fjpi. 4

ŠTUDIJSKA KNJIŽNICA V MARIBORU

V *>,-

Ir t • > v

* • ■ • .»jP

2 ». #pr ju . * m

• Cif* l#r

.*£•*£*

, ^ • ‘V* «# LjjJgfr/

.Wy-

:; JfmNap®

; .* *;?aMWL f
* A' : g%k%

i$:m' *  -Vi

<i * &*%«

—i /JSB®

• . +'#>*WmW&sf*(2-$$£4L

•w£« ■# ■*« . X n

>f^rt '♦■a  .vT J*.t * * .**# * ,. *r.

«R p p a ft i 8fPpaa)N

:£*? -j^fe, .'dtor •* «% ••4*i* T^ ? jfcjpV*£ #| * * „ '

<k,Jh. ” Wf| Tl *</*>J®T'  •> .»•♦T#ST .>#.*•”. _AL*^ JL  *.# - *£

'  <PE m "*•

■wW » P W*V W- •» i*#’ *# ** ’ .-«» •. •t  . _ .rlr j, a  s

’**j*,'. gu »r *j.g?«7jAjRr^ *$ ,^f

w*> W *&L S ^sk^SiiLm  **L **&

.... "*V4A* * " ^Vj^jL &MM  «•• • / * m \ m  W

#£ r *j?  iL / : 1


^»•PKrlSidSŽiSL*. «<9fc ifd»4n ■ v*P i .■•.• *"tmPA
. f  " iMHSrjtUP *.  * i|r

* 'Otjujt.  n»,*AftuSK  <\4, ^|n>^

,;f: ;  *>«#^F-s*S-Jk/ j% jEUfl^ H*r£'i >¥<* ? 3

...*  TirTr' T i Fi lil

i #, 4f ,*

P*; -r up

,>«r ..

'3PT .*'


U'< ,**:K ^ «3mW*m± »'j* '*  - - ? *mr**  « *

'•■ rMFSS

» V " - -- ■ P >


^f,’, ■* vs^ 1 -'- v*

ilF.SžSSii¥bKSKS5|P l ^5t3(i#j

* : r J Ji’ Jfc (T* .*' «a^S' mi.  **"i ... i f 'hr ^Sf ii  *'■/■■ ‘'•K|.^ 1 ’ I? i 4 .

' * ^ .. »'

ff-TS?«afeil5»rf^V

*** ;t 1

rji *«’“. 1

DRŽ. TEKSTIL.ŠOLA V KRANJU.

v$ e slavil: Ja g. Mlakar Jakob.

1933 .

Izbrana poglavja iz

tehniške

fizike.




.c" X>X ' , 7 • • S' ; ' '* ■■ '■ : . V- : '

•. :  X '• '■ -/" .;

"/ ■• ^ ^ ; V. ._’>. '-.-{ ^i '"'./ ;, . .• V •

' 4  - :\'.: '?v"r c- :; £5 - '

J -'~- r ''  ' - *■ •■'■ --ir-.fc-- i . ■ -

—* . v -^ ;y~ £.7  - x 5 - 5 -.-

X ' ■'-' ' •'. -• 'V "-' ■ ' .- " ~ -

^4£^'4 :: k44¥':4  '' ' '

%:■■■".  'c

••-r/s-r- - .-*- , i-^f^ 2 v r ‘*S»I-V’ >’TS* fej' ST V-t- - -. 'j  £*š

v r : ^f 'a;*><.;.,•./«£ ; V.^ č; '-".;C -.- '- • :

■^- i s r  - :  S ■'* -Jžr  --- """ ■' - ' r~ '-,... -

^ - --V -• ^. >:  - >r -' | - , gg -#/.7^ ^ ^ /=-:-•■'

Im

A*?----- -r<. iK.  •-. j ii >-• -• ;• K- - \-‘ •••

.- ■ ‘ ■ ,-' •- . • H si. ■ ;-' S , . _

'&■ '<}.<-*>\ :  /£•.. ,' ^~;'v ^ - ,• ' .»• -■ .-'

.--f' ~<J k 7 ž 'tš3r~.  '■••±iVfT-. • c*^\£-~:S ■ ■»*■ ‘  • ■-. ■ - ^ , . . -v

; ^ ■■ -  >--.;.V?«!' '*t.' 4 St ■•-■. ■-■

^--»«V.;.?•.<«^;-•••—'•>..r ^-4  - 4~- r  ,.

'Y££--  ■ ‘^Ksvi' '/K,-  '.  --■: -- ■-

Jr


'

..v. - 4 -- * ■ ' ' -■ '

- K I -v

- v  ” -,-44  ■ J, -




■C’; 5 ^ ^ v.; - . ^r:- 4- - X Q


___

VTr-^-c 4 ,  ..-%v. 3^s

'">■-■ • ^ •'VSC,.'--

5 S' r lT';_; » V--;v- 'ut-, -*"

.-- ■■ - ;  -
^•rrH :• • V- 4 41-4v . . 4..’--.

- i»l§šlplj|e rrr ^ m C ^ %

-

■

'•-«• v % /;  • ^ .- .v-.a-" - ; ‘>r - -.;

,■ '. -H-  ' fr  .^ 8 « -

:' ^ K- ^  .' t ^^-'~ v '~—-- • tv ^ -

•... '^,' •-'. . ; 4 .i' • '•?'. ;  •' " -'.^ : -C - .- •• ... . r . ^ .. ..

:; 'S'. ^.. .rr -. ^ r . r--’ x - '■ . ■. -_; •

^Ž?r-  ^ '^.^-■•^ v . -a-.- - • - . ■_ . . -

v-^ :

■

: -i..- ^r- 4 v- i '•- ” ~.:^ ; ^: 4 '^V ■ '. '■ ' r 4 vv -, • -.VtV£

■--r ,.....-.  „-. ::x v ‘- ^.4  ■- ... '- . . ;:.:  -■:■ .

- . . - - - . • : . . . V : 4 ; '4

■:,v,::;;," ;  e>...,^ '-■< t-  - fc . : ^

. ■ '• " •.• -- ■ - - *• :- - r\  ■ v“ ■"-'.4^ ...4~> - 4 \

-. 4 . 4 '':.^ -.V •. ^ •.. — *'v. -...v... ,.. :-•

^j :. - ■ ■

'i-4 :: 4

.V ':. r  '4444 -



- ?<•:• v> ->«--1  ;' . ■ • J 1 --- ..- -.'•  X •- ••• X ~-v’ -. . *■. / .

•  "V w -^^; ::p».---\  v-v. ■ v^'. f. '•• >■'--

v . - - e

,.,'V. ; . 4  . -' . ' ' '.

ffl? -S .  g . 4 -4-, -4 g -.4 - 4-^J - . : . | >......

* -,—- ' u :_ *?' • fe -

..' ; v- 4 -r- ....4  4 ;'"- 4 .,, ■ ;.■ — ...;■;. . . -^ z ..--.r 4 .- - - ■ -■ . ..

. . ■-. - ' 4 ' ■ / ... • , ,.-. .. . „•■•<-- : 4 - ' :-, . •■■

- .:' . ..'

-ž-^'7 -■■47^- ■?-'■? ~J* ■  V- . . .^---  -l . ••■ '-;.? ' 4 44. . ....- . 44 4..;* ,. ■ ,4S- ...

- • ... .... 4 ,. x :i 4‘ v: ' ■'■ -. ■- ■ -.. . - '■ r •'-... _/.-.

- ■

.

"

.

- ■-•* ~-;l^ :'■■  -'-.• , 'Sr ' ll&Z&sf-  ’. - ' Š“-  • . - \ . {,  ' <Tj '• ■

,


':," r .  .' ;. - v. ; .... ■-'

• -

.

Izbrana poglavja iz

tehniške
fizik a

□RŽ. TE USTIL, ŠOLA V &RANJU.

\$ e Slavil- Jng. Mlakar Jakob.
1953 .

11

v>  Teorija in praksa sta dva različna problema
življenja*o katerih pa smemo trdi ti,da drug brez
drugega trajno ne moreta eksistirati s Dobra'teorets¬
ka podlaga mora v življenju vsakega tehnika biti o-
na močna roka,s katero kot praktik zgrabi praktično
živijenje.Vgak praktik mora dobro obvladati tudi
teorijo njemu zaupanega stroja,poznati mora dušo,s
katero stroj opravičuje svoje delovanje in življen¬
je.

Praksa je v prvi vrsti izraba teoretskih do¬
gnan j. Lahko je samo mehaničnega značaja:dolgoletno
delo na istem polju človeka napravi za avtomat.Tak
avtomatiziran praktik upravlja svoj stroj,dokler je
njegova duša zdrava,dokler teče.Če pa se stroj po¬
kvari v svojem bistvu,ga ne zna več poklicati nazaj
v živi jenje,ker ne zna Ronstatirati njegove bolez¬
ni in še manj izbrati primerno in uspešno zdravilo.

Praksa,sloneča na dobrem teoretskem .znanju,
pa je v vsakem slučaju pripravljena naj/>v~ : ^,, / ' Li
vprašanje "zakaj",a vedno tudi zna najti pravilen
odgovor,In le taka praksa ima trajno vrednost in
sme računati na trajno delovanje in trajen uspeh.

Šola nam da predvsem teoretsko podlago,živi jen
je pa zahteva položitev tega znanja v praktično živ-
1 j.enje.Čim krajša je pot- med obema,tem lažji je pre¬
hod iz teorije v prakso e Iz tega gledišča sem svoja
predavanja skušal sestaviti tako,da bi tvorila ne¬
kak vmesen člen,nekak most med šolo in praktičnim
živijenjemTeorijo sem objasnil samo v minimalnem
obsegu in še to le probleme,katere je treba absolut¬
no poznati,ako hočemo res dobiti kolikor mogoče
ber^vpogled v notranjost stroja,to je v bistvo nje¬
govega obratovanja.

Skripta so razdeljena na dva dela.Prvi obšir¬
neje obravnava notranji ustroj,to je način obrato¬
vanja vsakega stroja in s tem neobhodno potrebno te¬
orijo. V njem si skušamo zgraditi nekak osnovni mo¬
del stroja’ z najnujnejšimi konstruktivnimi rešitva¬
mi. V IIodelu pa bomo našli praktično izrabo rezul- .
tatov prvega dela. ‘ * - -r ■

r  \usc Kritika- stilizacij©*'in izkanja gramatičnih po-
grešk naj* odpade. Kratko" ddmer j en čas in do «kra*j-
nos ti' omejena sredstva paS morajo v nečem pokazati
svojo voljo in upi iv.-.

r t; 1  Kranj,meseca aprila 1933.

— 5  , Dipl.ing.Mlakar Jaka,

■ : - ■ • -i

' t '

4

i

*

UVOD

l.Stroji.Energija.Delo.Učinek.

Tehnika ima ' brez dvoma velikanski upliv
na vsestranske življenjske pogoje.Vsekakor smemo in
bomo vedno smeli trditi,da se življenjski kot kultur¬
ni pogoji morajo vedno več ali manj prilagoditi^na¬
raščajočemu razvoju tehnike.V današnji dobi si živ¬
ljenja brez strojev sploh predstavljati ne moremo.

Kaj je pravzaprav strojtV vsakdanjem živ¬
ljenju si pod strojem predstavljamo napravo,ki se mo¬
ra premikati ali vrteti.To seveda ni še nobena sploš¬
na definicija stroja.Mi bomo rekli:Stroj je agregat
stoježih in premikajočih se delov,ki nam morejo pre¬
tvarjati energijo ene vrste v energijo druge vrste
/mehanično energijo v električno:generator,električ¬
no nazaj v mehanično:električni motor,toplotno v me¬
hanično: parni stroj in parna turbina,potenoijelno
energijo vode na vičini v mehanično:vodna kolesa in
vodne turbine,toplotno energijo plinov ali gorljivih
©lj:plinski motorji./. ,

‘ - Najdemo iz tega,da bomo morali razločevati
različne motorje odn.stroje,odvisno od tega,kakšno
energijo stroj sprejme za preoblikovanje in na kakš¬
no novo obliko naj nam jo pretvori.

Pri tem pa ne smemo nikdar pozabiti glav¬
nega energijskega zakona:energija je neustvarljlva
in tudi neuničljiva.Stroju vedno dovajamo energijo •
v eni obliki,iz stroja pa potegnemo točno določeno
ekvivalentno množino energije druge oblike,nič več
in nič manj Tri  tem nastopajo izgube v stroju,kate¬
re pa moramo‘prišteti na stran preoblikovane ener¬
gije.

T glavnem razločujemo dve vrsti strojev:
siletvorne  stroje in d e 1 o t v o r, n e
stroje.Prvi zajamejo v naravi se nahajajočo energi¬
jo in Jo pretvori jo na mehanično. Drugi pa služijo
človeku za izpremin jan je mehanične energije v meha¬
nično delo.K prvim prištevamo parne stroje in parne
turbine,vodna kolesain vodne turbine,motorje z no*
tranjim izgorevanjem /plinske motorje/,električne
generatorje in električne motor j e .K drugim pa struž-
niee, vrtalne a tre je, hobelnike, žage , s ta tve i td .Meha -
ft&S*© doto izvršujejo s tem,da delovnim elementom
daje.'.jftjhe&jOitEl ga opravljanje kakega dela zahteva.

gazigkavan ja R oberta Maherja in Hermanna
Halmholtza srodi XXX- stoletja so dokazala, tesno
zvezo med različnimi naravnimi silami odnosno ener-
gt Jemi.T vsakem slučaju je mogoče energijo ene vrste
impradenltl v energijo druge vrste in to v vedno toč¬
no določenem razmerJu. Nastane vprašanje.kaj razume¬
te* !>®d energijo in kake vrste energij imamo v nara¬
vi m sa razpolago t } .

sZ»-Potenoi.ielaa energija..Č e uteži stolpne ure
navijamo navzgor,moramo za to opraviti gotovo meha¬
nično delo,C im go uteži navi te,more Jo tudi one opra-

-3

viti mehanično delo in sicer prav tako veliko,kakor
smo ga porabili za opravljanje dela pri navijanju*

To brez nadaljnega sledi iz zakona o neustvarljivo-
sti in neuničljivosti energije.Na višini mirujoče
ijelo ima tora j sposobnost, da lahko opravi mehanič¬
no delo in pravimo,da ima telo v sebi nakopiče po¬
tenci jelno energijo /Prim.potencijelna energija na
višini stoječe vode!/.

b/.Klnetična energija* 7sako telo>ki se gib _

1je,ima v sebi nakopičeno'gotovo energijo,koje ve¬
likost je odvisna od njegove teže in hitrosti gi¬
banja.Vrteči se kotač more stroj gnati nekaj časa
še^potem,ko motor že več ne deluje.V njem je nako¬
pičena gotova energija,ki se porablja za pogon stro¬
ja. Cim je izrabljena vsa energija,se stroj ustavi.

Ta energija se je nakopičila v njem tedaj,ko smo
mu dovajali mehanično energijo,da smo ga spravili
od začetne hitrosti -0- na hitrost v.Ta energija s®
pokaže kot nekaka vstrajnost mase in zovemo jo ki¬
netično energijo ali energijo gibanja.

o/.Toplo t na energija.N astane pri procesu go¬
renja in povzroca^ovecanji prostornino nagrevane
materi je.To povečanje prostornine je prav posebno
veliko pri plinih.Če v cilindru plinskega motorja
zažgemo plin,se volumen hoče povečati,pri tisk na¬
raste in potiska bat naprej,s čimur more opravlja¬
ti mehanično delo.Gorenje predstavlja tako spros¬
titev velike količine v gorilnem plinu nakopičene
toplotne energije.Ta se v plinskem motorju s po¬
močjo premikajočega se bata izpremeni v mehanično
energijo,ki se uporabi za opravljanje mehaničnega
dela.

d/.Kemična energija» Smodnik v patroni se
vsled kemičnega delovanja sestavnih delov izpreme¬
ni v plinasto agregatsko stanje zelo velik® pros¬
tornine. Ppi tisk na projektil visoko naraste in po¬
tisne skozi cev.Kemično vezana energija smodnika se
pretvori v kinetično energijo projektila.

e/.Električna energija.G enerator izpremeni
mehanično energijo v električno,motor obratno elek¬
trično nazaj v mehanično.Električna energija je to-
raj samo nekak nositelj mehanične energije iz ene¬
ga mesta na drugo,kjer se rabi in zahteva.Pri tem
pa ni treba,da se električna energija izpreminja
nazaj ravno v mehanično,more se izpreminjati enako
v toplotno,svetlobno itd.Nastale izgube pri preo¬
blikovanju so relativno majhne.Enostaven prenos •-
lektrične energije potom žie na najbolj oddaljena
in skrita mesta,enostavni stroji,zanesijivost nji¬
hova itd.pa so tisti faktorji,ki so povzročili in
pospešili ves razvoj elektrotehnike.Dandanes smemo
reči,da vsa industrija in vsi obrati prvenstveno de¬
lajo z električnimi stroji in vsled tega bomo tudi
mi elektrotehniki posvetili še prav posebno pozor¬
nost.

To so vrste energije,katere moramo poznati,
če hočemo dobiti vpogled v celo današnje moderno
strojništvo.

Če poznamo,da je energija le nekaka sposob¬
nost kakega telesa opravljati mehanično delo.nasta¬
ni takoj vprašanje,kaj razumemo pod »ehamičmla de-
lom?Vzemimo slučaj,da mora zidar spraviti 1000G kg

- 4 »

kamenja na višino IS mt.On mora opraviti delo
D = sila i pot=10000.1S==120000 .kgm
Enota dela je 1 kgm.

Pri tem je prav vse enoTv katerem času’ se to delo '
izvrši,gre samo za končni rezultat,Če pa bi imeli
za to dviganje kamenja poseben dvigalni stroj,potem
pa se pojavi še vprašanje,v katerem času naj stroj
to delo v opravi?Od tega vprašanja je odvisna velikost
stroja.Če od stroja zahtevamo,da nam to delo opra¬
vi v 10 minutah,potem mora v vsaki sekundi opraviti
delo

Xj = l20000/^ 0 ^ 60== 200 kgm/sek

V sekundi opravljeno delo,ki je v prvi vrsti važno
za presojo velikosti stroja,zovemo učinek.

Enota učinka je 1 kgm/sek.

1 konjska sila /HP/= 75 kgm/sek.

Že zgoraj pa smo omenili,da vsak stroj porabi
nekaj dovedene energije za sebe - za kritje izgub.
Jasno je,da bo stroj toliko boljši,čim manj energi¬
je potrebuje za sebe„Yažno je toraj vedeti,kako je
v vsakem slučaju razmerje med dovedeno energijo in
faktično porabljeno odnosno porabno množino energi¬
je, To razmerje zovemo » stopnjo ali faktor učinka”  .
Imamo toraj v matematični obliki

dovedeni učinek

porabni učinek

Čim bolj se pri danem stroju vrednost ulomka bliža
l,tem boljša je stopnja učinka stroja,tem manj ener-
gi je se izgubi,tem cenejše postane delovanje stroja.
Jasno je,da noben stroj ne doseže 100 %-nega učin¬
ka /trenje v ležajih in zraku,izžarevanje toploto *
na oko! ico, dodatne izgube itd./. ■ ■ ;  ■

vj  'i .  .■» ' * • j. ■ ? r- ~

s z&mmr  in hipoteza.  « • - :

~ P y nhrkvi Imaeio” na' rhzpbla"go naravner sile; v
na jrazl i čne j*š ih obMkatii Kakor" pa r £©knamo uč inke . na -
ravnih sil, take* nam je tudi iz na jšlrokogrudnejše¬
ga 6  empiričnega s-tališča-hemogoče reč ir,kaj je pravza-
pmr sil&^hinam mogoče postaviti splošno veljavne
definicije® *v • ■ 1

' " Učinke sil 1  si v navadnem "živi jen ju predstav-
1 jamar kot nekaj • povhem razumi ji vega, kot nekaj pov¬
sem^ naravnega.Učinek sile je pač naravna posledica
nastopa neke sile,Splošno veljavna pravila o učin¬
kih sil,zbrane na podlagi doživetij in ekperimentov
pa zovemo naravna zakon©«

Za lajlka na naravnih zakonih definirani učin¬
ki sil v naravnem življenju postanejo čisto sami po
sebi razumljivi in jasni.Kljub temu pa vendar niso
tako enostavni in razisaljivi ,& še manj obrazlože¬
ni.Če npr.izpustim kamen Iz roke,Isti začne padati
proti tloaa.T© j® za l&jika popolnoma razumi j Ivo, ka¬
men mora pasti,ker ima gotovo težo ,Za nas pa je

~ 5 ~

So nad vse nerazumljiv pojav in razumljiv bi bil le
v tem slučaju,če bi kamen obvisel v zraku.Kdo je te¬
mu kamnu dal impuls,da je sploh mogel začeti svoje
pomikanje proti tlom?Med kamnom in zemljo ne vidimo
prav nobene zveze.Zakaj se kamen ne premika več, ko
enkrat pade že na tla?,Brez vsega dvoma je,da je mo¬
rala nastopiti gotova sila,ki je kamen vlekla proti
tlom.In ne samo torta sila je morala izhajati iz zem
lje in uplivati na kamen skozi prazen prostor med po
vršino zemlje in kamnom v zraku,

Tu nam je znanost prišla na pomoč s pojmom
zemeljske privlačnosti /gravitacije/,ko je rekla:
zemeljska privlačnost je sila,ki povzroča,da vsako
nepodprto telo pade na zemljo in smer pada je vedno
proti sredini zemlje.Ta sila zemeljske privlačnosti
je tora j kamnu dala impuls,da se je mogel začeti
premikati proti tlom.Seveda pa nam tudi to problema
ne reši - še vedno nimamo nobenega odgovora,kaj je
pravzaprav sila.Naravni zakon o zemeljski gravita¬
ciji pač sloni samo na učinkih,katere najdemo prav
povsod v naravi.Gravitacijski zakon je samo pomožen
pojm,ki nam pomaga objasniti fenomen prostega pada,
vsled katerega vsa telesa na zemlji gravitirajo pro¬
ti središču naše zemlje.

Mnogokrat pa v naravi opažamo pojave,kate¬
rih si na noben način ne moremo objasniti.Vemo pa,
da ti pojavi morejo nastopati samo vsled delovanja
gotovih sil,kljub temu pa pojav ostane nerešen.Taka
opazovanja si razložimo na ta način,da telesu,na ka¬
terem pojave opažamo,pripisujemo gotove domnevane
lastnosti in te naj bi bile neposreden vzrok opazo¬
vanega dejstva - katerih pa direktno opazovati ne
moremo.Takih lastnosti telesu seveda ne smemo pri¬
pisati povsem poljubno,ampak šele potem,ko jih opa¬
zujemo tudi na številnih drugih sličnih pojavih.Na
ta način pridemo do takozvanih hipotez  ali
d oua n e v ,ki so nekaka pravila,izvirajoča iz do¬
gnanj naših opazovanj večih čestih sličnih pojavov.
Iz takih domnev pa moremo sklepati tudi dalje in
rezultate sklepanja primerjati z učinki.Ako na po¬
dlagi neštetih opazovanj ne moremo- več dvomiti v
resničnost postavljene hipoteze,potem smemo reči t
da smo odkrili gotovo novo dosledno zakonitost na¬
ravnih pojavov,katero smemo formulirati v obliki
naravnega zakona.

Jasno pa je,da od nas samih,ha opazovanjih
postavljeni naravni zakoni,ne morejo biti ali vsaj
ne morajo biti nepremakljivi in večni.Zgodovina teh¬
nike nas o tem dovolj uči,kako so se hipoteze po¬
stavi jale, kako so padale in se zopet postavljale no¬
ve. In gotovo nikdo ne upa trditi,da tudi v bodoč¬
nosti kaj takega ni mogoče.

To pa za sedanje rezultate tehnike ni no¬
bena nevarnost.Četudi se npr.izpremeni naziranje o
gravitaciji zemlje,bo kamen kljub temu še vedno pa¬
dal proti njej,nobena nova hipoteza na tem izpreme-
niti ne more ničesar.Domneve in naravni zakoni se
lahko izpreminjajo poljubno,opazovani učinki pa o-
stanejo vedno enaki,saj morajo ravno učinki biti
izhodišče opažanj,na katerih mora sloniti vsaka no¬
va kot stara domneva ali naravni zakon.

-S-

Iz vsega tega sedaj vidimo,kako je eksaktna
znanost prišla do gotovih pozitivnih in splošno ve¬
ljavnih zakonov.S pomočjo opazovanja naravnin poja¬
vov je dognala medsebojne zakonite zveze in jih zdru¬
žila v pravilo.Spoznanje naravnih pojavov in njih
obrazložitev je naloga znanstvenih raziskavanj, za
nas praktike pa je važna le izraba dognanj znanosti
v praktičnem življenju,

CM-GR-SEK. MERSKI SlSTM. Za merjenje posameznih
učinkov sil in velikosti energije pa potrebujemo
merski sistem,s katerimi nam je posamezne količine
mogoče meriti kot izražati v glavnih njihovih last¬
nostih* •

1.Prostor.P rostor je za lajika nekaj povsem
razumljivega in ne rabi nobene razlage več.Za glob-
ja jrazmotrivanja pa je pojm prostora zelo težek meta¬
fizik problem.Enako nejasen pa je tudi fizikalen po¬
men prostora.Za nas po to nima nobene važnosti.M©-
hanika in njena pomožna znanost geometrija vzameta
prostor kot rešeno dejstvo.Prostor je definiran s
tremi pravokotnimi dimenzijami in je neskončen.Tako
prostor merimo s tremi pravokotno stoječimi dolži¬
nami in

enota dolžine je 1 cm.

Ta enota mora biti točno določena in se ne
sme izpreminjati vsled nastopanja kakega slučajnega
zunanjega upliva.Vzeta je iz narave in' določila se
je na pariški akademiji znanosti leta 1791,ko se je
določila dolžina 1 mt kot 10-milijonski del zemelj¬
skega meridijana od pola do ekvatorja.1 cm je 100-
ti del -snega metra in s tem točno definiran in neiz-
premenljiv.

8* Čas.P rostor je potreben,da moremo označe¬
vati lego teles drugega napram drugemu.Čas pa je po¬
treben,da moremo označiti časovno zaporedje posamez¬
nih pojavov.Ppjm časa je za nas brezpredmeten.Važno
je ls,da čas znamo meriti in

enota časa ,1e 1 sekunda.

'  ' - •'/ . <s 1 ,’.V J  ; ,. r  ;  " ; f i

Tudi enota časa je vzeta iz narave.Čas med
dvema kulminaci jama /ko solnce doseže najvišjo toč¬
ko opoldan/ zovemo 1 solnčni dan;čas,v katerem se
zemlja enkrat zavrti okrog solnca,pa 1 leto.Solnčni
dan delimo na 24 ur,vsako uro- na 60 minut in vsaka
minuta ima 60 sekund.S tem je sekunda točno in ne¬
premično določena*

5.Teža.K ot težo telesa označujemo produkt ma¬
se in pospeška zemlje /T=mg in g=9,81/.Pri tem pa
moramo vedeti,da je pospešek g na različnih krajih
zemlje različen.Vendar pa v mehaniki tega ne upošte¬
vamo,ker je razlika minimalna.Enota teže je tudi
vzeta iz narave in je

" ■' ‘ * ' ■ ' \  ‘ t  • j..,' . . Z.  , ; ’ . ?  _ . J . ... ./•

enota teže je 1 gram  Jv

in to je teža 1 cm s  destilirane vode pri temp.4 ©C
in zračnem pritisku 760 m/m*

Tak merski sistem,v katerem merimo dolžine
z era,teža z gr in čas s sekundami,zovemo

cm-gr-sek.merski sistem«

^ praksi mnogokrat vzamemo mnogokratnike teh
osnovnih dimenzi j.Ako je mnogokratnik število 10„i»
mamo takozvani dec 1 m a 1 n i sistem.Ta s© dan¬
danes skusa uvesti v vse panoge merjenja,v kolikor
se ni uveden«-S temi enotami nam je sedaj mogoče
dimenzijonirati vse pojave mehanike:

pot s«.,...,dimenzija om
čas t. e .....dimenzija sek e

hitrost v.«.dimenzija cm/sek.

pospešek g ..dimenzija cm/sekS ali em.sek ro 2

sila /teža/,dimenzija cm«gr,sek”2

delo......... dimenzi ja em2.gr, sek~2

učinek......dimenzija cm 2 jgr.aek~5

itd«

AGRE6ATSKA STANJA. T sa telesa na zemlji delimo
v troje agregatskih stanj:na trdna,tekoča in pli¬
nasta telesa.Ta razdelitev je enostavna in povsem
zadostuje.Trdna telesa imajo stalno obliko in sta¬
len volumen,tekočine imajo stalen volumen,nimajo pa
stalne oblike,plinasta telesa pa nimajo ne stalne
prostornine in ne stalne oblike.Nekatera tvarine
pač zavzemajo nekatera vmesna mesta /Sg/*¥andar ©
tem razmo tri vati ni naša naloga, za .lasten študij
pa je tozadevna literatura dovolj obširna in mnogo-
brojna a

Trdna telesa 30  vsČ ali manj elastična na¬
prsni. upllvu zunanjih »lijtekočine so zelo malo e-
lastične /stisljive/,plini pa so skoraj absolutno

elastični.

