Strujno kolo

Jednostavno strujno kolo

 

Električno kolo, u opštem slučaju, predstavlja skup izvora i potrošača koji su pomoću provodnika povezani u zatvoreno strujno kolo u kojem se uspostavlja električna struja, odnosno u kojoj je ostvarena mogućnost prenosa električne energije od izvora do potrošača.

 

1. Električna baterija kako smo već opisali predstavlja izvor električne energije, u kome se, u procesu transformacije hemijske energije u električnu, na njegovim krajevima stvara električna sila – elektromotorna sila (EMS), koja je u stanju da pokreće i usmjerava slobodne nosioce elektriciteta.

 

 

 

2. 
3. Provodnici, tj. spojni vodovi koji povezuju izvore i prijemnike električnog kola izrađuju se od dobrih provodnih materijala: bakar, aluminijum, itd.

 

 

    

 

U potrošače električne energije spadaju: rasvjetna tijela, električni grijači – termogeni otpornici, električni motori itd. U njima se električna energija transformiše u neki drugi vid energije: toplotnu, svjetlosnu, mehaničku itd. Za jednostavno strujno kolo uzećemo sijalicu.

 

   

 

Možemo zaključiti sljedeće, da ako imamo izvor struje (bateriju), provodnik i potrošač možemo napraviti jednostavno strujno kolo.

 

 

 

 STRUJNO KOLO sastoji se od izvora električne energije i potrošača koji su međusobno povezani provodnicima, odnosno provodnicima, kao na slici. Dakle kad uzmimo bateriju, sijalicu i provodnik i povežemo sa dva provodnika  bateriju sa sijalicom, dobit ćemo jednostavni strujno kolo. Sijalica će zasvijetliti jer je zatvorenim strujnim kolom potekla struja

 

 

 

 

 

 

Kako se šematski predstavljaju elementi strujnoga kola?

– Provodnik se crta pmoću pravih linija.

– izvor se crta pomoću dvije normalne linije u odonsu na provodnik od kojih je jedna (negativan pol) deblja, a druga (pozitivan pol),  veća i tanja.

– Potrošač (sijalica) se crta kao kružnica koja je presječena po poluprečniku sa dvije prave linije koje su normalne jedna na drugu. 

Naslici ispod vidimo i šematski prikaz jednostavnog strujnog kola.

 

 

Sto će se desiti kada na jednom mjestu odvojimo provodnik od baterije ili  sijalice?

Sijalica će se ugasiti. Strujno kolo je tada otvoreno pa kroz njega ne teče struja. Na slikama ispod vidimo primjere otovrenog i zatvorenog strujnog kola.

   

Električno kolo dakle, može da bude otvoreno i zatvoreno. U zatvorenom električnom kolu se javlja električna struja a u otvorenom ne teče ečektrična struja. 

 

Šta moramo uraditi kako bismo mogli ugasiti sijalicu, a da ne iskopčavamo provodnik? Da bismo jednostavnije mogli uključivati i iskljucivati sijalicu, odnosno otvarati i zatvarati strujno kolo, upotrebljavamo prekidać.

 

2. Spojit ćemo u strujno kolo i prekidač. Spojimo sada bateriju, sijalicu i prekidač s provodnikoma tako da možemo upaliti i ugasiti sijalicu.  Prekidac može biti otvoren i zatvoren.

 

 

Prekidač i simbol za zatvoreni i otvoreni prekidač 

Sada slikovito šematski na slikama vidimo otvoreno i zatvoreno strujno kolo.

        

 

Jednostavno strujno kolo je spoj izvora struje, potrošača i prekidača međusobno povezanih provodnicima. Strujnim kolom teče električna struja.

U nasim primjerima upotrebljavali smo bateriju kao izvor električne energije. Struja u navedenim strujnim kolima ima stalno isti smjer.

Elektricna struja koja ima stalno isti smjer naziva se jednosmjerna struja. Izvori istosmjerne struje su baterije, akumulatori i ispravljaci.

