, при чему се додатно смањује потрошња горива. Обично се аутомобил покреће електричним мотором док не достигне брзину од 40 km/h, а затим погон преузима мотор са унутрашњим сагоревањем. Електрични мотор се напаја из мале батерије која се пуни из алтернатора, те стога није потребно пуњење преко спољашњег извора струје да би електромотор радио. Хибридна возила потпуну електричну вожњу могу користити на краћим удаљеностима, што је врло корисно у свакодневној градској вожњи. Електрична возила највећу примену имају у великим градовима код возила јавног превоза и такси возила, што битно доприноси квалитетнијем ваздуху. • • • • •

Предности употребе возила на електрични погон су велике: спадају у групу еколошких возила јер доприносе очувању животне средине самим тим што се њиховим коришћењем не емитују никакви штетни гасови; трошкови одржавања су изузетно ниски због веома једноставне конструкције електромотора и самог аутомобила; остварује се већа уштеда горива и новца у односу на класичне аутомобиле, јер не треба сипати гориво већ аутомобил само прикључити на струју; електрични аутомобили су веома поуздани при коришћењу јер имају веома мали број делова, па је самим тим могућност евентуалних кварова сведена на минимум; већина електричних аутомобила постиже брзину до 60, па и до 100 km/h;

25


• • •

возна динамика је одлична, јер се аутомобил одлично понаша у кривини захваљујући, пре свега, ниском тежишту због тешких батерија које су постављене у дну возила; одлична аеродинамика која гарантује боље убрзање, већу максималну брзину и више пређених километара по једном пуњењу батерија; електрични аутомобили су бешумни, што значајно доприноси смањењу буке посебно у већим градовима.

om

o

Поред великих предности, коришћење возила на електрични погон има и својих недостатака: • цена електричних аутомобила је висока јер су батерије које користе такође скупоцене; • недостатак јавних пуњача батерија, чиме је на неки начин ограничено кретање ових аутомобила на веће даљине, па се зато највише користе за градску вожњу; • дуго време пуњења (између 4 и 12 сати); • ограничена километража коју возило може да пређе са једним пуњењем; • велика тежина возила, због масивних батерија, која утиче на зауставни пут приликом кочења; • ограничени век трајања батерија, чији капацитет са годинама опада, па се после одређеног времена морају заменити.

uk a

pr

Дакле, електрични и хибридни аутомобили имају доста предности али и одређених недостатака. Ипак, у питању је технологија која се последњих година све више развија и унапређује. Очекује се да ће нова генерација електричних аутомобила имати знатно лакше и јефтиније батерије са већим капацитетом. У плану је и израда великог броја суперпуњача који ће много брже пунити батерије него сада, а са све већом продајом електричних аутомобила нужно ће доћи и до пада цене ових модела.

ИСТРАЖИ!

Ed

Пронађи на интернету додатне информације о електричним и хибридним возилима, њиховим предностима и недостацима.

ПИТАЊА:

1. Објасни поделу електричних возила у зависности од извора енергије коју користе. 2. Које су предности, а који недостаци возила на електрични погон и хибридних возила?

26


2.2. ЕЛЕКТРИЧНИ И ЕЛЕКТРОНСКИ УРЕЂАЈИ У САОБРАЋАЈНИМ СРЕДСТВИМА Аутомобили, мотори, аутобуси, теретна возила, пољопривредна возила и радне машине не би могли да се крећу да немају сопствене изворе електричне енергије. Електрични уређаји у моторним возилима служе за производњу и акумулацију електричне енергије, покретање мотора, паљење радне смеше (горива) у цилиндрима мотора, светлосну и звучну сигнализацију, рад брисача, радио-апарата и ЦД уређаја, те многих других уређаја. Електричне уређаје у моторним возилима сврстали смо у четири групе (Сл. 2.2).

Уређај за покретање мотора

Уређај за паљење радне смеше

om

Уређај за производњу и акумулацију електричне енергије

o

ЕЛЕКТРИЧНИ УРЕЂАЈИ У МОТОРНИМ ВОЗИЛИМА

Уређај за осветљење и сигнализацију

pr

Сл. 2.2 Електрични уређаји у моторним возилима

УРЕЂАЈ ЗА ПРОИЗВОДЊУ И АКУМУЛАЦИЈУ ЕЛЕКТРИЧНЕ ЕНЕРГИЈЕ

uk a

Овај уређај опслужују следећи делови аутомобила: контактна брава, акумулатор, алтернатор (генератор) и реглер (регулатор напона) (Сл.2.3).

Ed

Акумулатор се користи да мотору пружи почетну електричну енергију како бисмо га стартовали (упалили) (Сл. 2.4). Поред тога, акумулатор се користи за рад многих уређаја у аутомобилу када мотор не ради или када је укључен велики број потрошача, па се троши више електричне енергије него што алтернатор може да произведе. Како би увек имао радни напон, акумулатор се редовно пуни док мотор ради. Акумулатори на моторним возилима имају напон 6 V, 12 V или 24 V. КРАЈЊИ ПОЛ

Сл. 2.3 Уређај за производњу и акумулацију електричне енергије: 1. акумулатор; 2. контактна брава; 3. реглер; 4. алтернатор.

ЋЕЛИЈЕ

Сл. 2.4 Акумулатор

27


Алтернатор код аутомобила служи за производњу електричне струје само док мотор ради (Сл. 2.5). Вратило мотора обрће ротор генератора преко клинастог каиша и тако производи струју. Када производи више струје него што је мотору потребно, алтернатор пуни акумулатор. Пошто се у аутомобилу користи једносмерна струја, наизменична струја коју произведе алтернатор исправља се у једносмерну.

o

om

Сл. 2.6 Реглер (регулатор напона)

Реглер (регулатор напона) има двојаку улогу у аутомобилу: Сл. 2.5 Алтернатор да свим потрошачима обезбеди увек исти напон електричне енергије без обзира на брзину мотора аутомобила и да регулише када ће потрошачи у аутомобилу користити струју из акумулатора, а када из алтернатора (Сл. 2.6). Реглер се налази између алтернатора и акумулатора.

УРЕЂАЈ ЗА ПОКРЕТАЊЕ МОТОРА

Ed

uk a

pr

Сам назив овог уређаја нам говори да он служи да се покрене, односно стартује мотор. Овај уређај опслужују следећи делови аутомобила: електропокретач (стартер), акумулатор, контактна брава са кључем и замајац (Сл. 2.7).

Сл. 2.7 Уређај за покретање мотора

Електропокретач (стартер) служи за стартовање (покретање) мотора аутомобила (Сл. 2.8). Окретањем кључа у контактној брави једносмерна струја која се каблом доводи из акумулатора покреће електропокретач. Мали зупчаник на вратилу електропокретача се узупчи са већим зупчаником на замајцу, при чему га окрене неколико пута док се мотор не покрене. Стартовањем мотора улога електропокретача се завршава.

28

Сл. 2.8 Електропокретач (стартер)


УРЕЂАЈ ЗА ПАЉЕЊЕ РАДНЕ СМЕШЕ Уређај за паљење радне смеше бензина и ваздуха у цилиндрима мотора опслужују следећи делови аутомобила: акумулатор, контактна брава са кључем, бобина (индукциони калем), разводник паљења и свећице.

УРАДИ САМ Обнови градиво о принципу рада мотора са унутрашњим сагоревањем, које смо учили у седмом разреду.

om

o

Бобина (индукциони калем) има задатак да струју ниског напона из акумулатора, која није довољно јака да изазове варницу на свећицама, претвори у струју високог напона од око 15000 V (Сл. 2.9).

pr

Разводник паљења разводи струју високог напона из бобине на свећице у цилиндрима мотора, у тачно одређеном тренутку, при чему се врши паљење радне смеше бензина и ваздуха.

Сл. 2.9 Бобина (индукциони калем)

Ed

uk a

Разводник паљења се састоји од разводне капе, разводне руке, прекидача (платинска дугмад) и кондензатора (Сл. 2.10).

Сл. 2.10 Разводник паљења

29


Свећице имају задатак да произведу варницу која пали радну смешу бензина и ваздуха у цилиндрима мотора (Сл. 2.11). Свећица има централну и бочну електроду, између чијих врхова се ствара варница. Између централне и бочне електроде налази се керамички изолатор. На горњем делу централне електроде налази се прикључак за струјни кабал.

o

Сл. 2.11 Свећица

Ed

uk a

pr

om

Уређај за паљење радне смеше функционише по следећем принципу (Сл. 2.12): када се у контактној брави кључем дâ контакт, струја ниског напона (6V, 12V или 24V) потече из акумулатора и долази до бобине, где се претвара у струју високог напона (15000 V). Струја високог напона се каблом доводи до разводника паљења, који је преко разводне руке разводи до свећица. Свећице производе варницу и пале радну смешу бензина и ваздуха у цилиндрима мотора.

Сл. 2.12 Уређај за паљење радне смеше

Поред објашњеног система паљења радне смеше, код новијих типова возила све више се примењује тзв. електронско паљење, које функционише уз помоћ сигнала добијених од сензора броја обртаја и управљачког уређаја. Систем за електронско убризгавање горива заменио је улогу раније коришћеног распршивача (карбуратора), у коме је започињало мешање горива и ваздуха, а настављало у усисним гранама и просторима за сагоревање у цилиндрима мотора. Са новим системима, гориво се распршује убризгавањем пре или током усисног такта директно у цилиндре или усисну цев, односно грану.

30


УРЕЂАЈ ЗА ОСВЕТЉЕЊЕ И СИГНАЛИЗАЦИЈА Безбедност вожње умногоме зависи од исправног функционисања светлосних и сигналних уређаја на моторним возилима.

pr

om

o

Помоћу рефлектора (фарова) ноћу се осветљава пут испред возила (Сл. 2.13). Рефлектори могу пружати позициона, кратка (оборена) и дуга светла. Сијалице на моторним возилима одговарају напону акумулатора и најчешће су од 6 V и 12 V. Све сијалице на једном возилу предвиђене су за исти напон, али су различите снаге. Најјаче су сијалице у рефлекторима (40 W). Предња позициона светла су бела, а задња црвена. Постоје још и друга помоћна светла за осветљење командне табле са инструментима, унутрашњости возила и пртљажника, регистарских таблица и друга помоћна светла.

Сл. 2.13 Рефлектори (фарови)

Ed

uk a

Сигнални уређаји су светла или звучни сигнали који показују намеру возача другим учесницима у саобраћају. Најважнији светлосни сигнали су показивачи правца (мигавци) и стоп светла, а звучни сигнал производи сирена. Стоп светла су црвена и налазе се на задњем делу возила. Притиском на кочницу аутомобила, стоп светла се пале и тиме упозоравају возача иза нас да се безбедно заустави. Показивачи правца (мигавци) постављају се на предњој и задњој страни, као и на бочним странама возила. При укључивању овог сигнала сијалица стално трепери, што чини да се светлост боље уочи и разликује од других светлости. Електрична сирена служи за давање звучних сигнала. На возилима се налази још много уређаја који користе електричну енергију за свој рад, а међу њима су: вентилатори, клима-уређај, брисачи стакла, навигација, разни сензори, радио и ЦД уређај, подизачи стакла итд. Електрична инсталација у аутомобилу се специјално направљеним бакарним проводницима повезује у струјна кола, која још садрже и специјално направљене прекидаче, разводне кутије и осигураче.

31


ЕЛЕКТРОНСКИ УРЕЂАЈИ У МОТОРНИМ ВОЗИЛИМА С наглим развојем електронике и микрорачунара у свим техничким областима, порасла је и примена електронских компоненти у моторним возилима, чиме су постигнута многа побољшања у односу на дотадашњу класичну опрему. Електроника аутомобила подразумева све делове аутомобила који су састављени од електронских компоненти.

o

Сл. 2.14 Контролна јединица мотора

om

Аутомобили новије генерације поседују електронску контролну јединицу (централни рачунар – ECU – Electronic Control Unit) (Сл. 2.14), којом се врши регулација свих величина и система у аутомобилу (припрема горивне смеше, паљење смеше, рад разних система против блокирања точкова, проклизавања, информације о просечној потрошњи горива, просечној брзини, температури мотора, спољној температури итд.).

pr

На савременим возилима уграђен је већи број сензора, делова уређаја који откривају и мере физичке појаве и промене њихових величина, који стално прате и проверавају нормално функционисање уређаја и система. Подаци о измереним вредностима се путем електричног сигнала шаљу у централни рачунар (ECU), који их обрађује и на основу добијених резултата, путем сигнала, издаје наредбу одређеном извршном елементу који мења режим рада система и усклађује га са датим условима.

uk a

Развојем електронике, највећи напредак је постигнут у погледу повећања система стабилности возила, безбедности и комфора путника.

Ed

Антиблокадни систем (АBS) регулацијом кочионог притиска спречава блокирање точкова при кочењу на влажном и клизавом коловозу. То возачу омогућава да и даље управља кретањем возила, без заношења и клизања. Систем за регулацију проклизавања точкова (АSR) спречава проклизавање погонских точкова током покретања и убрзања возила. Систем за регулацију динамике вожње (ЕSP) побољшава стабилност возила у критичним ситуацијама (током наглих заокрета, у кривинама, на клизавом путу и др.) појединачним кочењем точкова, независно од тога да ли се делује на педалу за гас или на кочницу, или су обе педале слободне. Електронска регулација преноса снаге у диференцијалу примењује се само код возила са задњим погоном или са погоном на сва четири точка.

32


Ваздушни јастуци (AIR BAG) активирају се у моменту судара испред возача и сувозача, али и испред осталих путника и представљају мекану препреку телу. Надувавају се великом брзином, у хиљадитим деловима секунде, при чему тело придржавају и сигурносни појасеви. Системи електронске заштите возила од крађе и неовлашћене вожње не спречавају активно покушај крађе, већ онемогућавају да провалник покрене возило или скрећу пажњу околине звучним или светлосним сигналима. Поред већ општепознатог аларма, произвођачи су развили веома сложен и ефикасан систем заштите (блокаде) возила, којим се само појачава заштита аутомобила и служи као допуна алармним уређајима.

o

Систем за контролу одстојања возила (паркинг сензори) има улогу да помогне возачу при паркирању да овај боље искористи простор и да прецизно одреди растојање до суседног возила или неке непомичне преграде тако што га упозорава помоћу ЛЦД-а са дигиталним показивачем, ЛЕД диоде или лампице, а често и звучним сигналом.

uk a

pr

om

Електронско управљање аутоматским мењачем остварује се помоћу вишеполног прекидача смештеног на ручици мењача, и повезаног са електронском управљачком јединицом која препознаје у ком је положају ручица мењача. Помоћу сигнала сензора за брзиномер управљачка јединица одређује брзину кретања возила. Помоћу електронских уређаја за регулацију брзине кретања возила (Tempomat – Темпомат), изабрана брзина се константно одржава без интервенције возача. Тиме се, на дужим деоницама, смањује замор возача, а због равномерне вожње и устаљене брзине смањује и просечна потрошња горива. Током вожње, постигнута брзина се може задати као жељена константа брзина уз помоћ ручице на стубу управљача или прекидачем на командној конзоли.

Ed

Електронска регулација грејања и хлађења (клима-уређај, грејачи стакла и седишта) у путничком простору возила се остварује и одржава жељена температура, греју седишта или одмрзавају (одмагљују) стакла. Електронска управљачка јединица прикупља податке о температури у возилу и ван њега и на основу добијених података обезбеђује задату температуру у возилу. Навигациони систем уз помоћ симбола и ознака на свом дисплеју (екрану) и гласом активно наводи возача до циља, када се креће непознатим крајевима. Навођење се одвија према дигиталној карти града или предела уз помоћ GPS сателитских сигнала за оријентацију и података о брзини и правцу кретања возила. Саобраћајна телекомуникација и информација (Telematic – Телематик) – представља механизам давања информација о саобраћају између возача и служби које се брину о саобраћају помоћу мреже GSM. На тај начин се олакшава и убрзава ток саобраћаја у целом граду, или на делу ауто-пута. Возач информацију (о стању у саобраћају на његовом путу и о препорукама за промену руте) прима текстуално на дисплеју или звучно, преко радија.

33


ПИТАЊА: 1. Наброј електричне уређаје у моторним возилима и у најкраћим цртама објасни начин њиховог рада. 2. Који се електронски уређаји и системи користе код савремених аутомобила и која је њихова улога?

Ed

uk a

pr

om

o

https://www.deloviautomobila.rs/auto-delovi/elektrouredaji-u-motornim-vozilima/

34


2.3. ОСНОВИ ТЕЛЕКОМУНИКАЦИЈА Телекомуникација (грчки tele – на даљину и латински communicatio – саопштавање) представља област људске делатности која се бави преношењем порука (речи, слике, звука или податка) између два корисника или више корисника на удаљеним местима, уз помоћ електронских, електромагнетних или светлосних сигнала.

uk a

pr

om

o

Од давнина је постојала потреба људи да комуницирају. Некада се то чинило уз помоћ димних сигнала, голуба писмоноше, курира на коњу, оглашавањем црквених звона, телеграфом или поштанском пошиљком. Да би једна информација била прослеђена са једног места на друго, пролазили су дани и недеље. Захваљујући електроници, омогућен је развој рачунара (интернета) и мноштва електронских система помоћу којих информацију можемо тренутно проследити и добити (Сл. 2.15).

Сл. 2.15 Од димних сигнала до савремених средстава за телекомуникацију

Ed

Данас постоје савремена средства за комуникацију и пренос информација, као што су: аудио-визуелна средства (радио и телевизија), мобилни телефони, рачунарске и бежичне мреже, GPS системи итд. Радио и телевизија спадају у групу уређаја за електричне комуникације. Електрична комуникација преноси информације са једног места на друго у облику електричних сигнала. Те информације могу бити телевизијски сигнал, звук гласа водитеља на радију или рачунарски подаци. Оваква информација се преводи у електричне сигнале, тј. електромагнетне таласе (радио и телевизијске) који су свуда око нас, али их не можемо чути и видети. Прима их радио, који их претвара у звучне сигнале, и телевизор, који их претвара у звучне и светлосне сигнале (слику). Радио и телевизијски таласи путују брзином светлости. Зато људи који живе удаљени једни од других могу истовремено слушати исту радио-емисију и гледати исти телевизијски програм.

35


РАДИО Радио-техника је посебна област електронике која се бави преношењем музике, говора и других саопштења бежичним путем између два удаљена места. Радио је један од првих уређаја који је користио радио-таласе за пренос музике и говора. Да би се остварио радио пренос, потребно је да постоји уређај који се назива радио-предајник, чија антена зрачи електромагнетне таласе у простору, и радио-пријемник, који преко своје антене прима електромагнетне таласе и претвара их у звук.

pr

om

o

Сваки радио-предајник мора да има три основна дела: студио, предајник и антену предајника (Сл. 2.16).

Сл. 2.16 Блок шема радио-предајника

uk a

У студију се припремају и изводе радио-емисије. Он мора бити изолован од спољашњих шумова и буке, да се све то, због осетљивости микрофона, не би чуло на радио-пријемнику.

Ed

Говор спикера или пуштање музике у студију изазива стварање звучних таласа. Под утицајем звучних таласа трепери мембрана микрофона, што изазива одређене промене електричне струје у колу у које је укључен микрофон. Тако настају нискофреквентни или звучни сигнали (таласи) који су мале снаге и не могу се пренети на велике даљине. Зато се нискофреквентни сигнали, произведени у студију, појачавају неколико хиљада пута у НФ-појачивачу како би се безбедно довели до предајника радио-станице. У предајнику се налази осцилатор који производи електромагнетне осцилације високе фреквенције које се додатно појачавају у ВФ-појачивачу. Затим се врши утискивање звучних или нискофреквентних осцилација, произведених у студију, у високофреквентне осцилације које ће послужити као њихови носиоци до антене радио-пријемника. Уређај у којем се врши модулација (спајање-утискивање) назива се модулатор. Модулисане високофреквентне електромагнетне осцилације се појачавају у излазном појачивачу онолико пута колико се жели постићи домет радио-станице. Тако појачане високофреквентне осцилације се шаљу у антену радио-предајника, која их емитује у простору.

36


У свету постоји веома велики број радио-станица, па самим тим и радио-таласа. Како не би дошло до мешања радио-таласа, при чему не бисмо могли да слушамо ниједну радио-станицу, међународним споразумом је свака радио-станица добила одређену фреквенцију (таласну дужину) на којој може да ради. Радио-пријемник се састоји из осцилаторног кола и степена за демодулацију.

om

o

На почетку објашњења принципа рада радио-пријемника поставља се питање: како помоћу нашег радио-пријемника у одређеном тренутку изабрати жељену радиостаницу, када наш радио-пријемник има једну антену, на коју падају стотине радио-таласа различитих радио-станица? То се постиже помоћу осцилаторног кола (Сл. 2.17).

pr

Сл. 2.17 Блок шема радио-пријемника

uk a

Осцилаторно коло се састоји од калема лаком изоловане жице и променљивог кондензатора. Подешавањем њихових величина постижемо то да фреквенција осцилаторног кола у нашем радио-пријемнику буде иста са фреквенцијом жељене радио-станице. Фреквенцију осцилаторног кола у радио-пријемнику мењамо обртањем дугмета за мењање радио-станице или притиском на дугме код дигиталних бирача.

Ed

После избора жељене радио станице, следећи задатак је да из носећих високофреквентних осцилација, које су обавиле своју функцију у радио-пријемнику, издвојимо звучне или нискофреквентне осцилације, пре него што их доведемо до звучника. Tо је веома важно, јер мембрана звучника или слушалица не може да трепери тако великом учестаношћу високофреквентних осцилација. Раздвајање звучних или нискофреквентних осцилација од високофреквентних осцилација у радио-пријемнику назива се демодулација. Тако издвојене нискофреквентне осцилације се прво појачавају, а затим доводе до звучника или слушалица преко којих чујемо исти онај говор спикера или музику произведену у студију радио-станице.

ТЕЛЕВИЗИЈА Телевизија представља електронски систем који служи за преношење покретних слика и тона на већу или мању удаљеност помоћу електричних сигнала. Појава плазма и ЛЦД телевизора (телевизори са течним кристалима) подигла је квалитет слике до неслућених размера. Међутим, ови проналасци не би били потпуни без наглог развоја дигиталне телевизије високе резолуције (ХДТВ – high-definition television), која представља читав процес, од стварања слике у студију до ТВ уређаја у домовима корисника.

37


У зависности од тога коју врсту опреме корисник има, на располагању су му поред ТВ програма и посебни сервиси као теле-куповина, програмирано извештавање о нпр. временској прогнози, стању на путевима, стању на берзи, курсној листи, културним догађајима у граду и др. Помоћу даљинског управљача, уз коришћење једноставног корисничког интерфејса, такође можемо имати различите могућности коришћења дигиталне телевизије: гледање програма унапред и онога што је већ приказано, изнајмљивање филмова, снимање ТВ садржаја, програмирано укључивање или снимање одређене ТВ емисије или филма, итд. Звук се прима у формату долби диџитал (Dolby Digital) 5.1.тј. преко пет одвојених, различито позиционираних канала, уз додатни канал који репродукује само екстремнониске фреквенције (1 у ознаци 5.1), што ствара утисак тродимензионалности када се емитује на кућном биоскопу.

Ed

uk a

pr

om

o

Дигитално емитовање се може вршити земаљским путем преко дигиталних предајника, преко кабловске мреже која води директно до корисника, као и преко сателита (Сл. 2.18).

Сл. 2.18 Емитовање дигиталног сигнала

Да би крајњи корисник могао да гледа овакав дигитални програм, мора да има уређај за конвертовање дигиталног пакета у слику и тон (set top box) или ТВ пријемник у који је исти уређај фабрички уграђен. Процес приказивања дигиталне телевизије почиње у телевизијском студију, наставља се преко конзола и складишта података до преносних система, и завршава се приказом слике на сваком појединачном телевизору. Пре него што се претворе у телевизијску слику, упаковане информације се распакују и обрађују у декодеру.

38


КАБЛОВСКА ТЕЛЕВИЗИЈА

om

o

Кабловска телевизија је телевизија чији се сигнал преноси помоћу оптичког или коаксијалног кабла од провајдера кабловске телевизије до корисника (Сл. 2.19). Корисници кабловске телевизије могу да користе и друге услуге кабловског оператера као што су: брзи интернет, телефонирање итд.

pr

Сл. 2.19 Преношење сигнала кабловске телевизије

uk a

Основни елементи кабловског дистрибутивног система (КДС) јесу: 1. пријемни антенски систем; 2. главна станица; 3. кабловска мрежа (оптички каблови) за дистрибуцију сигнала.

Ed

Сигнали добијени пријемним антенским системом преносе се оптичким или коаксијалним кабловима до главне станице. У главној станици, која је обично смештена на врху високе зграде, а по потреби се користе и додатни антенски стубови, врши се пријем земаљских и сателитских ТВ и радио сигнала и интернета. Потом следи обрада и појачање тих сигнала, прерасподела сигнала на нове позиције у фреквентном спектру и претварање електричног сигнала у светлост. Овај светлосни сигнал се путем оптичких каблова доставља преко подстаница до оптичких чворова. У оптичким чворовима се поново врши претварање сигнала у електрични и, посредством коаксијалних каблова и појачивача сигнала, шаље до крајњег корисника.

39


МОБИЛНА ТЕЛЕФОНИЈА Мобилни телефон (паметни телефон – smartphone) постао је незаобилазан део живота скоро сваког човека. Предности мобилног телефона су бројне. Омогућава нам комуникацију и размену података у покрету са било ким у свету, у било које време. Одређене послове је лакше обаљати ако уз себе имате мобилни телефон (плаћање рачуна, паркинга). Уз помоћ мобилног телефона можете претраживати на интернету колико хоћете, слати и примати мејлове, дружити се преко Фејсбука и Твитера, сликати и снимати видео-клипове, слушати музику и гледати ТВ програм, играти игрице, користити калкулатор, роковник, именик, подсетник, будилник, GPS, итд. У случају да се нађеш у некој невољи, прво ћеш узети мобилни телефон да позовеш помоћ. Мобилни телефон људима унапређује квалитет живота и пословања.

УРАДИ САМ

om

o

Присети се градива из седмог разреда, па наброј главне делове мобилног телефона.

uk a

pr

Да би твој мобилни телефон почео са радом, у њега треба прво убацити СИМ (Subscriber Identity Mobile) картицу на којој се налазе основни подаци о кориснику. СИМ картица у себи има микрочип који омогућава приступ мобилној мрежи телефона. Мобилна мрежа се састоји од мноштва базних станица које шаљу и примају сигнале преко антене. Подручја која покрива свака од базних станица зову се ћелије (Сл. 2.20). Једна шестоугаона ћелија може да покрије неколико блокова у граду. Увек када употребиш мобилни телефон, аутоматски ће се остварити конекција са најближом базном станицом.

Ed

Данашњи паметни телефони функционишу по принципу малог рачунара, изузетно су лагани и опремљени камерама високе резолуције, тако да се могу користити и за снимање фотографија и видео-клипова. У себи имају инсталиране разне мобилне апликације, тј. апликацијске софтвере, које можемо преузети и са интернета.

Сл. 2.20 Ћелијска мрежа мобилне телефоније

Мобилне апликације нам могу послужити за разне врсте комуникација (електронску пошту, поруке, веб и интернет прегледаче, друштвене мреже, вести и др.), мултимедију (преглед и обраду слика, графику, презентације и др.), забаву и разоноду (игрице, филмове, спортове и др.), бизнис, туризам итд. У овом делу уџбеника објаснићемо коришћење Вајбер (Viber) и Вотсап (WhatsApp) апликација за комуникацију, које се највише користе управо у ту сврху.

40


Вајбер (Viber) је апликација за смарт телефоне која омогућава тренутну бесплатну размену порука и позива преко интернета. За коришћење ове апликације, поред паметног телефона и преузете апликације, потребан је само мобилни интернет или Вај-Фај (Wi-Fi) конекција. • • • • • •

Предности Вајбер апликације су: потпуно бесплатно телефонирање, као и слање и примање текстуалних, сликовних и видео-порука; Вајбер има приступ телефонском именику корисника, тако да нема потребе за посебним додавањем контаката; Вајбер нам показује ко од пријатеља из нашег именика користи Вајбер; Вајбер не троши батерију и не заузима меморију телефона; Вајбер је увек укључен, тако да се позиви и поруке увек могу примати; могућност групног позивања и слања (размену) порука у оквиру тзв. Вајбер група.

Ed

• •

pr

• • • •

Предности Вотсап апликације су: нема претплате за коришћење; потпуно бесплатно телефонирање, као и слање и примање текстуалних, сликовних и видео-порука; могућност групног ћаскања и дописивања; омогућава слање и примање порука са свог рачунара; нема додатних трошкова за слање порука у иностранство; има приступ твом телефонском именику, тако да немаш потребе за посебним додавањем контаката; увек је укључен, тако да се позиви и поруке увек могу примати; чак и ако пропустиш обавештења или искључиш телефон, Вотсап ће сачувати поруке до следећег коришћења апликације.

uk a

• •

om

o

Вотсап (WhatsApp) користи интернет везу твог телефона (4Г/3Г или Вај-Фај, у зависности од доступности) за позивање пријатеља и породице и дописивање са њима, па не мораш да плаћаш сваку поруку и позив.

РАЧУНАРСКЕ МРЕЖЕ

Данас се рачунари све више користе као средство за комуникацију и размену информација. Да би то могло да се оствари и да би се уштедело на хардверским јединицама, рачунари се повезују у рачунарске мреже, локалне или светске (глобалне). Рачунарска мрежа је телекомуникациони систем за пренос података који омогућава одређеном броју рачунара и периферних уређаја да међусобно комуницирају (Сл. 2.21). Сл. 2.21 Рачунарска мрежа

41


• • •

• • • •

Рачунарске мреже се користе у: пословне сврхе (дељење информација, приступ базама података, имејл, видео-конференције, канцеларија у кући, електронско пословање ...) кућне примене (приступ и размена информација, базе података, комуникација између особа – имејл (E-mail), Скајп (Skype), Фејсбук (Facebook), Твитер (Тwitter), интерактивна забава, електронско пословање – ибенкинг (eBanking), икомерц (eCommerce). мобилни корисници (лаптоп рачунари у вајрлес (wireless) окружењу, сервиси преко GPS оператора, паркинг сервис ...). У зависности од величине подручја које заузимају, рачунарске мреже могу бити: локалне мреже – (LAN – Local Area Networks) глобалне мреже – (WAN – Wide Area Networks) личне мреже – (PAN – Personal Area Networks) градске мреже – (MAN – Metropolitan Area Networks) (Сл. 2.22).

om

o

Локална рачунарска мрежа (LAN) је рачунарска мрежа високе брзине која покрива релативно малу географску површину (једну просторију, једну или више ближих зграда у насељу).

pr

Глобална рачунарска мрежа (WAN) је рачунарска мрежа која покрива велику географску површину (градове, државе, континенте). Интернет је најпознатија глобална мрежа. Лична (персонална) рачунарска мрежа (PAN) је географски ограничена на само неколико метара раздаљине.

