Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
1
Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
ZBIRKA ZADATAKA IZ
ELEKTROTEHNIKE
I ELEKTRONIKE
Banja Luka, septembar 2016. godine
ZBIRKA ZADATAKA IZ ELEKTROTEHNIKE I ELEKTRONIKE
2
ZBIRKA ZADATAKA IZ ELEKTROTEHNIKE I
ELEKTRONIKE
Recenzenti:
Prof. Dr Vera Bajovi
Redovni profesor, Fakultet tehnikih nauka, Novi Sad
Prof. Dr Miroslav Pra
Redovni profesor, Fakultet tehnikih nauka, Novi Sad
Izdava:
Univerzitet za poslovni inenjering i menadment Banja Luka
Za izdavaa:
Ilija Dombi, direktor
Dizajn korica:
Jelena Mladenovi
tampa:
Point tamparija Banja Luka
Tira: 100 komada
Banja Luka, 2016. godine
-
ISBN
Zabranjeno fotokopiranje, pretampavanje i drugi oblici
umnoavanja ove knjige. Sva prava zadrava izdava.
Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
3
ZBIRKA ZADATAKA IZ ELEKTROTEHNIKE I ELEKTRONIKE
4
PREDGOVOR
Ova zbirka zadataka namijenjena je studentima ne elektrotehnikih fakulteta, u
okviru kojih se izuavaju osnove elektrotehnike i elektronike. Radi toga je
pokriveno veliko podruje Elektrotehnike i Elektronike. Autori su imali u vidu
svoj dugogodinji rad na Mainskom fakultetu u Banjoj Luci, Mainskom
fakultetu u Bihau i obrazovnom centru Rajlovac, gdje su radili i godinama ve
ue studente, kao profesori i asistenti.
elja je bila da se zadovolje prevashodno studenti prethodno navedenih
fakulteta, a onda i ostali studenti, kao i svi oni kojima Elektrotehnika i
Elektronika treba u tekuem radu.
Obraene su oblasti Elektrostatike, Istosmjernih struja, Magnetizma,
Naizmjeninih struja, Asinhronih motora, Fizike poluprovodnika, elektronskih
sklopova i ispravljaa,
U uvodnom dijelu svake glave, radi lakeg savladavanja rjeavanja odreenih
zadataka, dati su osnovni pojmovi i definicije iz teorije.
Na kraju Zbirke dati su Prilozi od I do V u kojima su za lake praenje i
rjeavanje odreenih zadataka date osnove iz oblasti energetskih nivoa
elektrona prema Borovom modelu vodikovog atoma, osnovni elementi iz
matematike koji su koriteni u objanjavanju osnovnih fizikalnih procesa,
praktine formule iz oblasti ispravljaa i stabilizatora napona, te u etvrtom i
petom prilogu date su potrebne fizike konstante i parametri poluprovodnikih
materijala, kao i osnovne formule koritene u zbirci.
Zadaci su u svakoj glavi podijeljeni u dvije grupe i to zadaci koji se obrauju i
rjeavaju na auditornim vjebama, te zadaci za vjebu namijenjeni za
samostalan rad studenta.
Autori
Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
5
Banja Luka, avgust 2016
SADRAJ
1. ELEKTROSTATIKA .................................................................................. 7
1.1TAKASTO NAELEKTRISANJE ........................................................... 7
1.2 ELEKTRINO POLJE TAKASTOG NAELEKTRISANJA .............. 8
1.3 ELEKTRINO POLJE I ELEKTRINI POTENCIJAL ...................... 9
1.4 KAPACITIVNOST I NAINI VEZIVANJA KONDENZATORA ... 21
1.5 PLOASTI KONDENZATOR SA DIELEKTRIKOM ......................... 25
1.6NAINI VEZIVANJA KONDENZATORA I PRORAUN
EKVIVALENTNE KAPACITIVNOSTI ...................................................... 25
1.7 ENERGIJA U ELEKTROSTATIKOM POLJU ................................. 33
2. OMOV ZAKON. SNAGA. I i II Kirhofov zakon, dulovi toplotni
gubici..................................................................................................................36
3. PRVI I DRUGI KIRHOFOV ZAKON..................................................... 42
4. MAGNETIZAM ......................................................................................... 50
5. NAIZMENINA STRUJA. ELEKTRINA KOLA ............................. 55
5.1 KOMPLEKSNI BROJEVI ........................................................................ 55
6. TROFAZNA NAIZMJENINA STRUJA ............................................... 56
6.1 TROFAZNI SISTEMI ............................................................................. 112
7 ELEKTROMOTORI ............................................................................... 127
8 ELEKTRONIKA ...................................................................................... 132
