ee0107 1

ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA

http://www.ttf.hr/ studenti /infokolegijaElektrotehnika Z110

Fizikalni temelji elektrotehnike

ee0107 2

Elektricitet - jedno od svojstava materije

Električna svojstva materije otkrili su stari Grci te Indijci.

Tales (Thales) iz Mileta je prvi proučavao električne pojave.

ee0107 3

Tales iz Mileta

Najstariji od sedam starogrčkih mudraca.

Živio i radio u Miletu (danas u Turskoj)

Utemeljitelj Miletske filozofske škole, poznat po geometrijskim teoremima te kao prvi prirodoslovac

ee0107 4

ee0107 5

Električna svojstva jantara

Jantar trljanjem o sukno može izazvati iskrice ili privlačiti manje predmete.

Iz tog vremena potječe pojam elektron – prema starogrčkoj riječi za jantar.

ee0107 6

Elektrotehnika

Grana znanosti koja proučava elektricitet te djelatnosti povezane s proizvodnjom i korištenjem električne energije.

ee0107 7

Atom

Prvu ideju o atomima kao osnovima građe prirode dao je Demokrit iz AbdereRiječ atom potječe od starogrčke riječi atomos – nedjeljiv.

ee0107 8

Atom - 2

Električka svojstva materije ovise o njenoj građi.Karakteristike svakog elementa definirane su građom atoma.Prema najnovijim otkrićima u prirodi iam ukupno 117 različitih elemenata.

ee0107 9

Kemijski element

John Dalton (1808.) je prihvatio ideju da se kemijski elementi sastoje iz međusobno jednakih atoma.Na temelju eksperimenata pokušao je odrediti karakteristike elemenata.

ee0107 10

Periodski sustav elemenata

Prvi sustavni prikaz kemijskih elemenata dao D.I. Mendeljejev 1869.

U svom sustavu on je uspio povezati kemijske i fizikalne karakteristike.

ee0107 11

Elektron

Prvu subatomsku česticu – elektron otkrio je Joseph John Thompson 1897.On je proučavao ponašanje aktodnih zraka u magnetskom i električnom polju.Tri decenije kasnije njegov sin George Paget Thompson dokazao je da se u nekim eksperimentima elektron ponaša kao val.

ee0107 12

Jezgra atoma

1909. E. Rutheford je dokazao da je pozitivni naboj atoma koncentriran u jezgri atoma.Ruheford je također pokazao da je jezgra atoma vrlo malena u odnosu na atom i da je u njoh koncentrirana velika većina mase atoma.

ee0107 13

Subatomske čestice

Elektron – subatomska čestica jediničnog negativnog naboja.Proton – subatomska čestica jediničnog pozitivnog naboja i mase 1836 puta veće od elektrona.Neutron – neutralna čestica mase 1838 puta veće od elektrona.

ee0107 14

Planetarni model atoma

Relativno malenu jezgru atoma čine protoni i neutroni koji su okruženi oblakom elektrona.

ee0107 15

Bohrov model atoma

ee0107 16

Bohrov model atoma - 2

Niels Bohr je na atom primjenio hipotezu da oscilatori u atomu mogu biti samo u određenim diskretnim energetskim stanjima.Dobio je model u kojem elektroni ne mogu zauzimati proizvoljne energetske vrijednosti nego su grupirani u tzv elektronske ljuske.

ee0107 17

Izotopi

Uz jednak broj protona u jezgri pojedini elementi mogu imati različit broj neutrona.Takve atome nazivamo izotopima nekog elementa.Izotope je otkrio F.W. Aston 1919.

ee0107 18

Moderni model atoma

Otkrića Erwina Shroedingera 1926. g. o dvojnom (čestica/val) karakteru elektronaPrincip neodređenosti koji je dokazao Werner Heisenberg 1927. g.Kvantno definirane energetske razine.

ee0107 19

Elektronska ljuska

Zbog Heisenbergova principa neodređenosti, točan položaj elektrona oko jezgre ne postiji, nego prostor vjerojatnosti u kojem se elektron nalazi. Statistička funkcija vjerojatnost položaja 3d_yz orbitala

ee0107 20

Elementarne čestice

Poznato je oko 100 subatomskih čestica koje tvore materiju te omogućuju interakciju između čestica.

ee0107 21

Električna svojstva atoma

Atomi su električki neutralni jer imaju jednak broj elektrona u elektronskim ljuskama i protona u jezgri. Ravnotežu je moguće poremetiti dovođenjem ili odvođenjem jednog ili više elektrona. Električko i kemijsko ponašanje nekog atoma uglavnom ovisi o popunjenosti vanjske (valentne) ljuske (odnosno vanjskih podljuski) s elektronima.

ee0107 22

Ioni

Ioni su atomi ili grupe atoma koji u imaju višak ili manjak elektrona. I neke molekule mogu postati električki aktivne. Pozitivni ion ili kation nastaje tako da neutralni atom (molekula, grupa atoma) izgubi elektron(e). Negativni ion ili anion nastaje kada neutralni atom (molekula, grupa atoma) primi jedan ili više elektrona.

ee0107 23

Elektroliti

Elektroliti se otapanjem (rastaljivanjem) iz električki neutralne tvari rastavljaju na pozitivno i negativno nabijene ione.Ioni koji čine električnu struju putuju u otopini i to tako da kationi (pozitivno nabijeni ioni) putuju prema anodi (negativnom polu) a anioni (negativno nabijeni ioni) putuju prema katodi (pozitivnom polu.

ee0107 24

Elektronski plin

U nekim kristalnim strukturama imamo stanje kod kojega unutar cijelog kristala atomi dijele zajednički elektrone iz vanjskih elektronskih ljuski.Ova pojava je posebno izražena kod nekih metala pa govorimo o elektronskom plinu. Elektroni u metalnim kristalnim strukturama nisu čvrsto vezani uz jezgru atoma, pa se lagano pokreću vanjskim električnim poljem.

ee0107 25

Plazma

Plazma je visoko ionizirani električki neutralni plin.

ee0107 26

Slike:

Tales iz Mileta preuzeto s http://perso.orange.fr/debart/college/thales_classique.htmlJantar preuzeto s art78.ovh.org/.../182_bursztyn_-_zoto_batyku.jpgDemocritus preuzeto s http://www.hypatia-lovers.com/images/Democritus.jpgDaltonovi simboli za elemente preuzeto sa: www.uh.edu/engines/jdsymbols.jpgMendeljejev preuzeto s http://www.geocities.com/dmitriy_mendeleev/ivanych.htmlFaksimil Bohrovih bilješki s modelom atoma http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dp13at.html1.3.a. Statistička funkcija vjerojatnost položaja 3d_yz orbitala http://www.chemsoc.org/visElements/orbital/orbital_3d_yz.html1.3.c. Elementarne čestice preuzeto s http://www2.slac.stanford.edu/VVC/theory/fundamental.html