Ed

uk a

Градска рачунарска мрежа (MAN) обухвата веће области, најчешће на нивоу града (нпр. повезује пословнице једне банке у целом граду).

Сл. 2.22 Врсте рачунарских мрежа

42


ИНТЕРНЕТ У претходним разредима учили сте и у програму предмета Информатика и рачунарство чему све може да послужи интернет, како се повезати на интернет, који су познати програми и популарни сервиси које пружа интернет, добре и лоше стране интернета. Интернет је светска, јавно доступна мрежа међусобно повезаних рачунара, која омогућава комуникацију и размену података са било ким и било где на свету. Та комуникација може бити текстуална, аудио (звучна) или видео. Када одабереш провајдера који ће ти пружати интернет услуге, а потом се повежеш на интернет, мораш инсталирати програм уз чију помоћ можеш прегледати садржаје на интернету, тзв. интернет прегледач. Најпознатији интернет прегледачи су: Mozilla Firefox, Google Chrome, Netscape Opera, Internet Explorer итд.

pr

om

o

Да не бисмо лутали интернетом тражећи садржај који нам је потребан, развијени су програми за претрагу, тзв. претраживачи. Најпознатији светски интернет претраживачи су Google,Yahoo и Bing (Сл. 2.23). Потребно је само да у поље једног од претраживача укуцаш кључну реч и он ће ти излистати безброј страница на којима можеш пронаћи тражене информације.

uk a

Интернет данас пружа невероватно велики број услуга и могућности. Осим за прегледање, слање и примање текстуалних и видео садржаја, интернет све више омогућава комуникацију преко друштвених мрежа. Неке од њих су: Скајп (Skype), Фејсбук (Facebook) и Твитер (Twitter), Инстаграм и др.

Сл. 2.23 Интернет претраживачи

Ed

Скајп (Skype) је програм који омогућава бесплатну аудио и видео комуникацију са било ким у свету ко има рачунар, одговарајући програм, веб камеру и микрофон. Може се користити и на мобилном телефону. Такође омогућава дописивање и слање фајлова (слика, докумената), четовање, конференцијске позиве (за више корисника истовремено). Скајп се може користити и за позивање бројева из фиксне и мобилне телефоније, али је за коришћење ове услуге потребно купити Скајп кредит. Фејсбук (Facebook) је друштвена мрежа на којој можеш да поставиш свој профил, склапаш разна познанства и пријатељства, размењујеш поруке, фотографије и филмове итд. Твитер (Twitter) је бесплатна онлајн друштвена мрежа која омогућава својим корисницима да шаљу своје и читају туђе микро-текстуалне уносе тзв. твитове. Поруке се објављују на корисниковом профилу, те испоручују другим корисницима који су се пријавили да их добијају.

43


Инстаграм је једна од најпопуларнијих друштвених мрежа за дељење фотографија. Јутјуб (YouTube) је популарни интернет сервис за размену видео садржаја, где корисници могу постављати, прегледати и оцењивати видео исечке. Електронска пошта, или е-пошта (e-mail – имејл) представља метод писања, слања, пријема и чувања порука путем електронских комуникационих система.

ВЕЖБА Уз помоћ рачунара, таблета или мобилног телефона увежбај међусобну електронску комуникацију са својим другарима у одељењу разменом кратких порука, користећи интернет сервисе (електронску пошту и др.) или мобилне апликације (Вибер, Вотсап и др.).

o

Глобални позициони систем (GPS)

Ed

uk a

pr

om

Глобални позициони систем (Global Positioning System – GPS) представља мрежу сателита која непрекидно шаље кодиране информације уз помоћ којих је омогућено прецизно одређивање положаја на Земљи (Сл. 2.24).

Сл. 2.24 Глобални позициони систем (GPS) Глобални позициони систем се састоји од 24 сателита распоређених у орбити Земље, који шаљу радио-сигнал на површину Земље. GPS пријемници на основу ових радио-сигнала могу да одреде тачну позицију – надморску висину, географску ширину и географску дужину – на било ком месту на планети дању и ноћу, при свим временским условима.

44


GPS има велику примену као глобални сервис у разним областима, у комерцијалне и научне сврхе: навигација на мору, земљи и ваздуху, геодетска мерења, прављење карата, одређивање тачног времена, у спорту, у војне сврхе, и др. Глобални позициони систем (GPS) се састоје од три компоненте: 1. компоненте у васиони (сателити); 2. контролне компоненте (земаљске станице); 3. корисничке компоненте (корисници и њихови GPS пријемници).

om

o

GPS пријемник израчунава своју локацију на основу података које, у задатим (програмираним) временским интервалима, добија од GPS сателита. За одређивање позиције X и Y географских координата довољна је видљивост са 3 сателита из GPS-а, а за одређивање и надморске висине GPS пријемника неопходна је видљивост са минимално 4 сателита (Сл. 2.25). Наравно, што је већа видљивост сателита у одређеном тренутку, то је и прецизност лоцирања већа.

Сл. 2.25 Одређивање тренутне позиције GPS пријемника помоћу 3 сателита

Ed

uk a

pr

Осим тачне позиције, GPS пријемник (навигација) код возила прорачунава и низ осталих параметара: брзину кретања, смер кретања, путању кретања, дужину задате руте, удаљеност од задате дестинације, најкраћи пут до задате дестинације итд (Сл. 2.26).

Сл. 2.26 GPS пријемник (навигација)

45


ВЕЖБА Одреди тренутну позицију свог боравка помоћу GPS апликације на свом паметном телефону. Уколико на твом телефону нема такве апликације, наставник ће ти помоћи да је инсталираш.

ПИТАЊА:

Ed

uk a

pr

om

o

1. Чиме се бави област телекомуникација? 2. У најкраћим цртама објасни принципе рада радио и ТВ предајника и пријемника. 3. Објасни начин функционисања мобилне телефоније. 4. Објасни чему служе рачунарске мреже. 5. Који су начини комуникације преко интернета? 6. Које су главне карактеристике кабловске телевизије ? 7. Чему служи Глобални позициони систем (GPS) ?

46


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• У зависности од извора енергије коју користе, електрична возила можемо поделити на: батеријска електрична возила, која као једини извор енергије користе електричну енергију акумулирану у батерији; хибридна електрична возила, која користе електрични мотор у комбинацији са бензинским мотором са унутрашњим сагоревањем (СУС мотор) и електрична возила са погоном на горивне ћелије, која користе водоник као погонско гориво, што их такође сврстава у групу еколошких возила. • Електричне уређаје у моторним возилима сврстали смо у четири групе: уређај за производњу и акумулацију електричне енергије, уређај за покретање мотора, уређај за паљење радне смеше и уређаји за осветљење и сигнализацију. • Електроника аутомобила подразумева све делове аутомобила који су састављени од електронских компоненти. Аутомобили новије генерације поседују електронску контролну јединицу (ECU – Electronic Control Unit), којом се врши регулација свих величина и система у аутомобилу (припрема горивне смеше, паљење смеше, рад разних система против блокирања точкова, проклизавања, информације о просечној потрошњи горива, просечној брзини, температури мотора, спољној температури итд.). • Телекомуникација представља област људске делатности која се бави преношењем порука (речи, слике, звука или податка) између два корисника (или више њих) на удаљеним местима, уз помоћ електронских, електромагнетних или светлосних сигнала. • Радио-техника је посебна област електронике која се бави преношењем музике, говора и других саопштења бежичним путем између два удаљена места. Да би се остварио радио-пренос потребно је да постоји уређај који се назива радио-предајник, чија антена зрачи електромагнетне таласе у простору и радио-пријемник, који преко своје антене прима електромагнетне таласе и претвара их у звук. • Телевизија представља електронски систем који служи за преношење покретних слика и тона на већу или мању удаљеност помоћу електричних сигнала. Кабловска телевизија је телевизија чији се сигнал преноси помоћу оптичког или коаксијалног кабла од провајдера кабловске телевизије до корисника. • Мобилна телефонија је савремени начин комуникације међу људима. Поред свакодневне комуникације, паметни телефони нам омогућавају лакше обављање свакодневних послова и долажење до корисних информација. • Рачунарска мрежа је телекомуникациони систем за пренос података који омогућава одређеном броју рачунара и периферних уређаја да међусобно комуницирају. • Интернет је светска, јавно доступна мрежа међусобно повезаних рачунара, која омогућава комуникацију и размену података са било ким и било где на свету. • Глобални позициони систем (Global Positioning System – GPS) представља мрежу сателита која непрекидно шаље кодиране информације уз помоћ којих је омогућено прецизно одређивање положаја на Земљи.

47


uk a

Ed o

om

pr


3 ЗА РАДОЗНАЛЕ:

uk a

Подсети се, како се црта хоризонтални пресек стана – основа (6. разред). Подсети се шта чини хардвер једног рачунара (7. разред). Истражи преко интернета појмове „Паметан град” и „Паметне куће”. Подсети се свега о интерфејс технологији и управљању помоћу рачунара (7. разред) и размисли о склапању нових електромеханичких модела коришћењем ИКТ и интерфејса.

Ed

• • • •

pr

om

o

ТЕХНИЧКА И ДИГИТАЛНА ПИСМЕНОСТ

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: • • • • •

како се симболима и шемама предствављају струјна кола кућне електричне инсталације; како се рачунарски програми користе за пројектовање, израду техничке документације и симулацију струјних кола кућне електричне инсталације; основну конфигурацију рачунара са свим битним карактеристикама његових компоненти; како се користи најсавременија интернет технологија Internet of Things (Интернет ствари); проширићеш своја практична знања о интерфејс технологији и роботици,

3. ТЕХНИЧКА И ДИГИТАЛНА ПИСМЕНОСТ 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

Основни симболи у електротехници Рачунарски софтвери за симулацију рада електричних кола Основне компоненте ИКТ уређаја Управљање процесима и стварима на даљину помоћу ИКТ Израда и управљање електромеханичким моделима


3. ТЕХНИЧКА И ДИГИТАЛНА ПИСМЕНОСТ 3.1. ОСНОВНИ СИМБОЛИ У ЕЛЕКТРОТЕХНИЦИ

При пројектовању грађевинских објеката, електричних апарата, уређаја и машина потребно је урадити техничку документацију која, између осталог, мора да садржи и шематски приказ електричних инсталација. Електрична инсталација је део преносног система од места прикључка на електричну мрежу ниског напона до пријемника. Пријемник је електрични уређај који се на инсталацију прикључује под тачно одређеним напоном и има тачно одређену снагу.

om

o

Електричне инсталације деле се на: електроенергетске, телекомуникационе и громобранске. Електроенергетске инсталације су инсталације јаке струје и користе се за напајање апарата, уређаја и машина електричном енергијом. Телекомуникационе инсталације су инсталације слабе струје и користе се код телефонских инсталација, интерфона, кабловске телевизије итд. Громобранска инсталација штити људе и њихова материјална добра од удара грома.

pr

За израду електроенергетске инсталације неопходно је израдити пројекат који чини саставни део техничке документације неког грађевинског објекта. Пројекат електричне инсталације обухвата: предвиђену јачину струје која може пролазити кроз проводнике, попречни пресек и врсту проводника, шематске приказе струјних кола, положаја проводника и прикључних места, распореда прекидача, утичница, сијаличних места, шематски приказ прикључка главног ормара и разводних табли по спратовима итд.

uk a

Струјно коло почиње од извора струје, тј. разводне табле, преко проводника, до пријемника (сијалице, прикључнице, сви кућни апарати и др.).

Ed

Уместо да струјна кола цртамо како стварно изгледају, ми их приказујемо помоћу електричне шеме. У њима се поједини елементи, који улазе у састав струјног кола, приказују помоћу једноставних графичких једносмерна струја тастер знакова, које називамо симболима прикључница са (Сл. 3.1). наизменична струја уземљењем

Симболи у електротехници су стандардизовани, тако да могу да се користе на међународном нивоу у оквиру међународног стандарда IEC-а (International Electrotechnical Commission). Електричне шеме су веома корисне, јер олакшавају споразумевање међу стручњацима и омогућавају лакше и брже постављање електричне инсталације у грађевинском објекту.



галвански извор струје

лампа (лустер)

проводник

сијалица

спој проводника

електрично звонце

трожилни проводник

прекидач

осигурач

разводна табла

волтметар



једнополни прекидач



серијски прекидач



наизменични прекидач

амперметар електромотор једносмерни електромотор наизменични трансформатор

Сл. 3.1 Основни симболи у електротехници

50


УПОЗОРЕЊЕ Изради електричних шема треба прићи крајње одговорно, пре свега због безбедности будућих корисника електричне инсталације.

om

ВЕЖБА

Сл. 3.2 Двополна и једнополна електрична шема прикључнице са уземљењем, једнополног прекидача са сијалицом и серијског прекидача са сијалицама

pr

На једнополним шемама црта се само по један проводник, да би се на њему косим цртицама означио број жила датог проводника, нпр. три косе цртице – трожилни проводник. На двополним шемама се сваки проводник (фаза, нула и уземљење) црта посебно.

o

У електротехници постоје једнополне електричне шеме, које се цртају помоћу једнополних симбола и двополне електричне шеме, које се цртају помоћу двополних симбола (Сл. 3.2).

Ed

uk a

На основу једнополне шеме кућне електричне инсталације приказане на слици 3.3, нацртај у свесци двополну шему.

KWh

Сл. 3.3 Шема кућне електричне инсталације Шта чини струјна кола кућне електричне инсталације и како се она састављају, детаљније ћеш учити у следећем поглављу.

51


3.2. РАЧУНАРСКИ СОФТВЕРИ ЗА СИМУЛАЦИЈУ РАДА ЕЛЕКТРИЧНИХ КОЛА У електротехници и електроници постоје различити софтвери за пројектовање, израду техничке документације и симулацију појава. Едукативни софтвер Virtual Labs Electricity је програм који нам омогућава да самостално повезујемо поједине електричне елементе и склапамо струјна кола, да уочимо чему служе осигурачи, прекидачи, отпорници, кондензатори и други електронски елементи, да меримо напон, јачину струје и отпор помоћу волтметра и амперметра. Уз помоћ симулација које пружа овај програм можемо видети како функционишу поједине електричне компоненте и која је њихова улога када се заједно повежу у неко струјно коло. Програм нуди безброј готових најразноврснијих електричних кола, чијим укључивањем и симулацијом рада можеш да стичеш неопходна знања која ће ти помоћи при практичном раду у следећој наставној области.

САВЕТ

pr

om

o

Програм можеш бесплатно преузети на следећој адреси: https://pintar-virtualab-electricity-lite1.software.informer.com/

Ed

uk a

Након започињања програма отвара се главни прозор на коме запажаш: линију падајућег менија, палету алатки са компонентама, радну површину и контролну линију (Сл. 3.4).

52

Сл. 3.4 Основни елементи прозора програма VirtuaLab Electricity: 1. линија падајућег менија; 2. палета алатки са компонентама; 3. радна површина; 4. контролна линија.


На линији падајућег менија налази се шест картица: File, Edit, View, Components, Window и Help. Активирањем било које картице отвара се падајући мени, на којем се налазе додатне функције за рад са програмом.

om

Battery (батерије)

Appliance (сијалице)

pr

Компоненте се постављају на радну површину тако што мишем кликнеш на стрелицу испод компоненте, изабереш одговарајућу компоненту и њену вредност, а затим је мишем превучеш на радну површину.

o

На картици File налазе се команде за рад са документима: отварање новог, отварање старог, отварање примера урађених вежби, снимање, покретање симулација, преглед пре штампе, штампање и др. На картици Edit налазе се опције за поништавање претходне акције (Undo), за копирање (Copy), налепљивање (Paste), брисање (Delete) и др. Картица View служи за прилагођавање рада програма. На картици Components налазе се компоненте са којима ћеш склапати струјна кола. Све ове компоненте могу се видети и на сличицама, у палети алатки на левој страни радне површине. Картицом Window врши се подешавање величине и изгледа прозора. На картици Help налазе се упутства за рад са програмом. На картици Components груписане су следеће компоненте (Сл. 3.5).

uk a

Компоненте спајаш тако што мишем кликнеш на конектор за везу једне компоненте (код сваке компоненте приказан наранџастим/жутим кружићем), а затим превлачећи мишем спојиш са конектором за везу друге компоненте.

Ed

Пре тестирања повезаног струјног кола потребно је да ускладиш напон сијалице са напоном батерије. Сијалица мора бити истог или мањег напона од напона батерије, јер ће у супротном сијалица прегорети при укључивању прекидача. Подешавање разних параметара сијалице, батерије и свих осталих компонената извршићеш тако што мишем два пута кликнеш на одређену компоненту и у добијеном прозору извршиш њено подешавање.

Switch (прекидачи)

Fuse (осигурачи)

Connector (конектори ‒ разводне кутије)

Resistor (отпорници)

Timer (тајмери)

Meter (мерни инструменти)

Text (унос текста)

Да би се тестирало повезано струјно коло потребно је да мишем кликнеш на Сл. 3.5 Картица Components у ), која се налази у стрелицу плеј (Play програму Virtual Labs Electricity доњем левом углу, при чему чујеш звучни ефекат који те обавештава да је струјно коло под напоном. Остаје ти само да мишем кликнеш на прекидач, чиме се укључује струјно коло, при чему сијалица почиње да светли, а звоно да звони.

53


ВЕЖБА

om

o

У овом делу наставне јединице треба да се практично упознаш са програмом VirtuaLab Electricity, са компонентама и начином њиховог повезивања у једноставна струјна кола (Сл. 3.6). Сложенија струјна кола, са много више елемената (осигурача, прекидача, реостата, отпорника и др.), уз коришћење амперметра и волтметра, склапаћеш у оквиру области Ресурси и производња, када се упознаш са електроинсталационим материјалом и струјним колима кућне електричне инсталације.

Сл. 3.6 Струјна кола: а) сијалице са једнополним прекидачем; б) струјно коло електричног звона; в) сијалице у паралелном струјном колу.

pr

Поред програма VirtuaLab Electricity, постоји и програм VirtuaLab Electronics, који је сличан претходном и такође се користи за симулацију струјних кола. Поступак рада је потпуно исти, једино што програм VirtuaLab Electronics у линији Components садржи све електронске компоненте (101 компоненту).

uk a

САВЕТ

Ed

Програм можеш бесплатно преузети на следећој адреси: https://pintar-interactive-virtualab-electronics2.software.informer.com/

https://phet.colorado.edu/

54


3.3. ОСНОВНЕ КОМПОНЕНТЕ ИКТ УРЕЂАЈА У седмом разреду смо учили о томе које су основне компоненте рачунара и која је њихова намена. Ове године ћеш научити да читаш и тумачиш карактеристике рачунарских компоненти, како би евентуално могао/могла да склопиш рачунар за своје потребе.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО Рачунарски систем сачињавају: машински део рачунара, тј. делови рачунара који га чине функционалним ‒ хардвер (hardware) и програмски део, тј. скуп програма на основу којих рачунар ради ‒ софтвер (software). Основне компоненте рачунара су: матична плоча, централни процесор, радна меморија, складишна меморија (HDD ‒ хард-диск драјв или SSD ‒ солид стејт драјв), извор напајања, кућиште, монитор, тастатура и миш.

om

o

Централна јединица рачунара представља кућиште са свим уређајима који се у њему налазе (Сл. 3.7). Кућишта рачунара могу бити: положена (desktop) и усправна (tower).

Сл. 3.7 Кућиште рачунара

Ed

uk a

pr

Матична плоча (motherboard) је основа рачунарског система, која обједињује све остале компоненте, тј. делове рачунара (Сл. 3.8). Најзначајније карактеристике матичне плоче су: тип подржаног процесора (socket), тип подржане меморије (DDR2, DDR3, DDR4) и број меморијских прикључака који одређују максималну количину радне меморије рачунара. Најпознатији произвођачи матичних плоча су: Intel, Asus, AMD и Gigabyte.

Сл. 3.8 Матична плоча

55


Прикључци на матичној плочи: Socket (утичница) одређује који процесор се може уградити у матичну плочу. Chipset се састоји од два дела, који треба да омогуће комуникацију и ускладе рад брзог процесора и спорих хардверских уређаја. Меморијски слотови – у њих се умећу меморијски модули. SATA конектори – на њих се спајају SATA хард-дискови. PCI конектори – намењени за разне картице као нпр. ТВ картицу, звучну и мрежну картицу, модем итд. PCI Express Х16 су конектори за графичку картицу. IDE конектори – служе за спајање хард-дискова и оптичких уређаја (ДВД/ЦД-ROM/RW). Power конектор је конектор за напајање.

om

• •

Неки од тренутно најбољих типова процесора су: Intel; AMD.

o

Централни процесор (CPU – Central processing Unit) обрађује све информације, надгледа или управља свим процесима у рачунарском систему.

Што је већи радни такт процесора (3.8GHz, 4.2GHz ...) и што има више језгара, то је процесор квалитетнији, бржи и скупљи.

Ed

uk a

pr

Централни процесор се монтира у одговарајуће подножје за прикључење на матичну плочу – socket, које подржава процесоре одговарајућег типа. Зато се не може било који процесор поставити на било коју матичну плочу. Због великих брзина рада долази до загревања, па је потребно поставити и хлађење, тзв. кулере (Сл. 3.9).

Сл. 3.9 Постављање централног процесора (а) и кулера (б)

ТРЕБА ЗНАТИ... Карактеристике рачунарских компоненти које су дате у уџбенику веома су променљиве. Рачунарска техника се најбрже развија од свих осталих техничких дисциплина. Зато приликом коришћења уџбеника провери преко интернета да ли већ постоје компоненте чије су вредности више и брже.

56


Меморија рачунара се поставља на матичној плочи. На матичној плочи се налази кеш (cache) меморија и ROM меморија, док се за монтирање радне меморије – RAM користе одговарајући слотови (Сл. 3.10). • • •

Основне карактеристике RAM меморије су: капацитет (8GB, 16GB, 32GB ...); брзина приступа (1866MHz, 3200MHz ...); начин монтаже – о овоме треба посебно водити рачуна, јер су слотови за меморију на плочи дизајнирани тако да одговарају само појединим форматима меморијских модула.

За разлику од RAM меморије, чији подаци могу и да се убацују и да се ишчитавају, подаци из RОM меморије могу само да се ишчитавају.

pr

om

o

Врсте RОM меморије су: PROM (Programmable ROM) и EPROM (Erasable PROM).

uk a

Сл. 3.10 Постављање меморије у слотове

Ed

Напајање обезбеђује напон и струју рачунарским компонентама унутар кућишта (Сл. 3.11). Претвара наизменични напон у једносмерни (3.3V, 5V, 12V). Главна карактеристика напајања је његова снага, која се мери у ватима (W).

Сл. 3.11 Напајање: а) изглед; б) монтажа.

57


Графичка картица је уређај који контролише приказивање слике на рачунару (Сл. 3.12). Како се за меморисање слике не би трошила RAM меморија рачунара, графичка картица има сопствену меморију. Због програма и игара који захтевају обраду сложенијих слика, савремене графичке картице имају и графичке процесоре (GPU – Graphic Processing Unit).

om

o

Поред графичке картице у рачунар се може поставити и одговарајућа звучна картица, FM, FMV и TV картица.

pr

Сл. 3.12 Графичка картица: а) изглед; б) монтажа.

Ed

uk a

Хард-диск (HDD – Hard Disk Drive) је главни уређај за чување података и програма у рачунару (Сл. 3.13). Њихов капацитет данас достиже до 20 ТВ (тера бајта), са тенденцијом сталног повећања.

Сл. 3.13 Хард-диск: а) изглед; б) монтажа.

58


ВЕЖБА На отвореном (половном) кућишту рачунара, са својим другарима, препознај делове о којима смо учили, анализирај њихове карактеристике и увежбај начин њихове уградње.

УПОЗОРЕЊЕ

om

o

Приликом извођења претходне вежбе кућиште рачунара не сме бити прикључено на струјни напон.

ИСТРАЖИ!

Ed

uk a

pr

Истражи преко интернета карактеристике свих компоненти рачунара које би задовољиле твоје потребе. Прво треба да знаш за које потребе желиш да користиш склопљени рачунар (рад у графичком дизајну, неком од текст-процесора, обрада слике, захтевне видеоигре или нешто сасвим друго.). У свесци направи табелу у коју ћеш уписивати називе компоненти, њихове карактеристике и цене. Када направиш комплетну спецификацију компоненти, израчунај колико би те коштало склапање једног таквог рачунара.

ПИТАЊА:

1. Наброј основне компоненте рачунара. 2. Које се рачунарске компоненте монтирају на матичну плочу? 3. Које су главне карактеристике микропроцесора, меморије рачунара и графичке картице?

59


3.4. УПРАВЉАЊЕ ПРОЦЕСИМА И СТВАРИМА НА ДАЉИНУ ПОМОЋУ ИКТ Управљање процесима и стварима је постојало од давнина. Тако је, на пример, у каменом добу човек морао да зна врсту и количину дрвета које ће ставити у ватру да би добио одговарајући пламен за кување, грејање, или за слање димних сигнала. Са развојем људског друштва, производни процеси постајали су све сложенији, па су се паралелно развијале и различите могућности управљања. У почетку, то је било класично механичко укључивање и искључивање разних уређаја, машина и читавих процеса, где је главну улогу још увек имао човек.

om

o

Развојем електротехнике, електронике, а посебно информатичке технологије, омогућено је аутоматско управљање процесима и стварима на даљину без директног учешћа човека. Интелигентни уређаји не само да прате комплетан процес неке производње или рада одређене машине, већ током њиховог рада самостално исправљају уочене недостатке. Интелигентни уређаји могу се и међусобно повезивати тако да једни друге укључују и искључују на основу прикупљених информација.

uk a

pr

Замислите да се са родитељима враћате из школе или куповине. Аутомобил којим се возите предлаже вам најкраћи пут до куће, због огромне гужве на главном путу. Захваљујући томе, уштедели сте двадесетак и више минута које бисте иначе провели у колони. У тренутку када прилазите кући отварају вам се најпре капија, а затим и гаражна врата. Када сте завршили паркирање, ваш аутомобил шаље информацију улазним вратима да сте ту и она ће се аутоматски откључати. Улазите у кућу и светло у ходнику се укључује реагујући на ваше присуство. У кухињи вас чека тек скувана кафа или чај из апарата који је активиран када сте отворили улазна врата. Када отворите врата дневног боравка, укључује се светло, свира омиљена музика са музичког стуба, ролетне на прозору се спуштају или подижу у зависности од тога да ли је напољу дан или ноћ.

Ed

Све ово нам пружа савремена технологија која носи назив Internet of Things (IoT) или преведено на наш језик „Интернет ствари” (Сл. 3.14).

60

Сл. 3.14 Internet of Things (Интернет ствари)


Internet of Things је технологија која се односи на милијарде физичких уређаја широм света опремљених сензорима и софтверима који их чине „дигитално интелигентним”, што омогућава да без учешћа човека користе потребне податке у одговарајуће време, уз чију помоћ могу сами да регулишу свој рад. Управљање интелигентним уређајима путем интернета је технологија која обезбеђује ефикасно повезивање дигиталног и физичког света. Другим речима, то је скуп међусобно повезаних уређаја, односно систем механичких и дигиталних машина и предмета, који омогућава да се подаци преносе преко интернета, а да се притом не захтева интеракција између људи и рачунара. Готово сваки физички објекат који има могућност да шаље податке путем интернета може бити претворен у IoT уређај. То се постиже уградњом сензора који у IoT систему имају неколико функција. Они мере и прикупљају податке о одређеним величинама, затим те податке путем интернета шаљу конкретном објекту извршења, а онда на основу тих података покрећу одговарајућу акцију.

om

o

Internet of Things је технологија која већ има веома широку примену како у приватне сврхе, тако и у пословању, индустрији, пољопривреди, заштити животне средине, безбедносном сектору итд. Данас се већ увелико користе разне паметне ствари: паметан усисивач, фрижидер и телевизор, паметни системи видео-надзора, паметни семафори и раскрснице, паметно осветљење и грејање, паметне куће, паметни градови итд.

pr

Навешћемо неколико једноставних примера коришћења Internet of Things технологије.

Ed

uk a

Паметне куће (Smart Homes) су места где је функционисање IoT предмета, апарата и уређаја највише заступљено (Сл. 3.15). Паметна брава закључава врата када изађемо и откључава непосредно пре него што хоћемо да уђемо у кућу, тако да више не морамо да носимо кључеве са собом. Паметне сијалице и осветљење у кући, канцеларијама и другим објектима поседују сензоре покрета помоћу којих се сами пале када региструју нечије присуство, истовремено шаљући власнику упозорење преко интернет апликације. Уз помоћ топлотних сензора системи грејања и хлађења (клима-уређаји) сами регулишу температуру у кући или стану, у зависности од тога да ли у објекту има или нема људи. Уз помоћ сензора дима сигурносни системи нам преко интернет апликације шаљу Сл. 3.15 Паметнa кућa упозорење на пожар. Паметни фрижидери уз помоћ термо сензора сами регулишу температуру, а уз помоћ Вај-Фај сигнала шаљу податке о томе које намирнице немате у фрижидеру, које имате и који им је рок трајања. Сигурносни кућни системи нам, путем апликације, олакшавају праћење свега онога што се дешава у нашем дому и око њега, без обзира на то што се налазимо ван куће, на летовању или зимовању.

61


o

У паметним градовима постоје паметни контејнери који сами упозоравају да су пуни и да их је потребно испразнити. Прототипови првих паметних аутономних аутомобила, већ се самостално крећу и управљају помоћу ауто-пилота, у посебно предвиђеним градским четвртима. Комплетно улично осветљење се пали и гаси помоћу паметних сензора. Сензори нам омогућавају да измеримо и пратимо ниво загађења ваздуха и буке у граду. На паметним соларним клупама можемо да пунимо телефоне. IoT систем за паркирање нас обавештава у којој градској гаражи има слободних места за паркирање. Industrial Internet of Things (IIoT) – (Индустријски интернет ствари) има изузетну примену у аутоматизацији и повезивању индустријских процеса и функционише по истом принципу као и IoT, при чему користи различите сензоре и бежичне мреже. Индустријски IoT код интелигентних уређаја помаже произвођачима да помоћу сензора које уграђују у своје уређаје могу да прате њихов рад, да уоче евентуалне грешке и да замене компоненту пре него што она проузрокује већу штету.

om

Примена IoT-а је такође заступљена у здравству, па тако, на пример, постоје ,,паметни" болнички кревети који прате стање пацијента и информације шаљу директно лекару.