Če trdna telesu. . ogrevamo /jim. 0»>vo itrms t?-
ploto/,se utekočinijo in celo uplini jo,Top to¬

ra j more agregat sko. stanje izpremin jati ofi ti onega
stanja do plinskega.Obratno je mogoče p". " ,

čini ti ?  če Jlli ohlajamo /jim toploto oirer /.e;
tem je pač treba upoštevati gotove zakoneJ£i^ tud1
tega obširneje ne bomo študirali,kar je obsežnost
našega dala preveč omejena*

VZTRAJNOS T MASE.ENOTA SI  . ŽlASS«  Vzako mi¬
rujoče ali v premočrtnem enakomorno-pospeševanem gi¬
banju se nahajajoče telo obdrži stanje miro¬

vanja ali premikanja neizpromenjeno tako dolgo,do-^
kler se to stanje ne  izpresneni pod uplivom zunanjih,
sil.To dejstvo,ki ga tako praktično življenje kakor
eksperimenti vedno pokažejo,zovarno v z t  r a j »
nost teles  a ' • /vztrajnost mase/.Vsako .telo
skuša vstrajati v mirovanju,odnosno v premočrtnem

premikanju«^ v  . ..

Ce hočemo mirujoče telo spraviti v pre¬
mikanje, potrebna je gotova sila.Enako je za preki¬
nitev' gibanja potrebna gotova sila.Ta sila ^em
večja,čim hitreje hočemo izpremeniti mirovanje v
gibanje in čim hitreje hočemo gibanje izpremeniti
v mirovanje.Iz tega pa tudi sledi,da js za vsake^
izpremembo stanja kak©£ telesa z ozirom na prostor
potrebna gotova zunanja sila«

To pa nam še ničesar ne pove p tem,kaj je
pravzaprav sila in uiuko ne objasni, k-, j ,js vsipaj—
nost telesa ali masei Poznamo le eksistenco obeh

- 8 -

problemov.Nas to tudi ne bo zanimalo-nas zanimajo
le učinki,le posledice nastopanja sile in s tem
zvezano premikanje ali mirovanje telesa.

Mehanika se peča s mehaničnimi silami,ki se
pokažejo vedno v obliki pritiska ali natega.Vsaka
sila je definirana s svojim pri jemališčem,smerjo
in velikostjo.Sile so toraj lahko različno velike
in potrebno je še  dognati,kako sile moremo meriti.

Velikost neke mehanične sile merimo na ta na¬
čin, da velikost njenega upliva primerjamo z veli¬
kostjo enakega upliva privlačnosti zemlje»Privlač¬
nost zemlje povzroča,da vsako mirujoče telo na svo¬
jo podlogo proizvaja gotov pritisk,ki gd splošno
zcvemo težo telesa.Za enoto teže pa smo imeli 1 kg-
za enoto sile bomo toraj vzeli ono velikost sile,
ki pritisku 1 kg more držati ravnotežje,toraj

enota za merjenje sile je 1 kg.

Za težo smo pa že zapisali enačbo T=mg,če
g znači velikost zemeljskega pospeška in m maso,ki
izpolnjuje prostornino dotičnega telesa.Masa tele¬
sa toraj s težo nima nobene zveze,je pa njena mno¬
žina proporcijonalna teži telesa.Iz enačbe pa lahko
izvajamo enoto mase-to je masa,ki povzroča na podlo¬
go pritisk 1 kg,to je

enota mase je -Vo oi kg /kg-masa/

MEHANIKA ALI NAVK 0 GIBANJU TELES«

" / razdelitev/ 7 "

Splošna mehanika se deli na dva dela:na
statiko /navk o ravnotežju teles/ in na kinetiko
ali dinamiko /navk o gibanju teles/,V statiki obrav¬
navamo pogoje ravnotežja,v kinetiki pa pogoje in
zakone gibanja kakega telesa.

Druga delitev splošne mehanike /tehniške
fizike/ pa izhaja iz agregatskega stanja teles.Te
razdelitve se bomo v glavnem držali tudi mi in i-
mamo:

1. geomehaniko /mehanika trdnih teles/

2. hidromehaniko /mehanika tekočin/,
3*aeromehaniko /mehanika plinov/ in
4.elektromehaniko.

Mi se trdno ne bomo držali ne ene ne druge
razdelitve,ker naša naloga je pa le ta,da izberemo
samo nekatera poglavja,ki v prvi vrsti pridejo v
poštev za zgraditev osnovnega fizikalnega modela
strojev.Iz tega razloga bo potrebno poiskati le o-
ne važne teoretične zakone,ki nam omogočajo objas¬
ni tev delovanja posameznih vrst strojev in delo de¬
lovanje za vsak stroj neobhodno potrebne armature.

-9-

GEOMEHANIKA.
/Statika in dinamika trdnih teles/

I a  TEŽA * TEŽIŠČE * RAVNOTEŽJE TELES.

II* Gl MN JE TELES*

1.hitrost,pospešek.

2®prosti pad«

3. vertikalni met navzgor.

4. poševni met.

5. rotacija,centrif.regulator,kotni pospešek.
III.SESTAVLJANJE SIL.

1.paralelogram sil.

2®pogoj ravnotežja sistema sil*

3»sestavi janje sil z različnimi prijemališSi.
IT. VZVODI.

1. enoramni vzvodi,

2, dvoramni vzvodi«

T,DVIGALNE NAPRAVE /enostavni stroji/.

1. nepremični škripec.

2. premični škripec.

3. sestavi jeni škripec.

4. potenSno škripčevje,

5. diferencijalni škripec.

6eVitelj /Haspel/.

7.strmina.

- 10 -

TSŽA TELESA /sila teže/ B TEŽI ŠČE«RAVNOTEŽJE,

Ysak& sila je navezana na materijo,na gotovo
telo»Brez materije si eksistence .sile ne moremo
predstavljati.Vsaka sila /zunanji upiiv/ mora ime¬
ti nekje na telesu .svoje prijemališče«

Težo telesa si predstavljamo kot pritisk te¬
lesa na podlogoče si telo mislimo sestavljeno iz
neskončno majhnih deloev-molekul, potem isna vsaka
molekula svojo težo,ki povzroča svoj delni pritisk
na podlogo.Vse te posamezno teše imajo smer proti
središču ženil j@ s K@r je središče selo oddal j eno, jih
smatramo,da so paralelne®Vse delne teže pa se seš¬
tevajo v celotno težo telesa.Tako je teža telesa
definirana s sistemom paralelnih sil®Rezultanta gre
v vsakem slučaju skozi točno določeno točko,katero
' sovsmo težišč'®  telesa®.

Mesto da si telo predstavljamo sestavljeno is
posameznih molekul,si smemo misliti,da je cela gmo¬
ta telesa koncentrirana v težišče®Velikost teže po
tej superpoziji ostane enako velika in rezultanta!
pritisk se vsled tega nič ne izpremeni„To je za
študij mehanike zelo važna ugotovitev.Po njej sme¬
mo vzeti,da je vsa masa kakega telesa koncentrira¬
na v njegovo težišče.Težišče smatramo za materi jel-
no točko,koje teža je enaka teži telesa»Vse proble¬
me mehanike po tej predstavi, smemo aplicirati na
gmotno točko težišča®Ysako gibanje telesa reducira¬
mo na gibanje težišča.Le če je gibanje rotacije o-
koli osi,ki prehaja izven težišča skozi telo,tega
ne smemo storiti® ■ ■

Teža telesa se toraj javlja kot pritisk telesa
na podlogo»Ako podloge ni,telo pada proti zemlji,ker
ga k temu prisili upliv sile 'teže.Akp telo miruje,
mora biti podloženo in podloga mora uničiti pritisk
•s enako velikim protipritiskom /reakcija/.Ravnotež¬
je more nastopati samo v slučaju,kadar je svota o-
bek sil enaka 0.

Ako imamo samo dve sili,silo teže in reakcij®
podloge,razločujemo razne slučaje ravnotežja:

l.L a b i 1 n o ravnotežje:podpora je spodaj®
7sak najmanjši upliv zunanjih sil ravnotežje poruši
in telo se premakne tako,da nastane nov ravnotežni
pogoj izpolnjen®

2®Š t a to i 1 n o  ravnotežje:če telo visi,
mer sile teže vedno prehaja ravno skozi težišče te-
los&.Pod uplivom zunanjih sil se ravnotežje poruši,
telo sa začne gibati in s 5 e po gotovem času. zopet
povrne v prvotno lego®

S e I a d i f s r @ n t n o ravnotežješče leži
krofija na popolnoma horieontalni ravnini,sila teže
prehaja skozi težišče v vsakem slučaju,lega .ca to
nima nobenega upliva.Pri vsaki novi legi,nastali po
uplivu zunanjih sil,je pogoj ravnotežja popolnoma
izpolnjen®

Za mehaniko je posebno važen pojm stoj-
nesti  kakega telesa.Vsako ležeče ali stoječe
telo je podprta.tj v®š -točkah /za stabilno ravnotež¬
je vfaj v treh/ ali pa na celi podporni ploskvi.Te¬
lo se nahaja ▼ stabilnem položaju,dokler težiščnica
prehaja skoti konture podporne ploskve odnosno pod-
parnih , It a ta način si mOrema- razlagati stoj-

t\o*t pos--s toj«$čt H  stolpov v Italiji - težiščni-

» 11 «

ca pae se vedno pade znotraj konisure podporne plos¬
kve, Suojnost je tem večja,čim večja je podporna plos¬
kev in cim bližje težišča podporne ploskve prehaja
težiščnica.

GIBANJE TELES,HITROST GIBANJA.POSPEŠEK,RAZNI

SLUČAJI Gl SaNJaT" - -~~-—

Ce kako telo v prostoru časovno izpreminja
svojo lego,pravimo,da se giblje ali premi  k*a,
če pa svoje mesto trajno obdrži,pa m i r u j e o
Ker se naša zemlja stalno vrti okro g  svoje osi in
okrog solnca,o kakem obsolutnem mirovanju ni govo¬
ra in enako je vsako premikanje le relativno premi¬
kanje.

Gibanje telesa je lahko' premo- ali pa
krivo-črtno  ,odvisno od tega,ali je v go¬
tovem času napravljena pot premica ali pa kaka kri¬
vulja. '

Važna je hitrost gibanja.Telo gotovo pot mo¬
re napraviti v daljšem ali krajšem šašu in pot,ki
jo telo napravi v eni sekundi,zovemo hitrost
gibanja /premikanja/»Matematično

hitrost vc s / t  m /sek.

/vedno meriti v m/sek.l/.

Pri tem pa nikakor ni treba,da se telo„na celi poti
premika enako gitro,lahko v enakih časovnih presled¬
kih napravi enako dolge ali pa različno dolge poti.
Tako govorimo o enakomerni in neena¬
komerni  hitrosti gibanja.Neenakomerno giban¬
je pa je lahko pospeševano'  ali p o je¬
mal  n o .Če hitrost v zaporednih enakih časovnih
presledkih naraste za enako velikost,imamo ena¬
komerno  pospeševano gibanje in obratno ena¬
komerno  po jemalo o gibanj e ..Nasprotno pa imamo
neenakomerno pospeševano ali pojemalno gibanje®Na¬
rastek hitrosti v ©noti časa zovemo pospešek

P = v /%  » s /$ 2 m /sak 2  ■

ki je lahko'pozitiven /pospeševano gibanje/ ali pa
negativen /pojemalno gibanje/*

Gibanj© kakega telesa nastane samo vsled upli-
va zunanjih sil,ki porušijo ravnotežno stanje miro¬
vanja,Z ozirom na smer sile ali rezultante sistema
sil'razločujemo razne vrste gibanja -najvažnejši
slučaji so:

l»p rosti nad.  Prosti pad nastane,
ako mirujočemu telesu izpodmaknemo podporo.Telo ta¬
koj začne padati v smeri proti središču zemlje, v
smeri sile' gravitacije zemlje.Prosti pad nam pred¬
stavlja zgled enakomerno pospeševanega gibanja,šila
privlačnosti zemlje deluje neprekinjeno,hitrost o
višino pada stano enako narašča.Na koncu telo dose¬
že gotovo hitrost v in pospešek je g = Jo

telo napravi v t sekundah,je ravno tako velika,kot
bi bila,če bi telo padalo s konstantno hitrostjo,
enako povprečni hitrosti v/g.In najdemo

- 12 -

s = Vp e  t = Y /s • t "S/ 2 . t 2
v p = 1 / 2 ./v 0 -y/ = V 2

v 0  =•©- /začet»hitrost/

s = S/g 9 t 2  cm

g = 9,81 em/sek 2
t je čas padanja v sek»

Iz tega sedaj moremo dobiti ostale relacije,ki defi¬
nirajo lastnosti prostega pada

t — 2 »s/g sek
v=2.g 8 So cm/sek.
s=v 2 /gg cm.

3,7 ertikalen met navzgor,

Vertikalen met navzgor predstavlja obraten
slučaj prostega pada.Kinetično energijo,ki jo ima
prosto padajoče telo na koncu pada,je telesu treba
dati v obliki meta navzgor»Vertikalno nazgor vrže¬
no telo napravi v istem času enako veliko pot nav¬
zgor,kot jo napravi prosto padajoče telo navzdol,to
se pravi:čas,ki je potreben,da telo doseže svojo
maksimalno višino,je enak času,ki je potreben,da te¬
lo pade nazaj v svojo izhodno točko.

5 e P oševni met.

Povsem drugačne so razmere pri poševnem me¬
tu, Imamo dve sili,ki delujeta na telo,silo meta,ki
deluje samo trenutno,in silo privlačnosti zemlje,ki
deluje stalno tekom celega časa gibanja telesa, Mi
se v matematična razmotrivanja ne besno spuščali,ker
nam za naše probleme to ni potrebno,Pripomnimo samo
to,da dobimo krivočrtno gobanje in krivulja poti je
parabola,Najvišja točka meta /kulminacijska točka/
kot dolžina meta /pri tem je razlikovati velikost
napravljene poti od zveznice med izhodiščem in pad¬
cem na tla/ sta odvisni od začetne hitrosti in ve¬
likosti vzdižnega kota«,

Vidimo pa iz tega,da je krivočrtno gibanje
telesa definirano z upiIvom dveh sil različnih sme¬
ri. Vsaka sila podeli telesu gotovo hitrost v smeri
svojega upliva in o^e hitrosti sta različni,Za nas
pride kot krivočrtno gibanje v poštev le rotacija,
ki jo bomo obravnavali v posebnem odstavku.

Vsa ta naša razmotrivanja pa veljajo le
za gibanja v brezzračnem prostoru,kjer nimamo nobe¬
nega zračnega trenja»čim pa upoštevamo še trenje
zraka,se naši rezultati precej Izpremenijo,

V brezzračnem prostoru padajo vsa telesa
enako hitro:težka svinčena krogija pade na tla v
istem času kot lahko pero,Teža telesa na hitrbst
padanja nima prav nobenega upliva»Neenakomernost
padanja je le posledica zračnega trenja,To trenje
sicer ni veliko,vendar pa pride do izraza»Tako bo
pot prostega pada v gotovem času 'man ja kot jo po
enačM dobimo.Isto velja za vertikalen met navzgor:
faktična višina meta bo manjša kot ja teoretična.

13

Se bolj s? to vlili pri poševnem metu»Praktična kri¬
vulja meta ni več parabola,ampak tzv.balistična kri-
vulj&.Razlika med parabolo in balistično krivuljo
je na podlagi spodnje skice št.l dovolj razvidna«

Skica 1.

Balistična krivulja pošev.meta.

4»R o t a c 1 j a /vrtenje/.

Krivočrtno gibanje more nastati samo v
takem slučaju,ako gibanje telesa povzročata dve si¬
li /pri poševnem metu gravitacija zemlje in sila
meta/.Obratno pa velja,da vsako krivočrtno gibanje
moremo razstaviti na dvoje premočrtnih gibanj.

Vzemimo krogi jo,ki rotira v krogu s pclu-
merom r.Krogija opiše pot krogovega oboda samo v
tem slučaju,če je ves čas gibanja trdno zvezana s
središčem kroga.Vztrajnost mase skuša v vsakem tre¬
nutku obdržati smer gibanja v smeri tangente na krog.
Potrebna je gotova sila,ki premaga to vztrajnost
in prisili telo,da rotira v krogu.Krogijica mora
biti privezana na središče,vrvica se napne in s tem
krogi jo. trajno zadrži na krogovem obodu«Če bi se
vrvica na enkrat pretrgala /skica 2./,bi krogi ja
odletela v smeri tangente v točki,kjer preneha zve¬
za krogle s središčem.Vztrajnost mase skuša krogljo
premikati v smeri tangente,poteg vrvice pa silo
vstrajnosti premaga in zadrži krogljo v krogu,Poteg
vrvice v smeri radija kroga zovemo centri-
petalni  poteg in ta mora biti enak cen¬
trifugalnemu  potegu,da dobimo ravnotež¬
je.Če bi tega ravnotežja ne bilo,bi se kroglja v
obliki spirale približevala ali odmikala središču
opisanega kroga rotacije.

Pojav centrifugalne sile je le posledica
kinetične energije krogi je.Drugače tudi biti ne mo¬
re, ker nimamo nobene druge energije na razpolago.
Velikost centrifugalne sile je dana po enačbi

C = m.v 2 /r kg

Iz enačbe posnamemo,da velikost narašča z velikos¬
tjo mase in kvadratom hitrosti rotacije in pojema
z razdaljo od središče rotacije.To je tudi jasno:
čim večja je masa,tem večja je kinetična energija
pri gotovi hitrosti v,čim večja je hitrost pri do¬
ločeni velikosti mase,tem večja je kinetična ener¬
gija,ki skuša izprameniti smer gibanja.Čim bolj pa

-14»

je pot zakrivijena,tem bolj je treba krogljo v vsa¬
kem trenutku odkloniti od tangensi Jalne smeri,¥ ka¬
teri skuša napredovati®

Da bomo v vsakem trenutku imeli krogljo
na obodu kroga* je treba centrifugalno silo kompen¬
zirati z  nasprotno enako veliko silo^ki j© lahko
ali poteg  /skica 8/ ali pa pritisk / skica 5„/*Poseb¬
no instraktivna je skica št»5,ki nam objasni,kako
j© treba železniške tirnice dvigniti na ovinkih.

Prijemališče nastopajočih sil si mislimo v težišču
voza.Poleg horicontaln® delujoče centrifugalne sile
C imamo še vertikalno delujočo silo gravitacije zem¬
lje. Obe sili dasta gotovo rezultanto B /glej sestav¬
ljanje sil!/,ki je merodajna za študij celotnega
sistema sil.To rezultanto moramo kompenzirati in

Skica št«S,

sicer s protipritiske® tračnic.Zunanja tračnica mo¬
ra biti dvignjena za toliko,da je smer rezultante
pravokotna na ravnino tračnic.Rezultanta R se mora
javiti kot normalen pritisk na to ravnino,ker bo
tudi reakcija tračnic vertikalna.Zunanjo tračnico
moramo dvigniti tem višje,čim večja je centrifugal¬
na sila C 8 cim večja je toraj hitrost in čim manjši
je radij zakrivijenosti.Za gotov slučaj pa sledi,da
bo brzovlak proizvajal večji pritisk na zunanjo
tračnioo,počasni tovorni vlak pa na notranjo.

Na principih krožnega gibanja sloni tudi
tzv. c entrifugalni regulator  /skica št.4./.Ob verti¬
kalni osi visita na odgovarjajočem nastavku dve ro-

-15-

čici s krogijama Ki in Kg,Obe ročici sta zrezani s
vodilom v,ki se ob osi more premikati na obe stra¬
ni. Vertikalna os je spojena potom jermenics ali zo~
batih koles z greajo stro^a^i ga nočemo regulira¬
ti v kaki njegovi lastnosti.Če se vertikalna os
vrti s se vrtita tudi ob© krogiji in se vsled cen¬
trifugalne sile pomakneta tem bolj narazen,čim ve¬
čja je hitrost rotacije.To premikanje se potom r©-
gulačnega drogovja porabi za regulacijo stroja. 0
uporabi bomo več govorili v teoriji strojev,

Na istem principu je zgrajen za tekstilno
industrijo zelo važen centrifugalni sušilni boben
/centrifuga/.Mokro tkanino denemo v votel boben,ki
se z veliko hitrostjo suče.Vodne kapljice dobe ve¬
lik centrifugalni pospešek in odlete iz tkanine
proti steni bobna,kjer jih odvedemo ven.Na ta način
moremo tkanino,ki M jo v sušilnici morali sušiti
več ur,v centrifugi posušiti tekom nekaj minut.

Centrifugalne sile nastopajo povsod ? kjer i=»
mamo kako rotacijo.Brez dvoma ima nastop centrifu¬
galne sile C velik upliv na konstruktivne proble¬
me stroja,ker mora to silo vzdržati notranja trd¬
nost materijala«če notranja trdnost postane pre¬
majhna, se rotor stroja more tudi razleteti e Vidimo,
da hitrost rotacije ne smemo vzeti previsoko in.
pri večjih obodnih hitrostih moramo kmalu gledati
na to,da centrifugalno silo na en ali drug način
zmanjšamo.Pri velikih številih obratov bomo is te¬
ga razloga videli,da rotorji dobe majhne premere is
večje aksijalne dimenzije,s čimer se zmanjša v o-
hodnih delcev na velikost,ki jo materijal more še
zanesljivo prenesti.

V  px*vi vrsti je važna e n a k o m  © r-
n a rotacija,pri kateri je hitrost vsake točke ro¬
tirajočega telesa stalno konstantna.Tu imamo no' r
po jra * to je kotna hitrost  »K otno hi¬
trost zovemo oni kot,ki ga polumer napravi v vsaki
sekundi,Če znači T Čas,v katerem vsaka točka opi¬
še cel krog,odnosno kot 360°,potem je

8 % =GJ

t je čas,ko radij opiše kot cc«
Hitrost poljubne točke z razdaljo r znaša

v»2.r.J|/T-Gd*r m / se k,

~T~merjen"v metrih
T je čas 1 obrata,merjen v sek*

Če imamo pa n °b®/minsodnosno a /go na  sekundo,
potem, vsaka točka na sekundo opiše kot h, 2  ^ /so
in hitrost znaša

_ 2.r.JT e n/ ^ m  _

/6 O.T^di.r

2Ji

SESTAVLJANJI 51 L. RAVNOTEŽJE SIL,

Če imamo dve f ili in Pg s  skupnim pri je-
mallščesa 0 in nasprotnega smisla /skica st,5./,do-

-16-

bimo za rezultanto obeli sil
H“Pi " Pg kg

To moremo na podlagi skice 5 tudi grafično dobiti.
Iz tega pa na j demo, da|smemte pni grafičnem reševanju

Jleri/o1cm=2>kq

Skica št.5*

rezultante sil posamezne sile nanašati kot dolžine.
Enako se kot dolžina pokaže tudi velikost rezultan¬
te - a poleg velikosti tudi smer,kar potom matema¬
tične rešitve ne dobimo.

Analogno pridemo do enakega rezultata,ako i-
mamo dve sili isifi smeri s skupnim prije-

mališčem.Brez nadaljnega spoznamo,da je rezultanta
svota obeh sil in rezultanta je dana tudi po smeri.

Bolj kompliciran pa postane slučaj,če obe si
li med seboj tvorita gotov kotoc /skica št.6./.Re¬
zultanto, obeh sil dobimo s pomočjo tzv. para¬
lelograma  sil.Poizkusi namreč točno kažejo
da' je rezultanta obeh sil dana kot diagonala para¬
lelograma, ki ga tvorita obe sili,nanešeni kot dol¬
žini« Iz skice št.? pa najdemo,da nam niti ni treba
risati celega, diagrama,'kar je tudi povsem razumlji-
voZadostuje,ako iz skupnega prijemališča M nanesemo
najpjjvo silo Pj_ po smeri in velikosti in na krajiš-
ču te silo Pg enako po smeri in Y©likosti.Razdalja
MB nam daje velikost rezultante tako glede velikos¬
ti kakor tudi glede smeri njenega upliva«

Skica št.6. Skica št.?.

Kedaj je sistem dve ali več sil v rasnotežju?
Rekli m.®  že,da mora v tem slučaju rezultantni u-
pllv biti enaka 0,t.j.veli kost rezultante mora biti
enaka O.T našem slučaju dveh sil toraj dobimo rav¬
notežje, če bi poleg obeh šil imeli še novo silo,M
M bila enako velika in nasprotnega smisla kot re-

-re¬

zultanta 9  Na skici 7 bi v tem slučaju morali pridati
še silo MB,S tem pa bi naš diagram postal rebrno za¬
ključen /zaprt/»To tudi mora biti v vsakem slučaju*,
Pogoj ravnotežja je izpolnjen samo v tem slučaju,
kadar imamo s k plenjen poligon  sil®
To ne velja samo za sistem dveh sil,ampak za sistem
poljubnega števila silaki delujejo na skupno’ prije-
mališč©.

Kakor pa smo sistem več sil sestavili v
skupno rezultanto,moremo obratno vsako silo razsta«
viti na dva ali več sil,pri čemer si eno glede sme¬
ri moremo povsem poljubno izbrati.To-je za mehaniko
posebno važno in predvsem še razstava kake sile na
dve pravokotni komponenti»Tako smo npr.na skici št*
8 silo R rastavili ne dve pravokotni komponenti Y
in H e

0 H

Skica št.8, Skica št»9.

7 dosedaj navedenih slučajih smi> imeli sis-
tem sil z enim samim skupnim pri jemališčem.Na kako
telo delujoče sile pa imajo lahko tudi različna pri¬
jemal išča in izven dvoma je,da mora tudi- tak sistssš'
imeti neko rezuitanto»ki je tako glede svojega
va na telo kakor glede smeri enakovredna uplivu vseh
posameznih sil.

Če vzamemo gotovo telo /skica št."9./,na ka¬
tero upliva sila Pi s pri jemališčem v točki A,po¬
tem eksperiment pokaže,da dobimo ravnotežni sistem
/mirovanj® telesa/ samo v tem slučaju, če na "telo
deluje še druga enako velika sila nasprotnega smis¬
la s  ko j e prijemališče se nahaja poljubno nekje na
premici sile Pi®Tse eno pa j e,kje prijemlje sila ih
in kje sila Pg.Iz tega najdemo,da vedno smemo pri~“
jemališče sile prestaviti v smeri njene premice,u«
pliv iste na telo s@ vsled tega prav nič ne i&pre-
meni.Če v slučaju skice 9 obe prijemališei presta¬
vimo v skupno prijemališče M ? ki leži nekje na pre¬
misi obeh sil,za grafično reševanje nima to nobene¬
ga upliva in dobljeni rezultati bfedo v vsakem pri¬
meru pravilni.S tem pa imamo sistem dveh sil s skup¬
nim prijemališčem in znamo določiti rezultanto«*

To je važna ugotovitev,ker po njej more¬
mo grafično reševati tudi sisteme sil z različnimi
pri jemal išči.Na skici 10 si prijemališča obeh sil
mislimo prestavljeno v presečišče &beh premis sil,
dobimo s tem sistem sil s skupnim pri jemal iš čeri In
moremo določiti rezultanto.Velikost rezultante m
remo določiti tudi materna.tičho in je' %  ■

..si z.  , B Sas ? f + r!+ ~g»rif p 2 ° oscx  *

"~  ■ ■ i mmmmlmamaaaimt  .«,’aai.sajK!iiEK5r>MB«OTR

-18-

Še ©n slučaj najdemo mnogokrat*to je sistem
&y@h ali več v isto smer vzporednih sil /skica št®
II./.Pri tem  namišljeno skupno prijemališče pade t
neskončnost »Mislimo si v prijemališčih dodani dve
novi sili Ki in K«*ki sta si sama v ravnotežju*ta¬
ko -da na telo sami ne proizvajata' nobenega upliva.