8.1 KOMPENZOVANI POLUPROVODNICI ........................................... 136
8.2 ZADACI IZ FIZIKE POLUPROVODNIKA I ELEKTRONIKE ....... 139
ZBIRKA ZADATAKA IZ ELEKTROTEHNIKE I ELEKTRONIKE
6
8.3 POLUPROVODNIKA DIODA U ELEKTRINOM KOLU .......... 144
8.4 STATIKA I DINAMIKA ANALIZA POJAAVAA U SPOJU SA
ZAJEDNIKIM EMITEROM ............................................................... 161
8.5 ANALITIKI POSTUPAK. ODREIVANJE STATIKE RADNE
TAKE ...................................................................................................... 165
8.6 DINAMIKA ANALIZA POJAAVAA U SPOJU SA
ZAJEDNIKIM EMITEROM .............................................................. 168
9. ISPRAVLJAI ZADACI....................................................................... 174
10. PRILOZI .................................................................................................. 184
11. LITERATURA ........................................................................................ 210
10. PRILOZI
Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
7
ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKE
1. ELEKTROSTATIKA
1.1 TAKASTO NAELEKTRISANJE
Kulonova sila izmeu dva takasta naelektrisanja
1.1
2
29109
C
Nmk ................................................................................. 1.2
Istoimena naelektrisanja
Sl. 1. Kulonov zakon za takasta naelektrisana tijela razliitog
naelektrisanja
Raznoimena naelektrisanja
Sl. 2. Kulonov zakon za takasta naelektrisana tijela identinog
naelektrisanja
Nr
QQk
r
QQFF
r
2
21
2
21
0
1,22,14
1
ZBIRKA ZADATAKA IZ ELEKTROTEHNIKE I ELEKTRONIKE
8
1.2 ELEKTRINO POLJE TAKASTOG NAELEKTRISANJA
Intenzitet (jaina ) elektrinog polja raunamo prema izrazu:
2 2
0
1
4 r
Q Q VE k
r r m
................................................................ 1.3
Meusobni odnos elektrinog polja , sile i naboja ][NQEF
U SI sistemu, jedinica za silu je njutn (N), a za jainu elektrinog polja
C
N
kulon
njutn , odnosno
m
V
metru
volt , to se ee koristi.
Sl. 3. Pozitivni naboj Sl. 4. Negativni naboj
Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
9
1.3 ELEKTRINO POLJE I ELEKTRINI POTENCIJAL
Sl. 5. Dejstvo sile na takasto naelektrisanje
02 r
VE
m
.................................................................................. 1.4
Beskonana ravnina naelektrisana povrinskim nabojem (1.4).
Elektrini potencijal homogenog elektrinog polja (1.5):
VQ
W ........................................................................................ 1.5
W - rad potroen za dovoenje naelektrisanja Q u posmatranu taku,
Q - posmatrano naelektrisanje.
Elektrini potencijal takastog naelektrisanja:
0
1 1 1( )
4 r refr Q V
r r
....................................................... 1.6
ZBIRKA ZADATAKA IZ ELEKTROTEHNIKE I ELEKTRONIKE
10
Vrlo dugi ravni provodnik sa linijskim naelektrisanjem ima polje (1.7) i
potencijal (1.8)
0
1( )
2 r
VE r
r m
........................................................................ 1.7
0
( ) ln2
ref
r
rr V
r
.................................................................... 1.8
Sl. 6. Smjer polja za Sl.7. Smjer polja za
ZADACI:
1) Dva takasta naelektrisanja istog predznaka CQ 851 i
nCQ 6.162 nalaze se u vazduhu na meusobnom rastojanju r=6,5cm.
Izraunajte vrijednost sile izmeu tih naelektrisanja, njen smjer i orjentaciju
( privlana, odbojna).
Rjeenje:
Dr Tihomir Latinovi, Dr Mehmed Arnautovi, Mr. Savo Kalabi
11
Silu meudelovanja izmeu tih naelektrisanja raunamo prema Kulonovom
zakonu (1.9):
1 2
2
Q QF k
r
...................................................................................... 1.9
29
29 10
Nmk
C ................................................................................. 1.10
NNN
m
C
C
Nm
cm
nCC
C
NmF
31057,3001039,33109
)105,6(
106,161085109
)5,6(
6,1685109
2119
22
296
2
29
22
29
Naelektrisanja se odbijaju
Smjer vektora sile F prikazan je na sledeoj slici:
Sl. 8. Kulonova sila za jednako naelektrisane jedinine naboje
2) Dva takasta naelektrisanja istog predznaka CQ7
1 102 i
CQ 71 108 nalaze se u vazduhu na meusobnom rastojanju r=9cm, a na
pravcu izmeu njih nalazi se takasto naelektrisanje 3Q
