I f OSNOVI E LE--I

~ L--------------------------

EJUP HOT

I f OSNOVI

E LE--I

"'-

Glavni urednik: Mr. Muhamed Sanjli~

Recenzenti: Dr. Zijad HlWWiar,

redovni profesor EleklrotehniElcog falcu1teta u Zagrebu Dr. Pavle Jovanovi6.

redovni profesor EleictrotehniEkog falrulteta u Sanjevu

LeIctor: , Olivera Babovi

Tebnic:lco uredenje i ilustncije: Mr. Isak Hot, dip!. el. ing. Mr. Igor Hot, dip!. el. ing.

N ulovtUI strana: Mira Gogit

Iz.davlilE: IP SVJE1LOsr SARAJEVO d.d., Zavod za ud!benike i nastavna sredstva

Za izdavaCa: !;efik Z~vic, direlctor

!;tampa: "BIROGRAFIKA", Sarajevo

Za Stampariju: Rizah Mustafit

Tira!: 500 primjeraka

CIP -.Kata.logizacija u publilcaciji Nacionalna i univerzitetska biblioteka Bome i Hercegovine, Sarajevo

UDK 537.2(075.8)

HOT. Ejup Osnovi elelctrotehnike. Knj. 1 f Ejup Hot. - [1. izd.J.

- Sarajevo: Svjetlost, 1996, - 370 sir, : graf. prikazi; Z4cm

L_B_ib_Ii_O~grafi_1J_'a_: _str_ _3_62_-_36_5_, _______ . _________ J

posvef:ujem BojaTli, Emiri i Aidi i dragim unw:ima

lrini, hle-s, Neiri i Redii

\

Osnovi elektrotehnike

PRE D G 0 V 0 R D RUG 0 II IZDANJU

rotreba za ovim lzdanjem udzbenika pojavila se sticajem nesretnlh i tragienih okolnosti koje su se odigrale u BosnJ i HercegovinJ. Prvo izdanje udzbenika pojavJ1a se neposredno uoeJ rata, tako da je dospjelo do relatJvno malog braja korisnlka. Ve6i dia izdanja u vihoru surove i ru$ila6ke agresije je unJ$ten.

ZahvaJjuju61 sa6uvanom materijaJu i pomo6i mr. Isaka Hota i mr. Igora Hota pripremljeno je ovo novo izdanje. Izvr$ene su korekture zapa1.enih gre$aka a neki djelovi su preuredenl kako bi se dobl10 na preglednosti i jasnoci. Zahvalan sam doc. dr Hariu Alkalaju, asistentu mr. Naimu Logi6u j studentu Softi6 kremu na detaljnom pregledu prvog l2danja . i upozorenj irna na gre$ke nejasn06e, $to je omogu611 0 potrebne korekture i poboljsanja.

PRE D G 0 V 0 R P R V 0 M I Z DAN J U

Ovaj udtbenik je prvenstveno namijenjen student ima lektrotehniekog fakulteta u SaraJevu J lektrotehniekog fakulteta u Tuzli, kao J studentima onih elektrotehni6kih fakulteta i drugih visokoSkolskih organizacija na kojimB se nastava 1z predmeta "Osnovi elektrotehnike" odvjJa po sllenim programima. Udt.benik mot.e korisno poslut.iti i svima onima koji se bave izueavanjem fizikalne i teorijske elektrotehnike.

U proteklom Stl per iodu .. noge tehnieke nauke a naroeito elektrotehnika do:2ivjeJe eudesno brzi razvoj. U tom periodu broj nautnih dostignu~a znatno Je povecan, uvedena su iii unapriJedena tn110ga tehrdeka rje$enja a veliki broj podrueja razvio Se U zna6ajne nau6ne i struene oblasti. Istovremeno, valorizovana je spoznaja koja je prerasla u preokupaciju druStveno-ekonomskih tokova da se razvoj ; napredak dru$tva mora temelj;!; na brzoj i efikasnoj primjeni nauen;h do ... t ignu6a. Jed,.a od fundamentalnih pre!postavki u za:livljavanju takvih trendova po(:;vala je na nau6nim i struenim kadrovlma, koji su morali bit i obueeni ne samo da brzo i kval Hetno ov ladavaju nauenim otkr le,ma, nego da ih isto tako brzo i efikasno implement iraju u