ИСТРАЖИ!

pr

У пољопривреди постоје паметни системи за наводњавање, који одређују оптималну количину воде потребну за заливање пластеника, њива и другог пољопривредног земљишта.

uk a

Истражи преко интернета које све могућности пружа савремена технологија Internet of Things (Интернет ствари). Уколико пронађеш интересантне податке или занимљиви видео-клип, замоли наставника да на почетку следећег часа то прикажеш својим другарима.

Ed

ПИТАЊА:

1. Објасни у најкраћим цртама на чему се заснива технологија Internet of Things (Интернет ствари). 2. Наведи примере коришћења Internet of Things технологије.

62


3.5. ИЗРАДА И УПРАВЉАЊЕ ЕЛЕКТРОМЕХАНИЧКИМ МОДЕЛИМА У седмом разреду си се упознао/упознала са начинима управљања и контроле коришћењем рачунарске технике и интерфејса. Моделовао/моделовала си разне машине и уређаје, у оквиру машинске технике, које су управљане путем интерфејс технологије и рачунара. Ове школске године, у зависности од врсте конструктора, интерфејс комплета и опреме коју поседује твоја школа, састави електромеханички модел користећи ИКТ и интерфејс технологију. Искористи знања стечена у седмом разреду, о машинама и механизмима, роботици, као и знања о програмирању стечена из Информатике и рачунарства.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

om

o

Интерфејс (interface) представља електрични склоп који служи за размену информација између рачунара и његовог окружења. Размена информација може се одвијати између софтвера, хардверских компоненти, периферних уређаја, људи или као комбинација наведених. Постоји више врста интерфејса: хардверски, софтверски и кориснички интерфејс. Да бисмо на рачунар прикључили неки од поменутих интерфејса , потребна су нам прикључна места под називом портови, којих има више врста: USB порт, Infra Red (инфрацрвени) порт, Fire Wire (фајервајер) порт, Bluetooth (блутут) порт, серијски и паралелни портови.

pr

Конструктори и интерфејс комплети садрже разне шеме за склапање и упутства за употребу. Помоћу неких можеш да програмираш рад семафора, електричног звона, укључивања и искључивања светла, паљење разнобојних светлећих диода, кретање дечјег аутомобила, рад школског мини-робота, итд.

uk a

За израду предстојеће вежбе користићемо микробит уређај. Са овим уређајем сте се упознали у седмом разреду из предмета Информатика и рачунарство.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

Ed

Микробит уређај је мали џепни рачунар чијим је коришћењем, уз додатне компоненте, могуће направити сопствени уређај на коме се приказују реални подаци који се могу користити за анализу и затим, решавање неког реалног проблема, нпр. израда семафора, праћење температуре у просторији, и одлучивање о томе где ће у згради бити постављени клима-уређаји. На слици 3.16 приказан је изглед микробит уређаја са предње и задње стране.

Сл. 3.16 Изглед микробит уређаја: а) предња страна; б) задња страна.

63


Микробит уређај има 32 битни-процесор, сензоре и екран који чине 25 ЛЕД-диоде. Има конекторе, пет улаза и излаза (I/O) који се користе за повезивање микробита са другим уређајима или сензорима, блутут подршку, напаја се са две АА батерије. И оно што је најважније – има могућност програмирања.

ВЕЖБА

om

За ову вежбу су ти потребни следећи елементи: • микробит; • паковање батерија (4 батерије од 1,5V); • 3 ЛЕД-диоде (зелена, жута и црвена); • 3 отпорник 220 Ω; • протоборд плоча; • крокодилке или жице.

o

Креирај семафор користећи микробит уређај.

У овој вежби ћемо користити пинове на микробиту који се могу користити и као улаз и као излаз.

pr

Физичке компоненте – повезивање светлеће диоде и отпорника

НАПОМЕНЕ:

uk a

Како ћеш о електронским елементима учити касније, у овом делу упознаћеш се са основним карактеристикама компонената које су ти потребне за реализацију ове вежбе, а које већ познајеш са часова Информатике и рачунарства.

Ed

• ЛЕД-диода има две ножице: краћу, негативну, која се назива катода, и дужу, позитивну аноду. • ЛЕД-диода има свој поларитет и светлеће само ако је правилно поставите. Како ЛЕД-диода пропушта струју само од аноде ка катоди, уколико вам она по прикључењу на батерију не светли, проверите да ли сте је добро повезали. • ЛЕД-диоду никада немојте тестирати директним прикључењем на батерију јер тако тренутно може прегорети, па самим тим више није за употребу. • Отпорници су електронски елементи који имају задатак да се у електричним колима супротстављају, тј. пружају отпор проласку електричне струје. • Отпорник није поларизован, тако да није битно како га окрећемо приликом монтаже.

64


Напон који добијамо на пиновима микробита мало је већи од радног напона ЛЕД-диоде и потребно је да, редно са диодом, повежемо и један отпорник, како бисмо ограничили струју која кроз њу протиче и спречили евентуално прегоревање.

pr

om

o

Један од начина повезивања ЛЕД-диоде на микробит јесте следећи (Сл. 3.17): • повезујемо дужу ножицу на неки од пинова 0, 1, 2; • кратку ножицу за један крај отпорника, а други крај отпорника на GND пин (уземељење).

Сл. 3.17 Повезивање ЛЕД-диоде

Ed

uk a

Исто тако повежемо и остале две ЛЕД-диоде са отпорницима (Сл. 3.18).

Сл. 3.18 Веза микробит уређаја са ЛЕД-диодама и отпорницима на протоборд плочи

65


Софтверски део – светлећа диода се укључује/искључује Код за микробит којим се светлећа диода укључује/искључује. Код у Мју

Објашњење кода

from microbit import *

увоз (учитавање) библиотеке микробит ()

while True:

све док се уређај не искључи (у бесконачној петљи): укључите пин 0 (и лед-диода је укључена) и нека је укључена на четири секунде (4000 милисекунди) искључите пин 0 (и лед-диода је искључена) на једну секунду (1000 милисекунди)

o

pin0.write_digital(1) sleep(4000) pin0.write_digital(0) sleep(1000)

om

Микробит мора да буде спојен преко USB кабла. Приказани код треба да учитамо у микробит користећи дугме Flash. Након тога светлећа диода ће се палити и гасити, баш као црвено светло на семафору.

pr

Да бисмо креирали семафор, потребно је да повежемо преостале две светлеће диоде (жуту и зелену).

Ed

uk a

На исти начин како смо повезали црвену диоду, потребно је да повежемо преостале две (Сл. 3.19). Светлећу диоду жуте боје повезујемо за пин 1, тачније повезујемо дужу ножицу за пин 1, а кратку ножицу за један крај отпорника. Светлећу диоду зелене боје повезујемо за пин 2, на исти начин као претходне две диоде.

66

Сл. 3.19 Начин повезивања све три светлеће диоде


Да би семафор радио баш као прави семафор на некој раскрсници, потребно је да микробит програмирамо на следећи начин. Код за микробит семафора: from microbit import * while True: pin0.write_digital(1) sleep(4000) pin0.write_digital(0) sleep(1000)

om pr

uk a

pin2.write_digital(1) sleep(4000) pin2.write_digital(0) sleep(1000)

o

pin1.write_digital(1) sleep(4000) pin1.write_digital(0) sleep(1000)

ВЕЖБА

Ed

Идеја за оне који желе да израде семафор са ручним командама.

67


uk a

Ed o

om

pr


4 o

РЕСУРСИ И ПРОИЗВОДЊА ЗА РАДОЗНАЛЕ:

• • •

om

Обнови који су то природни облици и извори енергије. Размисли које су предности коришћења електричне енергије над осталим облицима енергија у кући (стану). На интернету или у енциклопедијама пронађи податке о највећим електранама за производњу електричне енергије. Распитај се код укућана о томе коју врсту електричне инсталације користиш у стану/ кући и који су њени елементи. Посматрај електричне и електронске апарате и уређаје у кући током коришћења и анализирај принцип њиховог рада, начин употребе и одржавања. Размисли како су људи пре проналаска хладњака чували намирнице од кварења.

pr

• •

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ:

uk a

• • • • •

који је значај и примена електричне енергије; где се и како производи електрична енергија; који су то алтернативни извори електричне енергије; како се врши трансформација и пренос електричне енергије; који се електроинсталациони материјал и прибор користе за увођење електричне енергије у домаћинства; опасности и мере заштите од струјног удара и како пружити прву помоћ страдалом; како шематски приказати и практично спојити струјна кола кућне електричне инсталације; како се правилно користи фазни испитивач и мултиметар; које су главне карактеристике монофазне и трофазне електричне инсталације; електротермичке, електромеханичке и расхладне уређаје у домаћинству, њихове главне делове, принцип рада и начин одржавања; чиме се бави електроника као област технике и који су основни електронски елементи;

Ed

• • • • •

4. РЕСУРСИ И ПРОИЗВОДЊА 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10. 4.10.1. 4.10.2. 4.10.3. 4.11. 4.11.1 4.11.2 4.11.3 4.12. 4.12.1. 4.12.2. 4.12.3.

Електроенергетски систем Производња електричне енергије Обновљиви извори електричне енергије Трансформација и пренос електричне енергије Електроинсталациони материјал и прибор Електрична инсталација – опасности и мере заштите Састављање електричних (струјних) кола Коришћење фазног испитивача и мерење електричних величина мултиметром Кућне електричне инсталације Електричне машине Електромотори Генератори Трансформатори Електротехнички апарати и уређаји у домаћинству Електротермички апарати и уређаји Електромеханички апарати и уређаји Расхладни уређаји Основи електронике Пасивни електронски елементи Активни електронски елементи Рециклажа електричног и електронског отпада


4. РЕСУРСИ И ПРОИЗВОДЊА 4.1. ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКИ СИСТЕМ

Електроенергетски систем обухвата производњу, пренос, дистрибуцију (снабдевање) и потрошњу електричне енергије (Сл. 4.1).

om

o

Основни задатак електроенергетског система је да осигура поуздано, квалитетно и економично снабдевање потрошача са довољном количином електричне енергије.

Сл. 4.1 Приказ тока енергије у електроенергетском систему

pr

Електрична енергија се производи у електранама. Поред електричне енергије, у електранама се могу производити и други видови енергије, најчешће топлотна енергија која се користи за грејање.

uk a

Пренос обухвата преносну електричну мрежу, која обезбеђује непрекидно напајање потрошача електричном енергијом. Пренос електричне енергије врши се далеководима и нисконапонском електричном мрежом. Дистрибуција електричне енергије се врши од локалних трансформаторских станица до потрошача (стамбених зграда, фабрика итд.).

Ed

Електрична енергија се користи у домаћинствима, индустрији, јавним објектима, на улици (улична расвета) итд. О свим овим фазама учићеш детаљније у овој области. Сваки електроенергетски систем има главни центар управљања, одакле се управља производњом електричне енергије. У мрежним центрима управља се преносном мрежом, а у дистрибутивним центрима дистрибутивном мрежом и евентуално потрошњом електричне енергије. Центри управљања називају се и диспечерски центри. Наша земља располаже богатим резервама угља и великим потенцијалом воде у речним токовима који, поред садашњих хидроцентрала и термоелектрана, могу бити добра основа за изградњу нових енергетских постројења. Посебна пажња се поклања изградњи електрана које користе обновљиве изворе електричне енергије, као што су сунчева енергија, енергија ветра и биомасе, геотермална енергија и др.

70


4.2. ПРОИЗВОДЊА ЕЛЕКТРИЧНЕ ЕНЕРГИЈЕ Већина електричних пријемника у домаћинству, индустрији, јавним објектима, саобраћају итд. користи електричну енергију која је произведена у енергетским постројењима која се зову електране. У електранама се други облици енергије трансформишу у електричну енергију. Главни део сваке електране је генератор (Сл. 4.2а). Генератори претварају механичку енергију у електричну. Главни делови генератора су: статор и ротор.

pr

om

Ротор је средњи део генератора који је ваљкастог облика и окреће се око своје осе. Његова осовина повезана је са осовином погонске машине (водне, парне турбине или ветро-турбине) која га покреће. Ротор генератора се окреће у унутрашњем делу статора, где се због промене магнетног поља ствара напон као последица електромагнетне индукције. Произведена електрична енергија се одводи до трансформатора и касније далеководом до потрошача.

o

Статор је непокретни део генератора. Има облик шупљег ваљка. Са своје унутрашње стране има велики број намотаја жице.

uk a

Да би генератор могао да производи електричну енергију, његов ротор мора да покреће нека погонска машина. У електранама се као погонске машине употребљавају турбине.

Сл. 4.2 Генератор (а) и водна турбина (б)

Ed

Према облику енергије која их покреће, турбине делимо на водне (хидрауличне) и парне. Водне турбине покреће вода (Сл. 4.2b), а парне водена пара (Сл. 4.3). У зависности од коришћеног извора енергије, постоје: хидроелектране, термоелектране, нуклеарне електране, ветроелектране (аероелектране), соларне електране, геотермалне електране, електране на плиму и осеку, електране на морске таласе итд.

Сл. 4.3 Парна турбина

УРАДИ САМ Обнови своје знање о хидрауличним и парним турбинама, стечено у претходном разреду.

71


ХИДРОЕЛЕКТРАНЕ Енергија воде је најзначајнији обновљиви, еколошки чист извор енергије. Водена енергија користила се за покретање точкова на воденицама за млевење жита још у доба старих Грка. Данас се енергија воде највише користи за производњу електричне енергије у хидроелектранама.

o

Главни делови хидроелектране су: армирано-бетонска брана, спроводно коло (тунел), водена (хидраулична) турбина, генератор и трансформаторска станица (Сл. 4.4).

uk a

pr

om

Хидроелектране се подижу на рекама које се преграђују армираноСл. 4.4 Шематски приказ хидроелектране: бетонским бранама, при чему се добија 1. акумулационо језеро; 2. брана; 3. тунел; вештачко језеро. Заустављена вода се 4. водна турбина; 5. генератор; путем канала, тунела или цеви доводи 6. трансформатор; 7. далековод. до водних турбина. Дејствујући великом силом, вода обрће ротор турбине, услед чега се обрће и ротор генератора јер се налазе на заједничком вратилу. Обртањем ротора у статору генератора ствара (индукује) се електрична енергија.

Ed

У хидроелектранама се потенцијална енергија заустављене воде претвара у кинетичку енергију воденог пада, која се на лопатицама водних турбина претвара у механичку енергију, да би се на крају ова механичка енергија у генератору претворила у електричну енергију (Сл. 4.5).

ПОТЕНЦИЈАЛНА ЕНЕРГИЈА

ХИДРОЕЛЕКТРАНЕ

КИНЕТИЧКА ЕНЕРГИЈА

МЕХАНИЧКА ЕНЕРГИЈА

ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА

Сл. 4.5 Претварање енергије у хидроелектранама Предност коришћења великих хидроелектране над осталим електранама састоји се у томе што је производња електричне енергије у њима јефтинија у односу на термо и нуклеарну електрану и има мањи негативан утицај на животну средину. Недостатак хидроелектрана је у томе што количина произведене енергије зависи од количине дотока воде и варира током године.

72


По количини воде и начину конструкције разликују се следеће врсте хидроелектрана:

om

o

1. Акумулационе хидроелектране, настају преграђивањем реке и заустављањем тока воде бранама, чиме се узводно од бране ствара велико акумулационо језеро које садржи огромне количине воде, што представља резервоар потенцијалне енергије. Акумулационо језеро се пуни водом од планинских потока, река, кише и отапањем снега. Недостатак ових хидроелектрана је што количина воде знатно варира у току годишњих доба. Код ових хидроелектрана је велика висинска разлика између површине заустављене воде у акумулацији и тачке где је постављена турбина, а проток воде мали, па се за покретање генератора најчешће користе Пелтонова или Франсисова турбина. 2. Проточне хидроелектране се граде на рекама са великим потенцијалом и протоком воде у минути. Код ових хидроелектрана је мала висинска разлика између површине заустављене воде у акумулацији и тачке где је постављена турбина, па се за покретање генератора најчешће користи Капланова турбина. Снага ове хидроелектране зависи од тренутне количине протока воде. 3. Ревирзибилне хидроелектране су по конструкцији сличне акумулационим хидроелектранама. Оне имају велике пумпе које у време мање потрошње струје враћају воду у акумулационо језеро, док у време несташице енергије пуштају воду из акумулације и производе струју. Овакве електране служе уравнотежењу производње и потрошње у електричној мрежи.

ДА ЛИ ЗНАШ?

uk a

pr

Наша највећа хидроелектрана је ХЕ „Ђердап 1” и налази се на Дунаву код Кладова. Званично је пуштена у рад 16. маја 1972. године. Прављена је заједно са државом Румунијом. У њу је уграђено шест хидроагрегата са вертикалним Каплановим турбинама, инсталисане снаге 190 МW. Укупна инсталисана снага свих 6 хидроагрегата је 1140 MW. У време изградње то су биле највеће јединице те врсте у свету, са пречником од 9,5 m и инсталисаним протоком од 850 кубних метара воде у секунди.

Ed

ДА ЛИ ЗНАШ?

Највећа хидроелектрана на свету је хидроелектрана „Три клисуре”, на реци Јангце у Кини. Изградња ове хидроелектране је почела 1994. године, а пуштена је у рад 2012. године. Да би била изграђена, морало је да се расели преко 1.300.000 становника и потопи два велика и 116 мањих градова. Зидови ове бране високи су 185 метара, дугачка је 2335 метара, а широка у основи 124 метра. Њеном изградњом настало је језеро дугачко више од 600 километара. Њена изградња је коштала око 50 милијарди долара. То је хидроелектрана са највећом инсталираном снагом на свету од 22.500 MW. Хидроелектрана има чак 32 водне турбине, а свака има снагу од 700 MW.

73


ТЕРМОЕЛЕКТРАНЕ Термоелектране су оне електране код којих се генератори покрећу топлотним моторима, у које убрајамо парне турбине, дизел-мотори и гасне турбине. За добијање водене паре која покреће парне турбине, термоелектране могу да користе угаљ, гас и нафту па се самим тим и деле на: парне, гасне и дизел.

uk a

pr

om

o

Најкоришћеније, најисплативије и највеће термоелектране су оне које за погонско гориво користе угаљ. У ложишту термоелектране сагорева гориво (угаљ, гас, нафта), при чему се загрева парни котао. Ради бољег сагоревања угља који је претходно самлевен у угљену прашину, у ложиште се помоћу вентилатора убацује кисеоник. Загревањем воде у котлу добија се водена пара која се користи за покретање парне турбине. Парна турбина помоћу заједничког вратила покреће ротор генератора, при чему се електрична енергија индукује у намотајима статора. Тако произведена електрична енергија одводи се до трансформатора и далеководима до потрошача. Водена пара за покретање турбине у кондензатору претвара се у воду и враћа назад у котао (Сл. 4.6).

Ed

Сл. 4.6 Шематски приказ термоелектране: 1. угаљ; 2. дробилица угља; 3. вентилатор; 4. котао; 5. турбина; 6. генератор; 7. кондензатор; 8. трансформатор. Код термоелектрана се хемијска енергија ускладиштена у фосилним горивима сагоревањем у ложишту претвара у топлотну енергију која се предаје води. Вода испарава и претвара се у водену пару, која под огромним притиском и високом температуром, великом брзином улази у парну турбину и претвара се у кинетичку енергију. Енергија водене паре се на лопатицама парне турбине трансформише у механичку енергију за покретање ротора генератора који производи електричну енергију (Сл. 4.7). ТЕРМОЕЛЕКТРАНЕ ХЕМИЈСКА ЕНЕРГИЈА

ТОПЛОТНА ЕНЕРГИЈА

КИНЕТИЧКА ЕНЕРГИЈА

МЕХАНИЧКА ЕНЕРГИЈА

Сл. 4.7 Претварање енергије у термоелектранама

74

ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА


Због велике потрошње угља и воде термоелектране се најчешће граде поред великих налазишта угља и великих река. Термоелектране спадају у велике загађиваче животне околине због отровних материја (угљен-диоксида и угљен-моноксида) које испуштају у атмосферу, као и велике количине пепела који се одлаже на депонијама. Термоелектране се често граде као термоелектране-топлане, због бољег искоришћења топлотне енергије у виду топле воде која се не враћа у парни котао већ се користи за загревање станова и других објеката у близини термоелектране. Наша највећа термоелректрана је ТЕ „Никола Тесла А” у Обреновцу. У гасним термоелектранама се ротор генератора покреће помоћу гасне турбине, док се код дизел термоелектрана ротор покреће помоћу дизел-мотора са унутрашњим сагоревањем (СУС-мотори).

o

НУКЛЕАРНЕ ЕЛЕКТРАНЕ

om

Нуклеарне електране су сличне термоелектранама. Једина разлика је у начину загревања воде како би се произвела водена пара која служи за покретање парне турбине.

Ed

uk a

pr

Процес добијања електричне енергије у нуклеарној електрани почиње у нуклеарном реактору, у коме се одвија процес фисије, или цепања нуклеарних атома (најчешће уранијума 235 и плутонијума) (Сл. 4.8). Услед бурне реакције, у нуклеарном реактору се ослобађа огромна количина топлоте која се користи за загревање воде под великим притиском у тзв. првом кружном систему за циркулацију воде. Тако загрејана вода одлази у размењивач топлоте (генератор водене паре), где предаје топлоту другом кружном систему, а она се охлађена враћа у нуклеарни реактор на поновно загревање. Загрејана вода претвара се у водену пару и одлази до парне турбине. Парна турбина се под дејством водене паре окреће заједно са ротором генератора који се налази на истом вратилу као и турбина и тако производи електричну енергију. Искоришћена пара кондензује се у воду у кондензатору и одлази у уређај за размену топлоте, где се поново претвара у пару. Вода је у првом кружном систему радиоактивно озрачена, па не може да се директно одводи у генератор, јер представља опасност за људе и машине. Зато и постоји други кружни систем за циркулацију воде. Сл. 4.8 Шематски приказ нуклеарне електране

75


Код нуклеарних електрана постоји следећи редослед претварања једног облика енергије у други: нуклеарна (атомска) енергија се цепањем нуклеарних атома у реактору претвара у топлотну енергију која се предаје води првог кружног система. Та вода примљену топлотну енергију у генератору паре предаје води другог кружног система, која исправа и претвара се у водену пару која под огромним притиском и високом температуром, великом брзином улази у парну турбину, при чему се претвара у кинетичку енергију. Унутрашња енергија водене паре се на лопатицама парне турбине трансформише у механичку енергију, која се затим користи за покретање ротора генератора који производи електричну енергију. (Сл. 4.9). НУКЛЕАРНЕ ЕЛЕКТРАНЕ НУКЛЕАРНА ЕНЕРГИЈА

ТОПЛОТНА ЕНЕРГИЈА

КИНЕТИЧКА ЕНЕРГИЈА

МЕХАНИЧКА ЕНЕРГИЈА

ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА

o

Сл. 4.9 Претварање енергије у нуклеарним електранама

Шта чини електроенергетски систем једне земље? Како се зову постројења у којима се производи електрична енергија? Наведи и објасни који су главни делови генератора? Наброј врсте електрана. Објасни принцип рада хидроелектране, термоелектране и нуклеарне електране.

Ed

1. 2. 3. 4. 5.

uk a

ПИТАЊА:

76

pr

om

Сва досадашња истраживања у области нуклеарне енергије и њена примена у пракси показали су да се могу издвојити предности и недостаци који иду у прилог коришћењу или некоришћењу нуклеарне енергије. Заправо, емисија гасова стаклене баште, тј. ослобађање угљен-диоксида приликом рада нуклеарних електрана је готово занемарљива, али могуће хаварије и проблем одлагања радиоактивног отпада иду у прилог тврдњи да савремени свет треба да пронађе и користи неке друге алтернативне изворе за производњу електричне енергије који нису опасни за човека и његову околину.


4.3. ОБНОВЉИВИ ИЗВОРИ ЕЛЕКТРИЧНЕ ЕНЕРГИЈЕ Енергија је главни покретач технолошког развоја једне земље. Захваљујући индустријализацији и порасту броја становника, потреба за енергијом из године у годину је све већа. Електрична енергија се данас у великом проценту добија из необновљивих извора енергије (угаљ, нафта, природан гас). Како су залихе необновљивих извора енергије све мање, у последње време све више се истражују и користе обновљиви (алтернативни) извори енергије. Штетан утицај по човекову околину приликом сагоревања фосилних горива, као и проблем одлагања нуклеарног отпада, такође изискује све веће коришћење обновљивих (еколошки чистих) извора електричне енергије.

o

Обновљиви извори енергије представљају неисцрпан природни вид енергије која се налази свуда око нас. Под појмом обновљиви извори енергије подразумевају се извори енергије који се налазе у природи и обнављају се у целости или делимично.

pr

СОЛАРНЕ ЕЛЕКТРАНЕ

om

Обновљиви извори енергије обухватају: енергију сунчевог зрачења (соларна енергија), ветра (еолска енергија), воде (хидроенергија), ), геотермалну енергију, биомасу, енергију плиме и осеке, морских таласа, итд.

uk a

Сунчева (соларна) енергија је обновљив и неограничен извор енергије одакле, директно или индиректно, потиче највећи део других извора енергије на Земљи. Сунчева енергија у ужем смислу подразумева количину енергије која је пренесена сунчевим зрачењем. Она се најчешће користи за претварање у топлотну енергију за системе припреме топле воде и грејање у становима.

Ed

За производњу електричне енергије путем сунчеве енергије користе се соларне електране са фотонапонским ћелијама и соларне термоелектране. Соларне електране са фотонапонским (соларним) ћелијама директно претварају соларну енергију у електричну енергију. Соларне ћелије (фотоћелије) направљене су од силицијумских слојева. Када на њих падне сунчева светлост, она произведе електричну струју. Појединачно се обично користе тамо где није могуће довести неки други извор електричне енергије, нпр. код свемирских сателита, соларних аутомобила и летилица, сатова, калкулатора, мобилних телефона итд. (Сл. 4.10). Сл. 4.10 Соларни аутомобил, авион, брод, мобилни телефон и сат

77


Више фотонапонских ћелија стварају соларне панеле, којих у једној соларној електрани може бити више хиљада (Сл. 4.11). Тада се користе за производњу електричне енергије која се користи за општу употребу.

o

Сл. 4.11 Соларне ћелије – панели

uk a

pr

om

Код соларних термоелектрана се сунчева енергија прво претвара у топлотну (Сл. 4.12). Изнад дугог реда огледала постављају се цеви, пријемници топлоте. Огледала прихватају сунчево зрачење и прате кретање Сунца, тако да се цевипријемници налазе увек у жижи кривих огледала. Кроз цеви-пријемнике пролази радни флуид (вода) под притиском. Флуид се загрева до температуре од 400°С и потом предаје топлоту измењивачу топлоте, где се производи пара. Пара покреће лопатице парне турбине која је повезана са ротором генератора, при чему се добија електрична енергија.

Сл. 4.12 Шематски приказ соларне термоелектране

Ed

ВЕТРОЕЛЕКТРАНЕ (АЕРОЕЛЕКТРАНЕ) Ветроелектране раде тако што се кинетичка енергија ветра трансформише у механичку енергију посредством ветротурбина. Ветротурбине (ветрогенератори) постављају се најчешће тамо где највише дувају ветрови. То су обале океана, пучине мора, непрегледне равнице итд. Електрични генератор – ветрогенератор, механичку енергију окретања ротора претвара у електричну енергију. Ветрогенератор може радити са фиксном или променљивом брзином обртања. Напон који ствара ветрогенератор прилагођава се електроенергетском систему помоћу трансформатора. • •

Постоје различите конструкције ветротурбине: ветротурбине са вертикалном осовином; ветротурбине са хоризонталном осовином.

78


Код ветротурбина са вертикалном осовином ветар струји нормално на осу ротације, па се оне не морају усмеравати према смеру дувања ветра. Ове турбине имају низак степен искоришћења, па се из тих разлога не користе за ветрогенераторе великих снага.

om

pr

У данашње време најраширенији тип ветрогенератора за велике снаге јесте управо онај са хоризонталном осовином. Главни делови ветрогенератора са хоризонталном осовином су: носећа конструкција у облику стуба (торањ), ветротурбина (елиса, пропелер), механички пренос који подиже малу брзину ротације елисе на већу брзину потребну за генератор, генератор електричне струје, део који регулише брзину обртања генератора и излазни напон, прикључак на систем за акумулисање енергије или на електричну мрежу.

o

Ветротурбине са хоризонталном осовином имају систем за заокретање осовине у хоризонталној равни за праћење промене смера ветра (Сл. 4.13). Могу имати различити број лопатица (елисе), али се за веће снаге најчешће користе три лопатице јер дају највећи степен искоришћења.

Сл. 4.13 Ветрогенератор са хоризонталном осовином

Ed

uk a

Као добре стране искоришћавања енергије ветра истиче се висока поузданост рада постројења, нема трошкова за гориво и нема загађења човекове околине. Међутим, основни проблем свих ветрогенератора састоји се у томе што ветрови не дувају све време, па се не може гарантовати уједначено испоручивање електричне енергије. Тај проблем се решава изградњом и повезивањем више ветрењача на једном простору у тзв. фарме ветрова (Сл. 4.14).

Сл. 4.14 Фарме ветрова

79


ГЕОТЕРМАЛНЕ ЕЛЕКТРАНЕ Реч геотермална потиче од грчких речи geo (земља) и therme (топлота) и значи топлота земље, па се према томе топлотна енергија Земље назива још и геотермална енергија.

om

uk a

Постоји више типова геотермалних електрана:

Сл. 4.15 Шематски приказ геотермалне електране: 1. долазна цев; 2. повратна цев; 3. измењивач топлоте; 4. турбина; 5. генератор; 6. трансформатор; 7. далековод; 8. кондензатор; 9. расхладни торањ; 10. резервоар вруће воде.

pr

Принцип рада геотермалних електрана је једноставан: хладна вода упумпава се на вруће гранитне стене које се налазе близу површине земље, одакле излази као врућа вода и пара изнад 200°С, и под високим притиском покреће парну турбину која покреће ротор генератора у коме се производи електрична енергија. После проласка кроз парну турбину водена пара се у кондензатору претвара у воду, а затим се сакупља у резервоар. Тако врућа вода се користи за топлификацију насеља (грејање), грејање стакленика и пластеника, за базене и др. По потреби врућа вода се, пре даље употребе, расхлађује у расхладном торњу.

o

Један од најзначајнијих облика искоришћавања геотермалне енергије је производња електричне енергије у геотермалним електранама (Сл. 4.15).