¥ obeh prijemališčih imamo tako dve čili,ki dasta
rezultanti Ri in Rg/ki proizvajata na telo prav e-
nak rezultantni učinek kakor paralelni sili sami*

Ti dve rezultanti po skici 10 moremo sestaviti v
skupno rezultantd. E,ki je določena glede velikosti
kakor glede smeri«

Analogija velja za dve v nasprotni smeri
vzporedni sili.Ako sta pri tem obe sili enaki*ima¬
mo tzv. dvojico sil »koje rezultanta je enaka 0«Ven¬
dar pa taki dve sili skušata telo zavrteti tako da¬
leč* da premici obeh sil padeta skupaj,s čimer je *
pogoj ravnotežja v vsem izpolnjen«

Iz vsega pa spoznamo*da moremo mesto ma¬
terna tičnih operacij enakovredno uporabljati grafi-
Sne metode za določevanje sistema sil,Grafična me¬
toda ima še to prednost*da poleg velikosti rezul-v
taata ali sil dobimo še njih smer*Slaba stran pa je
manjša natančnost,ki pa pri dovolj velikih diagra¬
mih kljub temu da za prakso -povsem porabne rezkata-
terasno pa je,da je grafično reševanje mnogo pre¬
gledneje in tudi enostavnejše®

¥ Z ¥ ODI «

~7encramni in dvofamni vzvodi/

*^i~^azumevaa3e~l^ovŠLnja™vzvodoy je važno

vedeti le to,ga je energija neustvarljiva in neu¬
ničljiva, odnosno z drugimi besedami: oprav -
1 J e n o delo.  mora  v vsakem slu¬
čaju biti 'enako  porabljene¬
mu delu »Ha podlagi tega zakona nam je vsak
problem vzvodov v vsakem slučaju zelo lahko objas¬
niti. .. j

Vzemimo enoramen vzvod /skica 12 in 18/.Treba
je gotovo breme ^ dvigniti na gotovo višino in vpra¬
šanje Je,kako velika sila je za ta dvig potrebna*

-19-

Po skici IS "breme potroši delo Q.Hg -opravljeno
delo pa je P.Hp in mora biti enako potrošenemu,v
matematični obliki izraženo

Q.Hq= P.H p
P=^* H q/ Hp  kg

Skica št.12. Skica št.13.

Ker je Hp=»Hq,bo v za dviganje potrebna sila P večja
od teže Dremena.Čim bližje k točki 0 pride prije-
mališče sile P,tem večja je za dvig potrebna veli¬
kost njena.

Drugačen pa je slučaj,ki ga ilustrira skica
13.Sila P je sedaj v istem razmerju manjša in na
isti način najdemo matematičen izraz

Q,«Hq— P«H p

p=Q.Hq/ Hp  ^

to jetsila P~ki je potrebna" za dviganje bremena,
postane tem manjša,Čim večja je potrebna pot Hp
pri določeni višini dviga.In analogno kot zgoraj:
sila P postane tem manjša,čim dalje od točke 0 je
premaknjeno njeno prijemališče.Opravijeno delo pa
v vsakem slučaju mora biti enako potrošenemu delu.
Če se zmanjša velikost sile P,pa se mora odgovarja¬
joče povečati velikost poti.če je hitrost dviganja
konstantna,pa zmanjšanju velikosti sile odgovarja
povečanje za določeno višino dviga potrebnega časa.

Zgornjo enačbo pa moremo pretvoriti še na dru¬
go obliko,ki jo splošno najdemo v mehaniki.Na po¬
dlagi geometrične proporci je najdemo

Hq : Hp=-0B : 0A=q : p

p^o,°V H u- ^

P.p=-Q.<l

Ta enačba j.e osnovna enačba vsakega vzvoda in jo
čitamo: sistem sil na vzvodu je

- 20 -

t  ravnotežju»kadar je m o m e n
na levo enak momentu na des^-
n o jali z  drugimi besedami:  za ravnotež¬
je "mora  biti produkt iz bre¬
mena in njegove ročice enak
produktu iz sile in njene ro
c i c e s

Rekli smo že.,da ta stavek velja tudi za
dvoramne vzvode /podporisoe pade med obe prijema-
lisci bremena in sile/.Za slučaj,ki ga predstavlja
skica 14 bi pogoj ravnotežja zopet izrazili z enač¬
bo

P*p=Q*q

pri čemer moramo vedno paziti na to,da pod ročico
razumemo vedno pravokotno razdaljo med prijemallš-
čem in smerjo sile,Iz enačbe moramo sedaj v vsakem
slučaju izračunati velikost sile P,ki je potrebna
za dviganje bremena in sicer je

P ^Q,»q./ p  ali Q» H <l/Hp

Skica št,14,

Uporaba vzvoda jev praksi vsestranska /škar¬
je, kJ/esS©, zvonovi v stolpu,tehnice itd./.Detajlni-
jese  v to ne moremo spuščati,Za nas je pač važno
le to,da poznamo bistvo obratovanja in da ga znamo
v vsakem trenutku objasniti.

DVIGALKE NAPRAVE, ŠKRIPČEVJE,

Dvigalne naprave so za gradbeno kot za stroj¬
no tehniko brez dvoma velike važnosti,Poraba je
vsestranska in temu odgovarjajoče tudi dobimo raz¬
lične konstrukcije,Najvažnejše slučaje moramo spoz¬
nati tudi mi,

NEPREMIČNI ŠK R IPCI, S kic:.v št. 15.V točki A |e
pritrjene vrtljivo klešče, ki SMa^tta svojem obodu
žlebov katerem teče vrv, Na ©nam koncu vrvi je obe¬
šeno breme*, ki -ga* hočemo dVdgnd ti, na drugi strani ,pa

- 21 -

za vrv vlečemo,da dosežemo dviganje bremena.Zopet
mora veljati pravilo,da sila P,ki dviga breme,opra¬
vi prav enako delo kot ga breme Q, potroši,matemat.

Q e H q ~P,H p

odnosno sila P mora biti

p ^

pri čemer Hp in H q  pomenita pot,ki jo za določeno
višino dviga napravi tako sila kot breme.Pri ne¬
premičnem škripeu je vedno Hp=H q , tora j tudi P Q.

Skica št.15. Skica št.16.

Celo težo telesa toraj moramo premagati s velikost¬
jo sile P.Dobra lastnost naprave pa je v tem,da dvi¬
gamo samo breme - ako bi ga nosili,bi morali dvigati
še težo samega sebe,poleg tega pa porabiti tudi več
časa.Za manjša bremena je tak nepremični škripec
vsekakor zelo praktičen in jo v praksi tudi mnogo¬
krat najdemo.Upoštevati_pa je treba še to,da ima si¬
la P stalno smer navzdol in jo delno moremo prema¬
govati tudi s težo svojega telesa®

PREMIČNI ŠKRIPEC»

Skica~sTJl@7Tu™j® slučaj povsem različen.
Breme svojo težo prenese enakomerno na oba konca
•vrvi enako.Leva stran vrvi je napeta samo s silo
q/%  In le to silo je treba premagovati.če hočemo
breme dvigati.Če pa sklepamo po zakonu,da Je oprav¬
ljeno delo v vsakem slučaju enako po trošenemu, do¬
bimo:

Q«Hq P»2p
P-q 0 H q  / Hp

P =Q/2

2Hq=Hp

22 -

Potrebna sila P je toraj za 1/2 manjša od teže bre¬
mena vendar pa mora napraviti vsaka točka na le¬
vi strani dvakrat tako veliko pot kakor vsaka točka
na desni strani vrvi.Kapram nepremičnemu škripcu se
pri enaki hitrosti dviganja bremena poveča čas dvi¬
ga na 2-kratno vrednost.

SESTAVLJENO 3KRIPČEVJS«

Skica 17,'Bak škripec’ je samo kombinacija
premičnih in nepremičnih škripcev.delo breme se a-
nalogno kot zgoraj razdeli na posamezne konce vrvi
1 do 6,na vsak del odpade Q,/6 in za ravnotežje v
koncu 7 je potrebna sila

P = <V 6  -kg.

Zadnji nepremični škri¬
pec ne igra nobene vloge.Po¬
goj ravnotežja bi bil izpol¬
njen tudi v tem slučaju, če
bi z enako veliko silo vlek¬
li konec vrvi 6 navzgor®Si¬
la P mora napraviti 6-kraten
pomik premičnih škripcev in
velja

Skisa št.17«

H p  6.H 4

p»»q.Hq/ 6HqES fy 6 kg

Praktično izvršitev sestavljenega škrip¬
ca najdemo na skici 18 ali 19.Delovanje je iz ski¬
ce povsem jasno®Za dvig bremena za višino EL mora
sila P napraviti pot 5Hq_ in v vsem velja zgoraj do¬
bljena enačba.Iz teh dveh slučajev in iz enačb mo¬
remo stilizirati splošno pravilo sestavljenih škrip¬
cev* ki se glasi: za.dviganje breme -
na Q, potrebna sila P je ena¬
ka težijbremena ^deljeni z
dvojnim številom premičnih
škripcev®

P0TENČN0 SKR!PČSVJ E »

~ 'SklceT 20temi  skripci nam je mogoče
dvigati še večja bremena,? vrvi,ki gre skozi spod¬
nji škripec,vlada poteg K£=Q/2 ,v  vrvi drugega
škripca K2=Q/4 =Kj/ 2 in analogno v zadnjem koncu
vrvi potejjg Kg — -%/Ž~Q/8.Pogoj ravnotežja je izpol¬
njen v slučaju:

kg

Povsem splošno pravilo potenčnega škripca pa bi se
glasil©: za dviganje bremena Q

t o t r e b n a sila P j© enaka te-
i bremena, deljeni s števi¬
lom premičnih škripcev, dvi¬
gnjenim na potenco 2 e

Skica št® 18*

Sestavljeni

Skica št»a.9«
škripci«


Foteažni škripec*

SkiCfl Št s 21«
difereaeijalai škripec

«25»

DIFERENCIJALNI- ŠKRIPEC.

Skica 21.Šestoji iz dveh nepremičnih,iz e-
nega kosa vlitih,škripcev različnih premerov in skup
no osjo, izdelanih v obliki verižnega kolesa /ni pa
to ravno potrebno/,in enega samega premičnega škrip¬
ca .Namesto vrvi uporabimo verig®,ki je brezkončna
in navita,kakor je to^ na skici označeno.

Sila P prijemlje na prostem koncu a.Čejverigo
vlečemo',se istočasno vrtita oba nepremična škripca,
pri čemer se veriga raz manjšega kolesa razvija.Od¬
visno od razlike obeh premerov nepremičnih škripcev
se večja dolžina verige navije kot odvije.Premični
škripec se pri tem pomika navzgor in za velikost
pomika se poveča velikost proste zanjke ae.

Če bi imeli D:d = 6:4, potem se za dvig dela
verige b za 1 m del d pomakne za 2/5 m navzgor,zanj-
ka M se za l/S zmanjša in breme se za 1/6 m pomakne
navzgor.To se da izraziti z enostavnim matematičnim
pravilom

p- jt£±

Čim manjše je razmerje premerov obeh nepre¬
mičnih škripcev,tem manjša postane potrebna sila P.
Praksa normalno vzame

dsD =11:12

pri čeraer sila P postane že tako majhna,da mnogokrat
trenje samo zadostuje za ravnotežje bremenu.Take
škripce posebno često najdemo v praksi za dviganje
s@lo težkih predmetov, , *.

7 I T E L J „

Primer enostavnega vratila /vitlja/ nam da¬
je skica 22.Ima®.© večje kolo,trdno spojeno z vrete¬
nom ¥„Na vreteno se navija vrv,na katerl je obešeno
breme,na kolesu pa se odvija druga vrv,za katero

Jr ■

mm-

mm/m

■

Skioa št®22.

Skica št«23.

fl o čašo s, kadar brsaaa hočemo dvigati *Za ravnotežje

mora bili

.j

la

.. v.

- 24 -

Izrabo tega najdemo v različnih praktičnih konstruk¬
cijah, često še z večkratnimi prestavami potom zoba¬
tih koles,Vedno pa velja, pravilo j  kar pridobimo na
pomanjšanju sile P, to moramo plačati s povečanjem
poti,katero mora sila P napraviti.Velikost oprav¬
ljenega dela mora biti v vsakem slučaju enaka.

S -T R M I N E »

Najenostavnejši stroj za dviganje bremen
je strmina - skica 2-S.Če imamo na vrhu strmine krog-
1jo,potem se ista začne valiti navzdol,čim odstra¬
nimo oviro.Krogija na višini ima v sebi nakopičeno
gotovo potencijelno energijo,katera se izpremeni v
kinetieno.Ako hoč mio  krogijo dvigniti nazaj na viši¬
no h,moramo opraviti mehanično delo G.h kgp. in pri
tem je vseeno,po kateri poti to storimo 0 To je povsem
jasno in^ne potrebuje druge razlage.

Če valimo krogi jo po strmini navzgor,na jde¬
mo sledeče:silo teže CJ moramo razstaviti na dve pra¬
vokotni komponenti S in Y, Komponenta Y  se pokaže
kot pritisk na strmino in se uravnoteži s protipri-
tiskom strmine,komponenta S pa se upira dviganju in
skuša krogijo pomakniti po strmini navzdol.C© hoče¬
mo krogijo pomikati navzgor, moramo premagati samo
silo S z enako veliko in nasprotnosmerne silo -S.In
pa podlagi čisto geometričnih relacij najdemo:

S : G = h : a

G.h=*S«a

to se pravi:opraviti moramo delo S.a kgm,katero je
v vsakem trenutku enako delu G.h kgm. Vseeno j© tora j.
za velikost opravljenega dela,ali krogijo dvigamo
vertikalno navzgor ali pa po strmini.Kar pridobi"
na eni strani na pomanjšanju enega faktorja,to ma¬
ramo v ekvivalentni velikosti pridejati za povečanj®
drugega.Za velikost potrebne sile pa najdemo

S^>h/ a kg

to je:sila S postane tem manjša,čim položnejša je
strmina.To nam pove tudi skica:za gotovo tzišino h
je treba vzeti tem daljšo hipotenuzo,čim manjša naj
bo voljena strmina - čim manjša naj postane sila S,

‘25

HI DR- ©MEHANIKA •
/mshanika tek očiji/""”

I.NARAVNA ENERGIJA VODE.

Enačbe -učinka.

XI«IZBRANA POGLAVJA IZ HIDROSTATIKE.

Vodna gladina.

Fizikalne lastnosti vode /tekočin/.
Hidrostatični pritisk.

Komunikacijske posode« *

Pritisk vode pri zajeznih napravah.

IH.POJAV GIBANJA TEKOČIN /VODE/.

Statična in hitrostna višina.

Reakcijski pr_itisk. . -
Akcijski pritisk®

IV.VODNE DVIGALNE NAPRAVI.

Hidravlični oven*

Zajemalec.Nategao
Batne črpalke.

Centrifugalne črpalke.

Vijačne /zobate/ črpalke*

Krilne črpalke®

Injektorji»@levatorji.
f.VODNI STROJI.

Splošno o vodnih strojih.

Osnovni model voda® /reakcijske / turbine.
Glavne lastnosti dobre vodne turbine.
Peltonovo kol© /tuarbina/.

- 26 -

SPLOŠNO »NARAVNA EN5RCJJA VODE.

"lTTivTjl^u”oesto' govorimo o izrabljenih in
neuzrabljenih vodnih silah.Že is tega bi. sklepali,
da imamo v vodi gotovo naravno silo-energijo,ki jo
je mogoče po primernem preoblikovanju uporabiti za
opravljanje mehaničnega dela.To najdemo lahko tudi
na podlagi čistega matematičnega rasmotrivanja.Za
velikost učinka imamo splošno enačbo

i 9S *Vt kgm/sek.

P jejsila,mer jena v kg.
s je pot sile v metrih,
t je čas,merjen v sekundah,
minutah ali urah.

Če mesto sile P pri vodi vzamemo težo vode T=
g.Q, in si mislimo,da voda pada na gotovi višini 1,
dobimo,da nam voda more opraviti delo %.H v gotovem
času In temu odgovarjajoč je njen učinek v enoti
časa.Voda na višini ima" v sebi nakopičeno gotovo po¬
tenci jelno energijo kgsa /g za vodo =1/,ka¬

tero moremo brez dvoma pretvoriti v vodnih strojih
na mehanično energijo in isto uporabiti za oprav¬
ljanje mehaničnega dela.Za učinek najdemo dalje •

U= T.H —Q.H kgm/sek

T ali Q je množina vodenki v vsa¬
ki sekundi pade na višini H,me-
. rjena v dmS 8

H je vodni padec,merjen v metrih.

Če merimo vodno množino v m.3 /kar je normalno/,da¬
lje učinek v konjskih silah -in če upoštevamo,da s®
v celotni vodosilni napravi izgubi 2i fo  za kritje
izgub,dobimo za učinek vodne energije

U=10.Q,H konjskih sil /KS/

To kratko razmotrivanje že nam pokaže,da vo¬
da tvori važen vir naravne energije.Vodne energijo
imamo na razpolago povsod.Neugodno je le to,da je
ne moremo prenašati drugam,kjer bi jo rabili,Temu
pa lahko odpomoremo.S pomočjo vodne turbine vodno
energijo najprej pretvorimo v mehanično energijo
in-mehanično energijo dalje s pomočjo električnega
generatorja v električno energijo,katero brez te¬
žave moremo prenašati na najbolj oddaljene kraje«

S tem naravna energija vode pri ugodnih terenskih
prilikah postane najvažnejši in neizčrpen vir narav¬
ne energije.Če pa imamo res ugodne terenske prilik«,
ki ne zahtevajo velikih zajeznih naprav ; kanalov
in -cevi,potem nam voda daje tudi najeenejsi vir pri¬
dobivanja mehahične energije iz naravne ener&ijB,
Izraba vodne energije je dobila svoj veli¬
kanski pomen pravzaprav šele z razvojem elektroteh¬
nike in njih instalacijo v industriji.Na mesto ve¬
zano vodno energijo posredno pretvorimo na električ¬
no in jo potem prenašamo po žicah dalje,kjer se saV
teva in troši.7 pokrajinah,ravnih na premogu 1n

•27-

drugih gorivih je vsekakor vodna energija neprecen¬
ljive vrednosti za vsak razvoj industrije.Pa tudi v
drugih -krajih le premnogokrat nastane vprašanje»ka¬
teri način je cenejši.Iz tega nam postane razumlji¬
vo ,zakaj so se vodni stroji v razmeroma kratkem času
razvili do tako velike popolnosti.Že slabo konstrui¬
rana vodna turbina nam da faktor učinka vsaj 75 fo 0
Vodno energijo /potencijelno ali kinetično/
pretvar.jajo v mehanično vodne turbine,ali vodna ko¬
lesa .Vodne turbine so razmeroma cenene napram veli¬
kim vodnim kolesom in imajo to dobro lastnost,da je
iste mogoče graditi z enako velikim faktorjem učin¬
ka za najrazličnejše vodne razmere.Iz tega lahko
posnamemo »da ge za vsakega delavca na polju tehnike
velike važnosti,da se svobodno giblje vsaj v naje-
lementarnejših pojmih iz hidromehanike,ki definira¬
jo delovanje vodnega stroja.

IZBRANA POGLAVJA IZ HIDROSTATIKE,

VODNA GLADINA /NIVO«POVRŠINA/.

Vodno gladino si vedno predstavljamo kot
horicontalno /vodoravno/.Strogo teoretično to ni
točno.Vsled privlačnosti zemlje v smeri njenega sre¬
dišča pri okrogli obliki zemlje mora tudi vodna gla¬
dina dobiti površino krogle.Vsied velike radija ze¬
meljske krogle pa majhne vodne površine»v kolikor
pridejo za nas v poštev,smemo praktično vedno smat¬
rati za horicontalne.

FIZIKALNE LASTNOSTI TEKOČIN /VODE/.

Poznanje teh lastnosti moramo smatrati za
znane»zato na tem mestu hočemo rezumirati samo naj¬
važnejše.

Vsaka tekočina je več ali manj neelastična.
Izprememba vodne prostornine vsied povečanja pri¬
tiska je praktično tako majhna»da je ni treba upoš¬
tevati.Do pritiska 500 atm.se voda za vsako ate.
stisne za 0,000045-inke svoje prvotne prostornine,,

Voda kot vss ostale tekočine nimajo stalne
oblike in se tudi oblikovati ne dajo.

Spec.teža vode -1»odvisna pa je od tempe¬
rature vode,Spec teža vode =1 je definirana vedno
na temperaturo 4° C»pri kateri je voda najgostejša®
Pri temp 8 0° G in normalnem zračn.em pritisku voda
zamrzne /se izpremeni v led/,pri 10QO G pa se zač¬
ne ispreminjati v pare*

Enačba kemično čiste vode je Hg0»t.j» voda
sestoja is dveh delov vodika in 1 dela kisika,Na¬
ravna voda vsebuje še druge primesi»ki morejo v
znatni meri izpremeniti tako njene fizikalne kot
kemične lastnosti«

Pritisk _na tekočine se razširja n@ vse stra¬
ni enako-v vsaki točki tekočine je pritisk vedno*
©nak,Na enoto 'odpadajoči pritisk zovemo speoivični
pritisk in je

1 ^S/ ciq £ =1 atmosfera.

- 28 -

Vodni pritisk /tudi druge pritiske/ mnogokrat
merimo z velikostjo vodnega stebra mesto v atmos¬
ferah. Pri tem znaci 1 atmosfera pritisk vodnega
stebra,kojega višina znaša 10 mt./l kg vode ima
1 drnS vode.Pritisk 1 kg/cm2 dobimo,ako je višina
vodnega stebra nad ploščino 1 cm2 10 metrov.V tem
slučaju imamo 1000 cm3 vode in njena teža je 1 kg/.

HIDRAVLIČNA STISKALNICA.

Na tekočino" prbizvajan zunanji pritisk
se razširi v tekočini na vse strani enako.V tekoči¬
ni imamo na vsakem mestu enako velik specivični pri
tisk.Na tem dejstvu sloni delovanje tzv,Hidravlične
stiskalnice - skica št. .24.

Shema hidravlične stiskalnice.

Skica št.24o

Če je spec. pritisk v vsakem delu tekočine e-
nako velik,potem mora veljati

q : f — Q, : F

q_ = Q.f/ F  k g

kar čitamo:za dviganje bremena /stiskanje kakega
predmeta/ teže Q, potrebna sila q. je tem manjša,čim
večje je razmerje pritiskanih ploskev obeh batov.
To dejstvo se v praksi cesto uporablja na način,
kot ga ilustrira zgornja skica.Pri tisk q. ustvarimo
s pomočjo dvoramnega vzvoda s silo P.koje velikost
moremo enostavno izračunati

P.l= q.a

p — q..a/ 1= = q« f ° a / Fel  kg

&3

Potrebna sila za  dviganje /stiskanje/ je tem man¬
jša, oim manjše je razmerje premerov batov in čim
manjše je razmerje ročic.S primerno konstrukcijo je
mogoče z  majhnimi silami ustvariti relativno zelo
visoke pritiske in taka konstrukcija v  praksi najde
vedno dovolj uporabe*

Is stališča mehanike je ta slučaj povsem
enostavno lahko objasniti.Delo, ki ga opravi breme
C$ pri svojem pomiku navzgor /potrošeno delo/ je e-
nako produktu Q®S in to delo mora biti vedno enako
potrošenemu delu- P.s e Eer pa sta Q, in P v danem slu¬
čaju konstantni količini,se morata izpreminjati obe
poti S in s,Pot s bo tem večja napram poti S,cim
večje je razmerje med Q,  in P.Čiia manjša je potrebna
sila P, tam manjši je v gotovem času izvedeni pomik
bremena®

Kako taka stiskalnica deluje?Z manjšim ba¬
tom črpamo vodo najprej v desni škorenj»Ko gre bat
navzdol,izvaja pritisk na površino vode v škornju,
ki se prenese takoj na drugo stran pod breme. C@
bi hoteli breme dvigniti še višje /izvesti še večji
pritisk/,bi morali vodo ponovno sesati,kar dosežemo
z  dviganjem manjšega bata navzgor»Ventil Vx se pri
tem zapre in breme more ostati na že dvignjeni vi¬
šini®

Za prakso je važno še pripomniti,da ni treba,
da bi oba cilindra bila— tako tesno spoj ena»Brez vse¬
ga smemo oba cilindra zvezati tudi preko cevi v raz¬
ličnih medsebojnih razdaljah ©beh cilindrov »Paz iti
pa moramo pri tem,da cev dimenzijoniramo zadosti
visoko,da ista pritisk vzdrži.

P OTISK 7018S FA DH O I H STIKE POSODA

fS-otT*/ vsakemu pričakovanju najdemo} da je
pritisk tekočine na dn.o  p o -
& 0  d e e n a k teži tekočinskega
lil ja ,k o  j © g a o s n o v n a ploskev
ji enaka velikosti pritiska-
h« plosk.v®  i a l’o  j e ga višina
j ® e n a k a.'-'r a %  S i 1 j i tekočins¬
kega s iti j a n d  dna posode .Ma¬
tematično izr&ilano
•.. \ .. ■

■ g.f.te gramov

B& pritisk na dno v gramih

? ' J® spec.teža tekočin® /za vodo 1/.

pritiskana ploskev v em 2  ®
k višina vode nad teoi ? e® 6

Velikost pritiska j© pri tem povsem neodvisna od
oblike pohode na dnem - toraj 'tudi neodvisna od
množin® vode nad dnom®

Tažn® jai kot pritisk na tae j© za naš© slu¬
čaje pritisk na st@n@ posode,v kateri s© voda naha¬
ja.Za vertikalne sten® eksperiment pokaže popolnoma
@nak@ enačbe /m.  vodo pri g 1/

-f.te grsaarr

pri čemer pa sedaj te. pomeni razdaljo težišča pri-

po¬

tiskane ploskve od vodna gladine®Z besedami bi rek¬
li: pritisk vode na vertikalno steno enak teži te¬
kočinskega valja,kojega osnovna ploskev je enaka ve¬
likosti pritiskane ploskve in vilina razdalji težiš¬
ča pritiskam© ploskve od;vodne gladin© /vidi:zajez¬
ne naprave!/«

Vzgon vode.  Že Arhimed je naš el, da v vodo po¬
topljeno telo.Izgubi na svoji teži toliko,kolikor
telita od njega izpodrinjena voda.To je mogoče 1« v
tam slučaju,ako voda pritiska na potopljeno telo
tudi v smeri navzgor .Eksperimenti pa t#ino pokažejo,
da je to tudi res.Voda na telo pritiska tudi v sme¬
ri 5  navzgor in ta pritisk splošno zovarno vzgon
vode  .Velikost vzgona je enaka e

IV = ii.f gramov

in h znači razdaljo težišča vsakega pritiskanega
delca telesa od vodne ga nivoja»Velikost vzgona je
tora j

Vzgon— Tog kg

V znači volumen potopljenega
telesa v dmS,

g znači spec o težo tekočine.

Za ravnotežje imamo,da mora biti teža izpodrinjene
vode enaka teži potopljenega telesa.Če je teža te¬
lesa večja od teže izpodrinjene vode,se tel© potoni*
če je enaka,telo plava v vsaki legi in ce je manjša,
olava na površini,potopi se le delno.

• Na tem principu je zgrajen tzv .plavao 9 ki •
v praksi često porabljamo kot vodokazno napravo*
Princip takega plavača je razviden iz skice 25«, V
enake svrhe moremo uporabljati tudi

Skica št.25. Skica št.26.

K ffMTINIKACIJSKK  POS Olflfr

Skica -t*i.  'Icmunifeael jek© posodo zovpao
iz dveh delov sestavi j. w  'pesod»»ako g® m«4 r«
more tekočina povsem p  -obodno in neovirane pretaka«
ti o Skica SS.na k.  daj« n- Jsnoatavns jši slučaj ko;?o:.f.~

kači jekih posod# *

Bistvo kočam jakih posod je v

ja tekočinski nivo *b*h posodah v veakaa traaut«*
kii  na enaki višini.Upe t«sa dejstva ja v pri

»31»

življenju zelo šesta za vodokazne naprave,posebno
pri parnih kotlih,za pokazivanje višine mazala pri
važnih ležajih itd«

ZAJEZNE NAPRAVI- /vertikalne n tene/.

^“Ti~prejsri jega"l^poznaaio”' VnTobo D sv  —f.h,
ki nam daje piri tisk na vertikalne stene v gramih,
če je f merjen v cmB in h v cm. Ta enačba pravi,da
pritisk v globino narašča in sicer linearno z viši¬
no h« V vsaki globini je vodni pritisk enak hi,če
isti znači razdaljo pritiskane ploskve -to je nje¬
nega težišča- od vodne gladine.Diagram naraščanja
pritiska vode proti dnu je toraj dan’s hipotemazo
pravokotnega trikotnika,kojega obe kat eti sta enaki
veliksti h /skica 27./

Skica št.27.

Povprečni pritisk na cm2 je enak ^/ 2 ,odnosno na
ploskev h.b cm2

D = A.  / • j ■1000  ■=1000 4p

h je merjen v metrih,
b je merjen v metrih.

D izražen v kg.

Enačba je tudi povsem v skladu z izrečenim stavkom,
da je velikost vodnega pritiska na vertikalno plos¬
kev enaka produktu pritiskane ploskve in razdalji
njenega težišča od vodne gladine.

Rezultanta vseh delnih pritiskov pa ne pri¬
jemlje v težišču pritiskane ploskve,ampak leži pod
njim.To je japno,ker pritisk proti dnu narašča.To
je treba strogo ločiti.

Poševne stene.