Predgovor

Osnovl eJektrotehnlke

odgovaraju~a tehn16ko-tehnolo~ka rje~enja. Posebna odgovornost u edukacljl kadrova. prlpala Je vlsokokolsklm obrazovnim Instltucijama, na kojima Je utemeljen reformski princlp po kome Je postoje~i specljalistlt5ki koncept studlja SIlpstltuisan fundament-aini.,. Ovim modeloD! ~eforD!isanl su programski sadriaj1 fundamentalnih teorijskih i stru6nlh dlscipllna, 61jo., je revlz1joD! 1 llIodernlzacljo., reallzovan kancept stud!ja., 'koji je S'Vojolfl f1eksibl1no~u omogucavao kva.1i tetno j eflka.sno pr lla.godavanje IZliZovl_ savre_nIh tokova nauke. Ova nastoja.nja. SIl zna.tno utlca18. 1 na flz10nomiju i programske sadrtaje predmeta 'Osnovl elektrotehnike", kojJ. je u okvfru "Teor i jske elektrotehnlke" leao posebno mjesto I zna6aj u obezbjedlvanju adekvatn1h fundamentalnih znanja u procesu obra.zovanja Intenjera elektrotehnlke. Upravo Z8.to 1 zbog stainog Mastojanja da se nastava na predmetu "Osnov1 elektrotehnlke" osavrelJeni, unaprljedl 1 olak~a objektlvizirana je potreba za ovakvlm udtbenlkom.

Prj utvrd1vanju strukture udZbenlka., autor se rukovodio savremenim koncepto.. u obl1kovanju programskih sadriaja predmeta "Osnovi elektrotehnlke" 1 61tavu materlju podljello u trl knjlge. U prvoj knj1z1 obradena je elektrostatika, teorlja stalnlh jednosmjern1h struja 1 sistemi jedlnlca. U drugoj knjizl obradena Je magnetostatika, eiektrollll'!gnetna Indukcija, na1zlfljen16ne s.truje 1 magnetno spregnuta kola, dok su u tre~oj knjizl obradene: vi~efazne struje 1 slmetri6ne h.ponente, krutn1 dljagraml, nesinusoldalne siruje i nelinearna kola.

U okvlru teorijske obrade odgovaraju~lh metodolo~klh jedlnica Izraden je dovoljan broj egzemplarnih zadataka raznovrsnih po sadr2aju 1 slo:!!enost1 pitanja za salOOsta.lnu provjeru znanja, koja kompatlbllno komplementarno zaokruiuju materlju udtbenika, omogu~uju~i, n.a taj n.a~in, laMe potpunije aktivnije njeno ov ladavanje.

Autor 2e11 da izrazi zahvalnost doc.dr Izudinu Kapetanovi~u na korisnim sugestljama 1 prijedloz1ma u faz1 lzrade ud2benika. U kOl'lClpl ranju , oblikovanju i obradi materlje ud2ben1ka autor je 1mao dragocjenu pomo~ 1 podr~ku od mr Isaka Hota i I1Ir Igora Hota. U kona6noj obradi vrijedll

Osnovi elek!rolehnlke

5. Provodnici u eleklroslallckom polju

5.1. Raspodjela elektriciteta na povrsini provodnika. elektrostaticka ravnoleza

5.2. Provodno tijelo u elektroslatlckom polJu pojava elektrostatlcke indukciJe .

5.2.1. Efekat siljka

5.3. Metoda ogledanja

5.3.1. Polje dva nejednaka i suprotno naelektrisana punktualna opterecenJa

5.3.2. Polje dvozlcnog elektrlcnog voda

6. Elektricni kapacitet

6. l.

6.2.