Ed

Принцип суве паре (Dry steam), где се користи искључиво врућа пара, изнад 235°С. Та пара се користи за директно покретање турбине генератора. Ово је најједноставнији и далеко најјефтинији начин добијања електричне енергије из геотермалних извора. Принцип сепарирања (одвајања) паре (Flash steam) користи врућу воду из геотермалних резервоара која је под високим притиском и на температурама изнад 182°С. Пумпањем воде из тих резервоара према електрани на површини смањује се притисак, па се врућа вода претвара у пару која покреће турбине. Вода која се није претворила у пару враћа се назад у резервоар ради поновне употребе. Већина модерних геотермалних електрана користи овај принцип рада. Геотермална енергија има бројне предности у односу на традиционалне изворе енергије који се заснивају на фосилним горивима: геотермална енергија је еколошки чиста и сигурна за човекову околину, залихе геотермалне енергије су огромне и неисцрпне, имају врло ниске трошкове производње, заузимају мали простор и веома су поуздане јер не зависе од било каквих метеоролошких прилика, количине енергената и сл. Највећи недостатак је што нема много локација које су прикладне за искоришћавање геотермалне енергије и погодне за изградњу геотермалних електрана.

80


ЕЛЕКТРАНЕ НА БИОМАСУ Електране на биомасу су термоелектране у којима се топлота потребна за производњу електричне енергије добија сагоревањем биомасе и отпада.

Сл. 4.16. Схематски приказ рада електране на биомасу: 1. биомаса; 2. пећ за сагоревање биомасе; 3. котао са водом и воденом паром; 4. парна турбина; 5. генератор; 6. електрична енергија; 7. грејање.

om

Биомаса спада у обновљиве изворе енергије и може се користити за грејање, производњу електричне енергије и биогорива за моторна возила (биодизел, биоплин).

o

Под биомасом подразумевамо сваки органски материјал биљног или животињског порекла који има неку енергетску вредност и може се користити као гориво. Биомасу биљног порекла чине: дрво, слама, стабљике житарица и сунцокрета, коштице, љуске, лишће, кукурузовина итд, а биомасу животињског порекла чини течни стајњак.

pr

Електране на биомасу раде слично као и термоелектране (Сл. 4.16). Сагоревањем биомасе или биогорива ослобађа се топлотна енергија која служи за загревање воде и производњу водене паре која покреће парну турбину. Покретањем турбине покреће се и ротор генератора који производи електричну енергију. Топлотна енергија добијена сагоревањем биомасе може да се користи и за загревање станова.

uk a

ПИТАЊА:

Ed

1. Који су обновљиви (алтернативни) извори енергије? 2. Како функционишу соларне електране? 3. На који начин се добија електрична енергија у ветротурбинама? 4. Коју почетну енергију користе геотермалне електране? 5. На који начин можемо из биомасе добити електричну енергију?

81


4.4. ТРАНСФОРМАЦИЈА И ПРЕНОС ЕЛЕКТРИЧНЕ ЕНЕРГИЈЕ

om pr

Сл. 4.17 Далековод а) стуб далековода б) алучел уже

uk a

Тај пренос електричне енергије високог напона врши се помоћу далековода (Сл. 4.17). Њих сачињавају дебеле жице причвршћене за високе челично-решеткасте или армирано-бетонске стубове, и то не директно, већ преко великих порцеланских (керамичких) изолатора (Сл. 4.17а). Изолатори имају задатак да изолују (одвоје) проводник од стуба далековода и причврсте га како би био сигурнији за околину. Жица (проводник) далековода добија се увртањем више тањих жица од алуминијума која има језгро од челика. Тај проводник је познат под именом алучел уже (Сл. 4.17б). Громобран (уземљење) је проводник који има задатак да вишак електричне енергије који настаје ударом грома у далековод спроведе у земљу.

o

Електране се граде на местима погодним за искоришћавање постојеће енергије: хидроелектране на већим рекама или на водотоковима са већим воденим падом, термоелектране у близини рудника угља итд. Ова места најчешће су далеко од великих потрошачких центара, стога је произведену електричну енергију потребно пренети често на врло велику даљину.

Ed

За пренос електричне енергије далеководима користе се различити напони у зависности од растојања на којима се електрична енергија преноси (10 kV, 35 kV, 110 kV, 220 kV, 400 kV) (Сл. 4.18). Већа растојања преноса електричне енергије захтевају веће напоне. Са повећањем напона повећава се и растојање између проводника и дужина изолатора којима се проводници изолују од носећег стуба далековода. Што је пут преноса електричне енергије дужи, напон се смањује и то због губитака који настају због претварања електричне енергије у топлотну. Да би се то избегло, неопходно је да се на одређеним растојањима преноса напон електричне енергије повећа, или да се у самим насељима смањи, како би могао да се користи. То повећавање и смањивање напона струје називамо трансформација електричне енергије, а она се врши у трансформаторима (трансформаторским станицама) (Сл. 4.19).

82

Сл. 4.18 Далековод

Сл. 4.19 Трансформаторска станица


О трансформаторима ћеш детаљније учити у лекцији „Електричне машине”.

uk a

pr

om

o

У електранама се из генератора добија трофазни наизменични напон од 6 kV до 24 kV. Тај напон се у оквиру самих електрана у трансформаторским станицама повећава на 110 kV, 220 kV или 380 kV. Далеководима високог напона произведена електрична енергија се прво доводи до разводних трансформаторских станица, где се напон снижава на 35 kV. Затим се електрична енергија разводи у поједина насеља, где се у трафо-станицама напон снижава на 10 kV да би се даље, пре употребе, у локалним трафо-станицама извршило коначно снижавање напона на 230 V или 400 V (Сл. 4.20 и 4.21).

Ed

Сл. 4.20 Разводна (а) и локална (б) трафо-станица

Сл. 4.21 Пренос и расподела електричне енергије од електране до потрошача

Систем далековода и трансформаторских станица помоћу кога се преноси и разводи електрична енергија назива се преносна електрична мрежа. Она се може извести као: електрична мрежа високог напона (далеководи) и електрична мрежа ниског напона (од локалних трафо-станица до стамбених и пословних зграда, фабрика, болница, школа итд.). Никола Тесла је био један од најпознатијих српских и светских проналазача и научника у области физике, електротехнике и радиотехнике. Рођен је 10. јула 1856. године у Смиљану, крај Госпића, а умро у Њујорку 7. јануара 1943. године. Најзначајнији Теслини проналасци су: обртно магнетно поље, асинхрони мотор, синхрони мотор, Теслин трансформатор, генератор, увођење наизменичне струје у широку употребу, пренос електричне струје на велике даљине итд. Био је кључан човек на изградњи прве хидроцентрале на Нијагариним водопадима.

83


ПИТАЊА:

o

1. Чиме се врши пренос електричне енергије високог напона? 2. Објасни поступак преношења електричне енергије од електрана до места потрошње. 3. Која је улога трансформаторских станица приликом преноса електричне енергије?

om

НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

• Производња, пренос и снабдевање електричном енергијом у једној земљи представља велики и сложен систем који се назива електроенергетски систем. • Електрична енергија се производи у енергетским постројењима која се зову електране. • Постоје хидроелектране, термоелектране и нуклеарне електране. • Главни део сваке електране је генератор. Генератор се састоји од ротора (покретног дела) и статора (непокретног дела). • Ротор генератора покреће турбине, које могу бити: водне (хидрауличне), парне и гасне. • Хидроелектране за свој рад користе енергију воде. Главни делови хидроелектране су: армиранобетонска брана, спроводно коло (тунел), водна (хидраулична) турбина, генератор и трансформаторска станица. Претварање енергија код хидроелектрана: потенцијална – кинетичка – механичка – електрична. Наша највећа хидроелектрана је ХЕ „Ђердап 1” која се налази на Дунаву код Кладова. • Термоелектране су оне електране код којих се генератори покрећу топлотним моторима, као што су: парне турбине, дизел-мотори и гасне турбине. Претварање енергија код термоелектрана: хемијска – топлотна – кинетичка – механичка – електрична. • Нуклеарне електране су сличне термоелектранама. Једина разлика је у начину загревања воде како би се произвела водена пара која служи за покретање турбине. Претварање енергија код нуклеарних електрана: нуклеарна (атомска) – топлотна – кинетичка – механичка - електрична. • За производњу електричне енергије путем сунчеве (соларне) енергије користе се соларне електране са фотонапонским ћелијама и соларне термоелектране. • Ветроелектране (аероелектране) раде тако што се кинетичка енергија ветра трансформише у механичку енергију посредством ветротурбина. • Један од најзначајнијих облика искоришћавања геотермалне енергије представља производња електричне енергије у геотермалним електранама. • Електране на биомасу су термоелектране у којима се се топлота потребна за производњу електричне енергије добија сагоревањем биомасе и отпада. • Пренос електричне енергије високог напона врши се помоћу далековода. • Повећавање и смањивање напона струје називамо трансформација електричне енергије и тај процес се одиграва у трансформаторима (трансформаторским станицама).

84


4.5. ЕЛЕКТРОИНСТАЛАЦИОНИ МАТЕРИЈАЛ И ПРИБОР Електрична инсталација у кући (стану) омогућује развођење електричне енергије до појединих пријемника. Она мора бити изведена тако да се пријемници могу по потреби укључити и искључити, а да притом људи и имовина буду безбедни.

Сл. 4.22 Кућна електрична инсталација

o

За израду кућне електричне инсталације користе се електроинсталациони материјали и прибор. Квалитет електроинсталационих материјала и прибора као и начин њиховог постављања мора да одговара одређеним стандардима. То је веома важно, како би се избегли евентуални несрећни случајеви, пожари и несигурност рада електричних инсталација (Сл. 4.22).

pr

om

Под електроинсталационим материјалом подразумева се целокупан материјал и прибор који улази у састав електричне инсталације. У електроинсталациони материјал и прибор спадају: проводници, инсталационе цеви и кутије, прекидачи, сијалична грла и сијалице, утичнице (прикључнице), утикачи, инсталациони осигурачи, разводне табле (ормарићи), електрична бројила и уклопни сатови.

ПРОВОДНИЦИ

uk a

Проводници су металне жице које служе за пренос електричне енергије. Они могу бити изоловани и неизоловани. Изоловани проводници се користе за електричне инсталације, прикључак електричних пријемника и подземну електричну мрежу. Неизоловани проводници имају само металну жицу која проводи електричну енергију и користе се за ваздушну електричну мрежу.

Ed

На попречном пресеку изолованих проводника можемо видети: метални део, изолацију, код неких и заштиту (Сл. 4.23).

Сл. 4.23 Делови изолованог проводника

85


o

Метални део је најчешће израђен од бакра или алуминијума. Он може бити пуног пресека тзв. ливени, или састављен од много танких жица (лицни) тзв. многожични (лицнасти) (Сл. 4.24). Проводници пуног пресека су крути и постављају се у зиду. Многожични проводници су савитљиви (еластични) и користе се као прикључни каблови код апарата и уређаја у домаћинству (пегла, миксер, млин за кафу, бушилица итд.). Метални део може имати различиту површину попречног пресека: 0,5 mm², 0,75 mm², 1 mm², 1,5 mm², 2,5 mm², 4 mm², 6 mm², 10 mm² итд. Који ће се попречни пресек проводника користити, зависиће од снаге потрошача који се њиме прикључује. Већа снага потрошача захтева већи попречни пресек проводника.

uk a

pr

Изолација има задатак да онемогући међусобни додир проводника, односно додир између проводника и околних предмета или живих бића. За изолацију проводника користе се: поливинил, гума и лак. Изолација појединих жила вишежилног проводника је различито обојена због лакшег спајања проводника у инсталацији. Црна или сива боја означавају изолацију фазних проводника. Плава боја се користи за нулти проводник. Жуто-зелена боја се користи за заштитни проводник (уземљење) (Сл. 4.25).

om

Сл. 4.24 Проводници: а) многожични (лицнасти) проводник; б) проводник пуног пресека (ливени).

Сл. 4.25 Ознаке изолације проводника: 1) фаза; 2) уземљење; 3) нула.

Ed

Заштита проводника је неопходна да би постали отпорнији на механичка оштећења, влагу или високу температуру. За заштиту се најчешће користе: текстил, јута, олово, азбест и сл. Према броју изолованих жила проводници могу бити: једножилни, двожилни, трожилни, четворожилни, петожилни и вишежилни (Сл. 4.26).

Сл. 4.26 Jедножилни, двожилни, трожилни и петожилни проводник

86


Свака врста проводника има своју ознаку, која се састоји од словних симбола и бројева. Словима се означава врста изолације и заштите и конструктивне карактеристике проводника. Бројевима се означава број жила и попречни пресек проводника. Пример слова која означавају чиме су проводници међусобно изоловани и од чега је израђен плашт: Р – PVC (пластика), G – гума, X – полиетилен. Пример слова која означавају конструктивне карактеристике проводника: A – отпоран на атмосферске утицаје, R – размакнути проводници, Y – уземљење (Сл. 4.27).

PP/R-3X2,5

PP/Y-5X1,5

o

PP/R-3X1,5

Сл. 4.27 Ознаке проводника

om

Проводници се полажу у зиду хоризонтално или вертикално. Најчешће се воде по зидовима 30 cm испод плафона, а од тог вода спуштају вертикално до прекидача и утичница.

uk a

pr

Посебна врста проводника су суперпроводници. За разлику од метала који, иако су добри проводници, ипак имају неки електрични отпор, суперпроводници не показују скоро никакав отпор проласка струје кроз њих. За суперпроводнике се користе метали (нпр. алуминијум и калај) који се охладе помоћу течног хелијума или азота на екстремно ниске температуре (и до –273°C), при чему њихова електрична отпорност нагло пада на нулу.

ИНСТАЛАЦИОНЕ ЦЕВИ И КУТИЈЕ

Ed

Инсталационе цеви штите проводнике од механичких оштећења и влаге. Такође додатно пружају електроизолациону заштиту проводницима. Постављају се у зид испод малтера, и кроз њих се провлаче проводници. Инсталационе цеви се израђују од пластичних маса и имају ребрасте зидове, да би се лако савиле (Сл. 4.28а). У новије време се ређе користе, јер се проводници производе са дуплом изолацијом од поливинила и као такви директно постављају на зид испод малтера. За полагање проводника на зиду користе се каналице које могу бити пластичне или алуминијумске (Сл. 4.28б).

Сл. 4.28 Инсталационе цеви (а) и каналице (б)

87


Инсталационе кутије се постављају на местима где се проводници гранају или где се постављају прикључнице и прекидачи (Сл. 4.29). Инсталационе кутије се производе од пластике и деле се на разводне и монтажне.

uk a

pr

om

o

Разводне кутије разводе струјна кола кућне електричне инсталације. У њима се електрични проводници спајају клемама (стезаљкама) или међусобним уплитањем (Сл. 4.30б). Веза проводника међусобним уплитањем мора да је чврста и изолована изолир траком (Сл. 4.30а). Разводне кутије могу бити округле, правоугаоне или четвртасте. На предњој страни разводних кутија постављају се поклопци.

Сл. 4.29 Инсталационе кутије

Сл. 4.30 Изолир трака (а) и порцуланска клем (стезаљка) (б)

ПРЕКИДАЧИ

Ed

Прекидачи се користе за укључивање и искључивање електричних потрошача. Струјно коло се тренутно успоставља (затвара) и прекида (отвара) уз помоћ прекидача. То је веома важно, како на контактима прекидача не би дошло до варничења или појаве електричног лука, услед чега би се прекидач брзо покварио. Прекидачи се најчешће израђују од бакелита са контактима од месинга. Монтирају се на фазни проводник, како потрошач не би био под напоном када је прекидач искључен. Постоји више подела и врста прекидача (Сл. 4.31). Према функцији, у зависности од тога да ли прекидају струјно коло на једном, два или три проводника, прекидачи се деле на: једнополне, двополне и трополне. Према изведеном покрету руке потребном да се прекидач активира, прекидачи се деле на: обртне, прегибне, притисне, потезне и тастере. Према томе да ли прекидају једно или више струјних кола, прекидачи се деле на: серијске, наизменичне, групне и унакрсне.

88


Према начину уградње, прекидачи се деле на: прекидаче за уградњу у зиду, прекидаче за уградњу на зиду и прекидаче за уградњу у апаратима (уградни). а)

Према степену заштите, прекидачи се деле на: прекидаче за суве просторије и прекидаче за влажне просторије или спољашњу употребу. г)

д)

в)

ђ)

е)

Сл. 4.31 Врсте прекидача: а) трополни, б) обртни, в) прегибни, г) тастер, д) једнополни прекидач, ђ) серијски, е) за уградњу на зиду.

o

Постоје и други прекидачи: обртни са регулацијом (потенциометром), паметан прекидач (димер) итд.

б)

pr

om

Најкоришћенији прекидач за расвету данас је једнополни прекидач (Сл. 4.32). Најважнији део механизма је виљушкаста месингана плочица. Она је преко навојне опруге у вези са дирком (тастером). Када се дирка притисне, дејство се преко опруге преноси на плочицу од месинга која премошћава контакте и тако успоставља коло струје. Дејством на други крај дирке раздваја се веза међу контактима и тако се прекида коло струје.

uk a

Тастер прекидачима се укључују електрична звона или други пријемници где је потребно краткотрајно затворити струјно коло. Тастер прекидач има повратну опругу и струјно коло се прекида чим престане притисак на тастер.

1

2 3 4

Ed

Серијски прекидач укључује и искључује два струјна кола (две сијалице или две групе сијалица), независно једно од другог. Најчешће се употребљава за лустере. Наизменични прекидач се користи за укључивање и искључивање једне сијалице са два различита места тј. прекидача. Обично се користи код осветљења степеништа и ходника. Унакрсни прекидач се користе у комбинацији са наизменичним. Најчешће се користе код степенишног осветљења у вишеспратницама.

Сл. 4.32 Једнополни прекидач: 1. контакти, 2. опруга, 3. месингана плочица, 4. дирка (тастер)

Код групних прекидача се истим покретом руке искључује напајање једног пријемника и укључује напајање другог. Оба струјна кола не могу бити укључена истовремено. Притисни прекидачи се најчешће користе код стоних лампи, а потезни код грејалица у купатилима као и код лустера, зидних и стоних лампи. Прегибни прекидачи се најчешће користе за укључивање и искључивање бојлера, а обртни за укључивање светла у влажним просторијама, па се самим тим монтирају на зиду.

89


ДА ЛИ ЗНАШ?

om

o

Паметан прекидач (димер) може да се постави на месту где нам је био класични прекидач за светло. Захваљујући микроконтролеру и напредном софтверу, овај прекидач је опремљен многим корисним опцијама за „паметну” контролу осветљења у стану. Укључивањем и искључивањем расвете можете управљати додиром или било којим даљинским управљачем. Такође, овим путем можете подешавати ниво осветљења, који можете унапред програмирати. На овај начин се остварују значајне уштеде електричне енергије. Када сте на годишњем одмору, посебно развијен програм за симулацију присутности укућана ће укључивати расвету ноћу у потпуно случајним временским интервалима, стварајући утисак да сте код куће. Овај прекидач има и функцију одложеног искључивања. Прекидач постепено укључује и искључује сијалицу и на тај начин јој продужава век трајања.

ДА ЛИ ЗНАШ?

Ed

uk a

pr

Прекидач са сензором покрета и буке. Овај прекидач можете укључити гласом или ударом дланом о длан. Прекидач реагује на звуке и покрет и искључује се аутоматски након одређеног времена. Довољно је закуцати на врата или рећи нпр. „Светло” или ,,Код куће сам". Осетљивост микрофона је подесива. Максимални домет је 9 m, а угао покривености 140°. Подешавање времена 10 сек – 7 мин.

СИЈАЛИЧНА ГРЛА И СИЈАЛИЦЕ

Сијалична грла служе да се преко њих сијалице прикључе на електричну инсталацију. Састоје се од горњег дела (капе) и доњег дела (тела), који су спојени помоћу завртња постављеног у унутрашњост доњег дела. У тело се уврће сијалица, а кроз отвор на капи се провлаче проводници. Израђују се од бакелита (тврда пластика) или порцелана за сијалице веће снаге. Навој у телу и месингани лимови омогућавају да сијалица оствари контакт са проводницима. Фазни проводник увек се повезује на средишњи контакт сијаличног грла, а нулти на метални навој помоћу кога се уврће сијалица (Сл. 4.33).

90

Сл. 4.33 Сијалично грло: 1. тело; 2. капа; 3. фазни контакт; 4. нулти контакт.


У зависности од врсте сијалице користе се различити типови сијаличних грла. Најчешћa су сијалична грла са навојем (Едисонова): Е-27 (нормал), Е-14 (мињон) и Е-40 (голијат) (Сл. 4.34).

Сл. 4.34 Сијалична грла: а) Е-27; б) Е-14; в) Е-40.

pr

om

o

Сијалица даје светлост зрачењем ужарене нити кроз коју протиче електрична струја (Сл. 4.35). Светлећа (ужарена) нит је направљена од волфрама и налази се у стакленом балону сијалице из кога је одстрањен ваздух. Потпорне жице усађене у стаклену основу држе волфрамову нит. Метална капица Сл. 4.35 Сијалица: на ужем делу стакленог балона је у облику навоја и омогућује 1. стаклени балон; чврсто повезивање сијалице са сијаличним грлом. Контакти у 2. светлећа (волфрамова) сијаличном грлу омогућавају да електрична струја преко сијанит; 3. потпорне жице; личне металне основе дође даље преко два жичана контакта 4. стаклена основа; до жарне нити. Како би степен искоришћења био већи, жарна 5. контактна жица; нит је у облику танке спирале. Најчешће снаге сијалица које су 6. навојна капица; на тржишту су: 25 W (вати), 40 W, 60 W, 75 W, 100 W. 7. електрични контакт.

uk a

Поред стандардних сијалица, данас се производе и: флуоресцентне сијалице, штедљиве сијалице, халогене сијалице, сијалице са металним парама, лед-сијалице, сијалице у боји итд.

Ed

Флуоресцентне сијалице имају облик дугачке стаклене цеви на чијим крајевима се налазе две електроде (Сл. 4.36). Њена унутрашњост је испуњена аргоном и малом количином живине паре. Унутрашњи зид стаклене цеви је пресвучен танким слојем флуоресцентног праха. Када се кроз сијалицу пропусти електрична струја, емитују се ултраљубичасти зраци, који делују на флуоресцентни прах, па он почиње да светли. Ове сијалице се на електричну мрежу повезују индиректно преко стартера. Флуоресцентне сијалице дају четири пута јачу светлост од класичних сијалица са жарном нити и трају десет пута дуже. Зато су скупље од класичних сијалица. Примењују се у већим просторима као и просторима, где је потребно равномерније и јаче осветљење (болнице, школе, фабрике, продавнице, пројектни бирои, кухиње и сл.).

Сл. 4.36 Флуоросцентна сијалица

91


ДА ЛИ ЗНАШ? Проналазач Томас Едисон направио је 1879. године електричну сијалицу са ужареним влакном угљена. Када се угљено влакно загревало проласком електричне струје кроз њега, оно је светлело. Када је то чинио у ваздуху, сам угаљ би брзо изгорео. Зато је Едисон ставио влакно у стаклени балон крушкастог облика и извукао ваздух из њега. С обзиром на то да у стакленом балону није било више кисеоника, угљен није могао да гори. Само је јасно светлео, трошећи се веома споро. Тако је настала електрична сијалица. Данас се уместо угљене користи волфрамова нит, како би се јачим загревањем добило више светлости.

ПРИКЉУЧНИЦЕ (УТИЧНИЦЕ) И УТИКАЧИ

o

Прикључнице (утичнице) и утикачи спадају у електроинсталациони материјал који служи за спајање електричних апарата, машина и уређаја на електричну инсталацију.

Ed

uk a

pr

om

Прикључнице се монтирају у зиду или на зиду (влажне просторије). Уколико се из разводне кутије до прикључнице спушта трожилни проводник (фаза, нула и уземљење), онда је то монофазна прикључница (Сл. 4.37а), а уколико до прикључнице долази петожилни проводник (три фазе, нула и уземљење), онда је то трофазна прикључница (Сл. 4.37б). Прикључнице за монтажу у влажним просторијама (подруми, купатила...), као и за спољну упоСл. 4.37 Монофазна (а) и требу, морају имати заштитни поклопац који их трофазна прикључница (б) штити од влаге, водене паре и воде (Сл. 4.38). Унутрашњи део прикључнице има керамичко изолационо тело на коме се налазе контакти за фазе, нулу и уземљење који су од метала (најчешће месинга). Спољашњи део прикључнице је направљен од бакелита (тврда пластика). За једноставније прикључивање више електричних апарата који су удаљени од зидне прикључнице, користе се специјално направљене прикључнице у виду продужног кабла (Сл. 4.39).

Сл. 4.38 Прикључница са поклопцем

92

Сл. 4.39 Продужни кабл


Данас се на тржишту могу наћи прикључнице са даљинским управљањем (Сл. 4.40а) и прикључнице са тајмером (Сл. 4.40б) помоћу којих се програмирано могу укључивати и искључивати уређаји и апарати који су укључени у њих.

Сл. 4.40 Прикључнице са даљинским управљачем (а) и са тајмером (б)

uk a

Сл. 4.42 Начин повезивања монофазног утикача

pr

om

o

Утикачи се користе за прикључење електричних апарата, машина и уређаја на електричну струју преко утичница. Одређени утикач може да се укључи само у одговарајућу утичницу. Тако постоје: монофазни (Сл.4.41а) и трофазни утикачи (Сл.4.41б). Утикачи су монтирани на крају прикључног кабла апарата или уређаја (Сл. 4.42).

Сл. 4.41 Монофазни (а) и трофазни утикач (б)

ТРЕБА ЗНАТИ...

Ed

Приликом вађења утикача потребно је једном руком придржавати прикључницу како не би дошло до изваљивања прикључнице из зида.

Тајмер са светлосним сензором је међуутикач који, у зависности од дневне светлости, преко сензора укључује односно искључује уређаје при изласку или заласку сунца (Сл. 4.43). Преко тајмер-функције се додатно може подесити време рада на: 0,5; 1; 2; 4; 6 и 8 сати. Тајмер поседује прекидач за укључивање/искључивање, као и дугме за подешавање светлосне вредности.

Сл. 4.43 Тајмер са светлосним сензором

93


ИНСТАЛАЦИОНИ ОСИГУРАЧИ Осигурачи имају заштитну улогу у струјном колу електричне инсталације. Они штите људе, проводнике и потрошаче у случају преоптерећења инсталације или кратког споја. Људе штите од струјног удара, а потрошаче (пријемнике) од квара и пожара. Преоптерећење инсталације настаје када се у оквиру једног струјног кола укључи један или више потрошача чија је укупна снага већа од дозвољене, с обзиром на попречни пресек електричног проводника који доводи струју до њих. Кратак спој настаје када се додирну нулти и фазни проводник или два фазна проводника, и то најчешће услед механичког оштећења прикључног кабла, квара апарата, неправилног руковања апаратима и уређајима, погрешног повезивања електричних инсталација, поплаве у стану, удара грома у близини стана итд.

o

Дакле, да би се избегли несрећа, пожар, квар апарата или оштећење електричних инсталација, на разводној табли стана, на почетку сваког струјног кола, на фазном проводнику се поставља осигурач.

om

ДА ЛИ ЗНАШ?

pr

Каже се да је осигурач намерно ослабљено место у струјном колу електричне инсталације, зато што је попречни пресек проводника у осигурачу много мањи од попречног пресека проводника који доводи струју до потрошача. Размисли и објасни шта би се десило да је обрнуто.

uk a

Према начину прекидања струјног кола, осигураче делимо на: топљиве и аутоматске.

Ed

Топљиви осигурачи се састоје од: подножја (основа), патрона (уложак) и капе (Сл. 4.44).

Сл. 4.44 Топљиви осигурач: 1. капа, 2. уложак (патрон), 3. подножје, 4. унутрашњи навој, 5. контактни завртњи

94


Подножје осигурача се израђује од порцелана. Са доње стране подножја се налазе два контактна завртња за спајање са проводницима, а у унутрашњем делу навој за причвршћивање капе осигурача.

om

o

Патрон (уложак, уметак) оси- Боја значке на патрони гурача се израђује од порцелана (ке- и калибарском прстену Називна струја уметка рамике) са две цилиндричне капице. 2А Ружичаста Металне капице су унутар патрона 4А Смеђа спојене жицом малог пречника од лако топљивог метала и затезном 6А Зелена нити за коју је преко мале опруге спо10 А Црвена јена обојена сигнална значка. Боја 16 А Сива значке на патрону означава јачину струје за коју је намењен патрон оси20 А Плава гурача (Сл. 4.45). Када кроз топљиву 25 А Жута жицу патрона прође струја веће ја35 А Црна чине од дозвољене, она се загреје и истопи, при чему се прекида струјно Сл. 4.45 Стандардне јачине топљивих осигурача коло. Капа осигурача је направљена од порцелана са навојем помоћу кога се спаја са подножјем.

uk a

pr

Поред наведених топљивих осигурача, постоје и мали топљиви осигурачи који се уграђују у електронске апарате и уређаје као што су: телевизори, радио-уређаји, плејери, рачунари итд (Сл. 4.46).

ТРЕБА ЗНАТИ...

Сл. 4.46 Мали топљиви осигурач

Ed

Осигурач је увек предвиђен за јачину струје мању од оне максималне коју проводник може да поднесе. Тако ће осигурач прегорети пре него што дође до прегоревања проводника, у чему је и суштина заштите проводника и потрошача. Зато се прегорели патрон замењује увек новим патроном предвиђеним за исту јачину струје. Строго је забрањено „крпљење” патрона осигурача, тј. улагање жице у прегорели патрон, јер такав „поправак” осигурача може изазвати пожар због прегревања електричних проводника.

УПОЗОРЕЊЕ Забрањено је изводити било какве интервенције на електричној инсталацији под напоном. Пре било каквих радова на електричној инсталацији или уређајима треба обавезно искључити осигурач дотичног струјног кола.

95


Аутоматски осигурачи, како сама реч каже, аутоматски искључују струјна кола при преоптерећењу или при кратком споју (Сл. 4.47). Када се квар поправи, или када се искључе потрошачи који су преоптеретили струјно коло, осигурач се може поново укључити подизањем ручице преклопног прекидача.