C® je pritiskana ploskev naklonjena za

gotov kot c*, vel ja: pritisk vode na

«■ 32 “°

poševno ravnino je enak pro¬
duktu iz velikosti projekci¬
je pri tiskane ploskve na ver¬
tikalno ravnino in razdalji
njenega težišča od vodnega
nivo ja .Iz skice št„28»sledi

f ’ — b.a.cos« = b.h cm 2
in de to vstavimo

j^-lO OO- ^Ag  ■

POJa  VI GIB.u.J TEKOČIN /VODE/c,

statična in hitrostna višina vode,

Hidrokinetika obravnava vse probleme premi¬
kanja vode ali kake druge tekočine in to v slučaju,
da se voda premika samo od sebe /vsled vodnega pad¬
ca/ ali pa da jo do premikanja prisilimo z  različ¬
nimi napravami»Oba slučaja za praktično tehniko e-
nake vrednosti,zato bomo najvažnejše slučaje obrav¬
navali tudi mi, '

Konstanten voden nivo je pri vseh vodosill
nih napravah zelo zaželjen©Narava sama nam pri tem
v mnogih slučajih ni preveč naklonjena,? takih slu¬
čajih je treba zgraditi velike vodne zbiralnike,je¬
zov© in šele iz tega zbiralnika vodimo vodo v tur¬
bino,Nihanje vodne množine nima tako velikega vpli¬
va na višino vodne gladine -čim večji je razervar,
tem bolj konstanten vodni nivo dobimo,Zanima nas
sedaj,kakšen je iztok pri konstantnem vodnem nivo¬
ju«

Vzemimo posodo -skica 2®- ,napolnjeno z
vodo»Mislimo si dotok vode v toliki množini,da je


Skica št,28

Skica št.29,

» 33 »

vodni nivo vedno, na enaki višini in predstavljajmo
si, da s© kapljica vode s težo q  pomika navzdol pro-
tsi iztdka.Pri začetni hitrosti v 0  ima ta- kaplica v
sebi kinetično energijo

E© 3 ® m * ¥ |/g

q=*ffi#g in m =Vg

Če se ta kapljica pomakne za višino h navzdol,
bi mogla opraviti delo g.h.Ker pa pri pomiku ne od¬
pravi nobenega dela,se to delo /energija/ mora še
nekje nahajati In pokaže se v narastku potencijelne
energije vodne kapljice.Na koncu poti ima poleg za¬
četne kinetične energije nakopičeno v sebi še po¬
tenci jelno energijo q e ^,to je

E eer* <l,Y °/g g -= i l » 11  '

Ge ta voda izteka na prosto,se v njej nako¬
pičena energija mora'porabiti ali pa izpremeniti
na drugo obliko.Izpremeni se v kinetično energijo J
iztoka s hitrostjo v

■ E 7 = q,v 2 / 2 g-q.Ji-kE 0

Y  praktičnih slučajih je začetna hitrost enaka -0-
in smemo postaviti E 0 — 0 -,radi česar enačba preide
na obliko

g T =4-T 2 / gg+ ' 0 „q.h

7 a /as°n

O

Ulomek T  /gg zovsrao hitrostno viši-
a o iztekajoče vode in h statično vi¬
šino  »Iz enačbe sedaj čitamo,da je hitrostna vi¬
šina iztekajoče vode vedno enaka statični višini.
Statično višino vedno smemo zamenjati s hitrostno
višino.Hitrostna višina nam daje velikost kinetične
energije vode,statična /tlačna/ pa potencijelno e*
nergijo 0

Se jasnejšo sliko kot dokaz za v zgoraj dobljen
rezultat dobimo na podlagi•skice 30 .Če voda izteka,
vodni stebrički v posameznih nastavkih proti izto¬
ku postajajo vedno manjši.Vsled ispremembe pretočne¬
ga prereza proti iztočni odprtini mora hitrost vode
naraščati /skozi vsak prerez mora v vsaki sekundi
preteči ista množina vode/.? vsakem prerezu imamo
gotovo celotno energijo vode /po zgornji enačbi/
in ta sestoja is gotove množine kinetične energije,
zapopadene v hitrosti pretoka,in gotove množine po-
jelne energije,zapcpa&ene v statični višini h.
C© se poveča hitrost.znači to povečanje kinetične
energije in po zakonu o neustvarljivosti energije
istočasno zmanjšanje potencijelne energije za ekvi¬
valentne množino:statične višine h- Lf hg in I13 mora¬
jo proti iztoku postajati manjše in pri iztoku 0.

«34«

V  vsakem prerezu se toraj del statične višine h po¬
rabi za povečanje hitrosti,to je za povečanje hi¬
trostne višina.

Skica št»30.

Po zakonu o neustvarljivosti energije mora
biti svota obeh snergij,toraj svota abeh višin,v
vsakem trenutku enaka /trenje zanemarimo/.7 kolikor
se zmanjša statična višina,za toliko naraste hi¬
trostna višina»Eksperiment po skici 30 to v vsem
potrdi.Na koncu pri iztoku postane h~-0-, cela sta¬
tična višina se je izpremenila v hitrostno*potenci-
jelna energija je enaka -0-,kinetična pa doseže svojo
maksimalno vrednost.Če to spravimo v matematično
obliko,najdemo

k'"" T< 72g-f- hl = v2 /2g + h 2 ..

in povsem splošno

h*= v i/ 2g +hi

Ako ima voda še gotovo začetno hitrost,potem
je treba prišteti še to in sicer v obliki statične
višine h 0  ali pa v obliki hitrostne višine vg/2g,
tako da bi se splošen obrazec glasil

h 0 + h = v o/ 2g + v ?/gg+ hj_

Pri tem pa nismo upoštevali še izgub vsled
trenja vode .Cela statična višina se ne more pre¬
tvoriti v hitrostno.Faktična iztočna hitrost bo
manjša,kot jo dobimo po naši enačbi,del statične
višine se porabi za kritje izgub.Ce se za trenje
porabi statična višine h r ,za iztočno hitrost osta¬
ne samo diferenca h~h r  in faktična iztočna hitrost
bo dana z enačbo

v=* ^g/h-hr/

-35-

Ostale enačbe dobimo v praksi v obliki:

h“ y2 /£g -h r  stat.višina v metrih.

t*= / 2 g/h-hr/ iztoč.hitrost v sa/sek,

9

Q,= 60.J4.F.V množina vode v m 3 /min.
3 ?=*Q/g 0 ^ T  iztoč.prerez v m 2 .

Ta koeficijent ji  nam daje razmerje med teo¬
retično in faktično iztočno množino vode.Odvisen
je od hitrosti vode,od velikosti trenja in oblike
iztočnega prereza.Za pravokotne prereze /pri zatvor-
nicah/ vzamemo 0,65,za dolge okrogle ustnike 0,85,
za kratke celo 0,95.

¥©dni nivo ni k o n s ta n t e n a Y  praksi
bomo našli slučaje,kjer vodni nivo kljub zbiralni¬
ku ni povsem konstanten»Računanje takega slučaja je
odvisno od časovnega nihanja vodne gladine.Rezulta-
ti so vedno neslgurni 9 gotovo pa samo časovne vred¬
nosti »Potrebna so točna mer jen ja.Za račun pa vza¬
memo najnižji nivo kot konstanten. Povečanj e statič¬
ne višine nas tako ne more presenetiti,ker višino
vode moremo regulirati s pomočjo zatvornio,odnosno
z regulacijo velikosti pretoka pri zajezni napravi
ali pa z regulacijo množine vode,ki teče direktno
v tnrbino.Točnejše razmotrivanje bi nas privedlo
predaleč - govorili bomo o tem še v II»delu.

REAKCIJSKI PRITISK VODE.

Ce imamo na osi obešeno posodo,napolnje¬
no z vodo,ista ostane v vertikalni legi le tako dol¬
go, dokler je iztočna odprtina zaprta.Ako pa iztok
odpremo,voda začne iztekati,posoda pa zavzame po¬
ševno lego /skica 31/»Kako si ta pojav razložimo?

Dokler voda še ni iztekala,je bil vodni pri¬
tisk na vse simetrično ležeče dele stene posode e-
nako velik in vertikalna lega je predstavljala po¬
poln ravnotežen sistem.Č 8  pa voda na levi strani
začne iztekati,potem na širini iztočnega prereza
pritisk odpade in imamo na desno steno za velikost

R»—lOOO.F.h kg

F je iztočni prerez v m.2.
h je statiča višina vode v m.

večji pritisk kot na simetrično ležečo desno stran
posodeoTa pritisk že povzroča,da se mora posoda
nagniti v poševno lego®

Iztok vode toraj na nasprotno steno pov¬
zroča gotov pritisk R® vsled razlike vodnega pri¬
tiska na obe simetrični steni.Če je velikost celot¬
nega pritiska res dana po zgornji enačbi,potem bi
ista na nasprotni strani iztoka mogel dvigniti vo¬
do do višine h,č@ bi na nasprotni strani pritrdili
cef s prerezom F.Eksperimenti pa kažejo,da se teko¬
činski steber ne  dvigne samo do višine h,ampak do
višine Sh.To značl,da mora biti pritisk R,ki se po¬
javi vsled iztoka vode,enak

-36-

R = 2.F.H.1000 kg

R = 2000.F.H kg

T let^efrT mS in
H merjen v m.

To je na prvi pogled povsem nerazumljivo,zakaj 0
Vendar drugače ne more biti.Poleg razlike hidrosta-
tičnega pritiska F.H nastopa še gotov hidravlični
pritisk /hitrostna višina/,ki se mora pojaviti,ako
naj se hitrost vode izpremeni od v=-0- na v=v.Tudi
ta višina v2/2g,ki definira vztrajnost vodne mase,
mora najti svoje ravnotežje.Ta pritisk iztekajoče
vode zovemo reakcijski pritisk.

Velikost  reakcijskega pritiska je
enaka teži vodnega stebra,kojega osnovna ploskev je
enaka velikosti iztočne odprtine in kojega višina
je enaka 2-kratni razdalji težišča iztočnega prere¬
za od vodne gladine.Smer reakcijskega pritiska je
vedno nasprotna iztoku vode,

Skica št,31 e

Skica št.32.

Ta rakcijski pritisk more enako kakor vsaka
druga sili opravljati mehanično delo,ako napravi še
pot.V našem slučaju bi to dosegli,ako bi se mogla
iztočna odprtina pomikati v nasprotni smeri iztoka
vode.Na tem principu je zgrajeno Segnerjevo kolo,
ki nam v principu kaže tzv.reakcijsko turbino./vidi

Poleg reakcijskega pri¬
tiska imamo še tzv. akcijski
pritisk  iztekajoče vode.Ce
voda izteka iz posode,ima v
sebi nakopičeno gotovo mno-
t  žino kinetične energije,ki
se pokaže v obliki pritiska,

: * v  če vodni curek udari na ste¬
no kakega drugega telesa»Ta
pritisk zovemo akcijski pri¬
tisk iztekajoče vode.Tudi ta
pritisk more opravljati me¬
hanično delo.Na tem akcijska?
pritisku zgrajene vodne turbi¬
ne zovemo akcijske turbine.

0 tem bomo če govorili,ko
Skica št.33. bomo obravnavali vodne stro¬

je.

skico št.33./.

4'

37-

Predno preidemo na teorijo vodnih strojev s mora~
mo obravnavati še različne sisteme vodnih dvigalnih
naprav /črpalke/,š katerimi nam je mogoče vodo ali
kako drugo tekočino dvigati»Nobena tekočina navzgor
ne teče sama,treba jo je k temu prisiliti»Naprave,

3  katerimi -to dosežemo,zovemo s skupnim imenom

VODNE DVIGALNE NAPRAVE.

I»HIDRAVLIČNI OVEN,

Ce v cevi,skozi katero teče voda z goto¬
vo hitrost jo,hitro zapremo iztok,lahko opazujemo,da
cev dobi močan udarec »Velikost tega' udarca vode na
stene cevi je v prvi vrsti odvisen od hitrosti vo¬
de in hitrosti prekinitve vodnega toka.Če je hitrost
vode zadosti velika,ta udarec more povzročiti,da cev
tudi poči,ako ni zadosti močno dimenzijonirana»Pre¬
prečimo ta udarec s tem,da le počasi zapiramo iz¬
točni prerez»Neugodno pri vsem pa je to,da velikost
tega udarca ne moramo v nobenem primeru točno izra¬
čunati - doseže pa 2-3-kratno višino nomalnega vod¬
nega pritiska*

To dejstvo je opazoval Montgolfier in zgra¬
dil tsv 9 hidravlični oven .Našel je,da udarec vode
mora nastati vedno,kadar trenutno prekinemo vodni
tok.To tudi ni teško objasniti»Tekoča voda ima vse¬
kakor gotovo kinetično energijo,katera v trenutku
postane prosta in pokaže se v udarcu vode nazaj na
stene posode,a čimer se uniči»Njeno silo pa moremo .
porabiti tudi za dviganje vode v hidravličnem ovnu,
kojega prerez nam shematično ilustrira skica 34»
Poglejmo si»kako obratuje naš stroj®

38-

Iz višje ležečega bazena voda priteče po cevi A
w  ohišje C.Nad ohišjem imamo že tzv.reternik f,ki
je zaprt z avtomatično zaklopko v in is kateraga
vodi cev Cp do izlivka na višje ležečem kraju, Na
drugi strani ohišja imamo še avtomatično propustno
zaklopko Z,katera je odprta,da voda skozi nje.-.more
teci na prosto.

Ako voda po cevi A priteče iz bazena,te« '
če najprvo z gotovo hitrostjo skozi zaklopko Z na
prosto.7 tem trenutku pa že pritisne na njo vodni
tok,jo potisne navzgor in s tem zapre iztok na pros¬
to »Hitra prekinitev vodnega toka pa povzroči udare«
vode nazaj,odpre se zaklopka v in del vode ss iz ©-
hišja dvigne v Veternik.7 istem trenutku pa s© tlak
pod zaklopko S zmanjša,lastna teža jo pomakne nav¬
zdol in s tem ponovno- odpre pretok vode na prosto«
Nastane nov udarec vode in cel problem se avtomatič¬
no ponavlja naprej.Piritisk zraka nad vodo v Veter¬
niku vedno bolj narašča in voda se dviga po cevi
vedno višje,dokler ne doseže izlivka.

7odna množina,ki jo na ta način dvignemo na
višino, je razmeroma maj lina, vendar pa v mnogih slu¬
čajih dovoljna vsled neprekinjenega delovanja ovna.
Ta slučaj izrabe kinetične energije vode najdemo
često posebno v goratih krajih.Obratovanje j© brez¬
plačno, tudi aparat je vsled svoje enostavnosti ce¬
nen, celotna naprava vsekakor rentabilna«,

S . ZAJEMaLEG  c MVaDNA NATEGA,

Zrak proizvaja na vsako telo pritisk
1,00 kg/cm 2 ,odnosno za prakso dovolj natančno pri¬
tisk 1 atm = l kg/cm2.Atmosferični pritisk M tora j
mogel držati ravnotežje 10-meterskemu vodnemu steb¬
ru.Če bfe v vodo potisnili brezzračno cevko,bi s,  v
njej voda takoj dvignila 10 m visoko.Njena teza *a
v tem slučaju držala ravnotežje vladajočemu nadpr**-
tisku zunanjega zračnega pritiska.

Na tem principu sloni tzv. z  a jem a 1»

1 e e /skica.55/-če istega popolnoma potisnemo v

39

tekočino,vstopivša tekočina potisne iz njega ves
zrak.če zajemalec dvignemo nazaj iz vode in preje
s palcem zapremo zgornjo odprtino,izteče spodaj le
nekaj tekočine.Nad tekočino nastane prazen /brez¬
zračen orostor/ in večji zunanji pritisk zraka nam
ostalo tekočino dalje drli v posodi in nista ne iz¬
teče,Taje zajemalce v praksi ronogkrat najdemo za
zajemanje tekočin iz posode.

Na analognem rinoipu sloni tudi takozvana
natega  /skica j^f, Imuno dve posodi in preto¬
čiti moramo vodo iz zrorn.je posode v spodnjo /pri
čemer iz zgornje posede vode ne moremo zajemati -
posoda je npr.sod./.Če iz zvezne cevi na spodnjem
koncu izsesamo zrak,se tekoči la v cevi vsled v cevi
vastalega vacuuma dvigne iz'zgornje posode do kole¬
na cevi in na drugi strani teče dalje v spodnjo po¬
sodo.Nato pa se pretok.vrši sam od sebe neprekinje¬
no dalje,dokler tekočinska nivoja v obeh posodah
ne dosežeta iste višine,dokler toraj obstoja nivoj-
na diferenca d,

Pojav je povsem e., >staven.Tekočina v delu
natege nad zgornjim nivojem x^a obeh straneh kolena
je gotovo v ravnotežju.Pod tem nivojem ležeči te¬
kočinski steber pa vleče ostalo vodo za seboj,ker
drugače nastane v cevi vacuum,ki pa prisesa novo
vodo preko kolena iz višje ležeče posode«

Delovanje je povsem drugačno kot pri hi¬
dravličnem ovnu.Pretakanje vode povzroča nastali
nadpritisk atmosfere.Vacuum se *;akoj napolni s te¬
kočino,ki s težo svojega vodnega stebra izravna na¬
stalo diferenco pritiskov na obeh straneh tekočine.

Teoretično bi višina H mogla znažati 10 mt,
praktično manj,ker ne moremo dopeči absolutno brez¬
zračnega prostora.Hitrost pretoka pa je odvisna sa¬
mo od nivojne diference d in čim večja je ta,tem
hitrejši« je-pretok vode.

Natege dobe mnogokrat še poseben nastavek a
za začetno evakuiranje,kadar je treba pretakati neo¬
kusne tekočine»Cev natege je normalno napravljena
iz mehkega gumi ja.Najlažje take natege vidimo pri
gostilničarjih,ko pretakajo vino.Srečamo'pa jih po¬
gosto tudi v drugih praktičnih slučajih.

ČRPALKE  .

Dobava vode na višje ležeče kraje,črpanje
iz vodnjakov,odstranitev tekočin iz krajev,kjer je
nepotrebna in neprijetna,je v praksi mnogokrat ne¬
precenljive važnosti.Mnoga primitivna sredstva dan¬
danes pač nimajo več pomena.Tudi v najneugodnejših
slučajih se poslužujemo vodnih črpalk.Uporaba črpalk
je tako mnogobrojna,da njih potrebe nikakor ni tre¬
ba še posebej utemeljevati,'

Najvažnejše modele črpalk moramo tudi mi
spoznati in ti so:

1. rtavadne batne črpalke,

2. tlačne batne črpalke,

3. centrifugalne črpalke,

4. vijačne črpalke,

5. krilne črpalke in

6,injektorji /elevatorji/.

-40»

5. NAVaDI TA BATNA ČRPALKA«

~ Skica st»37 e  Delovan j e njeno je enostavno,
I?, prejšnjega že vemo,da zračni pritisk more v abso¬
lutne;; vnrimr.i vodo dvigniti 10 m visoko.Praktično
seveda nanj,ker tako visokega vacuuma ne moremo do-
seči o Na .tem principu so zgrajene navadne batne čr-

V škornju 3 se more premikati bat b kolikor
mogoče neprodušno ob stenah.Bat ima zaklopko vi,ki
je v začetku zaprta*ce s pomočjo ročice premikamo
bat navzgor,pot batom nastane razredčenj e zraka,vo¬
da se po sesalni cevi S dvigne navzgor pod bat.Pri
tem se zaklopka vg odpre*če sedaj bat pomikamo nav¬
zdol, se zaklopka vg takoj zapre,odpre pa se zaklop¬
ka vp.Voda vsled pritiska bata na njo prehaja nad
bat.Pri ponavljajočem se premikanju bata se nad ba¬
tom polagoma nabere toliko vode,da začne iztekati
pri i zli vicu.

Batne črpalke delujejo bolj e,ko se že na¬
haja voda nad batom,ker se s tem neprodušnost raz¬
meroma poveča.To vedeti je važno,akc ,ie črpalka da¬
lje časa stala in se je mašilo razsušilo.če v začet¬
ku v škorenj od zgoraj nalijemo vode,ista ustvari
gotovo stopnjo neprodušncssti,poleg tega pa razmoči
in napne mašilo ? da črpalka začne redovno obratovati.

8 temi črpalkami moremo vodo dvigati prak¬
tično do 8 metrov visoko.,če pa je treba vodo dviga¬
ti ali črpati še višje,moramo vzeti

TLAČNO B4TNO ČRPALKO,

""""Skica 38.Kakor pri navadni batni črpalki
črpamo vodo po sesalni cevi v škorenj s tem,da bat
dvigamo navzgor.Ko pa a: bat pomika navzdol,se za¬
klopka V]_ zapre in bat potiska vodo skozi ventil v 2
v tlačno cev G,Ponoven dvig bata navzgor zopet vo-~
do črpa pri zaprti zaklopki Vg.Ponikanje bata nav¬
zdol pa vodo zopet potiska.v tlačno cev,ki se v njej
dviga vedno višje do izlivfca na prosto.

“ 41 “

Pia  teli sesalkah voda nikdar ne pride nad bat in.
tudi r.e sme,Povečanje neprodušnosti na ta način pil
tek Črpalkah, cdpa.de, treba je pa6' bat konstruirati z
večjo natančnostjo®

Dvižna višina je teoretično neomejena.Praktič-
no ra je treba upoštevati,da pritisk na dno tlačne
cevi ~ višino vodnega stebra narašča.če tu pripomni-
no,da lito-železne cevi normalnih dimenzij vzdrže
največ 10 atm.,odgovarja to maksimalni višini dviga
100 m,Za večje dvige moramo upoštevati že posebne
varnostne zahteve.Ce pa imamo višine do 800 m / v
rudnikih/,pa celo višino delimo na več etaž»To ve¬
lja za vse tlačne črpalke enako.

Izliv naše tlačne črpalke se vrši sunkoma.E-
aakomeren izliv dosežemo,ako vodo tlačimo najprvo
v Veternik in šele iz tega odvodimo v tlačno cev.

.Nad vodo komprimiran zrak deluje kot nekaka elastič¬
na blazina na površino vode.Ko bat pritiska /vidi
skico 3Sl/,se zrak komprimira 9 ko pa bat gre navzgor,

*

£ :

Skica št.39» Skica št»4C.

im k«  del tlaka porabi za pogon vode navzgor.Na vo¬
do, tako tudi pri dviganju bata upliva gotov pritisk
ta'izliv postane enakomeren.Isto moremo doseči tudi
s kombinacijo dveh črpalk /dvodelne črpalke/.

Veliko pažnjo pri vseh batnih črpalkah je tre¬
ba posvetiti avtomatičnim zaklopkaaulste morajo bi¬
ti napravljene tako,da se nepredušno prilegajo^ zapi¬
ralni ploskvi®? praksi imamo različne konstrukcije
/skice pod št»^.0/®Avtomatično delovanje teh sloni
na lastni teši,kar za siguren obrat povsem zadostuje.

-42-

; r \ • . •• ...a FOTaP LJAČEv:.

tSjkicST 3t.4T.Te črpalke uporabljamo po-
sebL.v :  -s.uar jtreba  črpati, velike množine vode',

- ;  navadnega bata dolg votel ali ma

si ven potapljač,ki se v škornju samem premika pov-
sem prosto .Gašenje imamo v pokrovu škornja in maši-
lo i£tooa-sno služi tudi kot vodilo potapljaču«Pri
dviganju Lata navzgor dobimo v škornju primeren va-
ouum in voda po sesalni cevi vstopi v škorenj, Pri
premikanju potapljača navzdol pa isti potisna, vodo
v Veternik in dalje po tlačni cevi do izlivka,--Delo¬

vanj e te črpalke je v principu popolnoma enhko de¬
lovanju navadne tlačne batne črpalke.

Črpalke s potapljačem imajo veliko prednost
pred drugimi batnimi črpalkami,ker se mašilo ne na¬
haja znotraj škornja,vsled česar je lažje dostopno
in olajša ev.potrebne reparature.Ker se nahaja zu¬
naj na vidnem mestu,je v vsakem trenutku možna kon¬
trola in povečanje mašenja s tem ,da vijake pokro¬
va privijemo in mašilo stisnemo.V ostalem pa velja¬
jo vse pripombe,ki smo jih navedli pri navadnih
tlačnih batnih črpalkah

6.CENTRIFUGALNE ČRPALKE.

Za sesalne višine do ca 4  m in za majhna
dvige do ca 8 m pride v poštev tzv.centrifugalna
črpalka /skica št.42./.V okroglem ohišju s tangen-
cijalnim nastavkom za za tlačno cev imamo rotor z
gotovim številom lopat /v praksi so po gotovem pra¬
vilu zakrivljene/.

- - .Nasta¬

vek ža  sesalno cev prihaja skozi ohišje v aksiJal¬
ni »neri in dovaja vodo na različne konstruktivne
na Sir.? rl  izu središča rotorja.

Če rotor rotira, pritegne jo lopate k ve-i-  olji
tudi zrak med lopatami in mu dajo gotov tungenolj&l-

— 43 "

ni pospe;;ek.Zračni delci dobe gotovo kinetično ener¬
gijo in odlete s precejšnjo hitrostjo po tanpenci-
jalnem nastavku dalje v tlačno cev.Vsled te? a a
med lopatami nastane sesalni vacuum.,ki črpa vodo po

Skica št.42®

sesalni cevi navzgor«Isto-kot preje z  zračnimi del¬
ci pa se sedaj zgodi z  dotekajoeo^vodo,ki se iz e-
na kih razlogov dvigne po tlačni cevi navzgor do iz-
livka,kjer izteka na orosijo.

Uporabne so te Srkalke posebno za velike
množine vode»Dimenzije črpalke so z ozirom na veli¬
kost črpane vode majhne,vsled česar tudi cena. ne
naraste previsoko,Obratovanje je zelo enostavno in
zanesijivo,predvsem ker nimamo nobenih zaklopk,na
sličnem principu so zgrajene tudi zračne črpalke*
o katerih bomo govorili v aeromehaniki.

Važno je še vedeti,da je v začetku obratovan¬
ja treba najprvo črpalko napolniti z vodo.To dose¬
žemo v praksi na različne naČine,odvisno od obrata,
v katerem je črpalka montirana.

7.VIJAČNE /ZOBATE/ UEP^LičE.

"Skica št.43.V odgovarjajočem ohišju se
vrti dvoje kril posebne oblike,ki prijemljeta drugo
v drugo na sličen način kakor zobovje dveh zobatih
koles.Oboje kril je montiranih na dveh oseh,ki ne¬
predušno prodreta skozi steno ohišja.Oboje kril drsi
kolikor mogoče nepredušno ob stenah ohišja,smer ro¬
tacije obeh je nasprotna.konstruktivna oblika obeh
kril- je taka,da v vsakem trenutku rotacije s prije¬
mom kril drugega v drugo dobimo nepredušno ločitev
obeh delov ohišja,ki se nadaljujeta zgoraj v tlač¬
no, spodaj v sesalno cev«

Pri gotovi legi kril voda vstopi skozi se¬
salno cev vprostor med oboje kril in ohišje,istočas¬
no pa na zgornji strani obe krili potiskata vodo v
tlačno cev.V spodnjem delu se prostor povečava,pod
krili tora.j nastopa gotov vacuum,ki sesa novo vodo«

V naslednjem trenutku pa obe krili to vodo zgrabi¬
ta in jo znova"tlačita v tlačno cev.

44

^Tudi te črpalke so ugodne predvsem za majhne
tlačne not sesalne-višine, Različne konstrukcije naj
dene tudi v  strojoslovJu za mazanje ležajev in ba-

/ ■

Skica št 0 43c

tov,kjer je treba olje pod pritiskom dovajati med
treče se dele,Pred stavitvijo v obrat je treba tu¬
di te črpalke predhodno napolniti z vodo.V praksi
najdemo različne konstruktivne rešitve.Posebno za
zgoraj omenjeno mazanje najdemo tzv.zobate črpalke,
kjer namesto dveh kril vzamemo dvoje zobatih koles.

. - ». •>

8,KRILITI SRP^LKE.  * - .

Skica št 0 44oTe črpalke se uporabljajo
predvsem za dviganje majhnih količin vode ali kake
druge tekočine /za domačo uporabo,za kopalnice,za
vrtove,za točenje piva itd./.Najdemo pa jih tudi

Skica št.44.

pri vasilnih brizgalnah.črpalka obstoja iz okrogle¬
ga kovinskega ohišja,ki ima spodaj nastavek za se¬
salno, zgoraj za tlačno cev,Nad sesalnim nastavkom
je fiksno montiran trokraki pregrad z dvema avtoma-

-45~

ti enima zaklopkama v-, in v g ,Skozi ohišje pa nepro-
dušno prehaja vrtljiva os,na kateri sedi dvokraki
pregrad F-F z dvema avtomatičnima,navzgor se odpira¬
jočima zaklopkama.v^ in v 4 .Posamezni tako nastali'
prekati so potom naštetih pregradov neprodušno med
seboj Ločeni.