Znamo da sijalica nije jedini potrošač, to su mnogi električni aparati koje koristimo u domaćinstvima, najčešće  elektromotor koji se nalazi u mnogim uređeajima, zatim pegle, tosteri, električni šporeti i mnogi drugi.

  

 

Ostale potrošače prikazujemo jednostavnim simbolom:

 

 

Ponekad u kolo možemo uključiti i električne mjerne instrumente.

 

Električni mjerni instrumenti
– Instrument koji služi za mjerenje jačine električne struje zove se ampermetar.
– Instrumenti za mjerenje razlike električnog potencijala odnosno napona zovu se voltmetri.

 

 

Ovi instrumenti slično izgledaju ali se razlikuju po oznakama. Oznake su A za ampermetar i V za voltmetar.

 

Ampermetar se priključuje u kolo serijski sa potrošačemu sturjno kolo, njegov unutrašnji otpor je mali.

Voltmetar se veže paralelno sa potrošačem. Unutrašnji otpor voltmetra treba da je što veći u odnosu na krajeve provodnika na koji se otpornik priključuje, da ne bi uticao na smanjenje napona u kolu.

 

Prilikom uključivanja mjernih instrumenata u strujno kolo moramo voditi računa o tome da li su mjerni instrumenti namijenjeni za mjerenje jednosmjerne ili naizmjenične struje, treba obratiti pažnju koliki je mjerni opseg instrumenata, kao i da polove vežemo kako je označeno sa + za +, a – za -.

 

Ampermetar za mjerenje vrlo slabe električne struje manje od 1mA naziva se galvanometar.

   

 

 Sijalice u strujno kolo možemo vezivati serijski i paralelno

 

Sijalice – potrošače  se u strujom kolu mogu spajati na različite načine. Dva su osnovna načina spajanja: serijsko i paralelno (jedna nasprem druge), a složenija strujna kola su njihove kombinacije.

Obično strujno kolo smo već objasnili

Serijsk veza

U serijski spojenom strujnom kolu postoje 2 sijalice (ili više, nikad manje inače bi to bilo obično – normalno strujno kolo) i 4 žice. Ali u serijskom kolu samo jedna sijalica će biti direktno povezana sa baterijom, druga će biti povezana na prvu sijalicu. Ispod je slika navedenog kola.

Slika pokazuje strujno kolo u kome su sijlaice vezane serijski ili redno. Ovo strujno kolo je kao obično kolo, samo što ima više sijalica. Radi jednostavnijeg razumijevanja prikazano je strujno kolo bez  prekidača. U serijskom kolu postoji samo jedan ‘put’ za električnu struju. Dakle, ako  se jedna sijalica razbila ili izvadila, druge sijalice se neće upaliti čak i ako kolo nije prekinuto. To je zbog toga što je prekinut sturjni krug (kao da ima rupu). Kad se kolo prekine onemgućen je protok struje-

Šematski prikaz serijske veze potrošaća.

Paralelna veza

U paralelnom krugu postoji više puteva za električnu struju. Postoji mnogo različitih načina da napravite paralelno kolo. Ali, svako paralelno kolo ima više ‘mini’ krugova u velikom krugu. Ova slika pokazuje paralelno kolo koje ima samo jednu sijalicu koja je direktno povezana sa baterijom koja je druga sijalica povezana s prethodnom sijalicom.

U ovom paralelnom sklopu postoje dva kola kroz koja struja može proći. Dakle, ako sijalica polomi u jednom od ovih kola (2 kola), druga sijalica u drugom kolu će nastaviti da svijetli. To je zbog toga što u “velikom kolu” postoje 2 “mini-kola”. Elektroni mogu izabrati bilo koji put za prolaz. Zbog toga, ako je jedna sijalica razbila samo jedno “mini” kolo nije potpun. Dakle, struja može proći kroz drugo. Svaka sijalica je vezana za polove baterije i ima isti napon,

 

Šematksi prikaz paralelno vezanih potrošača