Сл. 4.47 Аутоматски осигурачи

pr

om

Осигурачи се постављају на разводној табли у ормарићу (Сл. 4.48). Разводне табле су отворене или затворене плоче снабдевене опремом за раздвајање струјних кола. Опремљене су осигурачима, прекидачима, бројилима и другом опремом.

o

Аутоматски осигурачи имају бакелитно кућиште.

uk a

Према начину напајања разводне табле и ормани деле се на: • главне: напајају се директно са дистрибутивне мреже; • споредне (спратне): напају се из главног ормана преко струјних проводника. Сл. 4.48 Разводни ормарић са осигурачима

ЕЛЕКТРИЧНА БРОЈИЛА

Ed

Електрична бројила служе за мерење и регистровање потрошње електричне енергије. Мерење врше у киловат часовима (kWh) као обрачунским јединицама, што представља количину од једног киловата преузете снаге у периоду од сат времена. Постоји више врста механичких бројила, међутим данас се на новим објектима искључиво инсталирају електронска (дигитална) бројила која представљају најсавременије уређаје за мерење потрошње електричне енергије (Сл. 4.49). Бројила су потпуно електронска, без иједног покретног дела. Имају више могућности евидентирања различитих параметара мерења. Могу показивати податке о максимално постигнутој снази, као и о тренутној снази на бројилу. За приказ стања користе дисплеј. На дисплеју се приказује само један податак (тарифа), обично она тарифа која је тренутно активна. Притиском на одређени прекидач (дугме) могу

96

Сл. 4.49 Трофазно дигитално бројило


се очитати и остали подаци. Бројила имају сигналну лед-диоду која блеска ритмом који је пропорционалан прикљученој снази. Ова бројила имају уграђен уклопни сат помоћу ког се очитава двотарифна потрошња електричне енергије. Такође, имају уграђен лимитатор потрошње, који има задатак да спречи повлачење веће снаге из електричне мреже од дозвољене. Поред велике прецизности при мерењу, велика предност ових бројила је и могућност даљинског аутоматског очитавања.

УРАДИ САМ

om

o

Прочитај колико kWh (киловат-часова) показује електрично бројило у твом стану и забележи тај податак (број). Кроз недељу дана опет прочитај, па израчунај разлику вредности добијених првим и другим читањем. Та разлика показује недељну потрошњу електричне енергије у твом домаћинству. Ако помножиш недељну потрошњу са 4, добићеш просечну месечну потрошњу. Размисли о томе које мере штедње можеш да предложиш укућанима како би смањили укупну потрошњу електричне енергије.

ПИТАЊА:

Ed

uk a

pr

1. Шта спада у електроинсталациони материјал? 2. Чему служе проводници и како се деле? 3. Који су главни делови изолованих проводника и од чега могу бити направљени? 4. Чему служе инсталационе кутије и цеви? 5. Која је улога прекидача у струјном колу? 6. Наброј врсте прекидача. 7. Наброј врсте сијаличних грла и сијалица. 8. Чему служе прикључнице (утичнице) и утикачи? 9. Која је разлика између монофазне и трофазне прикључнице? 10. Које врсте осигурача постоје и која је њихова улога у струјном колу? 11. Због чега се прекидачи и осигурачи постављају на фазни проводник? 12. Чему служе електрична бројила?

97


4.6. ЕЛЕКТРИЧНА ИНСТАЛАЦИЈА – ОПАСНОСТИ И МЕРЕ ЗАШТИТЕ Електрична инсталација се поставља да би обезбедила непрекидно и безбедно снабдевање потрошача електричном енергијом. Она представља део система преноса електричне енергије од места прикључења објекта на електричну мрежу ниског напона до потрошача електричне енергије. Електрична нсталација се поставља, уз помоћ различитог електроинсталационог материјала, у електричне апарате и уређаје. Њиховим неправилним коришћењем можемо проузроковати квар, па самим тим и изазвати негативне последице по наш организам. О електроинсталационом материјалу учићеш детаљније нешто касније.

o

Из искуства коришћења разних апарата и уређаја знамо да је електрична енергија изузетно значајна за наш свакодневни живот и рад, али и да њеним неправилним коришћењем она може бити веома опасна.

om

При непажљивом раду или руковању електричним инсталацијама и уређајима који су оштећени или неисправни може доћи до струјног удара. Струјни удар настаје у тренутку када електрична струја протекне кроз људско тело, што може бити веома опасно по живот човека.

• • •

pr

uk a

• • • •

Јачина струјног удара и последице по човечје тело зависе од: јачине струје која протиче кроз тело човека; врсте струје (наизменична струја је много опаснија од једносмерне); дужине протока струје кроз тело човека; пута проласка електричне струје кроз тело човека (најопасније је када струја прође кроз срце или главу); влажности тела и подлоге на којој стојимо; врсте одећа и обуће које у том тренутку имамо на себи; конституције самог организма.

Ed

Струјни удар изазива неконтролисано грчење или снажно пружање мишића, па се може догодити да човек под јачим електричним ударом: • згрчи шаком електрични проводник под напоном и не може да га пусти; • пребледи, отежано дише, има неправилан рад срца, губитак свести; • због грчења мишића грудног коша и јаког бола може испуштати неартикулисане звуке; • због наглог активирања мишића може одскочити и пасти или пасти са висине; • приликом додира струје високог напона може добити опекотине високог степена; • код смера протицања струје преко грудног коша може доћи до престанка рада срца. Да бисмо спречили могућност струјног удара, морамо се придржавати неких основних правила, тј. мера заштите: • електричне уређаје не додиривати влажним рукама; • не укључивати електричне уређаје у влажним просторијама; • никада не додиривати неизоловане проводнике; • пре првог укључивања нових електричних апарата обавезно прочитати упутство за употребу;

98


• • • • • • •

пре евентуалне поправке неког електричног уређаја обавезно га искључити из електричне мреже; пре било каквог рада на електричној инсталацији обавезно прво искључити осигурач; не укључивати апарате који су неисправни или су им оштећени кућиште или проводник; редовно контролисати исправност уземљења; не треба газити преко укључених проводника, а то су најчешће продужни каблови; апарате искључивати из прикључница са две руке, тако што једном држимо утикач, а другом прикључницу; било шта да радимо на електричној инсталацији, па чак ако само мењамо прегорелу сијалицу, обавезно треба носити обућу са гуменим ђоном.

om

o

Ако наиђете на особу која је доживела струјни удар, унесрећеном морате пружити прву помоћ тако да сами не страдате. Главно правило при пружању прве помоћи код удара електричне струје јесте брзина акције. То значи да треба што пре ослободити повређеног од деловања струје, а након тога одмах започети оживљавање, ако повређени не дише или му не куца срце.

Ed

uk a

pr

Редослед пружања помоћи особи која је доживела струјни удар је следећи: 1. Уколико у близини места несреће има одраслих особа, хитно их позвати. 2. Уколико сте сами, а унесрећени је у струјном колу кроз које још увек протиче електрична струја, треба га што пре ослободити. Спасилац мора пазити и на сопствену безбедност. У зависности од конкретне ситуације, струјно коло се прекида извлачењем утикача из прикључнице, вађењем осигурача или одвајањем проводника од тела унесрећеног помоћу предмета од изолационог материјала (суво дрво, пластична цев, гумени предмет, дебљи слој суве тканине или папира) (Сл. 4.50). При томе морате водити рачуна да стојите на сувој подлози.

Сл. 4.50 Одвајање проводника од тела повређеног 3. Одмах позвати хитну помоћ, позивом на број 194. 4. Прегледати повређеног, пре свега проверити да ли крвари, да ли дише и да ли му ради срце (Сл. 4.51). 5. Ако повређени крвари, прво треба зауставити крварење подвезивањем главне вене испод места где повређени крвари.

99


o

Сл. 4.51 Преглед повређеног

ВЕЖБА

uk a

pr

om

6. Ако повређени не дише, отворити му уста и прстима проверити да ли му се језик вратио ка душнику. У том случају језик треба извући, јер тиме ослобађате дисајне органе, како се повређени не би угушио. 7. Уколико је повређени у несвести а дише, окренути га у бочни положај. 8. Уколико је повређени у несвести, не дише и констатован му је престанак рада срца, хитно треба започети са оживљавањем. Оживљавање вршити комбинованом методом истовременог давања вештачког дисања и масаже срца (Сл. 4.52). Ова метода се изводи на следећи начин: 3‒4 пута се удувава ваздух уста на уста, па се потом врши 15‒20 пута притисак на грудни кош, чиме се масира срце. Уколико оживљавање изводе две особе, једна изводи вештачко дисање а друга масажу срца, на већ описан начин. Поступак се понавља док се не успостави нормалан рад срца и плућа или док не стигне лекар. По завршеном успешном оживљавању, теже повређени често остаје у несвесном стању, па му и даље прете сметње у дисању и у раду срца. То ћемо спречити окретањем унесрећеног на бок. Када повређени дође к свести, пружа му се прва помоћ и за евентуалне друге повреде. Уколико повређени прихвата, треба му дати да пије што више течности. 9. Евентуални пожар изазван струјним ударом не сме се гасити водом док се не искључи напајање објекта струјом.

Сл. 4.52 Давање вештачког дисања и масажа срца

Ed

Анализирај како користиш електричне апарате и уређаје у кући/стану. Да ли запажаш неку неправилност у том коришћењу и шта ћеш предузети да се она не понови?

ПИТАЊА: 1. 2. 3. 4.

Чему служи електрична инсталација? Како настаје струјни удар? Које су последице од струјног удара по човека? Од чега зависи јачина струјног удара и величина последица по људско тело? 5. Које су мере заштите којих се морамо придржавати да не би дошло до струјног удара? 6. Објасни поступак пружања прве помоћи унесрећеном од струјног удара.

100


4.7. САСТАВЉАЊЕ ЕЛЕКТРИЧНИХ (СТРУЈНИХ) КОЛА За планирање и постављање електричне кућне инсталације, поред електроинсталационог материјала потребно је познавати појам струјног кола и његово практично спајање, симболе који се користе у електротехници као и основне принципе пројектовања и цртања шема кућне електричне инсталације.

Струја ће потећи у неком електричном колу само ако су његови крајеви спојени за две „тачке” између којих постоји разлика у потенцијалу – напону. Да би струја стално протицала, напон се мора одржавати. Ту функцију врши извор електричне струје.

om

Већ си у оквиру области техничка и дигитална писменост учио/учила да се за цртање електричних шема користе симболи који представљају међународно договорене ознаке електроинсталационог материјала.

o

Струјно коло сачињавају извор електричне енергије, прекидач, пријемник (потрошач) и проводници који их повезују (Сл. 4.53).

uk a

pr

Сл. 4.53 Струјно коло Проводници којима се повезују струјна кола садрже фазни проводник, нулти проводник и проводник уземљења. Фазни проводник (F) у себи има напон струје од 230V, док нулти проводник (O или N) и проводник уземљења (Z или U) немају у себи напона тј. њихов напон је раван нули.

Ed

Уземљење има заштитну улогу у оквиру кућне електричне инсталације. Оно штити електричне инсталације и апарате од квара и људе од струјног удара. Електрични уређаји са металним деловима који могу доћи у додир са људима морају бити прикључени на електричну мрежу путем шуко-прикључнице и шуко-утикача тј. преко проводника за уземљење (електрични шпорет, термоакумулациона пећ, бојлер, грејалица, пегла итд). Проводник између шуко-утикача и уређаја (апарата) мора бити трожилни. Поред фазе и нуле, проводник са жуто-зеленом изолацијом, који представља уземљење, мора бити повезан са металним деловима уређаја с једне, и на заштитне контакте шуко-прикључнице с друге стране. Ако додирнемо апарат који је уземљен, а код кога је услед квара или погрешног повезивања фазни проводник дошао у контакт са металним кућиштем апарата, вишак електричне енергије уместо кроз наше тело, које пружа већи отпор, отићи ће кроз проводник уземљења у земљу, и тако нас сачувати од струјног удара. Поред тога, прегореће и осигурач, па неисправан апарат више неће бити под напоном. У кућним електричним инсталацијама користи се више различитих струјних кола. Ми ћемо учити она најчешћа.

101


Струјно коло прикључнице са уземљењем (шуко-прикључница) (Сл. 4.54). Из разводне кутије доводи се трожилни проводник (фаза, нула и уземљење) до шуко-прикључнице, где се повезује са предвиђеним и обележеним контактима. Из једне разводне кутије се могу повезати две прикључнице, али се и овом приликом свака прикључница везује за фазу, нулу и уземљење посебно. Монофазна шуко-прикључница се повезује изолованим PVC проводницима 3 х 2.5 mm2, и осигурава са једним осигурачем од 10 А.

o

F Z 0

б)

om

а)

Сл. 4.54 Струјно коло прикључница са уземљењем (шуко-прикључница): а) двополна шема; б) једнополна шема.

Ed

R S T 0 Z

uk a

pr

Струјно коло трофазне прикључнице са уземљењем (Сл. 4.55). Из разводне кутије доводи се петожилни проводник (три фазе, нула и уземљење) до трофазне прикључнице, где се повезује са предвиђеним и обележеним контактима. Трофазна прикључница се повезује са изолованим PVC проводницима 5 х 2.5 mm2, и осигурава са три осигурача од 10 А.

а)

б)

Сл. 4.55 Струјно коло трофазне прикључнице са уземљењем: а) двополна шема; б) једнополна шема.

102


Струјно коло сијалице са једнополним прекидачем (Сл. 4.56). Из разводне кутије се нулти проводник доводи директно до сијаличног грла. Фазни проводник се прво доводи до прекидача, па тек од њега преко разводне кутије у сијалично грло, и то до његовог средишњег контакта.

0 F

б)

o

а)

om

Сл. 4.56 Струјно коло сијалице са једнополним прекидачем: а) двополна шема; б) једнополна шема.

uk a

pr

Струјно коло сијалица са серијским прекидачем (Сл. 4.57). Из разводне кутије се нулти проводник доводи директно до сијаличних грла. Фазни проводник доводи се до прекидача, а одатле се грана у два проводника, од којих сваки иде преко разводне кутије у по једну сијалицу (или једну групу сијалица). Серијски прекидач је у ствари двополни прекидач, тако да преко једног тастера палимо једну сијалицу (групу сијалица), а преко другог тастера другу сијалицу (групу сијалица). Најчешће се користи код лустера.

0 F

Ed

Струјна кола осветљења изводе се у стану изолованим проводницима 3 х 1.5 mm2. Осигуравају се осигурачем од 6 А. У мањим становима све сијалице су осигуране једним осигурачем, а у већим са два или више осигурача.

а)

б)

Сл. 4.57 Струјно коло сијалица са серијским прекидачем: а) двополна шема; б) једнополна шема.

103


Струјно коло сијалице са наизменичним прекидачем (Сл. 4.58). Из разводне кутије нулти проводник се доводи директно до сијаличног грла. Фазни проводник доводи се прво до једног прекидача, а одатле се два проводника преко разводне кутије воде се у други прекидач. Од другог прекидача, један проводник, преко разводне кутије, спаја се са сијаличним грлом. Сијалица која је упаљена помоћу једног прекидача може се угасити на истом или на другом прекидачу и обратно. Оваква струјна кола се користе код дугачких ходника или код степенишног осветљења.

0

om

o

F

а)

б)

pr

Сл. 4.58 Струјно коло сијалице са наизменичним прекидачем: а) двополна шема; б) једнополна шема.

Ed

uk a

Струјно коло звона (Сл. 4.59). Код јачих звона напона од 230 V (нпр. школско звоно) нулти проводник се из разводне кутије доводи директно до звона. Фазни проводник се прво доводи до тастер прекидача, па тек од њега преко разводне кутије у звоно. Код кућних звона из разводне кутије проводник се прво доводи до трансформатора, где се електрични напон са 230 V смањује на 6 V, 8 V или 12 V, у зависности од врсте звона. Затим се фазни проводник прво доводи до тастер прекидача па у звоно, док се нулти проводник води директно у звоно. 0 F

а)

0 F

Т

б)

Сл. 4.59 Струјно коло звона: а) прикључак на 230V; б) прикључак преко трансформатора.

104


ВЕЖБА Нацртај у свесци двополну шему струјних кола сијалице са једнополним, серијским и наизменичним прекидачем и спој их на монтажној испитној плочи. Помоћу материјала из конструкторских кутија. Уз помоћ батерије напона до 24V провери исправност повезаних струјних кола.

ВЕЖБА

Ed

uk a

pr

om

o

Уз помоћ програма VirtuaLab Electricity спој струјна кола батерије са сијалицама, електричним звоном, прекидачима, разводним кутијама, реостатом (отпорником променљиве вредности), уз коришћење волтметра и амперметра. Симулирај њихов рад.

ПИТАЊА:

1. Који су основни елементи струјног кола? 2. Наброј струјна кола кућне електричне инсталације. 3. Нацртај у свесци и објасни шеме најчешћих струјних кола кућне електричне инсталације.

105


4. 8. КОРИШЋЕЊЕ ФАЗНОГ ИСПИТИВАЧА И МЕРЕЊЕ ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЕЛИЧИНА МУЛТИМЕТРОМ

om

o

За утврђивање који је проводник фазни, као и за испитивање да ли су проводници или метални делови електричних апарата под струјним напоном, користимо фазни испитивач (глинерицу). Састоји се од шупље дршке, направљене од провидне пластике као изолационог материјала, у којој су смештени спирална опруга, тињалица и отпорник. Са једне стране фазног испитивача налази се одвртка, а са друге стране метална капица (контакт) (Сл. 4.60).

pr

Сл. 4.60 Фазни испитивач: 1. метална капица (контакт); 2. спирална опруга; 3. тињалица; 4. отпорник; 5. одвртка.

uk a

За утврђивање фазног проводника у утичници са уземљењем (шуко-прикључници) потребно је да врх фазног испитивача увучемо прво у један па онда у други отвор у прикључници. Фазни испитивач држимо између кажипрста и средњег прста, а палац на металној капици, при чему нам се ништа неће десити јер кроз испитивач због великог отпора пролази врло слаба струја (Сл. 4.61а). Када врх фазног испитивача убацимо у фазни отвор у утичници, кроз испитивач ће потећи струја и засветлеће тињалица, уколико исто поновимо у нулти отвор, тињалица неће светлети.

Ed

Понекад се деси да услед квара неког електричног апарата, напон струје доспе у његово кућиште што може изазвати тешке последице по наш организам уколико га додирнемо руком. Ако сумњамо да у металном кућишту неког од наших кућних електричних апарата има напона струје, то можемо испитати помоћу фазног испитивача. Поновимо исти поступак као код одређивања фазног контакта у шуко-прикључници, тако што врхом фазног испитивача додирнемо металСл. 4.61 Коришћење фазног испитивача: ни део кућишта апарата. Уколико ти- а) утврђивање који је проводник фазни у шуко-прињалица засветли, такав апарат одмах кључници; б) испитивање да ли су метални делови треба искључити из струјног напона и електричних апарата под струјним напоном. извршити његову поправку (Сл. 4.61б).

106


УПОЗОРЕЊЕ

om

Мултиметар (унимер) је уређај (инструмент) који служи за мерење електричних величина у електротехници при извођењу радова на електроинсталацијама, приликом провере исправности и поправке свих врста електричних апарата и уређаја, као и у електроници (Сл. 4.62). Постоји изузетно велики број различитих мултиметара, у зависности од произвођача, али основне величине које сви мере jeсу отпорност, једносмерни и наизменични напон и једносмерну струју. Поред наведених величина, квалитетнији мултиметри могу мерити и наизменичну струју, исправност диода и транзистора, електричну капацитивност, фреквенцију, температуру итд.

o

Уколико имаш потребу да испиташ фазни проводник неке шуко-прикључнице у кућним условима, то уради уз обавезно одобрење једног од родитеља!

УПОЗОРЕЊЕ

Сл. 4.62 Мултиметар

uk a

pr

Пре употребе било ког мултиметра обавезно прочитај упутство о његовом коришћењу, јер у случају нестручног руковања при мерењу може доћи до његовог прегоревања.

Ed

Пре сваке употребе треба прво прикључити мерне електроде на мултиметар. Оне се прикључују на конекторе, којих укупно може да буде четири, с тим што црна електрода, која је минус или нула, увек иде у конектор обележен са СОМ. Црвена мерна електрода (плус) поставља се у одређени конектор у зависности од величине коју мерите. Конектор обележен са VΩ користи се за мерење напона и отпорности, конектор mA за мерење струје, док се за мерење већих вредности струје користи конектор обележен са 20А. Сваки дигитални мултиметар има велики обртни преклопник са означеним електричним величинама које мериш. Приметићеш да при избору електричне величине коју мериш постоји више понуђених вредности те величине. То су опсези или домашаји. Пре него што започнеш са мерењем, на преклопнику треба да одабереш одговарајућу електричну величину коју желиш да измериш. Увек мораш водити рачуна да, при промени типа величине, обавезно треба прво скинути мерне електроде са елемента који мериш. У супротном, доћи ће до прегоревања инструмента. Како изабрати опсег? При мерењу неке електричне величине, увек то чини од највећег опсега ка оном најмањем, тако да добијеш оптималан приказ измерене величине на дисплеју.

107


Mерење једносмерног и наизменичног напона такође започни са највећим опсегом. Уколико је број на дисплеју сувише мали, смањујеш опсег све док не добијеш одговарајућу тачност. Води рачуна о томе како ћеш да поставиш мерне електроде – црна иде на минус, а црвена на плус, док за мерење наизменичног напона то није важно. Када мериш напон на неком елементу, односно потрошачу, мултиметар повезујеш паралелно са елементом на којем се мери напон. Мерење отпорности је још једноставније. Пре свега, отпорник који мериш треба да одвојиш од осталих елемената електричног поља, а затим мерне електроде постави на крајеве отпорника (полови нису битни), и једноставно очитај број на дисплеју. Уколико одабереш већи опсег, отпорност ће бити нула, па зато смањи опсег све док не добијеш што прецизнији број.

om

o

Приликом провере кратког споја на неком осигурачу, прво спој мерне електроде да провериш исправност мултиметра. Ако се зачује звучни сигнал, уређај је исправан. Када једну мерну електроду прислониш на један, а другу на други крај осигурача, чућеш звучни сигнал уколико је осигурач исправан. Ако звучни сигнал изостане, онда је дошло до кратког споја, тј. осигурач је неисправан.

ВЕЖБА

uk a

pr

Измери напон батерија различите волтаже помоћу мултиметра. Преклопник постави у положај за мерење једносмерног напона. Црну мерну електроду постави у конектор обележен са СОМ, а црвену у конектор обележен са VΩ. Постави црвену мерну електроду, или „пипаљку” (како се још назива), на плус крај батерије, а црну мерну електроду на минус крај батерије и очитај вредност једносмерног напона на дисплеју.

ВЕЖБА

Ed

Измери величину наизменичног напона у шуко-прикључници помоћу мултиметра. Преклопник постави у положај за мерење наизменичног напона. Мерење почињеш са највећим опсегом, уколико не знаш очекивану вредност наизменичног напона. Приликом повезивања каблова на мултиметар, црну мерну електроду постави у конектор обележен са СОМ, а црвену у конектор обележен са VΩ. Код мерења наизменичног напона није битно како поставиш мерне електроде, већ једну увуци у један отвор прикључнице, а другу у други отвор. Очитај вредност наизменичног напона у шуко-прикључници на дисплеју. Мерење напона у прикључници је сигурно јер су прикључни каблови (пипалице) добро изоловани, тако да нема опасности од струјног удара.

Ову вежбу можеш реализовати само уз обавезно присуство наставника!

108


ВЕЖБА Помоћу мултиметра провери исправност (кратак спој) осигурача и појединачне вредности више различитих отпорника.

ВЕЖБА

pr

ПИТАЊА:

om

o

Уз помоћ мултиметра измери електричне величине на претходно састављеним струјним колима сијалице са једнополним, серијским и наизменичним прекидачем, као и струјним колима редно и паралелно повезаних сијалица.

Ed

uk a

1. Наброј главне делове мултиметра. 2. Чему служи мултиметар? 3. Објасни начине мерења помоћу мултиметра.

109


4.9. КУЋНЕ ЕЛЕКТРИЧНЕ ИНСТАЛАЦИЈЕ Кућне електричне инсталације су део преносног система од места прикључка на мрежу ниског напона до пријемника (потрошача). Већ смо учили да се електрична енергија преноси преко мреже високог напона и нисконапонске разводне мреже. Електрична мрежа ниског напона служи за развод електричне енергије од трансформаторских станица до прикључка потрошача. Преко мреже се електричном енергијом напајају пријемници за електрично осветљење, за моторни погон, термичке пријемнике, пријемнике у индустрији итд. Она обезбеђује непрекидно напајање потрошача електричном енергијом.

o

om

uk a

pr

• •

Постоје два начинa довођења електричне мреже до потрошача: надземни (ваздушни) и подземни (кабловски) (Сл.4.63).

б)

Ed

а)

Сл.4.63 Кућни прикључак електричне енергије: а) надземни (ваздушни); б) подземни (кабловски).

Надземни кућни прикључак повезује надземну електричну мрежу ниског напона са разводним орманом. Може бити изведен на зид објекта или на кров. Најчешће се поставља на зид тако што се претходно изоловани проводник директно укопа у зид или се постави као самоносиви кабл. Подземни кућни прикључак користи се ако је дистрибутивна мрежа ниског напона кабловска или ако се жели избећи постављање проводника од задњег електричног стуба до објекта кроз ваздух.

110


• • • • •

Делови кућне електричне инсталације су: кућни прикључак; главни разводни орман и помоћне разводне табле; осигурачи и бројило; електроинсталациони материјал који чини струјна кола; уземљење. Постоје монофазне и трофазне кућне електричне инсталације.

Монофазна кућна електрична инсталација има једну фазу и једну нулу, и струјна кола у оквиру ње имају напон од 230V.

om

o

Електрична енергија се проводницима од спољног прикључка прво доводи до главног разводног ормара, и то до главног осигурача, а затим до монофазног електричног бројила. По изласку из електричног бројила, проводници се доводе до разводних табли, где се раздвајају у струјна кола. На почетку сваког струјног кола или више струјних кола мање снаге (нпр. сијалица), на фазном проводнику се поставља осигурач. Када се прекине струјно коло у једном осигурачу, струје нема само у том делу стана. Монофазна електрична инсталација је постављана и налази се у старијим објектима, док се у данашњим објектима поставља трофазна електрична инсталација.

pr

Трофазна кућна електрична инсталација има три фазе и нулу. Напон електричне енергије у струјним колима трофазне инсталације може бити 230 V или 400 V.

uk a

Између фазног и нултог проводника напон је 230 V, а између фаза 400 V.

Ed

Електрична енергија се проводницима од спољног прикључка прво доводи до главног разводног ормара, и то до три главна осигурача, за сваку фазу посебно, а затим до трофазног електричног бројила. Из бројила се електрична енергија проводницима доводи до спратних разводних табли, где се гранају струјна кола кућне инсталације. Свако струјно коло, у зависности од снаге потрошача који ће бити прикључени, заштићено је осигурачем одговарајуће јачине (Сл. 4.64).

60W 3x60W

100W 2kW 3x60W

60W 100W 1kW

3x60W

KWh

OF

Сл. 4.64 Шематски приказ трофазне електричне инсталације

111


При увођењу трофазне инсталације мора се водити рачуна да све три фазе буду тако распоређене на пријемнике да имају приближно једнако оптерећење. То називамо растерећењем струјних кола, које подразумева да се у оквиру једног стана, у сваком тренутку, може укључити више потрошача, а да нам при томе не прегоре осигурачи и искључе струјна кола. Код трофазне инсталације имамо могућност повезивања апарата и уређаја на напон од 400V преко трофазне шуко-прикључнице, која се користи за повезивање уређаја велике снаге, као што су термоакумулациона пећ, електрични шпорет и др.

ВЕЖБА

o

Анализирај приказану шему електричне инсталације стана на Cл. 4.60 и у свесци направи спецификацију предвиђеног електроинсталационог материјала (бројила, осигурача, прикључница, прекидача, сијалица итд).

om

УРАДИ САМ

uk a

ПИТАЊА:

pr

Помоћу броја осигурача на разводној табли у своме домаћинству утврди колико има струјних кола (огранака). Прочитај на налепници изнад осигурача, на унутрашњој (спратној) разводној табли, који осигурач је намењен ком струјном колу. Тако ће ти бити лакше да услед нестанка струје у неком апарату, уређају или осветљењу одредиш који осигурач је повезан баш на то струјно коло.

Ed

1. Какав може бити прикључак кућне инсталације на електричну мрежу? 2. Који су делови кућне електричне инсталације? 3. Колики је напон између фазе и фазе, а колики између фазе и нуле код кућне електричне инсталације? 4. Која је улога уземљења у струјном колу кућне електричне инсталације? 5. Објасни главне карактеристике монофазне и трофазне електричне инсталације.

112


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Под електроинсталационим материјалом подразумева се целокупан материјал и прибор који улази у састав електричне инсталације. • Електрична инсталација у кући (стану) омогућује развођење електричне енергије до појединих пријемника. • Проводници су металне жице које служе за пренос електричне енергије. Они могу бити изоловани и неизоловани. На попречном пресеку изолованих проводника можемо видети: метални део, изолацију, код неких и заштиту. Према броју изолованих жила проводници могу бити: једножилни, двожилни, трожилни, четворожилни, петожилни и вишежилни • Инсталационе цеви штите проводнике од механичких оштећења и влаге, и додатно пружају електроизолациону заштиту проводницима. Постављају се у зид испод малтера, и кроз њих се провлаче проводници. • Инсталационе кутије се постављају на местима где се проводници гранају или где се постављају прикључнице и прекидачи. • Прекидачи се користе за укључивање и искључивање електричних потрошача. • Сијалична грла служе да се преко њих прикључе сијалице на електричну инсталацију. • Прикључнице (утичнице) и утикачи спадају у електроинсталациони материјал који служи за спајање електричних апарата, машина и уређаја на електричну инсталацију. • Осигурачи имају заштитну улогу у струјном колу електричне инсталације. Они штите људе од струјног удара, а потрошаче (пријемнике) од квара и пожара. • Електрична бројила служе за мерење потрошње електричне енергије. • Електрична инсталација се поставља да би обезбедила непрекидно и безбедно снабдевање потрошача електричном енергијом. • Струјни удар настаје у тренутку када електрична струја протекне кроз људско тело, што може бити веома опасно по живот човека. • Да бисмо спречили могућност струјног удара, морамо се придржавати основних правила, тј. мера заштите при коришћењу електричне инсталације, апарата и уређаја: не додиривати електричне уређаје влажним рукама, не додиривати неизоловане проводнике, не укључивати апарате који су неисправни или са оштећеним кућиштем или проводником; никада не треба газити преко укључених проводника, најчешће продужних каблова, а апарате из прикључница на зиду искључивати са две руке, тако што једном држимо утикач, а другом прикључницу. • Редослед пружања помоћи особи која је доживела струјни удар је следећи: хитно треба позвати неку одраслу особу; уколико сте сами, а унесрећени је у струјном колу кроз које још увек протиче електрична струја, треба га што пре ослободити; одмах позвати хитну помоћ, позивом на број 194; указати прву помоћ унесрећеном. • Струјно коло сачињавају пријемник (потрошач), извор електричне енергије и проводници који повезују пријемник са извором. • Електрична мрежа ниског напона служи за развод електричне енергије од трансформаторских станица до прикључка потрошача. • Напон између фазног и нултог проводника је 230V, а између фаза 400V. • Уземљење има заштитну улогу у оквиру кућне електричне инсталације. Оно штити електричне инсталације и апарате од квара и људе од струјног удара. • Фазни испитивач користимо да бисмо утврдили који је проводник фазни и да ли су проводници или метални делови електричних апарата под струјним напоном. • Мултиметар (унимер) је уређај (инструмент) који служи за мерење електричних величина у електротехници, при извођењу радова на електроинсталацијама, приликом провере исправности и поправке свих врста електричних апарата и уређаја, као и у електроници.