Če sedaj krilo F-F s pomočjo ročice zunaj
ohišja premikamo tako, da gre desna stran krila nav«
zdol,se v desnem spodnjem prekatu tekočina stiska,
ventil v 4  se odpre in voda preteče v zgornji prekat
nad krilo.Pri tem v levem prekatu nastane gotov va-
ornim in skozi odprti ventil vp priteče nova voda iz
sesalne cevi.ko pa krilo premikamo v nasprotni sme¬
ri, oba spodnja prekata zamenjata svoji vlogi.črpal¬
ka je toraj dvodelovna.

Sesalna višina znaša, do Q m, tlačna pa zdvi-
si d>d trdnosti materijala odnosno od dopustne obte¬
žitve istega.

9.INJEKTORJI /ELEVATORJI/.

Te črpalke so zgrajene na sesalnem delo¬
vanju mimotekoče vode,pare ali komprimi ranega zraka.
Prerez nam shematično ilustrira skica št.45. Glavni
del sesalke tvori ustnik d,ki je na eni strani ne¬
predušno zvezan z nastavkom dovodne oevi D in na
drugi strani v obliki lijaka sega v podoben in ne-

Skica št.45.

koliko večji lijakast nastavek tlačne cevi,Med obe¬
ma imamo ozko špranjo,ki se preko ohišja spaja s
nastavkom sesalne cevi S,

iko po cevi D dovajamo paro /komprimiran zrak
ali vodo/,ista z veliko hitrostjo teče skozi ustnik
naprej v tlačno cev a Pti tem potegne za seboj zrač¬
ne delce is špranje in iz z njo vezane okolice o-
Mšja.Posledica tega je nastanek vacuuma,ki iz se¬
salne oevi črpa vodo ifavzgor.Mimotekoča para pa po¬
tegne* za seboj tudi vodo in jo tlači dalje v tlačno
cev, na njeno mesto pa iz sesalne cevi prihaja nova*
PTC 'Obb  38 vrši nepretrgoma in is izlivka voda teče
napi' ki n j eno,

Konstrukcija črpalke je zelo enostavna,nisa .
nobenih ventilov, nj..; iz postavi Jena nobeni obrabi in
m  po -abu je nobeniCT^para tur .Mogoče jo je upora-*
'trti v vsakem času -vendar le,ako -imamo na 'razpelo«
go pogonski materi jal. KI jub temu. pa so za neka tar*?

-46

slučaje zelo uporabne®

nazaj v parni kotel 0 S tem je aparat že stavljen v
obrat in črpalka črpa vodo iz vodnjaka v parni ko»-
tel®Važno pri tem je to s da para' hf ŽrkSr ni izgub¬
ljena .Neka j nje toplote odvzas* 'TtG&jk+lfL  pa jo ' tudi-
vodi nazaj v parni kotel.Jasno, ifc tem slučaju

tak injektor dela zelo ekonomično,Kjar polnitev 1©*.
komotiv ni mogoča na principu’komunikacijskih posod,
.bomo tak injektor prav gotovo zelo radi uporablja

Take injektorje mnogokrat najdemo tudi kot_
^rezervne črpalke za polnjenje parnih kotlov pri Te*-
liklETkrotelskih napravah.Ugodnost j* io,da na ta na¬
čin moremo kotle polniti tudi T obratnih pavzah^kOu.
glavna črpalka mora stati® ' ". _-I

Enako uporabni so injektorji v vlogi
torjev.N jih naloga obstoja v tem,da-izpirajo voflo
iz nekega mesta.Konstrukcija je popolnoma enaka,lo=-
ime je temu primerno drugo.Tak slučaj nam kaže sk£r
ca 47.1 esto pare v tem slučaju uporabljamo vodo
hidranta. , . •:

Ce  vodo"izpustimo,ista teču s veliko hi¬
trostjo skozi ustnik in enako kot pr« injektorju pa¬
ra potegne iz. sesalne cevi vodo in je odvaja dalje
skozi tlačno cev v izlivek»©de©Š£ffi 4sJje v ©dto&isi

jarek. - , ~ ;

Taki ugodni slučaji elevatorja pridejo v prefc-
si v poštev mnogokrat pri rudnikih,posebno za Sr¬
pan je umazane in nesnažne vode.Na razpolago imam©

' vedno stisnjen zrak ali kamprimtrano 7odo,kai;«rof'
vsakem času moramo uporabiti kot pogonsko sredstvo
To so na j enostavne jsi-sluČ« jf r kat«ri- pridete,
v praksi za dviganje vode v pp&t.ev«

- 47 -

Pri vseh teh slučajih moramo za dviganje vode
seveda opraviti gotovo delo,Iz prejšnjega pa že ve¬
mo ,da more tudi voda opravljati mehanično delo,to
je^da ima v sebi nakopičeno energijo,katero moramo

Skica 31047,

preoblikovati n^. mehanično,ki za opravljanje dela
edino pride v poštev.To preoblikovanje se vrši v
vodnih strojih,katere hočemo v nadaljnem spoznati
vsaj toliko,da nam bo jasno njih obratovanje.

- 48 -

VODNI STROJI B

B PRIPOMBE,

eifiak, vodne energije smo našli
u4 1 -/^ 5 «1000«Q»H KS

kar pa ne da še porabnega učinka,ki ga moremo odvze¬
ti a  gredi turbine ali. vodnega kolesa »Upoštevati mo¬
ramo še razne izgube tlačne višine,dal je izgube v
turbini sami -tako da za učinek neke vodosilne napra¬
ve smemo zanesljivo vzeti le kakih 75$ celotne razpo¬
ložljive energije«Za porabni učinek tako dobimo

U= 0,75 -V75 *1000 *Q.H KS
U=10«q«H KS

™q"~znacT"množino vode v m3 /sek,

E znači vodni padec v a.

Našli sjno,da višina ni veja vode,od dtssar
zavisi velikost vodnega padca H,igra veliko vlogo in
da bomo v praksi vedno skušali dobiti kolikor mogo¬
če konstanten nivo zgornje kot spodnje vodne gladi¬
ne® To dosežemo z zajezitvijo vodnega toka v jezovih,
ki niso nič drugega nego veliki vodni zbiralniki,.Ka¬
dar imamo preveč vode,se ista v njih zbira in kač
vode manjka,jo iz rezervarja jemljemo,Pri takih re-
zervarjih se izprememba vodnega nivoja občuti tem
manj,čim večji je zbiralnikov volumen«

V splošnem razlikujemo dva nlučaja:velik
ali pa majhen naravni vodni padec,Iz enačbe sicer naj¬
demo,da prddukt q.H moremo izpreminjati in dobiti
enako velik učinek:če je padec majhen,potrebna je več¬
ja množina vade in obratno.Toda velikost vodnega pad¬
ca določuje tudi tlpovvodnega strojarpri velikem
padcu bomo imeli velike pritiske in temu odgovarja¬
joče visokotlačne turbine,pri majhnih padcih pa ana¬
logno nizkotlačne turbine,Razlika pri istem učinku
se pokaže tako j.Nizkotlačne turbine morajo prevaja-,
ti veliko večje množine vode in bodo morale postati
temu primerno veliko večje - in vsled tega tudi mno¬
go dražje,Iz tega razloga bomo v vsakem slučaju,ako
imamo na razpolago vodno energijo,poiskali oao mes¬
to, kjer je vodni padec največji in tam postavili tur¬
bino.Take zelo ugodne .slučaje najdemo pri majhnih
rekah v goratih predelih,kjer moremo vedno najti
velike vodne padce in razmeroma cenen teren,kjer naj
stoji vodosilna naprava.

Pri danem vodnem padcu H moramo za račun
učinka poznati ono vodno množino,s katero moremo tu¬
di v najslateem slučaju zanesljivo računati 0 Določi-
tev te minimalne vodne množine mnogokrat ni tako e-
nostavna in za velike vodne centrale je treba več-

c=49 *”

-krat izvesti potrebne meritve tekom več let,predno
se najde zadovoljiv,točen in zaisesljiv rezultat,,

Vodne stroje delimo na dva deld:na vodna kole¬
sa in na vodne turbine.Vodna kolesa imajo dandanes
le še lokalen značaj in se grade le 'za majhne učin-
keFaktor učinka pride do 30%,cena pa v primeri s
turbinami pri večjem Učinku postane neprimerno viš¬
ja,.

Mnogo važnejše pa so-vodne turbine,ki so graje¬
ne na principu akcijskega ali reakcijskega pritis-
Ka®Faktor učinka pride tudi do 0,95.Tudi število o-
bratov je večje -tako da v ugodnan slučaju moremo
;gelo misliti na direktno sklopitev turbine z elek¬
tričnim generatorjem®

OSNOVNI MODEL VODNE TURBINE«.

Skica št®48„Imamo gotovo fiksno monti¬
rano kolo,ki nosi tzv. vodilne lopate.
Skozi te vodimo vodo med lopate rotorja s čisto do¬
ločeno vstopno smer.jOoRotor more okoli svoje osi ro¬
tirati.Rotacija rotorja se prenese potom vertikalne
gredi do dveh stožčastih zobatih koles /ev.s potreb¬
no prestavo/ , pogonska gred pa je dalje spojena z ge¬
neratorjem. • v, ^

- 50 -

Voda uz struge priteče najprvo v vodno kamro
in iz nje v vodilne lopate /vodilo,vodilno kolo/,ki
toku vode dajo čisto določeno smerlz vodilnega kole¬
sa voda z veliko hitrostjo prehaja med rotorjeve lo¬
pate. V  rotorju se smer vodnega toka iz premeni in
voda vsled tega na lopate proizvaja pritisk in ro¬
tor se začne vrteti.V rotorju pa moremo izpremeniti
tudi hitrost vodnega pretoka.

Pretvarjanje energije je sledeče: Vodilo vo*
di da gotovo predpisano smer,da brez udarca preha¬
ja v rotor 0 Pri tem se del statične višine v vodilu
pretvori v hitrostno višino in hitrost vode naraste.
Večja hitrost vode povzroči več;U pritisk na rotor-
jeve lopate /centrifugalna sila/.Če voda v rotorju
ne dobi nove izpramembe hitrosti,potem moramo v vo¬
dilu prav^eelo statično višino izpremeniti v hitros¬
tno,ako hočemo,da voda odda na rotor res prav vso
svojo energijo.Take turbine zovemo akcijske
turbine  .Če pa v vodilu ne izpremenimo

—eele statične višine v hitrostno,.ampak del statične
višine porabimo v rotorju za izpremembo hitrosti ? se
energija,ki jo znači ta del statične višine,pokaže
v obliki reakcijskega pritiska in take turbine zove¬
mo potem r^e a k c i j/s ke turbine.

Kakšna je razlika meg obema tiparna turbin?
Ako v vodilu celo potencijelno energijo vode izpre¬
menimo v kinetično energijo,potem voda iz vodila iz*
teka z največjo možno hitrostjo.Izpremeba smeri to¬
ka v rotorju vodo prisili,da odda vso svojo energi¬
jo na rotorjeve lopate v obliki pritiska,Iz rotorja
voda izteka le z neznatno hitrostjo,ker vsaka hitrost
pomeni hitrostno višino,to je energijo,ki iz rotor¬
ja izhaja neporabljena - in to je za nas izgubljena
energija.Na obeh straneh rotorja pa vlada enak pri¬
tisk. Tak rotor pod vodno gladini ne more teči,ker
bi v njega vstopila voda.Taka turbina je uporabna
le v ta$ih slučajih,kjer rotor moremo montirati do¬
volj visoko nad spodnjo gladino,da voda tudi pri
večjem dvigu ne more vstopati med rotorjeve lopate.
Tak slučaj pa nastopa le pri velikih vodnih padcih,
kjer ni treba gledati na vsak dm vodnega padca.
Akcijska turbina bo tako tipična predstavnica viso¬
kotlačnih turbin.

—Drugačne pa so razmere pri reakcijskih vod¬
nih turbinah.V vodili cele statične višine ne iz-
premenimo v hitrostno .'Vodilo ima v glavnem namen
datlrvodnemu toku pravilno smer,da brez trka preha¬
ja v rotorjeve lopate.V rotor vstopajoča voda ima
poleg gotove hitrostne višine tudi še gotovo sta¬
tično višino.V rotorju se ne izpremeni le smer vod¬
nega toka,ampak tudi nje gova hitrost.Pojavi se re¬
akcijski pritisk,ki znači oddajanje še preostale po¬
tenci jelne energije vode na rotorjeve lopate.Pros-
tor med lopatami je vedno napolnjen z vodo,pritisk
na iztekajoči strani je večji kot na dotekajoči.
Spodnja voda ne more na noben način vdirati med ro-
torjdre lopate »Reakcijske turbine morejo teči tudi
pod ttlvo jem’ apolnje vode*Za izpremem.be .vodne gladi¬
ne je-le malo občutljiva .Poleg tega pa imamo še ze-
'lo važno dejstvo,da iztekajočo vodo moremo voditi v
ter*Sesalno cev,kar še bolj poveča stopnjo učinka
vodnega afrajOod tem več v II.delu.

-51--

Naš osnovni model nam more torej predstavljati
akcijsko ali reakcijsko turbino.Vendar pa že sedaj
moremo pripomniti,da danes v taki obliki gradimo
le reakcijske turbine, to je tzv. Franc i sov e tur bi n e,
ki se je od različnih poizkusov edina ohranili v
vseh raznih modelih reakcijskih 'turbin, reakcij¬
skim turbinam srada tudi se .aplanova turbina ,ki
pa nam v bistvi; predstavlja nekak ekstremen model
franc i sove -ekspresne turbine. V bistvu obratovanja
nas|tops;jo vendar nekateri momenti,o č|emer pa bomo
detbjlnije tezi' javljali v II. delu.

Akcijska turbina pa je na koncu 1  svojega raz¬
voja postala prava turbina na vodni curek.Današnji
model akcijske turbine -tzv. Peltonovo turbino .nam
pokazuje skica št 0 49.Ista je pravi tip visokotlač¬
ne turbine in druge tipe dandanes ne pridejo v po¬
štev, V ohišju imamo montiran rotor s lopatami.Vodo
dovajamo skozdt-ustnik,ki ima stožčasto obliko z
zasunkom,s katerim je enostavno možno regulirati
množino dotekajoče vode.G-rajene so te turbine nor¬
malno s horicontalno osjo.Pri danem premeru teka¬
ča učinek povečamo,če vzamemo večje število ustni¬
kov, pri Čemer pa preko 3 normalno ae gremo.Za ve¬
liko število obratov postane 'oretner rotorja mnogo¬
krat zelo majhen,tako da za montiranje ustnikov
more zmanjkati poteben prostor. ’ turem slučaju si

Skica št.49,

pomagamo s tem,da vzamemo veš tekačev, na isti gre¬
di in posamezne tekače razdelimo na ustnike tako,
da na vsak tekač odpade del vseh ustnikov e Bistvo
turbine se s tem seveda ne izpremeni*

Delovanje Peltosiove turbine je jasno B vso sta—
tično višino že v ustniku izpr©menimo v hitrostno® '
Voda z veliko hitrostjo izteka iz ustnika proti
lopatam tekača /ki imajo obliko dvojnega koroa/ in
na nje potom pritiska vsled izpremembe smeri vod- .
nega toka oddaja svojo energi jo.Učinek: ca 90 fo .

OLn VNB Z.J1TSVE NA TURBINO,

Iz Vsega obrazloženega- vidimo,da je treba
upoštevati različne lastnosti in momente,ako hoče¬
mo dobiti dobro vodosilno napravo s velikim faktor¬
jem učinka izrabe energije.Vsaka turbina ima svibje
lastnosti in temu odgovarjajoče svoje zahteve na
oba faktorja /Q, in II/,ki definirata velikost vodne
energije.ako naj bo vodosilna nanrava res dobra,pa
moramo od turbine zahtevati,da nam izpolni sledeče
bistvene pogoje vsake dobre turbine:

1.Stopnja učinka turbine mora biti velika
in kolikor mogoče neodvisna od izpremembe vodne
množine.ki doteka v turbino.

2. Regulacija turbine nora biti dobra in e-
nostavna.Velikost štoraj e učinke ne sme bi ti pre¬
več zmanjšan vsled izgub regulacije.

3. xkmstrukci ja mora biti taka,da nudi lahek
dohod do posameznih konstrukcijskih delov.G-red mo¬
ra biti vertikalna ali noricontalna,kakor to zah¬
teva naročnik.

Pri tem pa že vemo,da vsaka turbina tem
glavnim zahtevam v danem slučaju ne odgovarja ena¬
ko dobro,Vsaka tipa ima svoje posebne lastnosti,
Iti se pri danem slučaju morajo upoštevati .Pri po¬
stavitvi ali naročitvi kake turbine se je pač ved¬
no treba posvetovati s kakim strokovnjakom,ki pre¬
išče in preštudira dani slučaj in nato nasvetuje
to ali ono tipo turbine.Tudi nam v s alta tvrdka da
radevolje dobre strokovne nasvete.

S tem smo si postavili nekako fizikalno
skico vodne turbine.Za osnovne navke to zadostuje,
posamezne detajle pa bomo obravnavali v II.delu.

Iz vsega vidimo,da je vodna turbina zelo enostaven
stroj in da je njegova uporaba .vsestranska. Vodna
turbina je brez dvoma eden najvažnejših strojev
na pol.ju splošne tehnike,odnosno splošnega stroje-
slovja.

53-

A E H O M E II A N I K a „

I.SPLOŠNI ZAKONI PLINASTIH TELES.

1. Zračni pritisk.

2. Boy-Mariottov zakon.

3. Gay-Lussacov zakon.

4.Splošna enačba plinskega stanja.

5. Ekspanzija in kompreši ja plinov.

6. Zračne razredčevalke in kompresorji.

I j. o TERM OD INAMIPA .

1. Toplota /mehanska teorija toplote/.

2.Spec.toplota teles.Množina toplote.
3.1zprememba agregat.stanja vsled toplote.

4. Prevajanje toplote.

5. Viri toplote.

6. Mehanski toplotni ekvivalent.

III. TERMODINAMIKA VODNE PaRE.

l Q Splošno.Glavne lastnosti vode.

2®Vodna para:

a/ nasičena vodna para.
b/ pregreta vodna para.
c/ parne tabele.

IV. PAHNI STROJI.

1.Osnovni model parnega kotla.

2.Osnovni model parnega stroja /valja/.

3. Diagram parnega stroja.Učinek,

4. parne turbine:

a/ splošno.

b/ osnovni model parne turbine,
c/ giagrami parne turbine,
d/ učinek parne turbine.

V. MOTORJI Z NOTRANJIM IZGOREVANJEM.

1.Splosno.

2. Različna goriva®

3. Osnovni model 4-taktnega eksploz «mo:tor j a.

4. Delovni diagram.Učinek.

Teorija Dieselovega motorja.

“ 54 "


I.SFLOŠlfl ZAKONI PLINASTIH TELES.

Že uvodoma smo rekli,da vsa telesa na zemlji
delimo z ozirom na njih agregatsko stanje na trdna f
tekoča in plinasta telesa.Spoznali smo do sedaj le
glavne lastnosti ■ .trdnih in tekočih teles in preos¬
taja jo nam še telesa plinastega agregatskega stanja«
Rekli smo tud j/že«, da plini nimajo stalne oblike in
ne stalne prostornine,Plini imajo veliko ekspanziv-
nost.Tsak -plin sa stalno skuša razširiti na večjo
prostornino.Med plini ia tekočinami pa kljub tej
definiciji ne moremo- postaviti nobene točno določen
ne splošne me je.Vedno je mogoče pline utekočiniti
in obratno tekočine upliniti.

Najbolj razširjen plin /odnosno zmes pli*
nov/ je zrak ,ki obdaja e fin zemljo«,Iz tega razlo¬
ga bomo najprvo na krat Ko študirali najvažnejši pro*-'
bleme fizike,ki so v tesni zvezi z raznimi pojavi,
slonečimi na fizikalnih lastnostih zraka,Na podla¬
gi plina »zraka pa bomo istočasno skušali dognati
osnovne zakone plinov splošno,Poleg tega ha bomo
vzporedno objasnili tudi nekatere v hidromehaniki
že obravnavane slučaje,sloneče na delovanju--zračne¬
ga pritiska /črpalke/ r kojih bistvo nam je ostalo
več ali manj še nejasno,

,

■ŽRaK.ZRAČNI pritisk«,

~ ‘T hidromehaniki smo prav samovoljno rek¬
li, da zrak na vsako telo povzroča gotov pritisk.Na
podlagi tega smo si potem prav enostavno znali ob¬
jasniti delovanje vodnih črpalk.Da pa zrak r- j
vsako telo proizvaja pri tisk, enak 1 atmosferi, ;je
odkril šele Torricelli»Vodne črpalke pa so poznali
že preje,vendar pa si bistva obratovanja niso znali
dovoljno objasni ti. Pomagali So si na ta način, de. so
postavili hipotezo«,Zvano "horior vadbi" /strah pred
praznoto/ in rekli:vsaka tvarina na zemlji ima pred
praznoto velik strah in ima vedno ter .leno o,'da v in
polni s svojo maso»če v škornju vodne sesalke na¬
pravimo vaouum,ga voda skuša takoj izpolniti s svo¬
jo maso»Ta hipoteza se je res tudi dolgo držala
mnogi zelo poznani znanstveniki so jo znali -zago¬
varja ti .Morala pa je pasti,ker ni mogla vzdržati
povsem enostsVhega sluča ja,Neka vodna črpalka v Ita .-
liji ni hotela dvigati vode v sesalni cevi ca: 30 m
visoko.Kljub temu,da je bat napravil še vedno va-
cuum,noben strah pred praznoto -ni mogel vode pogna¬
ti na to višino.Postavi jama hipoteza je popolnoma
odoovedala«

- Tedaj pa je Torripoelli,Galilejev ucenec,od¬
kril zračni pritisk.Že Galilej je dokazal,da ima
zrak gotovo težo - Torricelli pa je na podlagi te¬
ga rekel,da-je samo zračni pritisk tisti vzrok,ki
nam vodo‘v sesalni cevi požene navzgor,ne pa kak
strah ur e d praznoto 0  Co imamo v cevi vacuum, pot
je zunanji zračni pritisk večji od notranjega in
razlika pritiskov požene vodo navzgor.Teža vodnega
stebra je enaka razliki obeh pritiskov,voda ae v
škornju more dvigati le do gotove višine,četudi ja

-55»

nad njo še prazen prostora

To trditev je tudi doKazal na podlagi zelo
enostavnega poizkusa /in nevede pri tem iznašel ba¬
rometer/.? dolgo stekleno cevko je nali-ČHg,en konec
nato zamašil s palcem,drugega pa vtaknil v v posodo
z Hgoln kar je uriSakoval,ja tudi našelaživo srebro
se je v cevi od'zamašenega konca pogreznilo in celo
samo nad njim ustvarilo vacinuiioPri tera je našel,da’
je višina Hg-stolpca enaka 76 cm,

Nato je sklepal dalje,Živo ^srebro je 13,5-krat
težje od vode.Če imamo res samo zračni pritisk,se v
brezzračnem prostoru voda mora dvigniti 13,5-krat
višje,to je

H —76* 13,5 =*1033 cm

kar je praktični poizkus tudi resnično pokazal.Yen»
dar pa kljub tem jasnim dokazom ni mogel s tem pro¬
dreti, dokler se mu_po dolgem obotavljanju ni pri¬
družil tudi veliki znanstvenik Pascal.Nele nato se
je potem tudi moderna fizika začela razvijati na tem
zakonu.

Zračni pritisk je posledica teže zraka.Teža
zraka je 1,29 g/ m 3,relativno toraj zelo majhna.če
pa si predstavijamo,kako visoko sega zračna plast,
potem je jasno,da teža stebra nad gotovo ploskvi jo
vse eno more precej narasti,In če teža povzroča pri¬
tisk,more isti kljub majhni teži zraka postati pre¬
cej velik.Če vzamemo,da se voda dvigne za 103,30 dm
visoko,potem na dm 2  upliva teža 103,30 kg,to je

1,033 k S/ cm 2 in I033o

kar je vsekakor upoštevanja vredne teža,odnosno ob¬
težba,

Zrag je plin in vsled svoje velike elastič¬
nosti pritisk na vse strani prenese enako -zračni
pritisk je povsod enako ve.lik‘,Tega pritiska seveda
mi čutiti ne moremo,ker se pritisk na naše telo uni¬
či s proti pri tiskom .notranjosti telesa,Če pa' imamo
brezzračen prostor,potem imamo samo zračen pritisk,
ki pride do polne veljave.

Če je zračni pritisk odvisen samo od teže
zraka-od teže zračnega stebra nad pritiskano plos¬
kvi jo-po tem mora velikost zračnega pritiska z viši¬
no nad zemljo padati 0 To je tudi resnično,In če je
teža zraka 1,29 ®/ m 3,potem more pritisk 1033 ^S/ m Q
proizvajati zračni steber višine

H-l° 33 /l,29=*8000 m

to se pravi*da naša atmosfera sega samo 8 km visoko.
Praksa pa kaže,da to ni res,To je tudi razumljivo,
ker zrak vsled svoje ek^nancivnosti mora postajati.

Z  višino vedno redkejši.Poleg tega pa se tudi ke-
naično izpremeni.Z višišo/nar&ŠKČa. količina vodika
najlažjega plina,ki ga pri zemlji skoro nič ni,Ne¬
si gumi računi so pokazali,ca zračna atmosfera po¬
polnoma preneha šele v višini ek 225 Km.

-56-

Enako kot v hidrostatlki moremo tudi pri sra¬
ka govoriti o vzgonu ‘zraka»V elikost vzgona je zopet
dana z Arhimedovim zakonom:Vsako telo v zraku izgu¬
bi na svoji teži toliko,kolikor znaša teža od njega
izpodrinjenega zraka.Pri tako majhni teži zrakh je
pač jasno,da vzgon ne more biti velikoZrakoplovi
morajo imeti zelo velike dimenzije.Ima pa vzgon^u-
pliv na velikost teže telesa.In če šaljivo vpraša¬
mo: ali je težji 1 kg svinca ali 1 kg perja,moramo
reči,da je težji 1 kg perja.Perje ima večjo pros¬
tornino, tora j“ tudi večji vzgon - v brezzračnem proš¬
tom -naknadno tehtano bi perje bilo težje.V strogi
teoriji moramo radi tega teže teles reducirati ra
brezzračen prostor,kjer vzgon zraka nima nobenega
upliva več.

BOY-MARIOTTOV ZaKON.

Anglež Boy~in Francoz Mariott sta Tori-
cellijevo odkritje študirala dalje.Boy je našel,da
v enostransko zaprti, dvokraki posodi /skica št»50/
višina ho  pada,ako v levem kraku prilivamo Hg»Do¬
gnal je,aa hg postaja manjši v istem razmerju kakor
narašča teža Hg stebra v levem kraku poso&e.Na po¬
dlagi tega je izrekel zakon:vplumen zraka je obrat¬
no sorazmeren s pri tiskom.Pri poizkusih z drugimi
plini, je našel,da ta zakon velja povsem splošno za
vse pline enako.

Ta zakon v tedanjem času nt našel prave¬
ga razumevanja in uveljavijenja.Kakih 50 let poznan¬
je ga je Mariott moral odkriti ponovno.Našel,pa je*
da velja ta stavek samo tedaj,če temperatura tekom
'celega procesa ostane konstantna.Zgornji stavek ja

razširil v 'tzv. Boy-Mariottov
zakon:  pri konstan-.
tni temperaturi
je volumen plina
obratno sorazme¬
ren s pritiskom®
Matematično označeno:

v : vj^/p : Vp^

V.p = V 1 .p 1 =iV n .P rl

kar čitamo: produkt
iz volumna in
pritiska je p f i' ■
i temperaturi za - -
otova konstanta.

GAY-LUSSaC0V zakon»

Gay-Lussac je eksperimentelno študi¬
ral problem še dalje in našel: volumen
plina je pri konstantnem
pritisku proporcijonalen
temperaturi ali pri konstan¬
tnem pritiskuvolumen plina
s temperaturo narašča  »Pri tem
je našel,da je narastek prostornine vsled narastka
temperature za vse pline skoro enak in da znaša ze
1 oc povišanja temperature 0,005665 prostornine,

Skica št. 50 .
konstantn
vsak p 1 i n J,

»57

katero ima plin pri 0® C.

V t  = Y 0 + 0*0.03665 ,V 0 ,t
V t =V 0 .(l + 0*003665. tj

O 9  003665 = X /273

V t =T 0 .(l+V 2 73)='t 0

373+ t

3 73


27 V'

173

p« v - p 0 .v 0 = konsto

T - V 0 .(l+ V g73 )

:

p.v=p 0 .v 0 -(l+ 0*003665 A

■J V'

To zadnjo enačbo zovemo SPLOŠNO ENAČBO.PLINST .EGA
STANJA ali združen B oj  —M a rio 11 ov-@ay-£us s a c o v zakon
za pline.Enačba vsebuje vae količine,od katerih ..je
odvisno stanje plina, to je: temperaturo’,pritisk in
prostornino s Iz nje za vsak sluaa.j^jLaidemo,,k4o se
•stanje plina izpremeni, če se iz pr en eni samo en fak¬
tor. -r, ' ■  .