Eleklrlcni kapacitet usamljenog provodnog liJela

Kapaeltet 1zmedu dva provodna tiJela

6.2.1. Plocast1 kondenzator

6.2.2. Cl1indricni kondenzator

6.2.3. Sferlcni kondenzator

6.2.4. VezlvanJe kondenzalora 1 ekvivalenlna kapaei tivnost

6.3. Tehnicka rjesenja kondenzatora

7. Dicleklrici u elektricno. polju

7.1.

7.2.

7.3.

Polarizaclja dlelektrlka 1 vektor polarlzaelje

Vezana elektricna opterecenja i vex tor polarlzaeije

Vektor elektrl~ne IndukciJe, Maksvelov postulal

7.4. Granicnl uslov1 na granic1 dvlje dlelektricne sredine

71

71

74

79

82

84

87

95

95

96

97

99

103

105

109

111

111

115

119

122

7.4.1. Granicni uslovi na povrsinl naelektrisanog provodnlka 125

7.4.2. Polje elektricnog opterecenja u b11zini rayne granicne povrslne dvlje dielektrlcne sredine 126

7.5. Elektrlcne osobine dlelektrlka 137

II Sadrfaj

Osnovi elektrotehnike

8. Energija, sile 1 prillsak u elektrostatickom polju

8.1. Energija uzajamnog dJelovanja naelektrisanlh t1jala

8.2. Ene.g!ja elektroslatickog polja

8.3. Mehanicke s11e koje dJeluju u elektrostatickom polJu

. 8.3.1. Elektrost'l.ticka vaga

8.4. Pr1tlsak na povrSinl provodnika

8.5. Pritisak na granlcnoj povrslnl dva dleleklrlka

9. Kretanje elementarne koli~ine eleklriciteta u elektricnoe polju

Pltanja i zadaci za samostalno vjezbanje

Glava 2. STAlJ!E JEllHOSlt.JEllla: STRUJE

1. Osnovne osobine elektricne struje

2. Elektricno kolo elementi kola

3. Kvantitativne karakterislike elektriene struJe

3.1. Jacina elel

-'

5.3.

5.4.

5.5.

Osnovl elektrotehnlke

Pry! Kirhofov zakon

Granicn! uslovi na g.aniei dVije provodne sredlne

AnalogiJa elekt.icnog polJa JednosmJernih struja 1 elekl.ostalickog polja

6. Healjsko djelovanje eleklrien& ~truje. hemijskl izvorl elektrl~ energije

6.1. Eleklroliza

6.1.1. Faradejevl zakoni elektrolize

6.1.2. Pri=jena elektrolize

6.2. Elektrohe=iJski potencijali

6.3. Healjski izvorl elektricne energije

6.3.1. Galvanskl element!

6.3.2. Akumulatorl

7. Elektricni prijeanici u elektrieni. kolima

7.1.

7.2.

7.2.1.

Otpornici

Vezlvanje otpornika

Redna - serijska Veza

7.2.2. Paralelna - otocna veza

7.2.3. Mjesovita veza

8. Izvori EMS u elektricnlm kolina i potencijalna razlika

8.l.

B.2.

B.3.

8.4.

8.5.

Redna veza generatora

Paralelna veza generatora

Potencijal u elektricnom kolu. Potencijalni dijagrallli

Naponski 1 strujni generator! 1 njihova ekvlvalencija

Drugi Klrhofov zakon

IV

207

209

213

217

217

219

223

225

228

229

233

239

239

240

240

242

244

251

253

255

256

260

266

Sadrfaj

9.

Osnovl elektrotehnike

Me.tode r jesavanja linearnih elektrll:nih kola jednoSllljerne struJe

9.1. Metoda dlrektne prlmjene Kirhofovlh zakona

9.2. Metoda konturnih struja

9.3.

9.4.

9.5.

9.6.

9.7.

9.8.

9.9.

Metoda napona cvorova

Postupak transfiguracije

Princip superpozlcije

Metoda eKvlvalentnog generalora

Princip uzajamnosti

Teorema kompenzacije

Teorema 0 odrzanju snage

10. Elektricna kola sa kondenzatorlma

10.l.

10.2.

Staclonarnl refim u Kolima sa kondenzatorima

Prelaznl rezlmi u kollma sa kondenzatorima

10.2.1. Oplereclvanje kondenzatora