113


4.10. ЕЛЕКТРИЧНЕ МАШИНЕ Електричне машине су уређаји у којима се електрична енергија претвара у механичку и обрнуто. У електричне машине убрајамо: електромоторе, генераторе и трансформаторе. Електромотори су електричне машине које електричну енергију претварају у механичку. Генератори су електричне машине које механичку енергију претварају у електричну, тј. машине које производе електричну енергију. Генератори и електромотори имају исте главне делове, једино је разлика у начину на који једну енергију претварају у другу. Трансформатори су електричне машине које смањују или повећавају напон струје.

4.10.1. ЕЛЕКТРОМОТОРИ

pr

Електромотор једносмерне струје састоји се од: непокретног дела – статора, покретног дела – ротора, колектора (комутатора) и угљених дирки (четкица) (Сл. 4.65).

om

o

Према врсти електричне струје коју користе или производе, електричне машине се деле на: • електричне машине за једносмерну струју и • електричне машине за наизменичну струју.

Ed

uk a

Статор је непокретни део електромотора и у облику је шупљег ваљка (Сл. 4.66). Израђује се од ливеног гвожђа или челика. Са спољашње стране статора налазе се прикључна кутија за прикључивање електромотора и натписна плочица. Прикључна кутија служи да се електромотор прикључи на монофазну или трофазну електричну струју, у зависности од врсте електромотора. На натписној плочици су утиснути основни подаци о електромотору: напон на који се прикључује, снага електромотора, брзина обртања и слично. Са унутрашње стране статора причвршћују се магнетни полови. Магнетни полови могу бити стални магнети (за мале моторе са батеријским напајањем – дечје играчке) или електромагнети (за јаче моторе, нпр. код електричних уређаја у домаћинству). Електромотор може имати два магнетна пола или више магнетних полова, али увек паран број.

114

Сл. 4.65 Електромотор

Сл. 4.66 Статор електромотора


pr

om

Колектор (комутатор) је смештен на истом вратилу на коме и ротор и добро је изолован од вратила. Направљен је од бакарних плоча – ламела састављених у један прстен, али тако да су ламеле међусобно изоловане. Колектор са диркама (четкицама) има задатак да намотаје ротора напаја струјом, која ће образовати магнетно поље. Међусобно деловање магнетног поља статора и магнетног поља ротора изазваће окретање ротора. Комутатор такође има задатак да одржава увек исти смер струје.

Сл. 4.67 Ротор (1) и колектор (2) електромотора

o

Ротор је покретни део електромотора који се обрће (ротира) између магнетних полова статора (Сл. 4.67). Ваљкастог је облика, са уздужним жлебовима по својој површини у којима су смештени проводници лаком изоловане жице. Крајеви проводника су повезани са ламелама колектора. Језгро ротора се израђује од гвожђа у облику динамо лимова дебљине 0,3–0,5 mm, који се ређају на вратило ротора и међусобно су изоловани папиром ради што мањег загревања. Крајеви вратила се ослањају на лежишта која се налазе на бочним поклопцима електромотора. На вратило ротора се поставља вентилатор који додатно хлади електромотор при раду.

uk a

Дирке (четкице) клизе по површини колектора и служе за довођење и одвођење струје из ротора (Сл. 4.68). Најчешће су угљене и смештене су у др- Сл. 4.68 Угљена четкица (дирка) жачима дирки.

Ed

Главно својство електромотора једносмерне струје јесте да им се при великим оптерећењима број обртаја смањује, а погонска сила постаје већа, док се приликом смањења оптерећења број обртаја повећава. Управо се због тога снажни електромотори једносмерне струје примењују за покретање трамваја, тролејбуса, дизалица, код аутомобила за стартовање мотора (електропокретач – стартер) и сл. Електромотори наизменичне струје према врсти електричне струје могу бити: монофазни (једнофазни) и трофазни (Сл. 4.69).

Сл. 4.69 Монофазни и трофазни електромотор

115


Електромотори наизменичне струје се према конструкцији деле на: колекторске, асинхроне и синхроне.

om

o

Колекторски електромотор наизменичне струје има исту конструкцију као и електромотор једносмерне струје. Добио је назив по колектору, поред кога има и статор са електромагнетним половима, ротор са намотајима и угљене четкице (дирке). Услед међусобног деловања променљивог магнетног поља статора и магнетног поља ротора, долази до окретања ротора и рада мотора. Код овог електромотора и статор и ротор су израђени од међусобно изоСл. 4.70 Колекторски (универзални) лованих динамо лимова, при чему се смањује електромотор наизменичне струје загревање електромотора и појава вртложних струја у гвожђу, а тиме и губитак снаге (Сл. 4.70). Добра својства колекторског електромотора наизменичне струје су та што подноси краткотрајна оптерећења без штетних последица, може да има велику брзину обртања, и што се та брзина приликом израде електромотора може лако подесити.

pr

Њихов недостатак је што се угљене четкице с временом потроше, па их треба заменити. Такође, између четкица и колектора долази до варничења, при чему се електромотор загрева, што може довести до његовог квара, па и прегоревања.

uk a

Колекторски електромотори наизменичне струје су најзаступљенији у кућним апаратима, као што су: усисивач за прашину, миксер, млин за кафу, бушилица и др. Другачије се зову универзални електромотори, зато што могу радити и на наизменичну и на једносмерну електричну струју.

Ed

Асинхрони електромотор наизменичне струје се производи као монофазни и трофазни (Сл. 4.71). Од главних делова, као и сви остали електромотори, има статор и ротор. Статор има облик шупљег ваљка направљеног од танких, међусобно изолованих, динамо лимова. На унутрашњој страни статора налазе се жлебови у којима је постављен велики број намотаја лаком изоловане жице. Крајеви намотаја су изведени до прикључне кутије на оклопу статора. Ротор електромотора се најчешће прави у облику кавеза, па се ови електромотори другачије зову електромотори са кавезастим

116

Сл. 4.71 Асинхрони електромотор


ротором (Сл. 4.72). Код електромотора са кавезастим ротором у жлебове ротора уметнуте су бакарне или алуминијумске шипке чији су крајеви повезани прстеновима, тако да изгледају као кавез. Пошто нема колектор и четкице, струја му се не доводи у ротор, већ само у статор, преко прикључне кутије.

Сл. 4.72 Трофазни асинхрони електромотор са кавезастим ротором

om

o

Електрична струја се индукује у намотаје ротора због променљивог магнетног поља које ствара наизменична струја, пролазећи кроз намотаје статора. Тако се и у статору и у ротору стварају снажна магнетна поља. Ова два магнетна поља ће међусобним деловањем изазвати обртање ротора.

pr

Асинхрони електромотори немају делова који се употребом троше и кваре, па су веома поуздани и дуготрајни, и лако се одржавају. Раде скоро бешумно. Због својих добрих својстава имају веома широку примену у пракси (фрижидер, замрзивач, машина за прање рубља, машина за прање судова, вентилатори итд). Највећи недостатак му је што не може да има више од 3000 обртаја у минуту. Проналазач асинхроних електромотора је наш чувени научник Никола Тесла.

Ed

uk a

Синхрони електромотори наизменичне струје се користе тамо где су потребне константне брзине. Главни делови синхроних електромотора су, као и код осталих електромотора, ротор и статор. Више се примењују у индустрији него у општој употреби. Синхрони електромотори могу да раде и као генератори, па су велику примену нашли код производње електричне енергије у електранама. Производе се као електромотори великих снага (преко 100 kW), и као електромотори малих снага (Сл. 4.73). Синхрони електромотори малих снага се користе на местима где је потребно њихово прецизно управљање, и најчешће су снабдевени сталним магнетима. Користе се у роботици, код алатних машина итд.

а)

б)

Сл. 4.73 Синхрони електромотори: а) велике снаге и б) мале снаге.

117


ИСТРАЖИ! Истражи који уређаји у твом домаћинству у себи имају електромотор и која је његова улога код наведених уређаја.

4.10.2. ГЕНЕРАТОРИ

om

o

Генератори су електричне машине које механички рад (енергију) претварају у електричну енергију. То су машине које служе за производњу електричне енергије (Сл. 4.74).

pr

Сл. 4.74 Генератор

• •

Према врсти струје, генераторе делимо на: генераторе једносмерне струје; генераторе наизменичне струје.

Ed

uk a

Према погонској машини, генераторе делимо на: турбогенераторе, где је погонска машина парна или гасна турбина; хидрогенераторе, где је погонска машина водна (хидро) турбина (Сл. 4.75); дизелгенераторе, где је погонска машина дизел-мотор.

Генератори једносмерне струје су исте конструкције као и електромотори једносмерне струје. Од главних делова имају: статор, ротор и колектор (комутатор) са четкицама. Ако нека погонска машина обрће ротор генератора, у његовим се намотајима индукује наизменична струја, која се помоћу колектора (комутатора) и четкица претвара у једносмерну струју и Сл. 4.75 Хидрогенератор одводи у спољашњи део струјног кола у који су укључени пријемници. До индуковања струје у намотајима ротора долази због пресецања магнетних линија сила магнетног поља које образују полови магнета постављени са унутрашње стране статора. Генератори једносмерне струје (динамо машине) највише се примењују као извори електричне енергије на моторним возилима, о којима је било речи у наставним садржајима из области саобраћаја.

118


Генератори наизменичне струје су по конструкцији идентични генераторима једносмерне струје. Разликују се само по начину на који се електрична струја из њих одводи. Највећу примену имају снажни трофазни генератори наизменичне струје који су смештени у електранама и користе се за производњу електричне енергије (Сл. 4.76).

4.10.3. ТРАНСФОРМАТОРИ

pr

om

o

Трофазни генератор се састоји од статора и ротора. На статору се налазе три групе намотаја, за сваку фазу по један. Сл. 4.76 Синхрони генератор Статор има облик шупљег ваљка, са чије се унутрашње стране налазе жлебови у које се полажу проводници. Ротор покреће неки погонски мотор (хидраулична турбина, парна турбина, ветротурбина, дизел-мотор итд). Ротор представља електромагнет који ствара магнетно поље, чије се линије сила приликом обртања секу о намотаје статора. У статорима се због тога индукује наизменична струја која се преко прикључне кутије одводи до потрошача. Да би ротор образовао магнетно поље, у њега се преко четкица које належу на два међусобно изолована прстена доводи једносмерна струја коју ствара стално магнетно поље.

uk a

Трансформатори су електричне машине које врше претварање наизменичне струје једног напона у наизменичну струју другог напона, при чему се напон може повећати или смањити (Сл. 4.77).

Ed

Главни делови трансформатора су језгро и два намотаја (калема) жице, од којих је један примарни, а други секундарни (Сл. 4.78). Језгро је израђено од танких гвоздених динамо лимова који су међусобно изоловани како би се сам трансформатор што мање загревао. Електрична струја доводи се у примарни намотај, а индукује се у секундарном. Да ли ћемо код једног трансформатора повећати или смањити напон струје, зависи од разлике броја навојака жице у примарном и секундарном намотају (калему). Ако код трансформатора на примарном калему имамо већи број намотаја тање жице, а на секундарном мањи број намотаја дебље жице, онда снижавамо напон струје, и обрнуто. Примарни и секундарни намотаји могу бити намотани на одвојеним калемским телима или прво један, па преко њега други, на једном истом телу калема.

Сл. 4.77 Трансформатор

Сл. 4.78 Глави делови трансформатора: 1. примарни намотај; 2. секундарни намотај; 3. језгро.

119


Према врсти струје трансформаторе делимо на: монофазне (једнофазне) и трофазне (Сл. 4.79). Монофазни трансформатори имају један примарни и један секундарни намотај (калем), а трофазни три примарна и три секундарна намотаја (калема), за сваку фазу посебно.

б)

o

а)

om

Сл. 4.79 Трансформатор: (a) монофазни; (б) трофазни.

ПИТАЊА:

pr

Поред велике примене трансформатора код преноса електричне енергије на велике даљине, трансформатори су нашли и знатну примену у електроници и електротехници.

Ed

uk a

1. Шта су то електричне машине? 2. Објасни начине претварања електричне енергије код електромотора и генератора. 3. Наброј главне делове електромотора и објасни их. 4. Наброј врсте електромотора и објасни њихову примену. 5. Која је разлика између колекторских и асинхроних електромотора? 6. Шта су то генератори, где се користе и како се деле? 7. Шта су то трансформатори и који су им главни делови? 8. Од чега зависи да ли ћемо код једног трансформатора повећати или смањити напон струје? 9. Како делимо трансформаторе према врсти струје?

120


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Електричне машине су уређаји у којима се електрична енергија претвара у механичку, и обрнуто. • Електромотори су електричне машине које електричну енергију претварају у механичку. • Електромотор једносмерне струје се састоји од: непокретног дела – статора, покретног дела – ротора, колектора (комутатора) и угљених дирки (четкица). Главно својство електромотора једносмерне струје састоји се у томе што им се при великим оптерећењима број обртаја смањује, а погонска сила постаје већа, док се приликом смањења оптерећења број обртаја повећава. • Електромотори наизменичне струје према врсти електричне струје могу бити: монофазни (једнофазни) и трофазни, а према конструкцији: колекторски, асинхрони и синхрони. • Добра својства колекторског електромотора наизменичне струје су та што подноси краткотрајна оптерећења без штетних последица, може да има велику брзину обртања, и што се та брзина приликом израде електромотора може лако подесити. Њихов недостатак је што се угљене четкице с временом потроше, па их треба заменити. • Асинхрони електромотори наизменичне струје немају делове који се употребом троше и кваре (колектор и угљене четкице), па су веома поуздани и дуготрајни, лако се одржавају и раде скоро бешумно. • Синхрони мотори наизменичне струје се користе тамо где су потребне константне брзине. Главни делови синхроних електромотора су, као и код осталих електромотора, ротор и статор. • Генератори су електричне машине које механички рад (енергију) претварају у електричну енергију. То су машине које служе за производњу електричне енергије. Према врсти струје, генераторе делимо на генераторе једносмерне и наизменичне струје. • Трансформатори су електричне машине које врше претварање наизменичне струје једног напона у наизменичну струју другог напона, при чему се напон може повећати или смањити. Главни делови трансформатора су језгро и два намотаја (калема) жице, од којих је један примарни а други секундарни. Према врсти струје, трансформаторе делимо на: монофазне (једнофазне) и трофазне.

121


4.11. ЕЛЕКТРОТЕХНИЧКИ АПАРАТИ И УРЕЂАЈИ У ДОМАЋИНСТВУ Електрични апарати и уређаји олакшавају рад и живот у домаћинству. Савремени апарати и уређаји су врло разноврсни и служе за чување и припремање хране, прање веша и судова, загревање и хлађење просторија, одржавање станова и за многе друге послове. Тиме нам живот чине удобнијим и лакшим. Да бисмо кућне апарате и уређаје правилно и дуго користили, неопходно је да познајемо њихову намену, главне делове, принцип рада и начин одржавања. Сви електрични апарати и уређаји у домаћинству претварају електричну енергију у неки други вид енергије, најчешће у механичку и топлотну.

pr

om

Електротермичким апаратима и уређајима зовемо све уређаје и апарате који електричну енергију претварају у топлотну енергију. То су апарати и уређаји који се у домаћинству користе за термичку обраду намирница, загревање воде, загревање станова итд. У електротермичке апарате и уређаје спадају: електрични шпорет, електрични решо, микроталасна пећница, електрична грејалица, електрична пегла, електрични бојлер, електрични радијатор, термоакумулациона пећ, фен за косу итд.

o

4.11.1. ЕЛЕКТРОТЕРМИЧКИ АПАРАТИ И УРЕЂАЈИ

uk a

Главни делови електротермичких уређаја су: грејач (грејна жица, спирала) и изолационо тело. Сл. 4.80 Различите врсте грејача

Ed

Грејач је направљен од материјала који има велики специфичан отпор, тј. отпоран је на високе температуре, како се не би истопио (Сл. 4.80). За израду грејача највише се користи легура хрома, никла и гвожђа, позната под називом цекас, као и легура хрома, гвожђа и алуминијума, позната под називом кантал. Грејачи се најчешће производе у облику жице која је најчешће увијена у грејну спиралу, или траке. Изолационо тело је најчешће направљено од керамике (Сл. 4.81). Може бити различитог облика и величине, у зависности од апарата (уређаја) у који се уграђује. На изолационо тело или унутар њега намотана је грејна жица, тј. постављен грејач.

Сл. 4.81 Керамичка изолациона тела

122


Поред грејача и изолационог тела, већина електротермичких уређаја има уграђен регулатор температуре – термостат (Сл. 4.82). Његов задатак је да аутоматски укључује и искључује грејач и тако регулише температуру у уређају.

Сл. 4.82 Термостат бојлера

САВЕТ

pr

om

o

Сада ћемо се детаљније упознати са главним деловима, принципом рада и начином одржавања појединих електротехничких апарата и уређаја у домаћинству. Међутим, како сви ти апарати и уређаји могу да се разликују у неким деловима или начину рада, у зависности од произвођача, препоручујемо ти да пре прве употребе било ког апарата и уређаја у твом домаћинству прочиташ упутство за употребу које се при куповини добија уз апарат.

ЕЛЕКТРИЧНИ ШПОРЕТ

uk a

Електрични шпорет је најкоришћенији уређај у домаћинству. Користи се за термичку обраду хране, тј. за кување и печење.

Ed

Постоје различити типови електричних шпорета. Најчешће се користе електрични шпорети са стандардним грејним плочама (стандардна, експрес и аутоматска) и са стаклено-керамичким грејним плочама. Класични електрични шпорети најчешће имају четири грејне плоче, пећницу (рерну) и прекидаче који их укључују и искључују (Сл. 4.83). Стандардне грејне плоче се састоје од грејне спирале (грејача) која је постављена у керамичком изолационом телу (Сл. 4.84). Са горње стране електричног шпорета уграђена је грејна плоча од ливеног гвожђа у којој је уграђено два или више грејача различите снаге. МеђусобСл. 4.84 Стандардна грејна плоча

Сл. 4.83 Електрични шпорет

123


ним везивањем грејача (редно или паралелно) у оквиру једне грејне плоче се постижу различите температуре (Сл. 4.85).

o

Сл. 4.86 Стаклено-керамичка грејна плоча

om

Сл. 4.85 Принцип рада грејних плоча са два грејача

pr

Савремени електрични шпорети, уместо металних грејних плоча, имају равне стаклено-керамичке плоче (Сл. 4.86). Ова плоча има четири грејна поља, тј. грејне зоне испод којих се налазе инфрацрвени грејачи. Регулација грејних зона врши се преко одговарајућих прекидача који могу бити механички и сензорски (на додир).

Ed

uk a

Пећница (рерна) служи за печење хране. Два одвојена грејача пећнице смештена су иза лима на њеној горњој и доњој страни и укључују се најчешће помоћу два прекидача. Првим прекидачем се врши избор начина рада рерне, а другим се врши избор потребне температуре за печење. У оквиру струјног кола грејача повезан је термостат који има задатак да аутоматски укључује и искључује грејаче у рерни, у зависности од задате температуре, преко прекидача. Врата пећнице су застакљена како би се без отварања могло проверити да ли је храна у њој печена или не. Електрични шпорет се прикључује на електричну мрежу трожилним или петожилним каблом на монофазну или трофазну прикључницу. Правилна употреба и начин одржавања електричног шпорета веома су важни због безбедности корисника, уштеде електричне енергије, као и ради века трајања самог апарата. Одржавање електричног штедњака је врло једноставно. Треба само пазити да нам јело које се кува не покипи. Уколико се то деси, сачекамо да се грејна плоча добро охлади, а затим влажним сунђером и средством за чишћење очистимо шпорет. Чишћење се не сме обављати оштрим предметима да не би дошло до механичког оштећења грејних плоча.

124


ЕЛЕКТРИЧНИ РЕШО

o

Електрични решо се користи за кување (Сл. 4.87). Једноставне је конструкције, па је нашао широку примену у домаћинству. Састоји се од металног кућишта са ножицама, грејне плоче (рингле), прекидача и кабла за прикључивање на електричну мрежу. Грејне плоче могу бити од ливеног гвожђа (стандардне) и стаклено-керамичке (индукцијске). Решо најчешће има једну или две грејне плоче. Прекидачи су обично шестостепени, а могу бити механички и сензорски на додир (електронски).

б)

om

а)

pr

Сл. 4.87 Електрични решо: а) са металном грејном плочом; б) са стаклено-керамичком грејном плочом.

МИКРОТАЛАСНА ПЕЋНИЦА

uk a

Микроталасна пећница је апарат у домаћинству који служи за брзо подгревање, одмрзавање и кување намирница (Сл. 4.88). У њој се уз помоћ генератора микроталаса ствара електромагнетно поље усмерено на храну која се греје. Микроталаси, преко молекула воде, продиру у унутрашњост хране, при чему долази до стварања топлоте која се користи за њено брзо подгревање.

Ed

Посуда са храном се поставља на ротирајући тањир, у унутрашњости пећнице, који је окреће да не би дошло до прегревања хране, и да би се она равномерно термички обрадила. Врата пећнице имају сигурносни систем закључавања врата и стаклени део (прозор) прекривен металном мрежицом, чиме се спречава зрачење ван пећнице. На контролној табли микроталасне пећнице налази се прекидач за подешавање јачине загревања хране и тајмер за подешавање времена загревања.

САВЕТ

Сл. 4.88 Микроталасна пећница

Уколико у твом домаћинству постоји микроталасна пећница, замоли једног од родитеља да ти практично покаже начин њене употребе.

125


ЕЛЕКТРИЧНЕ ГРЕЈАЛИЦЕ Електричне грејалице се користе за загревање просторија. Има их више врста, најчешће се деле на инфра-грејалице (кварцне, халогене, керамичке) и грејалице са вентилатором (калорифер и конвекторске грејалице). Инфра-грејалице греју тако што исијавају (зраче) топао ваздух у околину. Њихови грејачи емитују невидљиве инфрацрвене зраке који се простиру и предају своју топлоту околини. Најчешће се користе за брзо загревање мањих просторија, нпр. купатила (Сл. 4.89). Купатилске инфра-грејалице су отвореног типа, па се монтирају на зиду испод плафона. Иза цевастог грејача се налази покретни рефлектор (огледало) за усмеравање топлотних инфра-зрака који се крећу праволинијски.

Сл. 4.90 Кварцна грејалица

uk a

Сл. 4.89 Инфра-грејалица за купатило

pr

om

o

Кварцне инфра-грејалице имају грејне жице које су смештене у стаклене цеви. Могу имати више грејача, најчешће од 1200 W до 1800 W, који се независно један од другога могу укључивати и искључивати (Сл. 4.90).

Ed

Вентилатор (калорифер) грејалице су грејалице које издувавају топао ваздух помоћу вентилатора (Сл. 4.91). Електромотор на крају вратила ротора има пластични пропелер који при окретању увлачи свежи ваздух преко решетке на кућишту грејалице и усмерава га преко укљученог жичаног грејача, који се налази на предњој страни кућишта. Свежи ваздух се при преласку преко ужареног грејача загрева и избацује преко решетке за топао ваздух у околину.

УРАДИ САМ

Сл. 4.91 Вентилатор (калорифер) грејалица

Подсети се онога што смо учили о правилној употреби електричних апарата и уређаја у домаћинству са аспекта безбедности и уштеде електричне енергије.

126


ЕЛЕКТРИЧНА ПЕГЛА Електрична пегла је један од често коришћених апарата у домаћинству. Користи се за равнање (пеглање) тканина.

om

Сл. 4.92 Главни делови електричне пегле

pr

Грејна плоча је направљена од специјалног нерђајућег челика (инокса или прохрома) или керамике. Грејач се налази са унутрашње стране грејне плоче, заливен изолационом масом. Пре него што почнемо са пеглањем, потребно је да, у зависности од врсте тканине коју пегламо, дугметом за регулацију температуре подесимо температуру пеглања.

o

Електрична пегла састоји се од: грејне плоче, дугмета за регулацију температуре, резервоара за воду, распршивача паре, избацивача воде, самочистача, сигналне сијалице, гумираног рукохвата, прикључног кабла, грејача и аутоматског регулатора температуре (биметални прекидач) (Сл. 4.92).

Ed

uk a

Пегла се аутоматски укључује и искључује помоћу биметалног прекидача (Сл. 4.93). Када се пегла укључи, грејач почиње да греје плочу за пеглање и биметалну траку која се услед тога савија и у одређеном тренутку раздваја контакте и прекида струјно коло грејача. Грејна плоча се тада хлади, па се услед тога хлади и биметална трака, која се зато враћа у првобитан положај, при чему спаја контакте струјног кола грејача који поново почиње да греје.

Сл. 4.93 Принцип рада биметалног прекидача код електричне пегле

На кућишту пегле налази се сигнална сијалица која се пали и гаси у зависности од тога да ли је грејач укључен или искључен. У резервоар за воду сипа се дестилована или обична вода, која се греје и претвара у водену пару, која се помоћу дугмета прскалице избацује по тканини и тако је омекшава.

127


ЕЛЕКТРИЧНИ БОЈЛЕР Електрични бојлери служе за загревање воде. Постоје бојлери високог притиска, бојлери ниског притиска и проточни бојлери.

pr

om

Електрични бојлери високог притиска имају у својој унутрашњости исти притисак као у водоводној инсталацији јер су повезани директно са водоводном мрежом. Између лименог оклопа и казана са водом налази се слој термоизолације, најчешће од минералне (стаклене) вуне, који спречава превремено хлађење воде. У резервоару (казану) налази се грејач за загревање воде. Термостат мери температуру воде у казану и аутоматски укључује и искључује грејач, у зависности од положаја обртног регулатора за одређивање температуре воде у бојлеру. Код бојлера високог притиска се обавезно уграђује сигурносни вентил, преко кога се, у случају квара термостата и прегревања воде у казану, избацују пара и врела вода, и на тај начин смањује притисак у бојлеру како не би дошло до експлозије.

o

Главни делови бојлера су: лимени оклоп, термоизолација, резервоар (казан) за воду, цев за одвод топле воде, цев за довод хладне воде, термостат и грејач (Сл. 4.94).

Ed

uk a

Електрични бојлери ниског притиска су преко изливне цеви у вези са атмосфером, па зато у њима влада нормалан атмосферски притисак (Сл. 4.95). Када на бојлеру ниског притиска отворимо славину за топлу воду, хладна вода из водоводне мреже улази у казан кроз уливну цев и потискује топлу воду навише, и ова се кроз изливну цев и славину излива напоље. Ако се отвори славина за хладну воду, она се излива директно из водоводне мреже.

Сл. 4.94 Електрични бојлер високог притиска: 1. лимени оклоп; 2. термоизолација; 3. резервоар за воду; 4. цев за одвод топле воде; 5. термостат; 6. грејач; 7. цев за довод хладне воде.

Проточни бојлери греју воду истовремено са њеним проласком кроз цеви и грејач у бојлеру (Сл. 4.96). По величини су мањи од бојлера високог притиска. Њихови грејачи су много веће снаге од грејача код класичних бојлера (12–20 kW). Предност им је што није потребно раније да их укључите да бисте загрејали воду, већ у сваком тренутку имате топлу воду, а недостатак је што су велики потрошачи електричне енергије.

128

Сл. 4.95 Електрични бојлер ниског притиска

Сл. 4.96 Проточни бојлер


ЕЛЕКТРИЧНИ РАДИЈАТОР Електрични радијатори се користе за загревање просторија (Сл. 4.97). Састављени су од металних ребара напуњених уљем. Грејач у доњем делу радијатора загрева уље, које своју топлоту даље преноси на ребра радијатара. Загрејана ребра радијатора струјањем ваздуха и зрачењем преносе топлоту на околину. Уграђени термостат омогућава преко обртног регулатора подешавање жељене температуре грејања. Електрични радијатори имају уграђен вентилатор ради бољег струјања топлог ваздуха у околину. Светлосни индикатор нам показује када је радијатор укључен.

Сл. 4.97 Електрични радијатор

o

ТЕРМОАКУМУЛАЦИОНА ПЕЋ

uk a

pr

Основни делови термоакумулационе пећи су: метални оклоп, акумулационо језгро од шамотне опеке, керамичко постоље, електрични грејачи, изолације од керамичке (минералне) вуне, вентилатори, прекидач, термостат за регулацију унутрашње и спољашње топлоте, бочне решетке, предње решетке и кабл за напајање електричном енергијом (Сл. 4.98).

om

Термоакумулациона пећ је електротермички уређај за претварање електричне у топлотну енергију којом се загревају веће просторије. Има веома широку примену, првенствено због могућности акумулирања (пуњења) у времену трајања ниже струјне тарифе (ноћу), када је цена електричне енергије знатно нижа.

Ed

У средишту термоакумулационе пећи су смештени грејачи који загревају језгро од опека које имају способност акумулирања топлоте. Захваљујући изолацији, која је од керамичке вуне, акумулирана топота се дуже задржава у пећи. Термоакумулациона пећ има унутрашњу и спољашњу регулацију температуре која омогућава фино подешавање пуњења и пражњења пећи. Када температура у просторији опадне за који степен, термостат укључује вентилатор који издувава топао ваздух преко предње решетке и на тај начин одржава температуру просторије на жељеној вредности. Термоакумулационе пећи се најчешће повезују на трофазну шуко-прикључницу ради растерећења кућне електричне инсталације.

Сл. 4.98 Пресек термоакумулационе пећи: 1. метални оклоп; 2. акумулационо језгро од шамотне опеке; 3. керамичко постоље; 4. електрични грејачи; 5. вентилатор; 6. прекидач и термостат; 7. бочна решетка; 8. предња решетка.

129


ФЕН ЗА КОСУ Фен за косу данас поседује готово свако домаћинство. Користи се за сушење и обликовање косе.

uk a

pr

om

o

Главни делови фена за косу су приказани на слици 4.99.