DEDUACIJA SPLOŠNE ENAČBE PLINSKEGA STANJ/U

Ce se izprememba plinskega stan ja” Vrli pri

konstantni prostornini,potem je v = v 0  in dobimo

p.v = p 0 .v.(l + 0® 003665. t)

P — P 0 »(l + 0 0  00 36  6 5. t)

in analogno dobimo relacijo za izpremembo plinske¬
ga stanja pri'konstantnem pritisku

v = v Q . (l + .0 9  00 36 65. tj

Oba ta dva zakona sta povsem natančna le za
visoke temperature.Čim-manjša pa je temperatura pli¬
na, tem večja je nenatančnost.Med temperaturami 0 in
100 0  C pa je ta natančnost tako neznatna,da enačbo
praktično smemo brez nadaljnega uporabljati.

Če sedaj v prvo enačbo vstavimo v =0,dobimo

0 = 1+0°003665.t

t =- 1 / . =r-E73 °C

_12.003665_

Isti rezultat dobimo iz druge enačbe,ako vstavimo
p=0.To znači,da pri temperaturi -273 °C nimo nobe¬
ne prostornine in tudi nobenega pritiska.Praktično •
to seveda nima nobenega pomena in takoj najdemo,da
splošna enačba ne more veljati za tako nizke tempe¬
rature.To temperaturo,pri kateri teoretično masa iz¬
gine, zovemo absolutno temperaturno ničlo ,temperature
od tod merjene pa- absolutne temperature.

-58-

Ce vnesemo v našo enačbo,ki izraža  splošno
enačbo plinskega stan ja, sedaj absolutnoot erapera turo,
potem ista dobi še enostavnejšo obliko

T== t+273

1 \ t/ —tj. T-273
1+  ' 273 ~ 1 ^"

273

p o v = p o# v 0 . T / 273 '
p»v — R„T

■ T /=

273
konst. ~ R»T

R'

= 846 /

/ n

mol»teza

>  n.' - ' ■

katero eiiačbo čitamo: produkt iz
t i - s k a in prostornine v
ga plina je proporcijo
a .b s olutni temperaturi

p r x —

sake-
n a 1 e n
»konstanta

R.je za vsak plin točno določena in se zove kons¬
tanta plina «

EKSPšITZIJn IM IMPRESIJA. PLIMO V.

Če imamo' cilinder"/skica št.51/,v katerem
sefmore premikati neprodušno bat,potem plin o pri¬
tiskom na bat skuša vsak  čas povečati svojo prostor-
nino-bat se premakne proti desni»Rečemo,da je plin
ekspandiral  »Imamo pa v smislu splošne
enačbe plinskega stanja možne različne slučaje Q Za
ns^ša teoretska razmišljanja za enkrat zadostuje le
tzv. i zoter mična  izpremomba plinskega
stanja,to je izprememba stanja pri konstantni tem¬
pera turi, ko velja I3oy-kariotoov zaKon p.v = kqnst.
Enačba predstavlja hiperbolo.

Vzemimo tora j, da se bat vsled pritiska pli¬
na -premakne proti desni.Plin ekspandira,pritisk v
cilindru pade od začetnega pritiska pp na končni
pritisk p 2  in to po narisani hiperboli.V legi 1 na

bat pritiska sila

Pl=F„Pi kg

F=ploščina bata
v cm 2 .

Pj= pritsk pare v
kg/cm 2

Če bi bil pritisk tekom
celega časa premikanja
bata konstanten,potem bi
za velikost opravljenega
dela dobili P.h kgm.Ker
pa pritisk pada po hiper¬
boli,moramo poiskati pov¬
prečno vrednost pritiska
Pm,kateri bi napravil enako veliko delo pri kons¬
tantnem pri tisku,kakor ga dobimo,če se pritisk iz¬
pran In ja po narisani krivulji. To naj demo, ako ploš¬
čino našega diagrama izpremenimo v ploščinsko e-
nak oravokotnik,kojega ena stranica je enaka veli¬
kosti dviga bata -druga stranica pa dajo vrednost
povprečnega pritiska Pjjj.Za cel dvig delo zna«a

Skica št.51.

59 -

D®F,h,% kg cm

h je višina dviga v cm.

F je prerez bata v cm 3 .

je povprečni pritisk v ics / cm 2

F.h =V

D = V, pjji kg cm =V. Pjjj, I0“ 3  kgm

D == v *Pm/ 75. 100  -'.S.

Iz te enačbe vidimo,da nam ekspanzija plina v
takem cilindru more opravljati mehanično delo in to
s premikanjem bata.Velikost dela je enaka velikosti
volumna cilindra, i>o mož enega s povprečnim pritiskom,
plina,ki ga plin doseže v času svoje ekspanzijsko®
pa imamo narisan diagram ekspanzije,potem je oprav¬
ljeno mehanično delo proporcijonalno ploščini nari¬
sanega diagrama.

ue hočemo plin stisniti na večji pritisk -to
je komprimlrati  ,potem moramo delo o-
praviti in velikost potrošenega dela je enaka veli¬
kosti s ekspanzijo -dobljenega mehaničnega dela.

KINETIČNA BNZRGIJa ILIROV.

Parne turbine,ki jih bomo v nadaljnem obrav¬
navali, pretvarja jo kinetično energijo plinov /pare/
v mehanično delo.Pri ten potencijelno energijo pare
najpreje izprernenimo v ekvivalentno veliko kinetič¬
no energijo.Preoblikovanje je povsem analogno,kot
smo to našli pri vodni energiji pri Peltonovem kole¬
su.Parni tok udari na lopate rotorja,izprememba sme¬
ri parnega, toka potom pritiska na lopate pomeni pa
izpremembo kinetične energije pare v mehanično e-
nergijo.Parni pritisk pri tem igra toraj enako vlo¬
go kot v hidromehaniki statična /potencijelna/ vi¬
šina vodna gladine.0 tem bomo v nadaljnem še slišali.

ZRAČNE RaZREuČEV^LLE IN KOMPRESORJI.

Enako kot" smo v hidromehaniki imeli črpalke
za črpanje vode ali lcake druge tekočine,odnosno stis¬
kalnice za stiskanje vode - imamo v aeromehaniki
kompresorje  za stiskanje zraka ali kakega
drugega plina in razredčeval  k e za raz-
redčevanje zraka ali plinov.

1.Batne zračne razredčevalke.

Razredčenje zraka v"škornju vodne batne čr¬
palke povzroča vstop vode v črpalkin škorenj.Ako bi
ne bilo vode,bi namesto vode vstopil nov zrak,če bi
spodnja odprtina sesalne cevi prišla v stik z at¬
mosfero. Če pa to odprtino zamašimo,ne mora vstopiti
ne voda in ne zrak,v škornju bi dobili razredčen
srak.Seveda mora, v tem slučaju biti mašenje mnogo
preciznejše.Tako batnč razredčevalke nam shematično
ilustrira skica št. 52 .

Delovanje je jasno.Če bat pomikamo navzdol,
se pomakne navzdol tudi drog d,ki nepredušno zapre

-so-

spojno sesalno cev S s poveznikom /recipijentom/,
odpre se ventil z in komprimiran zrak izhaja na
rosto.de pomikamo bat navzgor,odpremo istočasno
tudi sesalno cev in črpamo zrak izpod poveznika.

Nad batom imamo stalno atinosferioni pritisk,tako
da premikanje bata ne dela nobenih posebnih težkoč*
Pri ponavljajočem se premikanju bata pod poveznikom

i ?

Skica št.52.

dobimo vedno manjšo gostoto zrakaj,vedno večji va-

cuuia.

Ka tem principu so grajene zračne razred-
čevalke pri kondenzacijskih napravah parnih stro¬
jev itd.7 glavnem pa se princip uporablja.za dosego
velikih razredčitev,ki so potrebne za laboratorij-
sko-znanstvene svrhe /določevanje teže,zračnega
trenja,za utekočinjenje plinov itd./.

2.Zračne centrifugalne razredčevalke.

Te so uporabne posebno za praktične svrhe,
kjer normalno ne zahtevamo tako visokih razredči¬
tev plina /zraka/.Shematično skico nam daje slika
st.53.

Delovanje je brez na dal jne~a jasno.Imamo v
ohišju z lopatami opremljen rotor.Ohišje ima na eni
strani odprtino,zvezano s protonom,v katerem hoče¬
mo dobiti"razredčitev zraka,pri čemer zrak vstopa
v aksijalni smeri.Rotorjeve lopate zraku dajo do¬
volj velik centrifugalni pospešek /slično kakor pri
centrifugalnih vodnih črpalkah/,vsled česar isti
tangencijalno prehaja skozi nastavek na prosto.

Skica št.53»


61 “

Na tern principu so grajeni ven ti lat o rj i
za ventilacijo prostorov,kjer se zbira veuje števi¬
lo ljudi.Ventilator črpa pokvarjeni zrak in ga po¬
tiska skozi nastavek na prosto -v prostoru vsled
tega nastali vacuum pa se seveda takoj izenači s
vstopajočim novim svežim zrakom s Taki ventilatorji
v večji^ dimenzijah se uporabljajo dalje tudi pri
rudnikih za ventilacijo podzemnih rovov,poleg tega
pa tudi za erealke pri kondenzacijskih napravah
parnih strojev in parnih turbin.Konstrukcijske iz¬
vršitve so v mnogih slučajih različne in odvisne
od dobavljajoče tovarne®

n

5.2'račni batni kompresorji.

Problem komprimiranja. zraka je za prakt.
življenje morda še mnogo večjega pomena kot razred¬
čevali je.Najenostavnejši slučaj ham ! -zppet predstav¬
lja model navadne batne črpalke za vodo,potrebna je
samo drugačna namestitev potrebnih ventilov /skica
št.54./.Na mesto vode iiaarao'sedaj zrak ali kak drug
plin.

-Delovan je' je sledeč e:Pri pomi¬
kanju bata navzdol se zrak pod
batom stiska,odpre ventil z in
prehaja v zračni rezervoir.Pri
pomikanju bata navzgor se ven¬
til z takoj zapre,pod batom pa
nastane razredčitev,ki se takoj
izenači z  atmosferienim pritis¬
kom j čim bat pride nad odprti-
no c.Pri ponovnem hodu bata nav¬
zdol se v rezervoir potisne no¬
va količina zraka,v rezervoir«
ju dobimo vedno bolj komprimi¬
ran zrak.

Y  majhnih dimenzijah model
služi za polnjenje zračnih ce¬
vi koles in motornih vozil.Svo-

9 -

'  ječaso se je na tem principu de¬
ski ea št»55. lalo zračne pištole in celo to-

■ pove /pritisk do 25 atm 8 / 9 ? več¬
jih limenžijah pa'najdemo take kompresorje posebno
pri rudnikih,kjer se komprimiran zrak porabi za ven¬
tilacijo ali pa za pogon raznih, strojev in.črpalk.

* 4»Zračni c en tri fugalnl' kompresor ji»  -

Princip takega kompresorja je enak prin¬
cipu centrifugalne razredeevalke.Mesto da zrak pre¬
haja skozi nastavek na prosto,istega vodimo v ka¬
mero, kjer se vedno bolj komprimira,vstopna odprtina
pa je zvezana; z atmosfero.Doseženi vacuum seveda
ni tako velik,"kakor ga je mogoče doseči z batnimi
kompresorji.

Ti centrifugalni kompresorji se morejo u«
porabljati tudi- za ventilatorje -aparat črpa svež
zrak in ga potiska v prostor,ki ga je treba ventili¬
rati »Nastali nadpritisk se izenači skozi okna in
vrata m vedno na novo vstopajoči sveži zrak skrbi
za-ugodno ventilacijo celega prostora. Obe tipi
ventilatorja sta v pogledu stopnje učinka enaki in
v praksi je mogoče najti obe tipi,vendar pa prva
vsekakor prevladuje©

II.T I H M O D I N A M I K A »

TOPLOTA /MEHANSIu. teorija toplote/,

"TjbeAvtici ,lii definirajo iztfafce )f  toplo,vroče*
mrzle,hladno*, zoverao toplotne občutile. Toplotni ob¬
čutki ;? r ' zalo relativni:kar je enemu vroče,to je
drugemu komaj soplo,kur j© snema mrzlo, je drugemu
kvečjemu hladno »Lasi občutki mm  nikakor ne morejo
biti merilo za višino temperature'kakega telesa.Is-
to merimo s posebnimi instrumenti*ki jih zoverao
termometre.

Pri tem nastane vprašanje,kaj je prav za prav
topiota?Odgovor nam da tsv»mehanska teorija toplo¬
te,ki pravi,da Je toplota neko posebno stanje gi¬
banja najmanjših delcev materij© /mol©kuX/»To je
seveda hipoteza - za enkrat še v vsakem primeru
veljavna«

Toplota bi s  t m,  bila izražena kot nekaka
kinetična energija molekul telesa»Čim manjša je
temperatura telesaf.tem. počasnejše je gibanje nje¬
govih molekul in obratno,oim večja je temperatura,
tem hitrejše je gibanje molekul.Ce je toplota ki¬
netična energija molekul t@lesa,potem je jasno,da
to energijo moremo povečati samo na ta način,da
sa to potrošimo ekvivalentno množino druge energi¬
je /zakon o neuničljivosti' in neustvarljivost ener¬
gije/, Če telo segrevamo,dovajamo toplotno energi¬
jo - in ta se porabi sa povečanje kinetične ener¬
gije molekul - telo se mora segreti višje.Čo tare-
mo dva. dela mehanično delo se porabi za povečanje
kinetične energije telesa,telo se mora segreti*

V obeh slučajih se energija ali delo porabi in me¬
ra se nekje -pokazati»Pokaže se v narastku tempera¬
ture telesa,v povečanju kinetične energije mole¬
kul telesa»Na enak način si razložimo s pomočjo
zgornje hipoteze tudi vse ostale toplotne zakone.

SFECIVIČNA toplota teles,

MNGLINA TOPLOTE.

na " toplo te, ki je potrebna,
cla se 1 kg vode segreje za 1 °C višje,se zove
veli k a ali kilogramska kalo¬
rija  /kgCal/»Različne snovi zahtevajo razllč- -
na množine toplote,da s® segrejejo za 1°C višje,
pravimo,da imajo t©l@sa različne specivič-
n« toplot®  j® množina toplote,ki je
•ootrebna,da se ttle segreje za 1°C višje.Obratno
pa seveda tudi veljase  1 kg snovi ohladi za
l°C,mora telo na svoje okolico oddati množino to¬
plote, enako X kgCol,£e X'imači spec»toploto snovi«

Pri plinih moram© v tem slučaju razlikovati
dva slučaja!speclrično toploto pri konstantnem
pritisku /o J  in epeeivično toploto pri konstant¬
nem volumnu /c 7 /.Jta, podlagi eksperimentov se je
našlo,.da za vsak plin nr-i^ izpremembi stanja vsled
izprememb# temperatur* velja

in a P/c-9f -1*41

-63-

Da je sp.toplota pri konstantnem volumnu manj¬
ša, je povsem razumijivo.Pri konstantnem volumnu plin
ne opravi nobenega dela,vsa dovajana'toplota se po¬
rabi samo za povišanje temperature.Pri konstantnem
pritisku pa se del dovajane toplote porabi tudi za
delo,potrebno za povečanje prostornine plina.Isto
mora veljati per analogiaiu:če v cilindru plin /pa¬
ra/ ekspandira,temperatura razredčenega plina mora
pasti,ker se del toplote porabi aa opravljanje me¬
haničnega dela -za premikanje bata.Če na plin kom-
primiramo,se temperatura kom• -rimi ran ega plina mora'
povečati - opravljeno delo se pokaže v narastku
temperature.

IZPREMEMBt AGREGAT, STa- Ja  VdLAD TOPLOTE.

Po mehanski toplotni teori ji 'povečanje tem¬
perature telesa znači povečanje hitrosti gibanja
njegovih molekul.Iz tega hi neposredno sledilo,da
mora toplota imeti tudi upliv na agregatsko stanje
segrevanega telesa.

Ce segrevamo vosek,se pri gotovi tempera¬
turi začne topiti.Isto se zgodi z železom,vendar
pri znatno višji temperaturi.Vsako trdno telo se
vsled toplote more izpremeniti v tekoče agregatsko
stanje.Temperaturo,pri kateri se to zgodi,zovemo
temperaturo tališča,  dot ione snovi
odnosno njeno tali  š č e_, Ta temperatura je za
različne snovi različna /za’Ted 0°C,za steklo 1300,
za kovno železo 1600 °G itd./.Volumen se pri tem
poveča,razlika nastopa samo pri vodi, pri. litem že¬
lezu in bizmutu,kjer se Volumen celo pomanjša.

Ako pa obratno tekočini topi to odvzemamo
/jo ohlajamo/,se začne strjevati in odgovarjajočo
temperaturo,pri kateri proces strjevanja začne,zo-
vemo temperaturo strjevališ-
č a .Temperatura strjevališča je v splošnem enaka
temperaturi tališča in velja:nad tališčem je telo
v tekočem agregatskem stanju,pod tališčem pa v
trdnem agregatskem stanju.

Nekatere snovi pri segrevanju preidejo iz
.trdnega agregatskega stanja neposredno v plinasto
agregatsko stanje /jod/.

Iz tega posnamemo,da s segrevanjem ali
ohlajanjem kakega telesa ali snovi moremo izpreme¬
niti agregatsko stanje materi je,Eksperimenti pa da¬
lje kažejo:ako trdno telo segrevamo do tališča in
na to še dalje dovajamo toploto,se temperatura ne
poveča tako dolgo,dokler se cela gmota ne raztopi,

To je jasno:vsa dovedena toplota se porabi samo za
izpresaembo agregatskega stanja,za taljenje,in tem¬
peratura se povečati ne more,Ono množino toplote,
ki je potrebna,da se 1 kg do tališča segrete snovi
popolnoma stali,zovemo njeno talilno to¬
ploto  .Analogija velja za obraten proces:talil¬
na toplota je ona množina toplote,ki jo 1 kg do
strjevališča ohlajene tekočine mora oddati na svo¬
jo okolico,da se popolnoma strdi,Velikost talilne
toplote, je enaka velikosti strjevalne toplote,

Temu dejstvu analogen pojav je raztop trd¬
nih snovi v tekočinah*Tudi tu nastopa izprememba
agregatskega stanja,za kar se mora uporabiti toplo¬
ta.Ker toplote ne dovajamo,porabi se v tekočini na-

■64-

kopičena talilna toplota /latentna toplota/ - tem¬
peratura zmesi odnosno tekočine,se mora zmanjšati.
Padec temperature je mogoč celo do točke strjevališ-
ča tekočine in^ge nižje.To je tudi iz prakse znano
dejstvo.c® zmešamo 1 del Na6l s 3 deli snega ali
zdrobljenega ledu,se temperatura v ugodnem slučaju
more znižati do -SO °C»Ako pod posodo denemo majhno
količino vode,ista takoj zmrzne /primrzniteV kosa®-
ca na topel štedilnik/.Na tem principu so grajene
tudi mrazotvorni:e,

Če tekočino segrejemo do temperature vreliš¬
ča in še nadalje dovajamo toploto,se tekočina začne
izpreminjati v par©.Temperatura vrelišča je za raz¬
lične snovi različna in odvisna od zračnega pritis¬
ka ^ Tako imamo

vrelišče vode pri 100 °C
etra pri 35 °C
alkohola pri 78,3 oc
žveplene kisline pri 325 °G
živega srebra pri 357,3oOC
itd,

Dokler se cela tekočina ne izpremeni v pare,se tem¬
peratura tekočine ne poviša,vsa dovajana toplota se
porabi izključno za izparivanje  .Za iz-
paMvanje potrebno množino toplote zovemo i z pa¬
ri 1 n o toploto.

Omenili smo že zgoraj,da se volumen vsakega
telesa pri dovajanju toplote izpreminja.To je za
prakso zelo važen pojav,ki ga je treba imeti vedno
pred očmi»Ta pojav splosno zovemo raztezan¬
je teles v- led toplote  »Velikost
povečanja dimenzij vsled segrevanja določimo s po¬
močjo tzv. razteznih koeficijen-
t o v in to:linearnega,kvadratičnega in kubičnega
razteznega koeficijenta.To koeficijenti nam povedo,
za koliko se dimenzija kake snovi izpremeni pri do¬
vajanju toplote,kadar se snov segreje za 1 °G višje.
Imamo tako

1-J; 1 0  o /11 Ote o t/

ft m f 0 «/l +< *f.t/

Vt = V 0 ,/l+«,v.t/

in v t dimenzije pri t°C

l 0 ,f 0  in v 0  dimenzije rpi 0°G

°Ci,(Xf in raztezni koeficijenti.

PREVAJANJE TOPLOTE.

Vsa telesa prevajajo toploto in to ved¬
no iz mesta višje temperatur® na masto^nižje.Neka¬
tere snovi prevajajo boljše,druge slabše.Imamo tako
dobre in slabe prevodnike toplote.Vsako telo izža¬
reva toploto na okolico,ki ima nižjo temperaturo in
jo iz okolice srka,ako Ima okolica višjo temperatu¬
ro.Čim večja je temperaturna razlika,tem intenziv¬
nejše je prevajanje toplote.

Prevajanje toplote je za tehniko velike¬
ga pomena.Vsak stroj se pri opravljanju dela segre¬
va in treba je tako nastalo toploto odvajati p ker bi
drugače temperatura'mogla ogroža to agregatsko stanje*

-65-

sestavnih delov« Od va jan a toplota pri tem seveda Ena¬
či izgubljeno energijo-izgube*Parni stroji kot vsi
stroji,ki delajo s preoblikovanjeai toplotne energi¬
je,izžarevajo veliko toplote in jasno je.'da je tudi
ta toplota izgubljena enorgija p 7 praksi imamo' tora j
slučaje,kjer toploto moramo odvajati,ker nam ista
drugače ogroža konstrukcijo,imamo pa tudi slučaje,
kjer skušamo prevajanje toplote na okolico kolikor
mogoče preprečiti,ker s tem dvignemo stopnjo učinka
stroja,Odvajanje toplote je posebno važen problem
v elektrotehniki,

VIRI TOPLOTE,

~Najvažnejši vir toplote je solnoe«Solnce
oddaja zemlji neverjetno velike množine toplote,Ra¬
čuni pokažejo,da bi mogla v 1 letu od solnca spre¬
jeta toplota staliti 30 cm debelo plast ledu okoli
in okoli zemlje,Temperatura solnca se ceni na pri¬
bližne 6250 oc.

Zemlja pa ima tudi samosvojo toploto.Solsč-
na toploto vsled prevajanja prodre le malo in zelo
počasi v zemeljsko skorjo.Poizkusi poka ejo,da je
že v globini 30 m temperatura leto in dan popolnoma
stalna.V rudnikih pa moremo videti,da od te plasti
temperatura stalno narašča in siser za vsakih 33 m
za 1 °0.Iz tega sklepamo,da v glepini ca 7000 m mo¬
ra vladati temperatura,pri kateri se vse na zemlji
znane snovi morajo staliti.

Glavni vir pridobivanj* toplote pa je proces
gorenja.Z gorenjem dobljeno toploto zovemo k u -
r i 1 n o toploto  .Kurilna toplota je ona mno¬
žina toplote,ki jo proizvaja 1 kg goriva,ako popol¬
noma zgori»Imamo

suh les: 3600 kgCal*
premog do 8000 kgCal.
petrolej 12000 kgCal.
vodi,k -3400 kgCal itd.

MEHANSKI TOPLOTNI EKVIV-vLžliTS.

Ce je toplota energija,potem je za nas
najvažnejše vprašanje,kakšno je številčno razmerje
iied toplotno in mehanično energij o, Zanima nas tora j,
kako “velik mehaničen učinek moroao dobiti v najbolj¬
šem šlučaju,ako imamo na razpolago toploto 1 kgCal?
Da e« toplotna energija r&m more  izpremenjati v me¬
hanično, to J®- za namw#šen 0  dejstvo /parni stroj/.

T parnem stroju z dovajanjem toplote povečamo nape¬
tost par-a^kl preaifcs bat,v čemer je že zapepade-na
mehanična -eBergi ja .H&gprotno pa se pri trenju v le-
zajin mehanllna energi ja i spreminja. v toplotno.

Eksperimenti pokažejo -kakor, tndl točni

i kgCal more ustvariti dsslb 4g?,lkgni
to le ' ■ ... " ’ . V

1 kgCal =427,1 kgm

:s«sssECs:;sse;s::itl

kar či tarna; v o 1 i k o s t dela  42?,X kgn/sbk ’
je ekvivalentna  1 kgCal.

IIIcTSRk ODINAMIKA VODNE P-iRE.

SPL OD IT O  . GL AVNE LA STI, OSTI VODE.

Normalna_temperatura je predvsem odvisna
oa letnega c-asa in od mesta,kjer se nahajffgmperatu¬
ra vode je pae.odvisna od svoje okolice,s katero
vsled splošnega prevajanja toplote skuša vedno osta¬
ti na enaki temperaturni višini.

Temperatura "strjevališča je 0 °G,odnosno
373 °C,merjenj v absolutnih stopinjah.To pa sevel,
pri normalnem zračnem pritisku.Pri večjem zračnem
pritisku leži odgovarjajoče višje,pri nižjem pa niž¬
je. Pod to temperaturo voda zamrzne,nad njo pa ostane
t  tekočem agregatskem stanju.

Pri vodi opazujemo abnormalnost,da ima. v
tekočem stanju manjšo prostornino kakor v trdnem.
Prostornina ledu se poveča skoro za 1/11 tekoče pro¬
stornine.Steklenica, v kateri voda zmrzne,poči.Gos¬
tota vode je največja pri 4 °0 o To je zu življenje
narave izredno važen pojav.ko se pozimi voda v jeze¬
rih ohlaja,se najprvo ohladi na svoji površini do
4 °C.Tako ohlajena voda pa se vsled večje teže
pogrezne na dno.To pretakanje vede pri večjih glo¬
binah se vrši tako dolgo,da ima vsa voda enako tem¬
peraturo 4  °C.Sele pri nadaljnem ohlajevanja voda na
površini zamrzne ..Jim pa se napravi led, isti s svojo
majhno prevodnostjo ščiti globokejše plasti pred na-
daljnim ohlajevanjem,voda v globini ne zamrzne in
v njej se nahajajoče ribe ostanejo pri življenju.

ako vodo segrevamo do 100 °G,lsta pri nor¬
malnem zračnem pritisku začne vreti^Če toploto do¬
vajamo še dalje,se začne izpreminjati v vodne pare.
Tekom izparivanja temepratura vode ne naraste,vsa
dovajana toplota se porablja za Izparivanje-za Iz-
premembo agregatskega stanja.Prostornina se pri tam
znatno poveča.

Vodi dovajana toplota se porabi najprvo
za povečanje temperature vode do vrelišča,nato pa
za izpieuembo agregatskega stanja.V payi se nakopi¬
či velika množina toplotne energije,katero v parnem
valju moremo pretvoriti na mehanično energijo.Vodna
nara je boraj nekak prenašalec naravne toplotne e-
nergije goriva od rešetke pod parnim kotlom do bata
v parnem valju,kjer se vrši preoblikovanje energije.

VODNA PARA.

a/^l-IaTsilena vodna para.

Ge vodi dovajamo toploto tudi potom šo,
ko so je segrela do temperature vrelišča,se voda
začne izpreminjati v pare.Te pare imajo temperaturo
vrelišča in pritisk enak pri tisku,s katerim je de¬
finirana višina vrelišča.Vsaki temperaturi odgovarja
točno določeni pritisk,odnosno določena gostota pure
in tako puro zovemo nasičeno paro.

'Pri nasičeni pari toraj vsaki gostoti ali
pritisku odgovarja tudi čisto določena temperatura
pare.Ča dovajamo toploto še dalje,^otem se gostota
pare noreča /volumen je konstanten/.S tem pa s v  po¬
veča tudi pritisk na površino izpari veječe se vode
in poviša se višina vreliščne temperature.Dovajana

toplota se nora porabiti deloma za zvišanje tempe¬
rature vode in pare,le deloma pa za nadaljno izpa¬
ri vanj e vode.Nasičena para višje temperature ima
tora j večjo -ros toto, odnosno večji pri tisk«,Za vsako
temperaturo vreliača imamo m  nasičeno paro točno
določen v pritisk pare /gostoto/,

Če nasičeni -..ari pri konstantnem volumnu od¬
vzamem o nekaj toplote,temperatura pare pade,Tej tem¬
peraturi odgovarja ninji parni pritisk,toraj manjša
gostota^- del pare se mora takoj kondenzirati•

Če bi pri konstantni ter'pora turi povečali
volumen,nastane premajhna gostota pare in del vode
se takoj nora izpremeniti v pare, 1  s pa obratno vo¬
lumen pare zmanjšamo,se del pare nora takoj konden¬
zirati,

To so glavne lastnosti nasičene pare,Za dolo¬
čevanje posameznih količin,ki definirajo ravnotežno
stanje nasičene pare,v praksi uporabljamo.takozvane
parne tabele  za nasičeno paro,Katero na
naslednji strani navajamo tudi mi,

b/ Pregreta para,

”"Če nasic’eni~pari - ločeni od vodne skrin¬
je - dovajamo toploto še dalje,se dovedena toplota
pokaže v povišanju temperature pare in parnega pri¬
tiska .Ako taki pari•odvzamemo nekaj toplote,ne nasto¬
pi takoj tudi delna kondenzacija,ampak se zmanjša le
pritisk in temperatura pare,Za tako paro sedaj ve¬
ljajo v vsem zakoni plinov - čim večja je temperatu¬
ra pare,tem bolj izgineva razlika med vodno paro in
plini,Tako paro zovemo pregreto paro®
Tudi za pregreto vodno paro uporabljamo
parne tabele /glej tabelo na naslednji strani!/,V
splošnem pa jo smemo smatrati za plin in se poslu¬
ževati dobljenih zakonov.Nastale napake praksa že
lahko preneseo

Pregreto paro s temperaturo nad 300 o  o
mnogokrat zovemo vročo paro,Z a njo veljajo isti
zakoni kot za pregreto paro in radi tega mi ne bomo
uvajali tega novega imena.