Ed

Сл. 4.99 Главни делови фена за косу: 1. грејач; 2. крамички изолатор; 3. биметални термостат; 4. електромотор; 5. прекидачи; 6. прикључни кабл; 7. вентилатор; 8. пластично кућиште; 9. усисна решетка.

Принцип рада фена је веома једноставан. Кроз усисни отвор вентилатор, који се покреће уз помоћ електромотора, увлачи свежи ваздух, који потом усмерава и пребацује преко укљученог грејача, при чему се загрева и на предњем делу фена избацује напоље. Биметални термостат (прекидач) има задатак да спречи прегревање фена у случају када нису усклађени температура грејача и брзина вентилатора. Прекидач за регулацију снаге грејача регулише количину топлоте коју производи грејач, док прекидач за регулацију брзине електромотора регулише брзину вентилатора и самим тим мањи или већи проток ваздуха.

130


ВЕЖБА

СИМУЛАЦИЈА РАДА ГРЕЈНЕ ПЛОЧЕ КОД ЕЛЕКТРИЧНОГ ШПОРЕТА

pr

om

o

Направи три контакта прекидача од проводника (на слици – 1, 2 и 3) па их причврсти са два завртња на испитној плочи. Преко редне стезаљке (разводне кутије) уз помоћ три проводника повежи завртње на прекидачу са два сијалична грла, као што је приказано на слици. Повежи слободне крајеве проводника на прекидачу на батерију од 4,5V. Спајањем контаката прекидача 1, 2 и 3 са контактима сијаличних грла са сијалицама, као што је приказано на шеми десно, симулирај рад грејне плоче на електричном штедњаку или на решоу са прекидачем. Измери напон и јачину струје при сваком положају прекидача користећи се универзалним мерним инструментом – мултиметром. Објасни зашто у положају 1 сијалице светле најслабије (грејачи најслабије греју), у положају 2 средње, а у положају 3 најјаче. НАПОМЕНА: Уместо сијалица, као грејаче можеш поставити две спирале (опруге) из хемијске оловке, од којих ће једна бити за четири круга краћа од друге.

1

2

3

uk a

0

2

3

Ed

1

ПИТАЊА:

1. Шта су то електротермички апарати и уређаји? 2. Наброј који се електротермички апарати и уређаји користе у домаћинству. 3. Који су главни делови електротермичких апарата и уређаја? 4. Наброј главне делове и објасни принцип рада електричног шпорета, решоа и микроталасне пећнице. 5. Наброј врсте грејалица. 6. Наброј главне делове електричне пегле и објасни принцип рада биметалног прекидача. 7. Наброј главне делове електричног бојлера и објасни основну разлику између бојлера високог и ниског притиска. 8. Наброј главне делове и објасни принцип рада и начин одржавања електричног радијатора, термоакумулационе пећи и фена за косу.

131


4.11.2. ЕЛЕКТРОМЕХАНИЧКИ АПАРАТИ И УРЕЂАЈИ Електромеханички апарати и уређаји електричну енергију претварају у механичку. Имају два дела: погонски и радни. Погонски део чини електромотор, а радни чине разни прикључци који обављају механички рад (метлице код миксера, бургија код бушилице, вентилатор код усисивача, итд.). У електромеханичке апарате и уређаје убрајамо: усисивач, миксер, мултипрактик, блендер, соковник, машину за прање веша, машину за прање судова, вентилатор, електричну бушилицу, машину за млевење меса, саламорезницу итд.

УСИСИВАЧ Усисивач је електрични уређај који служи за одржавање чистоће у стану.

uk a

pr

om

o

Глави делови усисивача су приказани на слици 4.100.

Ed

Сл. 4.100 Главни делови електричног усисивача: 1. електромотор; 2. прикључни кабл; 3. прекидач; 4. поклопац мотора; 5. филтер; 6. врећа за прашину; 7. усисно црево; 8. дугме за подешавање усисне снаге; 9. усисна четка. Принцип рада усисивача заснива се на окретању ротора колекторског електромотора, великом брзином. Ротор покреће турбину (вентилатор), што ствара јаку ваздушну струју која заједно са честицама прашине преко телескопске цеви и усисног црева улази у усисивач. Усисан ваздух пролази кроз папирну или текстилну филтер-врећицу, у којој се задржавају прашина и друге нечистоће. Снагу усисивача регулишемо помоћу дугмета за регулисање усисне снаге на телескопској цеви. На горњој страни усисивача налази се обртни регулатор, помоћу којег регулишемо брзину окретања вентилатора, тј. јачину усисавања. Одржавање усисивача је веома једноставно. Потребно је редовно чистити или мењати филтер-врећицу, улазни и излазни филтер.

132


Постоји више врста усисивача: усисивачи са филтер-врећицом, са воденим филтером, штапни усисивачи, акумулаторски (батеријски) усисивачи, усисивачи роботи итд.

om

o

Усисивачи са воденим филтером имају посуду која је до пола напуњена водом (Сл. 4.101). На врху посуде се налазе два отвора, усисни и издувни. Кроз усисни отвор улази ваздух са честицама прашине које се задржавају у води у доњем делу посуде, а ваздух излази кроз издувни отвор на горњем делу посуде.

Сл. 4.101 Усисивач са воденим филтером

pr

ДА ЛИ ЗНАШ?

Ed

uk a

Роботски усисивач нуди дубинско и ефикасно чишћење свих површина од угла до угла. Помоћу унапређених сензора камере усисивач региструје препреке на које наилази и вешто их избегава. Усисивач са доње стране има уграђене сензоре који му служе за праћење подлоге, како робот не би пао у случају да наиђе на степенице. Може се програмирати да чисти недељно, чешће или ређе од тога, чак и када корисник није код куће. Са батеријом коју има у себи могуће је да ради непрекидно 90 минута. Када му се испразни батерија, сам иде на пуњење. Када заврши са пуњењем, наставља чишћење тачно са места где је чишћење прекинуо. Роботски усисивач има пет програма или режима рада. Уз роботски усисивач се испоручују и два одашиљача који бежичним путем формирају „баријеру” и тако ограничавају кретање робота у одређеном делу стана.

УРАДИ САМ Пошто сада знаш који су главни делови усисивача и начин његове употребе, искористи своје знање за одржавање хигијене у својој соби.

133


МИКСЕР Миксер је један од најчешће коришћених електричних апарата у кухињи сваког домаћинства. Користи се за мешање, мућење и пасирање хране, прављење разних мајонеза и сосова, справљање различитих врста напитака и др. Главни део миксера је електромотор смештен у пластичном кућишту. Електромотор покреће пужне зупчанике који преносе ротацију мотора на прикључне елементе (метлице). Прикључни елементи се разликују и сваки је предвиђен за одређену врсту посла. Вишестепеним прекидачем регулише се број обртаја мотора. На самом кућишту миксера налази се турбо-дугме (тренутно брзи рад) и дугме за избацивање метлица (Сл.4.101-а).

o

Одржавање миксера је врло једноставно, после сваке употребе прикључни елементи (метлице) се исперу у млакој води, а сам миксер пребришемо са влажном крпом. Постоје различите врсте миксера: стандардни (ручни) миксер, миксер са постољем и посудом и штапни миксер (Сл. 4.102).

Ed

uk a

pr

om

Миксер са постољем и посудом се не држи у руци, него самостално меша храну у посуди која се окреће након укључивања. Штапни миксер се углавном користи за справљање различитих врста напитака: коктела, милк-шејкова, нескафе и др.

а)

б)

в)

Сл. 4.102 Електрични миксери: а) стандардни миксер (шема); б) миксер са постољем и посудом; в) штапни миксер.

134


УРАДИ САМ Пошто ти је сада познато све о електричном шпорету и миксеру (главни делови, начин употребе и одржавања), време је да испробаш своје прве кулинарске вештине. За почетак направи једноставно јело.

Омлет са јајима и шунком или сланином Прво припреми потребне намирнице. У дубљу пластичну посуду разбиј два јајета, додај врло мало соли, па их уз помоћ миксера кратко умути. Шунку или сланину исецкај на мање комаде на дасци за сечење.

pr

om

o

У тигањ сипај малу количину уља и додај исецкану шунку или сланину. Постави тигањ на одговарајућу грејну плочу у зависности од пречника круга тигања. Укључи грејну плочу (преко прекидача) на средњу температуру. Када шунка (сланина) почне да се пржи, промешај је дрвеном варјачом да би се равномерно испржила са обе стране. Чим шунка (сланина) мало порумени, у тигањ сипај умућена јаја. Искључи грејну плочу, па док је она још увек топла, мешајући допеци свој омиљени омлет. Спремање овог омлета траје веома кратко (око 5 минута), зато немој да дозволиш да ти омлет прегори.

uk a

Уз омиљену салату, коју такође можеш самостално припремити, желимо ти пријатан доручак. Приликом поновоног припремања омлета можеш проширити своје кулинарске вештине тако што ћеш у омлет додати исецкане печурке (шампињоне), празилук или нешто сасвим треће по свом омиљеном укусу.

Ed

После завршеног припремања хране и доручка, поспреми сто, опери употребљено посуђе, метлице миксера и прибор за јело, како то иначе раде прави кулинари. УПОЗОРЕЊЕ: Приликом твоје прве припреме омлета препоручујемо присуство једног од родитеља или неке друге старије особе, али само као асистента при припремању хране.

135


МУЛТИПРАКТИК Мултипрактик је веома користан универзални уређај који свака домаћица пожели да има у својој кухињи (Сл. 4.103). Помоћу њега могу да се сецкају, режу, муте, мешају, стружу, гњече, цеде разне намирнице (поврће, воће, тесто, месо, сир и др.). После сваке употребе посуду за обраду намирница треба опрати у млакој води.

БЛЕНДЕР

o

Сл. 4.103 Мултипрактик

СОКОВНИК

pr

om

Блендер је кухињски апарат сличан миксеру (Сл. 4.104). Користи се за мешање, пасирање или мућење хране и других супстанци, сечење и уситњавање свежег поврћа, воћа, лешника, ораха и чоколаде, спремање кашастих супа или пиреа од куваног воћа и поврћа, припремање мајонеза, сосова, кремова и прелива, прављење сокова и сладоледа, ломљење и мешање леда у коктелима, и др. Блендер се једноставно одржава тако што после сваке употребе бокал оперемо млаком водом, а базу пребришемо влажном крпом.

Сл. 4.104 Блендер

uk a

Соковник је апарат који је предвиђен за цеђење сока из свежег воћа и поврћа. Има више врста соковника. Код нас се најчешће користе центрифугални и пужни соковници (Сл. 4.105).

Ed

Центрифугални соковник служи за брзо и лако припремање свежих сокова. Функционише на принципу рендета и центрифугалног сита. Поседују велики отвор за уметање већих комада воћа и поврћа без додатног сецкања. Електрични мотор снаге од 500 до 1200 W покреће оштро ренде или сечива која сецкају и мрве воће и поврће. Затим преса притиска уситњену масу уз цилиндрично сито, чијом се ротацијом цеди сок. Пужни соковници спадају у групу соковника са малим бројем обртаја. Имају један пуж или два велика пужа између којих пролази и мрви се исецкано воће и поврће и касније цеди притискањем преса.

а)

б)

Сл. 4.105 Соковник: а) центрифугални; б) пужни.

136


УРАДИ САМ Руковање соковником врло је једноставно. Направи себи омиљени сок тако што ћеш претходно добро опрати воће (поврће) у млакој води, одстранити петељке, семенке и кору (код јужног воћа), исецкати га на ситније комаде и убацити у дозатор. После затварања поклопца на дозатору и постављања чаше за сок, укључи соковник и исцеди свој омиљени сок. Живели!

МАШИНА ЗА ПРАЊЕ ВЕША

o

Машина за прање веша или веш-машина представља полуаутоматску комбиновану машину која служи за прање прљавог веша.

uk a

pr

om

Основни делови машине за прање веша су: програматор, електромотор, врата са сигурносном бравом, бубањ, казан, амортизери, грејач, пумпа за воду, термостат, филтер, ремен, кућиште, доводно и одводно црево за воду, дозирна посуда и др. (Сл. 4.106). Сл. 4.106 Делови машине за прање веша: 1. електромотор; 2. пумпа за воду; 3. програматор; 4. врата са сигурносном бравом; 5. дугме програматора; 6. вентил за довод воде; 7. казан са бубњем; 8. дозирна посуда; 9. амортизер.

Ed

Принцип рада машине за прање веша састоји се у томе што се веш, на који делује водени раствор детерџента, још и механички окреће, гњечи и трља. Машина, помоћу дела који се зове програматор, аутоматски обавља процес прања и сама се зауставља на крају програма. Довољно је ставити прљав веш и, у зависности од врсте тканине, подесити одређени програм, додати одређену количину средстава за прање веша и укључити машину. Савремене веш-машине имају до 30 различитих програма за прање. Веш се у машинама пере на температурама од 30°, 40°, 60° и 95°. Отварањем стаклених провидних врата убацује се одређена количина веша у бубањ машине. Бубањ је израђен од избушеног лима и наизменично се, помоћу електромотора, окреће у једном па у другом смеру. Електрични грејач има задатак да загреје воду на програмирану температуру, а термостат да одржава температуру укључивањем и искључивањем грејача. Пумпа за воду избацује прљаву воду из веш-машине и одводи је у канализациону инсталацију. Машина за прање веша се прикључује струјним каблом на монофазну шуко-прикључницу, а цревима на водоводну и канализациону инсталацију.

137


МАШИНА ЗА ПРАЊЕ СУДОВА Машина за прање судова намењена је прању посуђа у домаћинству. Конструкција је метална и обложена је емајлираним лимом. Машина се прикључује на електричну, водоводну и канализациону мрежу.

Сл. 4.107 Делови машине за прање судова: 1. врата; 2. електромотор; 3. аутоматски вентил за пријем воде; 4. одводно црево; 5. доња млазница; 6. пумпа за избацивање воде; 7. грејач; 8. корпа за одлагање судова; 9. горња млазница.

om

Са горње стране машине налази се радна површина, а са предње су врата на којима се налази контролна табла са командама за рад машине. Машина ради аутоматски и најчешће има три основна програма за прање. Програми се одређују у зависности од врсте посуђа које се пере и од његове запрљаности (јако прљаво посуђе, средње прљаво и мало прљаво).

o

У зависности од произвођача, машина за прање судова може имати различите делове (Сл. 4.107).

uk a

pr

Машина аутоматски прима одређену количину воде преко доводног црева које је прикачено на водоводну мрежу. Вода се у процесу прања загрева помоћу грејача до одређене температуре, која се регулише термостатом. Хоризонтална и вертикална млазница својим окретањем и јаким млазевима топле воде обавља прање судова које мирује у корпама. После прања, судови се испирају наизменичним млазевима топле воде. Затим пумпа из коморе усисава потрошену воду и избацује је кроз одводно црево у канализацију. Вентилатор јаким струјањем топлог ваздуха суши судове, чиме се завршава целокупни процес прања судова. После сваке употребе треба чистити филтер на дну коморе, јер се у њему задржавају остаци хране.

Ed

УРАДИ САМ

Замоли једног од укућана да ти објасни како се у твом домаћинству користи машина за прање веша.

ПИТАЊА: 1. Шта су електромеханички апарати и уређаји? 2. Наброј електромеханичке апарате и уређаје који се користе у домаћинству. 3. Који је главни део свих електромеханичких апарата и уређаја у домаћинству? 4. Наведи најважније карактеристике усисивача, миксера, мултипрактика, блендера, соковника, машина за прање веша и судова.

138


4.11.3. РАСХЛАДНИ УРЕЂАЈИ Расхладни уређаји служе за хлађење хране и пића, као и за расхлађивање просторија у којима живимо и радимо. У расхладне уређаје спадају: електрични хладњаци (фрижидери), замрзивачи и клима-уређаји.

ЕЛЕКТРИЧНИ ХЛАДЊАЦИ (ФРИЖИДЕРИ) Фрижидери су електрични уређаји који служе за хлађење хране и пића. На тај начин храну одржавају свежом и спречавају њено кварење и развој бактерија.

Ed

uk a

pr

om

o

Рад фрижидера се заснива на својству течности да приликом испаравања троши топлоту коју одузима од околине, услед чега се ова хлади. Његови главни делови су: компресор, кондензатор, испаривач, капиларна цев, термостат и кућиште фрижидера са вратима (Сл. 4.108). Помоћу њих, температура се са собне температуре спушта на температуру између +4°С и +8°С.

Сл. 4.108 Електрични хладњак (фрижидер)

Делови фрижидера су повезани бакарним цевима у затворен систем унутар кога се налази расхладно средство – гас фреон. Компресор покретан електромотором сабија фреон, чиме му повећава притисак и температуру. Овако загрејан фреон пролази кроз кондензатор који се налази на задњој страни фрижидера. Кондензатор је под високим притиском, услед којег сабијено расхладно средство – фреон прелази из гасовитог у течно стање. Течност се сада кроз узану капиларну цев уводи у хладњак до испаривача. У испаривачу расхладно средство прелази у већи простор, услед чега му се смањује притисак, при чему оно прелази у гасовито стање и испарава. За испаравање се троши огромна количина топлоте, коју расхладно средство одузима од унутрашњег простора хладњака. Расхладно средство у гасовитом стању из испаривача иде поново у компресор на сабијање и тако се затвара циклус који се стално понавља.

139


Термостат служи да укључивањем и искључивањем електромотора, а самим тим и компресора регулише сталну температуру у фрижидеру. Кућиште фрижидера је направљено од пластике, са уграђеном топлотном изолацијом унутрашњости од околине. Одржавање фрижидера је веома једноставно. После дужег рада фрижидера, ако приметимо да се на испаривачу нахватао лед, потребно је фрижидер искључити из струје, отворити врата фрижидера и пустити да се лед отопи. Унутрашњост фрижидера треба пребрисати сунђером натопљеним млаком водом. Новији типови фрижидера имају аутоматски циклус одмрзавања испаривача.

ХЛАДЊАЦИ ЗА ЗАМРЗАВАЊЕ ХРАНЕ (ЗАМРЗИВАЧИ)

om

o

Замрзивачи се користе за дубоко замрзавање хране која може да се користи после дужег времена стајања, при чему она задржава својства која је имала пре замрзавања. Свежа храна или готова јела дубоко се замрзавају одмах после њиховог припремања и расхлађивања.

pr

Замрзивачи имају исте делове и раде на истом принципу као и фрижидери. Код замрзивача је цео простор за храну изграђен као испаривач, а цеви испаривача уграђене су у унутрашњи зид. Температура у замрзивачима се регулише дугметом термостата и најчешће износи од –20°С до –35°С.

Ed

uk a

Постоје две врсте замрзивача: вертикални и хоризонтални (сандучар) (Сл. 4.109).

Сл. 4.109 Хоризонтални и вертикални замрзивач

Вертикални замрзивачи су практичнији од хоризонталних јер заузимају мање стамбеног простора и у њима је лакше доћи до хране смештене у провидним фиокама. Недостатак им је што у фиоке не могу да се одложе већи комади хране и што при отварању врата долази до значајне размене хладног и топлог ваздуха. Предност хоризонталних замрзивача је у томе што у њих може да се смести више хране и што су са енергетске стране економични, јер при отварању поклопца све смештене намирнице не долазе у додир са спољашњим топлим ваздухом. Лоша страна им је што је отежано вађење хране са дна сандука, па зато замрзивач треба пунити тачно према плану вађења хране.

140


КЛИМА-УРЕЂАЈИ Клима-уређаји служе да се у затвореним просторијама аутоматски успоставе и одрже захтевани услови температуре, влажности, чистоће и брзине струјања ваздуха. Уређајима за климатизацију затворени простори се могу грејати или хладити, уз обезбеђење одређене влажности и чистоће ваздуха (Сл. 4.110).

o

Сл. 4.110 Клима-уређај

Ed

uk a

pr

om

У примени клима-уређаја најчешће наилазимо на појам сплит-систем. Сплит-систем је климауређај који се састоји од два основна дела, спољне (састоји се од компресора и кондензатора) и унутрашње јединице (у њој се налази испаривач). Спољна и унутрашња јединица су повезане бакарно изолованим цевима за проток гаса фреона (радни флуид) и кабловима за комуникацију и напајање (Сл. 4.111).

Сл. 4.111 Главни делови клима-уређаја

Принцип рада клима-уређаја своди се на упијање енергије са једног места и преношење на друго. Рад клима-уређаја је заснован на кружном кретању гаса фреона кроз цеви у затвореном циклусу. Фреон у течном стању улази у испаривач (измењивач топлоте), смештен у унутрашњој јединици, те испарава у цевима, при чему одузима топлоту ваздуха из просторије. Након проласка кроз испаривач, фреон у гасовитом стању долази до спољашње јединице у којој се налази компресор, где му се повећавају притисак и температура. Након тога се гас уводи у кондензатор, такође смештен у спољашњој јединици, где се хлади и кондензује. Када прође кроз капиларну цев (експанзиона посуда – вентил), притисак нагло опада, фреон одмах испари, при чему долази до хлађења околног простора. Управљање клима уређајем се врши даљинским управљачем.

141


ИСТРАЖИ! Анализирај команде на даљинском управљачу клима-уређаја и утврди које су све могућности његовог коришћења. Тиме ћеш се оспособити за правилну употребу још једног електричног уређаја у своме дому. У истраживању ти може помоћи и неко од старијих укућана.

ПИТАЊА:

o

1. Која је намена расхладних уређаја у домаћинству? 2. Које врсте расхладних уређаја се користе у домаћинству? 3. Наброј главне делове и објасни принцип рада и начин одржавања фрижидера и замрзивача. 4. Наброј главне делове и објасни принцип рада и начин одржавања клима-уређаја.

om

НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

• Електротермичким апаратима и уређајима називамо све уређаје и апарате који електричну енергију претварају у топлотну енергију. • Главни делови електротермичких уређаја су: грејач (грејна жица – спирала) и изолационо тело. Грејач је направљен од материјала који има велики специфичан отпор, тј. отпоран је на високе температуре, како се не би истопио (цекас, кантал). Изолационо тело је направљено од керамике, лискуна или азбеста. • Регулатор температуре – термостат има задатак да аутоматски укључује и искључује грејач и тако регулише температуру у уређају. • Електрични шпорет и решо служе за припремање хране. Постоје електрични шпорети са класичним грејним плочама (стандардна, експрес и аутоматска) и са стакленокерамичким грејним плочама. Класични електрични шпорети најчешће имају четири грејне плоче, пећницу (рерну) и прекидаче који их укључују и искључују. • Микроталасна пећница је апарат у домаћинству који служи за брзо подгревање, одмрзавање и кување намирница. У њој се уз помоћ генератора микроталаса ствара електромагнетно поље, усмерено на храну која се греје. Микроталаси, преко молекула воде, продиру у унутрашњост хране, при чему долази до стварања топлоте која се користи за њено брзо подгревање. • Електричне грејалице се користе за загревање просторија. Има их више врста, најчешће се деле на инфра-грејалице и грејалице са вентилатором. • Електрична пегла служи за равнање (пеглање) тканина. Електрична пегла састоји се од: грејне плоче, дугмета за регулацију температуре, резервоара за воду, распршивача паре, избацивача воде, самочистача, сигналне сијалице, гумираног рукохвата, прикључног кабла, грејача и аутоматског регулатора температуре (биметални прекидач). • Електрични бојлери служе за загревање воде. Постоје бојлери високог притиска, бојлери ниског притиска и проточни бојлери. Главни делови бојлера су: лимени оклоп, термоизолација, резервоар за воду, цеви за одвод топле и довод хладне воде, термостат и грејач. • Електрични радијатори и термоакумулационе пећи служе за загревање просторија. Основни делови термоакумулационе пећи су: метални оклоп, акумулационо језгро од

142


Ed

uk a

pr

om

o

шамотне опеке, керамичко постоље, електрични грејачи, изолације од керамичке (минералне) вуне, вентилатори, прекидач, термостат за регулацију унутрашње и спољашње температуре, бочне решетке, предње решетке и кабл за напајање електричном енергијом. • Фен за косу се користи за сушење и обликовање косе. Састоји се од платичног кућишта, грејача у виду спирале, електромотора са вентилатором, биметалног термостата, прекидача за регулацију снаге грејача и регулацију брзине електромотора и прикључног кабла. • Електромеханички апарати и уређаји електричну енергију претварају у механичку. • Усисивач је електрични уређај који служи за одржавање чистоће у стану. Главни делови усисивача су: електромотор, усисно црево са додатком за усисавање (четком), кућиште, врећа за прашину, филтери, прекидач и прикључни кабл. • Миксер се користи за мешање, сецкање и пасирање хране. Главни делови миксера су: колекторски електромотор, вентилатор, пластично кућиште, пужни зупчаници, вишестепени прекидач, прикључни кабл и прикључни елементи за мешање (метлице). • Мултипрактик је универзални уређај помоћу којег могу да се сецкају, режу, муте, мешају, стружу, гњече, цеде разне намирнице (поврће, воће, тесто, месо, сир и др.). • Блендер је кухињски апарат сличан миксеру. Користи се за мешање, пасирање или мућење хране и других супстанци, сечење и уситњавање свежег поврћа, воћа, лешника, ораха и чоколаде, спремање кашастих супа или пиреа од куваног воћа и поврћа, припремање мајонеза, сосова, кремова и прелива, прављење сокова и сладоледа, ломљење и мешање леда у коктелима, и др. • Соковник је апарат који служи за цеђење сока из свежег воћа и поврћа. • Машина за прање веша представља полуаутоматску комбиновану машину намењену за прање прљавог веша. Основни делови машине за прање веша су: програматор, електромотор, врата са сигурносном бравом, бубањ, казан, амортизери, грејач, пумпа за воду, термостат, филтер, ремен, кућиште, доводно и одводно црево за воду, дозирна посуда и др. • Машина за прање судова се користи за прање посуђа у домаћинству. Главни делови машине за прање судова су: кућиште, врата, контролна табла, дугме за избор програма, дугме за укључивање и искључивање машине, дугме за одложени старт, индикаторске лампице, корпе за постављање судова и есцајга, пумпа за избацивање воде, млазнице, грејач, филтери, дозатор за средство за прање, прикључна цев за чисту воду, одводна цев за прљаву воду и прикључни кабл. • Расхладни уређаји су предвиђени за хлађење хране и пића као и за расхлађивање просторија у којима живимо и радимо. У расхладне уређаје спадају: електрични хладњаци (фрижидери), замрзивачи и клима-уређаји. • Фрижидери су електрични уређаји који служе за хлађење хране и пића. На тај начин храну одржавају свежом и спречавају развој бактерија и њено кварење. Његови главни делови су: компресор, кондензатор, испаривач, капиларна цев, термостат и кућиште фрижидера са вратима. • Замрзивачи се користе за дубоко замрзавање хране која може да се користи после дужег времена стајања, при чему не губи својства која је имала пре замрзавања. Раде на истом принципу као и фрижидери. Код замрзивача је цео простор за храну изграђен као испаривач, а цеви испаривача уграђене су у унутрашњи зид. Постоје две врсте замрзивача: вертикални и хоризонтални (сандучар). • Клима-уређаји служе да се у затвореним просторијама аутоматски успоставе и одрже захтевани услови температуре (греје или хлади), влажности, чистоће и брзине струјања ваздуха. Главни делови клима-уређаја су: унутрашња и спољна јединица, испаривач (измењивач топлоте), кондензатор, компресор, вентилатори, термоекспанзијски вентил и даљински управљач.

143


4.12. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНИКЕ Електроника је област науке и технике која се бави претварањем информација у електричне сигнале и обрадом и преносом електричних сигнала У данашње време просто не постоји грана технике где није заступљена електроника. Електроника је присутна у многим уређајима око нас, од електричне пегле, веш-машине, радио и ТВ уређаја, мобилних телефона, камера, фото-апарата, рачунара, до савремених аутомобила. Електронски апарати и уређаји нам помажу да лакше, ефикасније и квалитетније обављамо одређене послове или нам улепшавају живот.

pr

uk a

Електроника нас и данас импресионира све већим бројем технолошких иновација, из дана у дан електронски чипови постају све мањи и мањи, а уједно бржи и снажнији.

om

o

У другој половини 20. века десио се нагли развој технике, а највише је напредовала електроника. Проналаском полупроводничких материјала, гломазне електронске компоненте су сведене на минијатурне и веома поуздане. Тако настала микроелектроника је омогућила да нпр. једна плочица силицијума величине нокта, под називом интегрално коло (чип), може да замени чак стотине хиљада, па и милион транзистора, отпорника, кондензатора и других електронских елемената. То је омогућило производњу различитих апарата чије су димензије сада много мање него пре (нпр. телевизора, рачунара, мобилних телефона, фото-апарата и др.).

Електронски елементи (компоненте) су елементи од којих су сачињена електронска кола (Сл. 4.112).

Ed

Електронски елементи се могу поделити у две основне групе: пасивне и активне.

Сваки електронски елеменат мора да поседује електрични прикључак којим се повезује са другим елементима у електричном колу. Према изгледу тих електричних прикључака електронски елементи се деле на елементе са жичаним изводима (то су тзв. „класичне” компоненте) и на елементе за површинско монтирање (SMD – Surface Mounted Devices) (Сл. 4.113).

144

Сл. 4.112 Електронски елементи

Сл. 4.113 Кондензатор са жичаним изводима и SMD кондензатор


Ради лакшег споразумевања, као и у осталим гранама технике, и у електроници се за цртање електронских шема користе симболи (Сл. 4.114). антена

звучник

уземљење

PNP транзистор

стални кондензатор

NPN транзистор

променљиви кондензатор електролитски кондензатор

P и N канални FET 1

2

3

4

5

6

интегрисано коло у пљоснатом кућишту релеј

отпорник

преклопник

калем са феритним језгром

фото-отпорник

диода

потенциометар

om

o

соленоид

лед-диода

микрофон слушалице

фото-транзистор

pr

Сл. 4.114 Најважнији симболи у електроници

uk a

4.12.1. ПАСИВНИ ЕЛЕКТРОНСКИ ЕЛЕМЕНТИ

Под пасивним елементима се подразумевају они елементи који нису у стању да појачавају неки електрични сигнал.

Ed

У пасивне електронске елементе спадају: отпорници, кондензатори и калемови (завојнице).

ОТПОРНИЦИ

Отпорници су електронски елементи који имају задатак да се у електронским колима супростављају, тј. пружају отпор протоку електричне струје (Сл. 4.115). То њихово својство назива се електрични отпор. Основна мерна јединица за електрични отпор јесте ом (Ω). Под отпорником се подразумева електронски елеменат који поседује тачно одређену вредност отпорности, а који се користи за регулацију расподеле електричне енергије између компонената електронског кола.