17,PAHNI.KOTEL IN PARNI VALJ,

OSNOVNI MODEL PARNEGA KOTLA.

""Vodna para je ~ s re ds t vo^ki"""prenaša toplotno
energijo goriva /premoga/ od rešetke,kjer premog
izgoreva,skozi kotel do bata parnega valja,Da bo
izraba naravnegenergije goriva čim večja,treba je,
da gorivo odda kolikor mogoče veliko svoje energije
na vodo v parnem kotlu in tej zahtevi:,lodgovar ja joče
imamo različne konstrukcije parnih kotlov,o katerih
bomo govorili obširneje v II,delu,Osnovni model par¬
nega kotla /skica št,54/ pa nam predstavlja velik,
vsestransko zaprt železen cilinder,v katerem se na¬
haja voda in pod katerim se nahaja kurišče,na kate¬
rem gorivo izgoreva in s tem oddaja svojo toplotno
energijo na stene kotlo,ki jo prevaja dalje v vodo
in paro.

- 68 -

PRRNE TRBELE

/? = pritisk pare  v ata.

T  * temperatura pare v  0  C ah so/.
y- teta pare v ^ q /m z  (V-Vp m ^e).

/I  = ce/otna mnoi. top/o/e  v kg Caf. za na s/č.  paro
W* ce/otna mnoi toplote  v kgCai. za pregreto paro.

- vo/amen pcu-e o "^/kp..

- 68 -

Vodi dovedena toplotna-energija povzroča,da
voda začne izparivati.Fritisk vodne pare narašča do
velikosti ? za katero je kotel -zgrajen,nakar po potro¬
bi stopi v akcijo »ako pare ne odvzemamo- varnostni
ventil.Prostor nad\ vodo z o vemo parni prostor.ilasta-
vek z  varnostnim ventilom in parno odvodno cevjo pa

i

p a r o j e m .Na ta način dobimo le nasičeno uarc
/ker je para vedno v dotiki z vodo/ gotove tempera¬
ture in odgovarjajoče napetosti,ki ga varnostna za¬
klopka dopušča.

Ge bi hoteli dobiti pregreto paro,bi morali
v kotlu namestiti še 'tzv. pregrevaš  „To je
skupina zavitih cevi,-skozi katere prehajajo še vedno
zelo vroči v dimnik odhajajoči plini in dalje odda¬
jajo svojo toploto in paro pregrevajo,Paro potem Iz
pregrevača vodimo direktno v nami valj.

To je osnovni model parnega ko tla,Od te kot
enako od vsaka drage tipe moramo zahtevati,da cela
konstrukcija brez nevarnosti vsdrzi parni ritisk,
za katerega je kotel gra jen,da materi jal vzdrži tem¬
peraturo kot kemičen upiiv plamena in da kolikor mo¬
goče veliko toplote odvzema iz gorilnih plinov in
jih dobro prevaja v notranjost kotla.koleg teh zah¬
tev pa imamo pri dobrih hotelskih napravah še druge,
o katerih pa bomo de ,-ajlni je govorili v II.delu.

OSNOVNI MODEL

"O A t'  ■ r •— '"i \

STROJA.

Iz parnega kotla paro odvzemamo in jo po
cevovodu vodimo v notranjost parnega valja,kojega
shematično skico nam daje slika št 0 56 0 Dovedena para
je lahko nasičena ali pa pregreta,kar je odvisno le
od kotelske naprave»V parnem stroju se potem toplot¬
na energija,nakopičena v pari,pretvori v mehanično
energijo,katero moremo uporabiti za opravljanje me¬
haničnega dela.Pretvarjanje energije se vrši na ta
način,da se vsled parnega pritiska v cilindru premi¬
ka bat,Not izpramembo stanja pare vzamemo,da para
skspandira izotermično,

Delovanje pare v parnem valju na podlagi
nase skice lahko najdemo.V cilindru se nahaja pre¬
mičen bat,ki ima na eni strani batov drog,ki gi¬
banje bata prenaša iz notranjosti cilindra ra ven
di križnika.Bat se  v cilindru mora premikati nepre¬
dušno, da para ne more uhajati na drugo stran bata.
Pokrova na obeh straneh valja notranjost valja ne¬
predušno zapirata naprarn zunanjosti.

V N

«“69  —

V  glavnem je važen dovod pare - za kar skrbi razde¬
lilnik  ali pa ventili s krmil jem alo se bat naHajaTv
eni skrajni legi,mora se odpreti dotiSni ventil ali
kanal,para vstopi in potisne bat do nasprotne skraj¬
ne lege.čim bat pride v nasprotno mrtvo točko,odpre
se nasprotni ventil ali kanal in potiska bat v obrat¬
ni smeri.Istočasno pa se odpre izpuščni kanal ali
ventil,tako da izrabljena para more prosti iztekati*

.'kiča št,56.

Križnik  ima nalogo izpreminjati premo¬
črtno gibanje bata v rotacijo.Za enakomerno rotacijs¬
ko gibanje pa mora skrbeti zadostno dimenzijoniran
kotač /zamašnjak/,ki vse sunke pogona kot obtežbe
kolikor mogoče prevzame nase.

Izpuh je normalno na prosto,mnogokrat /pri ve¬
likih napravah/ pa v kondenzatorje,kjer imamo stalno
gotov podpritisk,tako da je izraba pritiska' /potenc,
energije pare/ še mnogo večja.Pri industrijah-posebno
v tekstilni-pa se izpuh mnogokrat vodi v ogrejevalne
in sušilne naprave.Pri tem seveda para ne more eks-
pandirati do najnižjega možnega končnega pritiska -
del pritiska se rabi za pogon izpuščne pare pa cevo-
Jvodih.

Preoblikovanje toplotne energije v mehanično
moremo matematično zasledovati na ta način,da dolo¬
čimo velikost dobljene mehanične energije,velikost
učinka parnega stroja*Pri tem je za prakso dovolj
natančno,ako subponiramo izotermično izpremembo par¬
nega stanja in uporabimo Boy-Mariottov zakon p.v as

-70-

konst.Enačba predstavlja pravokotno hiperbolo,kot
je narisana na skici št.57«Iz izvajanj na straneh
58.in 59.pa dobimo:

D =*rP,h kg cm

D je delo enega dviga bata v kgcm
Pfo je povprečni pritisk na bat
h je višina dviga bata v cm
Y  je volumen cilindra v cm3.

Skica št.57.

Če imamo na minuto n obratov,potem bat napravi
v vsaki minuti 2n dvigov.Opravijena pot bata na mi-,
nuto je Snh,odnosno na sekundo ^nh/g 0  cm»Učinek bo
toraj _

kgcm/ s ek

kar mcremo izvajati še dalje in dobimo

. n 2nA. *

'  4 60  100.75

77 P™- IP 77

U  3 0 . 75.100  'S*'P

Ta enačba nam daje teoretičen efekt-ki ga ▼
praksi nazivamo indici rani  u č i it e k «►
Stroj pa ima'seveda tudi izgube in faktični učinek
bo znašal 70-80 $  indiciranega.

To pa jje učinek parnega stroja samega.Za lo-
komobile*lokomotive,kakor tudi za pogonske centrale

71-

pa nas bolj zanima stopnja učinka celotne naprava«
Izgube narastejo zelo hitro:izgoretje goriva je ne¬
popolno,-mnogo toplote neizrabljene preide v dimnik,
toplota izžareva vsepovsod,Natančni računi kot mer¬
jenja so pokazala,da je izraba razpoložljive toplot¬
ne energije goriva zelo majhna in že pri dobrih na¬
pravah ne smemo računati višje kot s 15

En sam eillM-er vzamemo največ do 150 KS
učinka,Za večje učinke pa potem vzamemo razne kom¬
binacije več valjev v skupen agregat,Velikost par¬
nega pritiska se menja v mejah 8-15 atm,nižje gre¬
mo zeio čestojvišje pa samo. v izjemnih slučajih,
Detajlnije o tem borno govorili v Il.delu.

PASKE TUBBI N 1 ,

SPLOŠNO,

Parna' turbina pretvarja kinetično energijo
pare v mehanično energijo »Princip je analogen one¬
mu vodne turbine»Namesto statične višine vode imamo
sedaj pritisk pare,In kakor smo mogli statično vi¬
šino vode /potencijelno energijo/ izpremeniti v ki¬
netično energijo,tako moremo tudi potencijelno e-
nergljo parnega pritiska Izpremeniti v kinetično
energijo®

. Parna turbina ima napram parnemu stroju
različne prednosti,Predvsem direktno dobimo rota¬
cijsko gibanje,pri .katerem je vrtilni moment tekom
enega obrata cel čas popolnoma konstanten.Zamašnjak
lahko odpade,cena celotne naprave se zniža,Poleg
tega pa je število obratov turbine dovolj visoko,
da lahko v vsakem primeru mislimo na direkten sklop
turbine z električnim generatorjem 0 Tudi stopnja r
cinka napram parnemu valju ve višja,Iz tega vseka¬
kor lahko najdemo,da bomo parno turbino v praksi
zelo cesto našli«

OSNOVNI MODEL PARNE TURBINE,

OsnovikTmodel parne turbine je zelo po¬
doben Peltonovi vodni turbini,Princip najdemo na
spodnji skici št®5S.Imamo več ustnikov,ki skrbe za

Skica št,58,

dovod pare med rotorjeve lopate.Ti ustniki imajo
nalogo dati parnemu toku pravilno smer,poleg tega
pa s ekspanzijo doseči kolikor mogoče veliko hitrost
parnega toka /izprememba potene.energije v kinet,/.

-72

Para. na ta način z veliko hitrostjo doteka med ro¬
tor jeve lopate.Izprememba smeri parnega toka med
lopatami znači analogno kot pri vodni turbini od¬
dajanje energije na rotor.Rotor se začne vrteti in
na osi rotorja moremo iz turbine odvzemati mehanič¬
no energijosToplitna energija goriva se tako posred¬
no izpremeni v mehanično energijo,katero moremo u-
porabiti za opravljanje mehaničnega dela.

To je princip delovanja parne turbine.Vendar
pa problem ni tako enostaven,kot na prvi pogled iz-
gleda.Če naj bo izraba energije pare res popolna,
potem, je predvsem treba,da s.e celotna potencijel-
na energija pare izpremeni v hitrostno energijo.Pri
tem pa nikakor ni vse eno,do katerega pritiska para
ekspandira.Poizkusi kot računi pokažejo,da največjo
hitrost para dobi pri izteku iz.ustnika samo tedaj,
ako velja razmerje

za nasičeno paro Pi : P 2  ”

za pregreto paro 0*545

katero razmerje imenujemo kritično  raz¬
mer je p odnosno tej ekspanziji odgovarjajočo hitrost
kritično hitrost  .To dose_emo s po¬
sebne konstrukcijo ustnika in sicer tzv. Lava-
lovega ustnika.

Tako nam naša skica ‘predstavl ja tzv. Lava-
lovo akcijsko turbino  in sicer eno s t opno .Imamo pa
tudi več s topne  akcijske turbine",ki dobe več ustni¬
kov in več rotorjev,da je izraba pare kolikor mo¬
goče popolna./Pri tem je treba pripomniti,da so te
kombinacije več stopenj normalno v zvezi z reak¬
cijskimi stopnjami/.0 tem bomo v II.delu slišali
več.

Poled opisane akcijske turbine pa imamo še
reakcijske parne turbineo Razliko v delovanju najde¬
mo najlažje na podlagi delovnega diagrama jjarne tur¬
bine.

DIAGRAM PARNE TURBIHE.

a/ Akcijska parna turbina: N a žli sjijo e  e, da
para ekspandira v ustniku od začetnega pritiska ja
na končni pritisk p 2 ,pri čemer hitrost aijM$*£te

od začetne hitrosti e=0 na izstopno hitrost c=ci 0
Pri prehodu skozi rotor para ne ekspandira več,
pritisk P 2  je na poti skozi 'rotor konstanten.Ker

73

Pa para moro svojo kinetično energijo oddati na ro¬
tor turbine,mora hitrost pare v skozi rotor seveda
pasti na izstopno hitrost Cp.čim manjša je velikost
te izstopile hitrosti,tem vec svoje energije je para
oddala na rotor, tem večja bo stopnja učinka stroja,.
Potek hitrosti kot pritiskov je iz diagrama št.59.
točno videa«

jj/_.ftsa-hei.1 ske turbine: Pri teh para ne ekspan-
dira do končnega pritiska ze v vodilu,ampak le del-

Skica št,60.

no do pritiska p-,,nakar z gotovo ekspanziji odgo¬
varjajočo hitrostjo prehaja v rotor,kjer med lopa¬
tami rotorja ekspandira ponovno do končnega pritis¬
ka pg /ako nimamo še več stopenj turbine/.

Hitrost v ustniku /vodilu/ naraste od začet¬
ne hitrosti c=0 na izstopno hitrost c=c;l  in v ro¬
torju vsled oddaje svoje kinetične energije pade
na izstopno hitrost Cg.Ako pa imamo večstopno tur¬
bino, potem v naslednjem vodilu para ponovno ekspan¬
dira in hitrost ponovno naraste,nakar sledi enak
potek hitrostne črte kakor v opisani prvi stopnji.
Para svoje energije sedaj ne oddaja na rotor samo
v obliki kinetične energije,ampak tudi v obliki po¬
tenci jelne, prav kakor smo to slišali pri vodnih tur¬
binah.

Praktični modeli sestoje iz različnih kom¬
binacij akcijske in reakcijske turbine.Po prvih
konstrukterjih dobimo tako različna imena kakor :
Parsonove,Zoellyijeve in Curtisove turbine.

UČINEK PARNE TURBINE.

Pri vstopu v turbino ima para v sebi nako¬
pičeno gotovo množino toplotne energije,ki je enaka

Epkgm/i  kg pare

JV znači toplotno vsebino 1 kg pare.

Teoretično bi 1 kg pare v mogel oddati vso to energi¬
jo na rotorjeve lopate.Če bi v takem slučaju para
iztekala v absolutni vacuum,bi ista imela kinetič¬
no energijo

%= ° 8 / 2 g - */k

-74-

/kar sledi iz enačbe E my ®/ 2 ,kjer je m = G-/g in G=l/.
Ker pa para uteka 2  gotovo hitrostjo cgjZnači to
izgubljeno energijo pare /del kinetične energije/ in
rotor prejme za preoblikovanje samo

:=°Le, - °%/sr=

, 2 . - 2 .
G-,  — e a

kgm

/i

2g *“ 2g“" gg /l kg pare

odnosno če imamo Q,  kg pare,more ista opraviti delo

D= %Z (C?~ d) kg,

7771

in če znači G množino pare v ^ g / se } C ,učinek turbine

U=^(c7-ci)^ m Aek
U~Sfš7g (C*~ C '')

Toseveda -še vedno ni poraben učinek parne
turbine s od tega je ptreba še odšteti izgube,ki na¬
stanejo vsled trenja v ležajih,vsled toplotnega iz¬
žarevanja, pogona regulatorja itd®

V.MOTORJI Z NOTRANJIM IZGOREVANJEM.

SPLOŠNO®

'Toplotno energijo goriva izpremenimo v me¬
hanično energijo brez predhodnega- procesa izpari-
vanja®Gorivo privedemo naravnost v notranjost ci¬
lindra, kjer isto izgori in odda svojo toplotno e-
nergijo na bat®Jasno jo,da bodo vsled tega izgube
stroja mnogo manjše,stopnja izrabe naravne energi¬
je goriva se izdatno poveča»Pri takih strojih pa ne
moremo več uporabljati trdnih goriv,ampak plinasta
in tekoča'goriva®

V glavnem razlikujemo dve bistveni tipi
motorja z notranjim izgorevanjem in sicer
1®eksplozivne motorje in
B.Dieselove motorje&

Predno pa preidemo na konstrukcijo motorja,moramo
vsaj v glavnih lastnostih spoznati še uporabljiva
goriva®

RAZLIČNA GORIVA®

Zgoraj smo že omenili,da imamo dvoje raz¬
ličnih gorivsplinasta in tekoča®Oboje goriv moremo
dovajati v notranjost cilindra na dva načina:da do¬
vajam© istočasno zmes goriva in zraka,ali pa samo
zrak,gorivo pa šele naknadno o 0 tem bomo slišali še
naknadno®

a/ Plinasta goriva:

Natjvaiznepi je“tžv» svetilni plin «ki
ga dobimo pri nagrevanju mastnega"' premoga v žare¬
čih retortahcUporablja se v prvi vrsti za razsvet¬
ljavo in kurjavo.Plin more dati do 5000 Cal/kg.

-76-

Za momentano izgoretje je potrebno razmerje napram
zrak?a 1:5,ca .<3  izgorotja je 0*05 sek.,pri čemer pri¬
tisk naraste od 1 na 6°7 ate in temperatura na 1918
^O.Za prakso je seveda zgornje razmerje neporabno,
cas izgoret ta je prekratek in bi povzročal prevelik
n amen tani rdarec- na bat* če bi vzeli več plina,bi
dobili nepopolno izgoretje.Cas izgoretja povečamo
z večjo množino zraka in za prakso imamo normalno
1 : 7 do 10 o -

Zelo važen je tudi generatorski plin.  Ta
plin proizvajamo iz oglja,črnega premoga,brikejev
rujavega premoga ali šote v tzv.generatorjih 0 Plin
nima nobenega duha in je strupen - 1 kg premoga da
do 4*5 m 3  plina,C ena je napram svetilnemu plinu niz¬
ka, kurilna vrednost do 1200 Cal/kg.

V  industriji predelavanja železne rude mno¬
gokrat uporabljamo plavžarski plin .ki ga dobimo iz
plavžarskih peči kot stranski produkt.Toplotna vred¬
nost ni tako velika,stroji imajo razmeroma velike
dimenzije.Ker se ta plin drugače mora odstraniti,so
take naprave v vsakem slučaju zelo rentabilne.

b/ Tekoča goriva:

Tekoča goriva "je treba najpreje razplini-
ti v posebni napravi,tzv. razplinjaču.
Vsled tega kot gorivo pridejo v poštev le lažje
tekoča goriva, ki so tudi lažje topljiva.To so .'špi¬
rit, bencin, benzol in ev.petrolej.Mnogokrat tudi me¬
šanice teh /pri nas je predpisano mešanje bencina
s špiritom/.Največ pride v poštev bencinski ga do¬
bimo iz surovega olja /nafte/./.urilna vrednost je
do 10500 Cal/kg.Petrolej,ki ni nič drugega kot tež¬
je hlapljiv bencin,rabimo pri tzv.petrolejskih mo¬
torjih.

Ta goriva pridejo v poštev predvsem pri
eksplozivnih motorjih.Pri Dieselmoiorjih pa moremo
uporabljati tudi težje tekoča goriva in to:surovo
olje /-nafto/, kat rano v o olje in nekatere proizvode.

Ta olja vbrizgavamo v valj pod pri tiskom,kar bomo
videli še v nadaljnem.

c/ Proces izgorevanja;

Za pline vemo,da - povečanje temperature
pri konstantnem nxi±xskn volumnu znači veliko pove¬
čanje pritiska.V tern je zapopaden pri plinskih mo¬
torjih tudi proces pretvarjanja energije.Vžig plins¬
ke zmesi goriva in zraka povzroča veliko povečanje
temperature in pritiska,ki se prenese na bat.Pri
tej je vedno treba paziti na pravilno in obtežbi
odgovarjajoče razmerje goriva in zraka.

Analogen je tudi proces izgorevanja pri
tekočih gorivih.Gorivo je treba predhodno dobro
razpliniti in pomešati z zrakom.Razplinjeno gorivo
se naoram vžigu ponaša potem ravno tako kot da bi

bil plin /pravi plin/.

Vžiganje je mogoče na dva nacinars pomočjo
električne iskre /napetost do 15000 V/ ali razžar¬
jene hruške /dandanes ne več-prepovedano/ pri eks¬
plozivnih motorjih ali pa s pomočjo visoko kompri-
mirane^a zraka pri Dieselovih motorjih.Vžigalne na¬
prave same pa bomo detajlnije obravnavali v II.delu

OSNOVNI MODEL 4-TAnTNBGa. E,;3PLOS.I ~QT 0 RJA o

Osnovni model obstoja iz močnega železnega
cilindra z dvojnimi stenami,v katerem se nepreduš¬
no more premikati bat 0 Bat predstavlja enostransko
zaprt votel cilinder,v katerem je pritrjen batov
drog tako,da cilinder istočasno tudi vrši nalogo
križnika in iz premili ja premočrtno gibanje v rota¬
cijo.Cilinder sam je podaljšan v cilindrovo glavo,
v kateri sta montirana dva Ešiindra ventila —vstop¬
ni in izpuščni- in vžigalna napravakot pri cilindru
imamo tudi pri glavi dvojne stene,med katerima se
nahaja hladilna voda.Tak osnovni 'tmodel nam pred¬
stavlja skica št,61,

Princip obratovanja motorja je enostaven.

V trenutku,ko se bat začne premikati iz lege 1 pro-

i

Skica št.Sl»

ti desni,nastane v cilindru podpritisk,ki vsrkava
zmes goriva in zraka,Ta prvi dvig zovemo s e --
salni dvig  .ko se bat vrača iz lege 2 na¬
zaj, sta oba ventila zaprta,plin se v cilindru kom-
primira -dvig bata zovemo kompresijo*

Na koncu kompresije nastane vžig,temperatura se vi¬
soko dvigne,pritisk naraste in bat se začne pomi¬
kati proti desni tudi vsled pritiska plina in odda¬
ja delo.Ta dvig bata zovemo kompresijo
ali tudi delovni dvig  ,Pri ponovnem ho¬
du bata nazaj proti levi se odpre izpuščna zaklop¬
ka in bat potiska izgorele pline na prosto.Dvig
bata zovemo i z p u h o

Iz tega najdemo,da je le vsak četrti gib -
bata delovni gib.Take motorje splošno zovemo s
skupnim imenom štiritaktne motor-
j e .Pogon je vsled tega zelo neenakomeren - za
dosego enakomerne rotacije je potreben precej vi¬
soko dimenzijoniran zamašnjak.

Za večje učinke vzamemo kombinacije več mo¬
torjev /cilindrov/ v skupen agregat»Pri tem je mo¬
goče napraviti različne kombinacije /da je vsak
ali vsak drugi takt deloven takt itd./.

■78-

Za pravilno delovanje »odpiranje in zapiranje
ventilov skrbi kmil.je,ki dobi pogon od glavne gre¬
di in ima prestavo 1:2.Čas začetka kompresije } vži¬
ga, začetka 'izpuha itd.je seveda mogoče točno nasta¬
viti in regulirati.Enako je mogoče ročno ali avto¬
matično regulirati razmerje med gorivom in zrakom,
kar je vsekakor važno,da je poraba goriva vedno v k
pravilennra razmerju napram dobljenem učinku.

. DELOVNI BIASRSH.UČINEK EKSPLOZ^MOTORJA.

Za aas je' važno tudi,da znatno določiti
OuČinsk eksplozivnega motorja .Tega določiti je lahko«
ako poznamo v delovni diagram stroja.

če pogledamo delovanje motor ja, potem ®o
rekli,4a pri prvem dflgu bat vsesava gorivo in po-

Skica št.62.

trebno množino zraka.Pritisk v cilindru tekom se¬
salnega dviga leži nekoliko pod atmosferično črto
/glej skico št.62./Pri kompresijakem dvigu bata
sta oba ventila zaprta,vsled česar se plin v cilin¬
dru komprimira,krivulja pritiska v odvisnosti od
višine dviga se proti koncu dviga dvigne.Pri tem
je pripomniti,da kompresija ne sme biti previsoka,
ker se drugače plin lahko prezgodaj vname /bencin
se vname že pri 5 atm./.Še pred končanim kompre¬
si jskim dvigom nastane vžig plina,vsled česar pri¬
tisk zelo Hitro skoči navzgor /eksplozija/,Po eks¬
ploziji začne ekspanzija,napetost v cilindru pada
po pravokotni hiperboli,energija plina se oddaja
na bat.Pri četrtem -  taktu pa se odpre izpuh,pritisk
v cilindru leži nakolilco nad atmosferično črto.Čim
izpuh konča,začne cel problem znova.

Delovni dvig je -samo tretji dvig - ostali
dvigi delo celo potrošiua  račun kinetične ener¬
gije zamašnjaka. Velikost dobljenega dela bo propor
eijonalna ploščini dlakama,o®sjanel po krivulji
e~k«d-e«c„Enako kot pri parnem stroju tudi tu ploš¬
čino ■ izpremenimo v plošč.tnsfco enak pravokotnik,ko-
jega ena stranica je enaka višini dviga bata,dru¬
ga pa velikosti povprečnega pritiska v cilindru p^.
Za vsak delovni dvig dobimo velikost opravljenega
dela po enačbi

-79-

D& a J

.. *-A-, Pri  . h s 7, Em kgem

Če'imamo n dvigov na minuto /z  obrata/, potem je ak¬
tivna opravljena pot bata na sekundo

k* 11 /4« 60 cm/sete

in učinek motorja

D Z 7i 4, /u? Upm.

4- ' 4 60 '  4 60

47 UP"" 71  fyrn/ Vp m .?l  ^

U~ 4100.60 ' Jek  4:100.60.75

D je premer cilindra v cm.

7 je akt,volumen v cm 3 ,
li je višina dviga v cm.

Pja je povprečni pritisk v ^S/cm2.
n je število dvigov na minuto,
/polovično število obratov/.

Iz enačbe sedaj najdemo,da je velikost učinka
možno prilagoditi posameznim obtežbam pri določeni
hitrosti samo z regulacijo p^jkar dosežemo z regu¬
lacijo razmerja goriva napram zraku.Več o tem pa
bomo slišali v II 0 delu.

OSNO VITI MODEL 4—TAKTNEGA BIESEL0V1GA MOTORJA.

Osnovni model Dieselovega motorja je v prin¬
cipu enak modelu eksplozivnega motorja.Drugačen pa
je princip obratovanja,ki seveda potem tudi dikti¬
ra svoje konstruktivne razlike.Motor je tudi.4-tak'
ten.Pril takt je zopet sesalni takt,vendar pa_sasta¬
li podpritisk sedaj sesa samo zrak brez goriva,vstop¬
ni ventil je toraj zaprt.Drugi takt je kompresija
vsrkanega zraka do ca 40 atm.Zrak se vsled kampre-
sije močno segreje /do 600 °C/.Tretji takt je delo¬
ven takt.Na koncu kcanpresije pod pritiskom vbriz¬
gavamo skozi vstopni ventil gorivo,ki se vsled vi¬
soke temperature komprimiranega zraka takoj vžge. •

Za to je seveda potrebna posebna črpalka odnosno
dve za vbrizgavanje goriva in. zraka.Posebna vžigal-
na naprava pa popolnoma odpade.Vžig pa ni momentan.
Gorivo ne dovedemo vse na enkrat,ampak dalj časa v
začetku tretjega takta.Pritisk v cilindru je vedno
enako visok in je količino vbrizganega goriva tre¬
ba temu primerno regulirati.Radi te lastnosti te
motorje tudi zovemo enakotlačne mo¬
torje  .Kako se izpreminja pritisk v cilindru
v odvisnosti od dviga bata, je razvidno iz delovne/-' ;
ga diagrama na skici št„63,ki posebne razlage pač
ne potrebuje®

Jasno je,.da se tudi y tem slučaju gorivo med
vsrkavanjem mora dobro razpršiti in premešati z
zrakom.V novejšem času dosežemo to tudi brez kom¬
presorjev /črpalk/.

“80-

Velikost učinka stroja določijo enako kot smo
ga določili pri eksplozivnem motorju - na podlagi
delovnega diagrama.