Сл. 4.115 Отпорник

145


На основу отпорности коју пружају проласку електричне струје, разликују се три основне групе отпорника, а то су: отпорници сталне отпорности, отпорници променљиве отпорности (потенциометри и реостати) и нелинеарни отпорници (фотоотпорници, термистори, позистори, варистори) (Сл. 4.116).

а)

б)

в)

г)

д)

ђ)

o

Сл. 4.116 Врсте отпорника: а) фотоотпорник; б) термистор; в) позистор; г) варистор; д) потенциометар; ђ) реостат.

om

Променљиви отпорник којим се мења јачина електричне струје назива се реостат, а променљиви отпорник којим се мења напон назива се потенциометар.

pr

Фотоотпорници су полупроводнички отпорници код којих се отпорност смањује под утицајем светлости.

uk a

Термистори су отпорници чији се отпор мења са променом температуре. У зависности од начина загревања ови отпорници се деле на термисторе са директним и индиректним загревањем. Разликују се две основне врсте термистора: са негативним температурним коефицијентом отпорности (NTC отпорници) и са позитивним температурним коефицијентом (PTC отпорници, или како се још зову, позистори).

Ed

Отпорници код којих се отпорност нелинеарно мења под утицајем електричног поља зову се варистори (VDR отпорници). Користе се за заштиту од превисоких напона. Вредност отпорника се наноси на тело отпорника исписивањем цифара и слова или боја у облику прстенова. При означавању вредности отпорника помоћу прстенова у боји, на тело отпорника се наноси четири или пет боја. Код означавања отпорника са четири прстена, прва два прстена означавају отпорност, трећи прстен означава број нула (множитељ), док четврти прстен означава толеранцију, тј. дозвољено одступање стварне вредности отпора од означене (Сл. 4.117). Код означавања отпорника са пет прстена, прва три прстена означавају отпорност, четврти означава број нула, а пети толеранцију.

146


om

КОНДЕНЗАТОРИ

o

Сл. 4.117 Означавање отпорности прстеновима различитих боја

pr

Кондензатори су електронски елементи који имају способност акумулације електричне енергије. Кондензатор представља систем од најмање два проводна тела (плоче, фолије, метализиране фолије) раздвојена диелектриком (изолатором) (Сл. 4.118).

uk a

Основна величина кондензатора је његова електрична капацитивност (C), која је одређена односом количине наелектрисања Q и напона V на облогама кондензатора. Основна јединица за капацитивност је фарад (F), али се у пракси најчешће користи μF (микрофарад), nF (нанофарад), pF (пикофарад).

Сл. 4.118 Кондензатори

Ed

Капацитивност кондензатора одређује време пуњења и пражњења кондензатора. Што је капацитивност већа, напон на кондензатору ће се спорије мењати, односно, време пуњења и пражњења биће дуже. Вредности капацитивности кондензатора, као и дозвољена одступања капацитивности од називне вредности, називни напон, итд. исписују се на самом телу кондензатора. Поред тога, за означавање кондензатора користе се и боје које се наносе у облику траке или тачке.

147


Кондензатори могу бити сталне и променљиве капацитивности. Кондензатори сталне (константне) капацитивности најчешће се деле према врсти употребљеног диелектрика, тако да се разликују: папирни кондензатори, кондензатори са метализираним папиром, кондензатори са пластичним и метализираним пластичним фолијама, лискунски, стаклени, керамички, електролитски итд. Кондензатори променљиве капацитивности, који се обично користе у осцилаторним колима, деле се на обртне, полупроменљиве (тримере) и вирикап диоде. Електролитски кондензатори великог капацитета служе за филтрирање струје, односно за потпуно исправљање струје која излази из исправљача. На тај начин добија се сталан једносмерни напон.

o

КАЛЕМОВИ (ЗАВОЈНИЦЕ)

om

Калем је електронски елеменат код кога се при проласку електричне струје кроз изоловану жицу у оквиру завојнице око ње ствара магнетно поље (Сл. 4.119). Променом јачине струје и броја навојака изоловане жице, мења се и магнетно својство завојнице које називамо индуктивитет. Основна јединица за индуктивитет је Хенри (Н).

pr

Калемови (завојнице) се најчешће користе у уређајима који имају осцилаторна кола, као што су радио-апарати, телевизори, бежични телефони, релеји и др.

Ed

uk a

Калемови могу бити без језгра и са језгром (најчешће феритним).

Сл. 4.119 Различите врсте калемова

148


4.12.2. АКТИВНИ ЕЛЕКТРОНСКИ ЕЛЕМЕНТИ За разлику од пасивних, активни електронски елементи имају појачивачка и исправљачка својства. У активне електронске елементе спадају: диоде, транзистори и интегрисана кола.

ПОЛУПРОВОДНИЧКЕ ДИОДЕ Полупроводничке диоде су електронски елементи који пропуштају струју само у једном смеру. Имају две електроде: аноду (+) и катоду (-). Израђују се од Р-типа или Nтипа полупроводничких материјала, као што су силицијум или германијум, који заједно образују PN спој.

o

Да би пропустила електричну струју, анода диоде мора бити повезана на позитивни крај извора електричне струје (+), а катода на негативни крај (-). Ако се катода повеже супротно, онда неће пропуштати струју.

а)

uk a

pr

om

Према конструкцији се разликују тачкасте и слојне диоде. Према намени диоде могу бити: светлеће (LED), фото-диоде, зенер, ласерске и др. (Сл. 4.120).

б)

в)

г)

Сл. 4.120 Полупроводничке диоде: а) светлећа (LED); б) фото-диода; в) зенер; г) ласерска.

Ed

Зенер диоде су специјалне диоде које под одређеним околностима могу да пропусте струју у оба смера. Користе се за заштиту осетљивих електронских кола од превеликог напона. Исправљачке диоде имају способност исправљања наизменичне електричне струје у једносмерну. Ласерске диоде под напоном производе ласерску светлост. Користе се код оптичких уређаја ЦД и ДВД читача/резача код рачунара. Светлеће диоде (LED – Light Emitting Diode) електричну енергију, односно електрични сигнал претварају у светлосну енергију. Производе се у различитим бојама и имају веома широку примену, првенствено за различите врсте осветљења. Фото-диоде су осетљиве на светлост, тако што када на њих падне одређена количина светлости, долази до протока струје. Користе се у разним уређајима као светлосни сензори (детектори).

149


ТРАНЗИСТОРИ Транзистори су полупроводнички елементи који се користе за појачавање слабих сигнала, прекидање струје и стабилизацију напона итд.

om

o

Према начину рада, транзистори могу бити биполарни и униполарни (Сл. 4.121).

Сл. 4.121 Различите врсте транзистора

Ed

uk a

pr

Основни тип транзистора који се највише примењује јесте биполарни транзистор. Он се састоји од три полупроводничке електроде различите проводности, размештена по распореду PNP или NPN, при чему свако подручје има сопствени електрични прикључак. Ти прикључци (изводи) су: база (B), емитер (E) и колектор (C) (Сл. 4.122).

Сл. 4.122 Шематски приказ NPN и PNP типа транзистора

Основна карактеристика биполарног транзистора јесте да је то компонента која има појачивачка својства, тј. да сигнал који се доводи на улаз транзистора бива појачан на његовом излазу. За разлику од биполарних транзистора, MOS транзистори су униполарне компоненте код којих у провођењу електричне струје у нормалном радном режиму учествује само једна врста носилаца наелектрисања. Највећа предност MOS транзистора је у томе што су то напонски контролисане компоненте. Униполарни транзистори имају три извода који се обележавају са: source (S) – извор, drain (D) – одвод и gate (G) – брана.

150


ИНТЕГРИСАНО КОЛО Интегрисано коло ( енгл. IC – Integrated Circuit), познатије као чип (енгл. Chip), јесте сложено електрично коло састављено из мноштва елемената обједињених на јединственој подлози и спремно за уградњу у сложеније системе, али као јединствена компонента. Оно у себи садржи читаве електричне шеме са више хиљада различитих компонената, као што су диоде, транзистори, отпорници, кондензатори (Сл. 4.123). Састоји се од кућишта које је од пластике или керамике, извода помоћу којих се монтира на штампану плочу и чипа (у којем су интегрисани сви елементи) у средишту интегрисаног кола, који је са изводима повезан најчешће веома танким жицама.

Сл. 4.123 Интегрисано коло

om

o

Број извода зависи од типа интегрисаног кола, тј. од његове функције, и може се рећи да је тај број стандардизован за различите функције. Управо функција коју обавља условљава основну поделу интегрисаних кола на: аналогна (нпр. операциони појачивач), дигитална (нпр. процесор) и мешовита (нпр. A/D и D/A конвертори).

ВЕЖБА

pr

Интегрисана кола данас се користе у готово свим електронским уређајима, као што су: рачунари, телевизори, мобилни телефони, кућни апарати итд. Интегрисана кола доприносе да из дана у дан разни апарати и уређаји буду све квалитетнији, функционалнији, минијатурнији и јефтинији.

uk a

Од електронских компоненти које се налазе у конструкторској кутији састави према датом упутству различита електронска кола на protoboard испитној плочи.

Ed

4.11.3. РЕЦИКЛАЖА ЕЛЕКТРИЧНОГ И ЕЛЕКТРОНСКОГ ОТПАДА Брзи развој технике и појава нових модела електричних и електронских апарата и уређаја допринело је да потрошачи не поправљају апарате, већ их једноставно замењују новим, пошто је то једноставније и углавном знатно јефтиније. Тако многобројни стари апарати заврше као отпад на разним депонијама, иако се скоро све може рециклирати. Електрични и електронски отпад (е-отпад) чине сви електрични и електронски апарати и уређаји, електронске компоненте и електроинсталациони материјал (Сл. 4.124).

Сл. 4.124 Сакупљање е-отпада

151


Процес рециклаже електричног и електронског отпада обухвата: сакупљање, сортирање и прераду отпада и израду новог производа. Електронски отпад садржи разне отровне материје, па је због тога опасан за људско здравље и нашу планету. Опасне материје које се могу наћи у електронском отпаду су: жива, фосфор, олово, хром, баријум, арсен, азбест, тонерски прах и др. Рециклажа електронског отпада врло је комплексна, јер у већини електронских уређаја постоји велики број различитих компоненти (материјала) на релативно малом простору, при чему су неке врло опасне по здравље (нпр. на штампаној плочи величине 20 Х 20 cm некада се може наћи преко 100 различитих материјала).

pr

om

o

Електрични и електронски отпад се, пре одношења у центре за рециклажу, одваја у посебне групе: • велики кућни апарати (фрижидери, замрзивачи, машине за прање веша и судова, електрични штедњаци, ТА пећи ...); • мали кућни апрати (миксери, усисивачи, тостери, пегле, соковници, фенови ...); • информатичка опрема (рачунари, лаптопови, таблети, штампачи, скенери, плотери, фотокопир апарати ...); • аудиовизуелни уређаји и уређаји за телекомуникацију (телевизори, видео опрема, камере, фото-апарати, радио-апарати, музички стубови, кућни биоскопи, пројектори, факс-апарати, телефони ...); • електроинсталациони материјал (проводници, прекидачи, прикључнице, осигурачи, разводне табле и кутије, бројила, сијалична грла, сијалице...).

Рециклажом електричног и електронског отпада постижу се следећи циљеви: мање коришћење сировина из обновљивих и необновљивих извора; животна средина остаје чистија и здравија; штеди се простор у природи, који би био уништен стварањем депонија са отпадом; велике уштеде енергије и новца.

Ed

• • • •

uk a

Електрични и електронски апарати и уређаји се пре рециклаже расклапају на саставне компоненте. Паралелно са расклапањем електронске опреме, одвија се и процес сепарације (одвајања) компоненти на основу материјала од кога су направљене (пластика, стакло, метали, гуме и др.).

152


ПИТАЊА:

НАУЧИЛИ СМО:

om

o

1. Чиме се бави електроника? 2. Шта су пасивни, а шта активни електронски елементи? 3. Који елементи припадају групи пасивних, а који активних електронских елемената? 4. Шта су отпорници и како се могу поделити? 5. Како се одређује вредност отпорника? 6. Шта су кондензатори и како се могу поделити? 7. Од чега зависи колики ће бити индуктивитет завојнице? 8. Која је улога полупроводничке диоде у електронском колу? 9. Које су основне особине и врсте транзистора? 10. Шта је интегрисано коло? 11. Шта се постиже рециклажом е-отпада?

Ed

uk a

pr

• Електроника је област науке и технике која се бави претварањем информација у електричне сигнале и обрадом и преносом електричних сигнала. • Електронски елементи се могу поделити у две основне групе: пасивне и активне. • Под пасивним електронским елементима се подразумевају они елементи који нису у стању да појачавају неки електрични сигнал. У пасивне електронске елементе спадају: отпорници, кондензатори и калемови (завојнице). • Отпорници су електронски елементи који имају задатак да се у електронским колима супростављају тј. пружају отпор протоку електричне струје, у циљу обезбеђивања одређеног пада напона и ограничавања јачине електричне струје у колу. • Кондензатори су електронски елементи који имају способност акумулације електричне енергије. • Калем (завојница) је електронски елеменат код кога се при проласку електричне струје кроз изоловану жице у оквиру завојнице око ње ствара магнетно поље. • У активне електронске елементе спадају: диоде, транзистори и интегрисана кола. • Полупроводничке диоде су електронски елементи који пропуштају струју само у једном смеру. • Транзистори су полупроводнички елементи који се користе за појачавање слабих сигнала, прекидање струје, модулацију и стабилизацију напона итд. • Интегрисано коло (енгл. IC – Integrated Circuit), познатије као чип (енгл. Chip), представља сложено електрично коло састављено из мноштва електронских елемената обједињених на јединственој подлози. • Електрични и електронски отпад (е-отпад) чине сви електрични и електронски апарати и уређаји, електронске компоненте и електроинсталациони материјал. Рециклажом е-отпада штитимо човекову околину и штедимо природне ресурсе и новац.

153


uk a

Ed o

om

pr


5

Ed

uk a

pr

om

o

КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ

ЗА РАДОЗНАЛЕ: • • •

Подсети се градива из седмог разреда о роботици и интерфејс технологији. Обнови градиво о материјалима о којима си до сада учио/учила из Технике и технологије. Уколико код куће поседујеш нешто од електричних и електронских компоненти, понеси их у школу, јер ће ти можда затребати при конструкторском моделовању.

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: • • •

кроз практичан рад примену електромотора и генератора; да експериментишући са електропанелима и ветрогенераторима склапаш различлите моделе који користе обновљиве изворе електричне енергије; утврдићеш и проширићеш своја знања из интерфејс технологије и роботике.

5. КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ 5.1. 5.2.

Моделовање електричних машина и уређаја. Коришћење интерфејса и израда једноставног школског робота.


5. КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ Током четири године изучавања Технике и технологије учио/учила си о главним својствима и карактеристикама различитих материјала, од папира, текстила, коже, пластике, дрвета и дрвних прерађевина, метала, електроинсталационог материјала па до електронских компоненти. Пошто је ово завршна година изучавања Технике и технологије, у оквиру конструкторског моделовања моћи ћеш да користиш све наведене материјале. Твоја интересовања требају да буду усмерена ка моделовању електричних машина и уређаја, изради модела који користе обновљиве изворе енергије (електропанели, ветрогенератори ...), коришћењу интерфејса за управљање помоћу рачунара, изради једноставног школског робота или нешто друго што би представљало спој претходно набројаног.

САВЕТ

om

o

Како би успешно реализовао/реализовала свој пројекат, пре планирања практичног рада распитај се код наставника да ли за реализацију твоје идеје у кабинету за Технику и технологију постоје одговарајућа наставна средства (конструкторски комплети, одговарајући интерфејс, рачунари, материјал, одговарајући алат, машине, уређаји и др.). Боље је планирати једноставнији практичан рад који можеш реализовати до краја, него сложенији рад, који не можеш завршити због недостатка материјала или алата.

pr

Као и сваке године, и сада практичном раду у оквиру конструкторског моделовања треба прићи крајње озбиљно и плански. То подразумева да твој рад треба да се заснива на алгоритамском начину размишљања, од идеје до реализације.

uk a

Могућности за стваралачки рад су велике. На теби је да одабереш практичан рад кроз који ћеш на најбољи начин моћи да искажеш своје идеје и креативност. У многим школама ученици користе конструкторске комплете који садрже потребан материјал за израду унапред предвиђених практичних вежби. То не треба да те спречи да при изради тих модела уградиш нешто што си баш ти замислио/замислила и тако искажеш своју иновативност и креативност.

Ed

У ранијим разредима си учио/учила о предузетништву и да је за успешну реализацију неког пројекта веома важно добро планирање и припрема. Припрема подразумева израду бизнис плана који треба да дефинише кораке његовог остваривања: • Стварање бизнис идеје први је корак ка остварењу предузетничких снова. • Испитивање тржишта следи након одређивања ужег круга идеја како бисмо изабрали производ који ће показати оправданост нашег будућег рада и улагања. • Израда мини-пројекта за изабрани модел/производ који садржи техничку документацију (израда скице, склопног и детаљног цртежа) и планску документацију (поступак израде, редослед радних операција), листу материјала, неопходан прибор и алат, и процену трошкова). • Практична израда производа (израда производа, завршни радови и контрола квалитета производа). • Маркетинг производа (израда и подела промотивног материјала). • Продаја и финансијски извештај (процена трошкова, одређивање продајне цене производа, излагање и продаја производа, анализа пословања, расподела прихода).

156


Успешност сваког посла зависи од почетног стварања идеје и доброг планирања израде. Постоји више начина помоћу којих можеш доћи до идеје. Најбржа и најшира могућност доласка до идеје о твом будућем производу пружа ти се употребом рачунара и претрагом преко неког интернет претраживача (Google, Yahoo). Претрагом преко интернета, ти уједно испитујеш тржиште, па настој да твој будући производ има неку употребну вредност или буде прототип неког будућег производа. За израду техничке и планске документације користи одговарајуће рачунарске програме за техничко цртање и обраду текста које си до сада учио/учила или их нацртај/напиши у свесци помоћу прибора за техничко цртање. Уколико је производ (модел) за који си се определио/определила динамички, неопходно је да дефинишеш извор енергије који ће га покретати, као и начин за његово управљање. При реализацији свог пројекта веома је важно да имаш добру процену неопходног времена за његову реализацију. Уколико је рад сложенији, уз дозволу наставника, укључи још неког другара у реализацију пројекта.

om

o

И овог пута, као у претходним разредима, до изражаја ће доћи твоје предузетничке вештине. Ради сигурности у успешност реализације свог мини-пројекта и оправданост улагања у њега, представи бизнис план и решење готовог производа/модела својим другарима у одељењу и затражи њихово мишљење о њему. Након комплетирања бизнис плана, његовог представљања и добијања позитивног мишљења од другара у одељењу и наставника, ВРЕМЕ ЈЕ ЗА ПРОИЗВОДНИ РАД!

pr

Припреми и организуј своје радно окружење. Изабери и припреми одговарајући материјал, алате, машине и опрему у складу са послом који те очекује. Уколико је у питању гупни рад расподелите радне задатке у оквиру пројекта. Пређи на практичан рад, поштујући принципе економичног коришћења материјала и безбедне употребе алата и машина.

uk a

СРЕЋАН И УСПЕШАН РАД!

Веома важан део предузетништва, о коме си учио/учила у претходним разредима, јесте маркетинг производа.

Ed

После завршетка израде производа, осмисли промотивни материјал који ћеш урадити на рачунару. Одштампани материјал подели ученицима своје школе са нагласком да ће продаја производа бити обављена у школи, у време значајних датума за рад школе (Дан школе, школска слава Свети Сава, Нова година ...). Како би сазнао/сазнала тржишну вредност свог производа, потребно је да сачиниш оквирну процену трошкова при изради. Цену готовог производа добићеш ако сабереш новац уложен у материјал и свој рад. Организуј продају производа у време већ наведених значајних датума за рад школе. По завршетку продаје производа потребно је анализирати реализацију пројекта, што подразумева и исказивање остварене добити продајом производа. Сваки ученик ће изнети своје мишљење о реализованом пројекту: колико је пројекат успешно реализован, који су исказани проблеми у раду и како их убудуће избећи, извршити процену свога рада и рада других и предложити унапређење постојећег производа или израду новог. Све ово показује да од почетне идеје до готовог производа предстоји дугачак и сложен посао, што је разлог више да то буде тимски рад, који је гаранција остварења заједничког циља, а то је квалитетан производ.

157


5.1. МОДЕЛОВАЊЕ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИНА И УРЕЂАЈА Ако се одлучиш за моделовање електричних машина и уређаја, можеш израдити модел вентилатора, електромотора, генератора и др. R

30

1

25

3

80 30

60

25

10

40

10

R

o

100

40

om

30

25

5

10

3

5

10

180

95

2

uk a

3

50 70

pr

10

0

5 4 3 2 1 ПОЗ. РАЗМЕРА 1:2

158

30

ДРЖАЧ МОТОРА ЕЛЕКТРОМОТОР ПРОПЕЛЕР СТАЛАК ПОСТОЉЕ НАЗИВ ДЕТАЉА

МАЛИ СТОНИ

10 80°

3

40

60

15°

10

R5

Ø2

Ed

R30

R

10

15

R20

80°

50

1 1 1 1 1 KOM.

ЛИМ ≠ 0,5 mm ГОТОВА РОБА ЛИМ ≠ 0,5 mm ЛИМ ≠ 1 mm ДРВЕНА ДАШЧИЦА ≠ 10 mm МАТЕРИЈАЛ УКУПНО ЦРТ.1 ВЕНТИЛАТОР ЦРТЕЖ БР.1


Учио/учила си да електромотор и генератор имају исте делове, а да је разлика између њих у начину претварања једног облика енергије у други. Направи модел са којим то можеш доказати.

pr

om

o

Ако електромотором који се покреће помоћу електричне енергије коју добија из батерија покренеш други електромотор који је повезан са лед-диодом, она ће светлети (Сл. 5.1). То значи да ти други електромотор у ствари представља генератор који производи електричну енергију.

Сл. 5.1 Веза електромотора и генератора

Ed

uk a

Уколико ротор генератора на твом моделу покреће струјање ваздуха, онда ће он у ствари представљати ветрогенератор (аерогенератор) (Сл. 5.2).

Сл. 5.2 Модели ветрогенератора (аерогенератора)

159


om

o

Поред енергије ветра и соларна енергија може бити интересантна тема твог моделовања. На тржишту се могу купити минијатурни соларни електропанели са којима можеш да експериментишеш (Сл. 5.3).

Сл. 5.3 Минијатурни електропанели

Ed

uk a

pr

Ако са електропанелом повежеш мини електромотор, деловањем светлости на електропанел он ће обезбедити довољно електричне енергије за покретање твог модела соларног аутомобила или вентилатора (Сл. 5.4).

Сл. 5.4 Модел аутомобила и вентилатора на соларни погон

160


om

o

Ако лед-диоду повежеш на електропанел, па на њега делујеш са довољно светлости, диода ће светлети. То може да ти пружи добру идеју за моделовање соларне куће (Сл. 5.5).

Сл. 5.5 Макете соларних кућа

Ed

uk a

pr

Уколико су твоја интересовања везана за обновљиве изворе енергије, можеш у оквиру тимског рада са својим другарима моделовати макету електроенергетског система који користи наведене изворе (Сл. 5.6).

Сл. 5.6 Макета електроенергетског система обновљивих извора енергије

161


5.2. КОРИШЋЕЊЕ ИНТЕРФЕЈСА И ИЗРАДА ЈЕДНОСТАВНОГ ШКОЛСКОГ РОБОТА Уколико су твоја интересовања више везана за информатичке технологије, интерфејс и роботику, а школа поседује неки од едукативних школских робота и/или интерфејс комплет, свој практичан рад можеш посветити склапању и програмирању једног од њих.

РОБОТСКО ВОЗИЛО НА ДАЉИНСКО УПРАВЉАЊЕ

САВЕТ

o

Подсети се градива о конструкцији робота (механика робота, погон робота и управљање роботом) и о интерфејс технологији управљања путем рачунара, које познајеш из седмог разреда.

om

У овом делу лекције упознаћеш се са начином израде роботског возила на даљинско управљање коришћењем два микробит уређаја. Један мокробит ћеш користити као ручни контролер, а други за управљање серво-моторима на роботу.

pr

Материјал који је потребан за израду роботског возила:

Ed

uk a

• два микробит уређаја; • 4 ААА батерије 1,5 V; • два серво-мотора са непрекидном ротацијом са точковима; • батерија 4,5 V; • точкови направљени од стиропора пречинка 40 mm, картона или точкова са играчака; • точкић којим се робот може кретати и напред и назад; • мања картонска кутија димензија 130 х 105 х 40 mm; • жице и крокодилке (Сл. 5.7).

Сл. 5.7 Потребан материјал

162


Управљање/кретање робота

om

o

За кретање робота користићемо серво-мотор. Већина мотора овог типа предвиђена је за рад на 5V, па оба мотора можемо да повежемо на следећи начин: напајајте га додатном батеријом (црвена жица на +, браон на –, а жута сигнална на неки од пинова – 0, 1 или 2 на микробита) (Сл. 5.8).

Сл. 5.8 Повезан мотор за батерију и микробит Један леви мотор везаћемо за пин 0, а десни ћемо везати за пин 2.

Радио-сигнал

uk a

pr

Важно: Свака компонента или сензор који захтева већи напон од 3,3V колико нам даје микробит уређај, неопходно је да минус напајања (негативан извод) повежете са GND пином микробит уређаја.

Ed

Сваки микробит уређај има уграђен радиопредајник/пријемник (Сл. 5.9). Ова компонента омогућава бежичну комуникацију између два или више микробит уређаја. Радио-веза се може успоставити помоћу Пајтон скрипте: from microbit import * import radio radio.on()

Ако два или више микробита преносе податке, постоји могућност да ће ометати једни друге.

Сл. 5.9 Радио компонента на микробит уређају

Да бисмо то спречили, можете да се пребаците на други канал, или да се уверите да је порука коју шаљете за управљање својим возилом јединствена – додавањем тајно кодираног карактера подацима које преносите.

163


Код за управљање Микробит-предајник

Микробит-пријемник (управљач мотора)

from microbit import * import radio radio.on()

from microbit import * import radio radio.on()

while True: if button_a.is_pressed(): radio.send(‘l’) sleep(50) if button_b.is_pressed(): radio.send(‘r’) sleep(50)

while True: poruka = radio.receive()

Микробит мора да буде спојен преко USB кабла. Приказани код треба да учитамо у микробит користећи дугме Flash.

Ed

uk a

pr

om

o

if poruka == ‘l’: pin0.write_analog(150) sleep(1000) pin0.write_analog(100) sleep(1000) pin0.write_analog(200) sleep(1000) if poruka == ‘r’: pin2.write_analog(150) sleep(1000) pin2.write_analog(100) sleep(1000) pin2.write_analog(200) sleep(1000) else: pin0.write_digital(0) pin2.write_digital(0)

Код са леве стране из табеле пребаците на микробит-предајник који ће представљати ваш управљач робота, а код из десне колоне пребаците на микробит-пријемник који ће контролисати кретање робота (мотора). На крају је потребно да склопимо наше роботско возило. Повежите оба серво-мотора са микробит уређајем и батеријом. Затим, моторе спојите са точкићима које поставите на телу робота (картонској кутији).

164


o

Све компоненте лепо уклопите и убаците у унутрашњост кутије како бисте направили компактно тело робота (Сл. 5.10). Наравно, микробит-пријемник ће такође бити смештен у телу робота.

om

Сл. 5.10 Компоненте у телу (кутији) роботског возила

Ed

uk a

pr

На крају би роботско возило требало да изгледа као на слици 5.11.

Сл. 5.11 Роботско возило и даљински управљач

165


РЕЧНИК МАЊЕ ПОЗНАТИХ РЕЧИ А

атмосфера – ваздушни омотач око земље акумулирати – стицати, скупљати енергију аеродинамика – наука која се бави кретањем ваздуха у односу на чврста тела

Д

декодер – уређај који код ТВ пријемника омогућава претварање дигиталног сигнала у аналогни детектор – уређај за откривање нечега депоније – места за одлагање отпада дистрибуција – расподела, снабдевање диспечер – службеник који управља целим током неке производње или регулише кретање саобраћајних средстава дирка – тастер, четкица

o

Е

om

електроенергетски систем – скуп међусобно повезаних електрана, мрежа и потрошача електроенергетска мрежа – мрежа за снабдевање електричном енергијом ефикасан – успешан ескплоатација – искоришћавање еколошка возила – возила која не загађују човекову околину

З

pr

залихе – резерве

И

uk a

интензитет – јачина интелигентан – способан, паметан, разуман интеракција – узајамно дејство, међузависност изоловати – одвојити изум – проналазак нечег новог

К

Ed

конвертер – претварач комфор – удобност кондензација – претварање паре у течност конституција – скуп свих телесних особина једног човека компонента – састојак, део конектовати – успоставити везу, контакт комплексна – сложена компактно – целовито, заокружено, јединствено кодирање – шифровање константна – стална клема – стезаљка

Л

локација – место

М

моделовање – радити (израдити) моделе модул – део рачунарског хардвера или софтвера

166


Н

неартикулисан – неразговетан, нејасно изговорен

П

пасирати – процедити, цедити кроз сито параметар – величина поуздан – сигуран промовисати – представити, унапредити процес – ток, поступак прототип – првобитни, угледни модел провајдер – пружалац услуга, добављач

Р

o

рационалан – штедљив расвета – осветљење регенерација – обнављање, обнова репродукција – обнављање, понављање

С

pr

om

сензор (давач, детектор) – уређај који мери физичке величине и претвара их у сигнал који је читљив посматрачу и/или инструменту сензација – догађај који изазива пажњу јавности, неочекивани догађај сепарирање – одвајање софтвер – рачунарски програм спецификација – набрајање појединости, списак свих појединачних предмета или делова

Т

Ћ

Ed

uk a

тарифа – утврђена цена за обављање разних послова и пружање услуга телекуповина – куповина путем ТВ-а тенденција – тежња, померање у одређеном правцу, склоност, намера термичка – топлотна термоизолација – топлотна изолација трансформисати – претворити турбо-дугме – дугме за укључивање брзог рада неке машине ћилибар – фосилна смола, која се употребљава за израду накита и за лакирање

Ф

флуид – течност, гасови функционалан – који ради (радан)

Х

хибридни – који је настао укрштањем, који је мешовитог порекла

Ц

циркулација – кружење

Ш

штедњак – шпорет

167

Profile for ivana.milosevic

Техника и технологија, уџбеник за осми разред основне школе  

Уџбеник за осми разред основне школе Аутор: Зоран Лапчевић

Техника и технологија, уџбеник за осми разред основне школе  

Уџбеник за осми разред основне школе Аутор: Зоран Лапчевић

Advertisement