Vsled visoke temperature kompriniranega zra¬
ka se pri Diesel o vem motorju morejo vžigati tudi
goriva,ki se težje vžigajo in težje razplinijo.Sem
spada., predvsem surovo olje /nafta/, dalj e katranovo
oljelin celo premogov prah.Ta goriva so mnogo^ce¬
nejša in zato , je razumi jivo,da je ta motor zavzel
tako ^ažno mesto v strojni tehniki.

S tem smo si zgradili nekak splošen
pregled preko raznih modelov preoblikovaloev ener¬
gije ene oblike v drugo.Seveda so ko šele fizikal¬
ni modeli,ki še nikakor niso dorasli najrazličnej¬
šim zahtevam prakse-pjrakticno uporabne modele pa
bomo skušali zgraditi v II„delu.

Diagram Dieselovega motorja.'

Skica št.63,

S trni stroji pa še niso izčrpane vse mož¬
nosti izrabljanja in pretvarjanja na avnih energij
v mehanično energijo.Poleg vodne in toplotne ener*
gije raznih goriv imamo še toplotno^energijo'aolil-
ea,toplotno energijo notranjosti naše zemlje kot _
tudi energijo mori j,za kojm Izrabo še nimamo no¬
benega res dobrega in gorabnega modela.Že mnogo¬
teri poizkusi so se vršili,vendar pa doseženi re~
zultati niso bili toliki,da bi se mogli uveljayi~ v
ti v praktičnem živi jenju.Upajmo pa,da se bo tehni¬
ki tudi to posrečilojpredno poidejo sicer tako. ve¬
likanske, a na koncu vendar izčspne zaloge premoge.

S tem pa preidemo na novo polje preobliko¬
vanja energije,to je v polja elektrotehnike in
električnih strojev.

OS NOVNI KAVKI ELEKTROTEHNIKE,

I»ELEKTROSTATIKA:

Delitev materije#

Električno polje«

Električni potencijal-napetost.

Električna kapaaiteta.

II.OSNOVNI NAVKI .ENAKOMERNEGA TOKA;

Poj m*~e 1 ek t r i (5 n ega toka*

Amperovo plavaško pravilo.

Učinek enakomernega električnega toka.
Ohmov zakon za enakomeren tok.

III«OGREJBVALNE ELEKTRIČNE NAPRAVE.

IV. AKUMULATORJI.

T.MAGNETIZEM-ELEKTROMAGNETIZEM:

Osnovni pojmi.Coulombov zakon.
Elektromagneti o
Krivulja magnetiziranja.

Induciranje električne napetosti.
Biot-Savartov zakon.

VI .MODEL STROJA ZA ENAKOMEREN TOK:

Splošno o induciranju.Generator.

Krivulja inducirane napetosti in krajevne
razdelitve gostote magnet,polja.
Komutacija.

Vzbujevanje generatorja.

Generator kot motor.

VII.OSNOVNI NAVKI IZMENIČNEGA ELEKTRIČNEGA TOKA:

Sinusova krivulja.

Vektorski diagrami.

Napetost lastne indukcije.

Učinek izmeničnega električnega toka.
Splošen ohmov zakon.

VIS,RAZNI SISTEMI IZMENIČNEGA TOKA:

Enofazni toki. ' 1

Dvofazni toki.

Trofazni ali vrtilni toki.

IX.MODEL SINHRONSKEGA GENERATORJA;

Enofazni generator.

Dvofazni generator.

Trofazni generator.

Ipri valja inducirane napetosti.

Število perijod generatorja.

X»MOTOR ZA IZMENIČEN IN VRTILNI TOKž

Teorija vrtilnega polja.

Asinliron.motor s kratko sklenjeno kotvo.
Asinhronski motor s kletko.

Asinhron»motor z drsalnimi obhoči.

XX »TRANSFORMATORJI:

Fizika transformacije.

Model enofaznega transformatorja.

Model trofaznega transformatorja.

XII.PRENOS IN INSTALACIJE:

Spros5o’”o‘'pfenosu'električne energije.
Splošno o električnih instalacijah.

- 82 -

i

t SktktrosfaHka.

1.DEL. iTi?,;V jv, uJERI JE« S pomočjo mehaničnih sredstev more¬
mo vsako poljubno snov deliti na gotove majhne delce,dokler
ne dosežemo tako majhnih i^l^§Bl 3 da istih s navadnimi uriuo-
močki ne moremo več dalje deliti.Take najmanjše delce'mate¬
rije,katerih z mehaničnimi sredstvi /nož,žaga,pila itd./ ne
moremo več dalje deliti.zoverno MOLEKULE  Antične-snovi_

Ako ,pa vzamemo tako molckulo_vode in skozi njo pustimo
teči električen tok,ista pod kemičnim uplivom električnega
toka razpade še dalje in sicer na dva dela vodika /h/  in en
del kisika /0/.Tako dobljenih delcev vodika/in kisika sedaj
ne moremo deliti dalje ne z mehaničnimi in ne s kemičnimi
procesi in take delce snovi zoverno ATOME. Atomi so tora j oni
najmanjši delci materi je,katerih ne moremo več .deliti dalje
ne z mehaničnimi in ne š kemičnimi sredstvi.

Iz tega sledi,da so molekule nekaki, osneviil sestavni
delci vse naše materije,ki pa se še dalje dajo 4«llti na a-
tome.molekula pa more- biti sestavljena iz*%asfclli atomov in
pravimo,da^niolekula predstavlja jlEMIGNO-SE aTAVlHO ali SPOJI¬
NO, ako pa je sestavljena 4a enakih atomov, m imamo molekulo
PRVINE ali ELEMENTA.

Za predstavo velikosti molekul in atomov naj služi na¬
vedba, da ima 1 cm 3 bakra 10^4 atomov in 1 o® 2  plina 27,2.10-*-®
molekul.

Dolgo je veljalo,da so molekule, odnosno atomi ,na jman j-
ši sestavni delci vsake materije in šele najnovejša razis¬
kovanja, na tem Polju so pokazala,da gre deljivost materije
še dalje.Do tega zaključka nas vodijo tudi nekateri naravni
pojavi.Znano je,da snovi z veliko atomsko težo -radioaktivne
srevi- stalno izžarevajo v svojo okolico majhne, pozitivne
in negativne električne delce.Točna raziskovanja teh delcev
so dalje pokazala,da so pozitivni delci približno enaki,ne¬
gativni pa skoro HOOOkrat lažji kot so atomi najlažjega
plina. Vodika.Iz tega sledi nujno,da imamo še manjše delce
kot so atomi in te zoverno EEiiMTEONE.

Na osnovi teh in sličnih opazovanj je nastala dandanes
sološno -veljavna RUTHEREBRDOVA TEORIJA , DEUIVOSTI MATERIJE,
ki ...pravi:vsak atom poljubne snovi sestoja iz gotovega pozi¬
tivno naelektrenega jedra /protona/  in iz negativno naelek¬
trenih elektronov,ki okrog jeara kroži jo kakor krožijo pla¬
neti okrog so Inča.Med jedrom in elektroni pa obstoj ■ priv¬
lačno st, ki premaga centrifugalno silo krožečih elektronov in
ta sila privlačnosti je ravno tako velika,da obstoja ravno¬
težni sistem in da elektroni stalno ostanejo na svojih bri¬
vnicah kroženja.Pozitivni električni naboj jedra je enako
velik kot je negativni naboj elektronov,oba naboja se nev¬
tralizirata in atom na zunaj ne more kazati nobene elektri-

anosti. . .

3  pomočjo te hipoteze si .-edaj moremo razlagati naj¬
različnejše pojave iz narave.Tako,na pr.vemo,da najlažji
vodika obstoja iz jedrn in enega samega elektrona in
to je najlažja snov.Iz tega bi sklepali,da število na proton
vezanih elektronov določa atomsko tezo snovi.Dal je vemo,da
a o ""ti atomi različni drug od drugega tudi po razvrstitvi e-
1- 'trenev o ;rog jedra in sklepamo,da se po tem razlikuje ena
Prvina od druge.Ako bi se nam posrečilo razbiti atom in po¬
ten uplivati na elektrone tako glede njihovega števila kot
gle e raz-ooredi+ okrog jedra,bi bilo mogoče res iz ene sno¬
vi napraviti drug*/.k razbitjem atoma se danes peča moderna
kemija - kakšni bodo uspehi,to bo pokazala bodočnost.

- 83 -

Enako najdemo po tej' teoriji w razlago za vse zakone e«
lektrostatike in elektrokinctike•Če vzamemo stekleno pali¬
co in isto drgnemo s svileno krpo,steklena palica postane
pozitivno naelektrena,svilena krpa pa negativno 0 To si raz¬
lagamo na ta način,da smo'pri drgnjenju palice od iste od¬
ločili nekoliko negativnih elektronov,vsled česra v palici
prevladuje pozitivna naelektrenost- jedra,ki se pokaže tudi
na zunaj,nasprotno pa je svilena~krpa prevzela nekaj nega¬
tivnih elektronov in mora prevladovati negativna naelektre¬
nost.

Elektrone,te do sedaj poznane najmanjše delce vsake
materije,smatramo,da tvorijo maso električnega toka.Elek¬
tričen tok ni nič drugega nego pretakanje prostih /toraj ne
na proton vezanih/ negativnih elektronov po vodniku.Razda¬
lja med protoni in elektroni vodnika je v primeri z dimen¬
zijami elektrona zelo velika in elektroni večnto lahko naj¬
dejo pot po masivnem vodniku.Možno pa je seveda,da se ti
prosti elektroni na svoji poti zadenejo ob elektrone ali
protone vodnika innastane-trk.Kinetična energija prostih
kot vezanih elektronov se-pri-otem trku uniči,to je spremeni
se v toplotno energijo,kar nam praksa tudi potrdi: vsak vod-
~ iiik»skozi' katere; ;a teče električen tok.se segreva.

Iz tega najdemo, kako enostavno si moremo razlagati go¬
tove zakone iz fizike na 'podlagi t-c hipoteze.lia njej sloni
vsa fizika in bomo imeli dovolj prilike,da se,o tem prepri¬
čamo’ v-nadaljnih razmotrivanjih.

3.P0JM EhSklRIČHIikA POLJ .4«  Iz pr e j šrie ; ga' najdemo, da so
elektroni poljubne snovi trdno vezani na svoj proton,-ned
protoni in na njega vezanimi elektroni obstoja gotova priv¬
lačna sila,ki ravno zadostuj e,da je celoten sistem ali vsa¬
kega atoma ravno v ravnotežju»Poleg tega je jedro.pozitivno
naelektreno,elektroni negativno in med njimi obstoja poleg
ravnotežja sil še električno ravnotežje,atom na zunaj ne
kaže nobene naelektrenosti«

Ako imamo ravnotežje sil,ki nastopajo med protonom in
na njega, vezanimi elektroni,sledi,da vse sile privlačnosti .
morajo upi 1vati.skozi relativno velik vmesni prostor.Majh¬
no telesce protona izžareva v svojo okolico gotov upl'iv,ki
se pokaže v privlačnosti elektronov,da isti vsled centri¬
fugalne pile kroženja ne morejo odleteti v prostor.če•pa u~
poštevarno Znano' dejstvo,da'se dve raznoimenski elektrenini
privlačujet a«dve  istoimenski pa pibijata,potem sledi,da e-
lektroni res morajo"krožitir okrog jedra in da morajo elek¬
troni biti raznoimensko naelektreni.Če bi elektroni ne kro¬
žili, potem bi imeli samo silo privlačnosti in elektroni ne
bi mogli krožiti po ^svoji predpisani poti,ne bi mogli obdr¬
žati svoje razdalje 'naprsni protonu*ker ne bi imeli ravnotež¬
nega sistema sil,ki bi temu dejstvu odgovarjal.Ravno tako
bi bilo/če bi oba sestavna dela ne bila-raznoimensko naelek¬
trena. Odbojna sila bi se združila s centrifugalno silo kro¬
ženja in elektroni bi morali odleteti v prostor.

—Ka osnovi takih razmotrivanj je Coulcmb prišel do svo¬
jega važnega zakona /COULOMBOT ZAKON/,ki pravi: DTE ELI UTRE-
NINI e, in e/? RAZDALJI r SE- PRIVLAČUJETA ALI ODDUaTA S SI¬

LO. KI JE PROPORCIJONaLNa  PRODUKTU OBEH KLiCIvTRKNIN IM OBRAT¬
NO PROPORCIJONALNA KVADRATU RaZDaLJS ME. j OBL Mii ELAKTRKNINa-
-MA, ali če to izrazimo matematično

. 4  k- £l 0- 5kica  s/ 1.

kjer konstanta, k znači-,dak je velikost 'te silo odvisna od
sredstva,ki se nahaja med obema elektreninama/za zraj 'je l/.

- 84 **

^Iz.  tega sledi,da. vsako naelektreno telo -ali točka stal¬
no izžareva v svojo  okolico gotov upiiv,ki se na zunaj poka-.
ze v  teni,da se istoimenske naelektrena telesa odbijajo,raz¬
no imensko naelektrena pa privlačujejo.Ves prostor pa,v kate¬
rem. zaznavamo ta upliv, z.overao električno polje naelektrene
toSke.^LEjtTRiCKO iGLJE JI ZORU OIlOLICA.V KaTERM SE POJAV-
uJ.i.JO ELEKTRIČNE SILE PRIVLAČNOSTI ALI’ ODBOJ^a

Fp^coulorabovom zakonu'postane . sila P enaka 0 samo v
slučaju,oe razdalja r postane neskončno velika,toraj teore¬
tično električno polje sega v neskončnost.Praktično je se¬
veda mnogo 'manjšo.

a. J . .OST ELEKTRIČNEGA 'POLJ .uENOTA ELEKTRENINE. Če i-
raamo v gotovi točki a pozitivno elektrenino e x  in v razdalji
r negativno elektrenino e z  »potejfije privlačna sila P po Cou-

lombovem zakona tem večja,čim večja
g s - -e =1  | e ena  izmed elektrenin in čim manj-

A

-P-

-4 sa je razdalja med obema elektrenina-
-3 ma«JAKOST KUATRIČNKGA POLJA PA Z0-

Skica 2.

VEN10 SILO.ki V OPTIČNI TOČKI POLJA

VLADA MED ELEKTRENINO e,=l  IN ELEK¬
TRENINO e t .Jakost električnega polja v točki 13 je tora j sila,
ki jo povzroča polje ustvarjajoča elelctrenina e, na elektre¬
nino e a =l pri razdalji r med obema.Natematičnd izraženo:

S-

+ L Si

- K  »2

to se pravi,da je jakost električnega polja proporcijonalna
velikosti naboja-polje ustvarjajoče elektrenine e in pojema
v okolico s kvadratom razdalje r. ° ..

Ako imamo dve enako .veliki elelctrenini e 2  in e 2 ,po¬
tem .pravimo,da imamo absolutno elektrostatično enoto elekt¬
rične množine,kadar obstoja med o ena sila privlačnosti ena¬
ka 1 dl ni . a »POLUTiTA I iL -'I1TE05T Ai'1 ČNA EN OTA ELEKTRIČNE MNO¬
ŽINE Ji, P-H.D PIL.. KNOZINA ELEKTRIKE«KI Na ENAKO 'VELIKO MNO-
'ZIKO V R,.ZD ,1,’JI I cm UPLIV/. 3 3IL0 1 DINN.Praktična enota

pa je &£L2 3.10 9  večja in se zove Coulomb /Cb/

' 1 Jouionb  = -5.1C y  abs .-elel;trost. enot.

4.ELEKTRIČNI POTENC IJAL.  Če Imamo v točki A'elektre¬
nino e in v col je te elektrenine hočemo postaviti drugo is¬
toimensko elektrenino,potem moramo premagati gotovo odbojno
silo.ki vlada med' tema dvema el ek ta- eni nama, opraviti tora j
moramo gotovo del o. ONO DELO.KI JE POTREBNO.Da ENOTO-ELK.TRŽC-
N7LRTV0LINE ITT.-NRIJEMO IZ NESKONČNOSTI RO TOČKE B.PA ZOVENO

POTENCIJaL  TPCKE B.Veli ost tega dela je odvisna od velikos¬

ti polnitve točke a  in razdalje med obema, točkama.Tojdelo je
mogoče računati .in dobimo:

+©,=1  s *

B p.ds=e.iyff

T

+e
A

e

p

Skica  3 -

- To delo seve- a ni izgubi jeno,ampak se pokaže v obliki
potencijelne energije dotiene točke,potenci val tora j zna51

potenci jr.ino-energijo,nakopičeno v dotični točki električ¬
nega polja. . ... . . , .v,

‘ Iz naše enačbe -pa,dalje vidimo,da potencijal točke A

v okolico p da s prvo potenco razdal je.Točke'z. enako razda¬
ljo" pa imajo- enak potencijal in ples..; .v,na kateri leže vse
točke enaLepa notenci jela, zavemo lil VOJNE ali , 3-K VI POT ENCI JAL¬
NE PLOSK VE. Črte pa,ki vse -f 1 oskve  s.-eč.ejo •

pravokotno, zovemo SILN ICE ELEKTRIČNEGA PO JA*-

- 85 -

Sila električnega polja vedno upliva v smeri silnic po¬
lja, silnice toraj v vsaki točki polja dajejo smer sii.e .

Ge premikamo poljubno elektrenino po ekvipotencijalnt plos-
kviČpoCem je smer gibanja normalna na smer sile in v .takem
sluča iu je potrebno dede enako 0,to ie: premikanj e po . eKva ptr-
teneitalni ploskvi ne potrebuje in tudi ne odda nopenega  de-
la.Ce hočemo,da delo—dobimo,tedaj se mora elektronina' pre¬
mikati samo v smeri iz ene ekvipotencijalns točke na aTugo.

_Uco kak naelektren konduktor zvežemo z zemljo,vidimo,
da potencijal konduktorja takoj pade na 0 in ostane trajno
enak 0,četudi mu dovajamo novih elektrenin.Radi^tega^rečemo,
Da ima zemlja potencijal enak 0,če ji dovajamo &e več elek-
trenin,njen potencijal se nikdar ne zviša*

5. POTENC IJKLHA R.vZLIkA.  G e im'mio V točki A el ek treni-
no e, potem imamo v Točki B gotov potenci jal Vb in analogno
v točki C potenci jal V c  ,za katera velja V b <V 0 .Med obema
kama imamo toraj gotovo potencijalno diferenco /razliko po¬
tenci jalov/ ,ki je

+e - +6*1

Skica  4 .

V- Vc-V-# £

- Jtc.

Če znači V c  delo,ki je potrebno,da se-enota elektreni-
ne prenese iz neskončnosti do točke C in potencijal Vb,da se
prenese do točke B,potem znači potencijalna -razlika op© de¬
lo, ki je potrebno,da se enota elektrenine prenese od točke
3 do točke C.Splošno bomo toraj rekli: POTENCIJALNA RAZLIKA
/napetost, elektromotorska- sila/ MED P;H^1~T0ČK<\MA ELEKTRIȬ
NEGA POLJA JE DELO.KI JE P0TREBN0DA 32  1N0T , ELEKTRIČNE I.:N0»
ZINE PRENESE IZ-ENE EKVIPOT ENCIJANE PLoSEVE Na DRUGO.

Ce je pri tem pomiku opravljeno delo ravno enako delu
1 erga /1 mgem/,potem imamo med obema točkama absolutno eno¬
to potencijalne razlike/to je toraj delo,ako premagamo silo
1 dine na poti 1 cm,pri čemer je sila na celi poti enaka/*.
MED

DVEMA

TOGK.m IMAMO ENOTO POTENCI J, >.LNS Ha. LIKE /absol./,

IkiD^R JE ZA PREMAKNITEV ABSOLUTNE ENOTE ELNTRICNE MNOŽINE

S MESTA NIZJEOa F0TEIJCI.T..LA NA MESTO VIGJ POTREBNO 0PR^~

VITI DELO SNEGA BRG.i.

Za praktično enoto pa je treba premakniti 1 Ob,pri če¬
mer pa bo delo znašalo 1 joul=10 7  ergov,Praktična enota bo
toraj


■absol.enot

3.109  " 300

in se zove 1 VOLT.PRAKTIČNO ENOTO POTENCIJ.vLNE RAZLIKE TOR.-,J
I.klviO»iuiDii.R JE ZA PREMAKNITEV PRaKTICHE- ENOTE ELEKTRIČNE MNO¬

ŽINE / 1 COtTLOMB/ POTREBNO OPHaVITI  DELO ENEGA JOULa.

6 »KAPAC IT ST A » Če si mislimo kroglo, na el et^treno s e-
lektrenino e,potem imamo na njeni površini povsod enak po¬
tenci jal V.Če vzamemo naelektrenost 2e,potem se mori tudi
potencijal zvišati na dvax V /2V/,kar neposredno sledi iz
enačbe V= e/r,pri čemer je razdalja,r konstantna.Najdemo,da
na površini naše kroglje ostane kvocijent

_e_- 2e n.e  _ p
v " 2V ~ uv~ u

vedno konstanten in vednost njegovo zovemo KAPACITETO TE¬
LESA /C/.

To si moremo razpoditi še na drug način.Pg zgornji, e- :
načbi za potenci jal' Mainb pri poTimu.ru kroglje r in pri e-
lektrični množini e gotov potencijal V.Ako vzamemo novo kro¬
jijo s polumerom 2r,potem je treba vzeti naelektrenost 2e,
ako hočemo na površini obeh krc el j imeti isti potencijal.

-16"

Pravimo,da ima druga krogi3a Škrat vejo kapaeiteto za spre¬
jeman je , elektrenin.

Če enačbo za noteneijai Y=e/r pretvorimo na obliko
r=e/V,potem najdeno novo enačbo

P  e s /v - C

ki pravi,da je kapaciteta dana s polumerom. naše krogi je in
absolutna enota kapacitete bo krogi ja s polumerom 1 cm»Prak¬
tična enota pa bo krogi ja,katero je treba naelektriti s
1 Cb,da dobi potencijal 1 volta in se zove

1 FARAD /F/=-^=4t^- a9 - 1011  abs.enot.

IV ifc 00

in to je krogi ja s polimerom 9.10H cm 11 miljonov km.Za
praktične svrhe normalno vzamemo

1 MLJROFaRAD jp, F/= -™^=9.1Q 5  abs.enot.

• ' Potencijal zemlje se ne izpremenl,če ji dovajamo po¬
ljubno število elektrenin in srno radi tega dejstva rekli,
da je potencijal zemlje enak O.Iz naše enačbe za" kapaciteto
C= e/V za Y=0 dobimo-,d.j je C neskončno velik, toraj kapacite¬
ta zemlje je neskončno velika.Njen potencijal se ne izpreme¬
ni, pa Se ji dovajamo še večje število elektrenin*

Naprave,ki zmorejo sprejemati velike množine elektre¬
nin, toraj naprave z veli to kapaciteto.zovemo KONDENZATORJE .-
če imamo gotovo kovinsko mloščo in isto zvežemo s konduktor-
jem,se ista naelektri,ser': ime toraj na se gotovo število e-
lektrenin,čemur tudi odgovarja velikost potencijala ploskv^.
Če dovajamo, nov e ele.etrenino,potenci jal narašča" še dalje,
vendar pa le do gotove moje,ki je elana s enačbo za kapaei- »■
teto.iko sedaj tej naši plošči približamo drugo enako 'kovin¬
sko ploščo,moremo videti,da listka na elektrometru padeta -
na enkrat skupaj in to tem bolj,čira bližje obe plošči premi¬
kamo. Posnamemo iz‘tega,da je potencijal padel in če hočemo
'dobiti zopet' enak potenci jal,moramo dovajati nove e lin< real¬
ne, povečala se je toraj kapaciteta.To je toraj kondenzator*
Pri tem smo smatrali,da se med obema ploščama nahaja
zračna plast.ako pa sedaj med obe denemo d ru S izolator,na
pr.ebonit,vidimo,da s tem kapaciteto še bolj povečarno.Kapa¬
citeta je toraj odvisna tudi od vmesnega dielektrika*

Kapaciteto povečamo še dalje,ako mesto dveh plošč
vzamemo več plošč.To pa ni nič drugega^kakor paralelni stik
več kondenzatorjev.Sledi iz tega,da paralelni stik večjega
števila kondenzatorjev,kapaciteto povečava - in per analo-
giam rečemo,da serijski stik kapaciteto pomanjša.Če znači C
celotno kapaciteto,potem veljajo enačhe :

Č -Ci+Ci +Cs-t..+ Cn

Ci Ca C*>

-O)

JU.1 + 1 + 1 + -

C G + G + G

+

C-n

Kondenzatorje se v praksi vsesplošno uporablja in
sicer v prvi vrsti za fazne premikače v elektrotehniki,še
več pa se uporabljajo v radiotehniki,kjer iste gradimo tudi

tako,da je kapaciteto možno izpreminjati.

7.ZRAČNA ELEKTRIK;, 7 , T1MC::?1-NIČNI PO Ju. VI/. Če vzamemo
visok drog,ki c to ji navpično,in .njegov konec ' zvežemo z elek-
trometrom,listka pokažeta 'gotov.razmah in igo tem; več ji, cim
višji je ta drog*Znači to,da je‘na.š.e ozračje naelektreno,
ker drugače .si ne moremo razlagati-'naelektrenosti naloga e-
lektrometra ali clektroskopa.Merjenja so pokazala,da v znaša
potencijalna diferenca 604-500 V/m višine,kar pa je odvisno
od dnevnega časa,vremena in kra jevne'lege.ka j je pravzaprav
vir te zračne elektrike,ni dognano in so si mnenja precej
različna.

Blisk ni nič drugega,nogo električna iskra*Dva ob¬
laka, različno imensko naelektrena,se drug k drugemu pribli¬
žata tako,da se vmesna iZolaena plast zraka poruši in da vsled
tora nastane elktrična iskre kot nujna posledica razelektre-
nja obeh oblakov.

Strela je popolna analogija bliska,toda v tem slu¬
čaju skuša .prosta elektrenina x> najbližji in najlažji poti
"■iti  v zemljo.Če se močno naelektren.oblak tako.približa
danemu objektu,da vmesna zračna plast ne vzdrži več 'potenei-
j ulite razlike,nastane proboj in posledica tega je električ¬
na iskra- OGNJENA STRELI .Jasno pa je tudi,da bo naelektren
oblak influiral vse predmete v svoji okolici in v slučaju,
ognjene strele ta influirana elektrika odteče v zemljo,ker
postane prosta.Vsa ta elektrika odteče v trenutku razelek-
trenja influirajočega Oblaka,učinek je skorc- enak učinku
strele. Ta pojav zovemo VOJ ENO GT1VL0  ali ATM 0 S TTC.RI-GNE IZ¬
PRAZNITVE«,

Iz te razlage nam postane delovanje strelovoda takoj
jasno.Na koncu železnega droga imamo pozlačeno ost z zelo vi¬
sokim potencijalom,ki nastane vsled odvoda influirane elek¬
trike,ost neprestano izžareva v raznoimenske elektrenine v zrak
do oblaka in ga razelektruje.Če pa je potencijalna diferen¬
ca le prevelika in posebno,če nastane v zelo kratkem času,
tedaj udari strela,toda udari v strelovod,ker po njem najde
najlažjo pot v zemljo.

V elektrotehniki strelo splošno označavamo z imenom
č rko SFERI ČNI POJAVI  ,Jasno je,da je strela zelo nevarna za
croje in aparaturo in treba je zato,da se proti učinku iste
primerno zavarujemo s strelovodi,da tako moremo računati z
nemotenim in.trajnim obratovanjem električnega omrežja in
lektričnih naprav -sploh.

A B c

Skico 6.

2 Osnov, navki makom e/, toka.

8.KAKO PRIDEMO DO ELEKTRIČNEGA TOKA?  Rekli smo»da je elektri¬
čen tok pretakanje prostih elektronov po kovinskem vodniku in
našli,da je tako pretakanje.masivnih elektronov po masivnem
vodnika tudi res mogoče«* Imamo tora j samo še vprašan je, kako do
takega toka sploh pridemo*

Če-imama, dve naelektreni krogi ji A in B ih če ..imata
različna, .potencijsla Vi in V 2  /%>Yz /,potem vidimo,ako ijfeti zve¬
žemo s kovinsko nitko,da oba priklopljena elektrarnetra na en-
Vi/^e 4  krat pokažeta enak razmah listkov,to se

pravi,da imata obe krogi ji enak potenci-
jal,da j.e tora j potenci jal Vj,;more.i pasti
in notenei jal V 2  narasti.Če je potenci j ,1

samo v tem slučaju
B je' ur

A =R-. ;v;;- B

Skica ?.

točke A padel,tedaj se je.to moglo zgoditi
če se je po enačbi V=e/r zmanšal in potencijal točk
gel narasti,ako se je a 2 povečal.Ker elektrenihe niso mogle pr.
ti od nikoder drugodmje jasno,da je moralo gotovo število e-
1ektrenin steči po kovinski žici od točke A k točki B,torai od
mesta višjega potencijala na mesto nižjega.Iz tega sledi,da i»

mamo v našem slučaju res pretakanje elektrenin iz enega mesta
na drugo,imamo pred seboj toraj pravi električen tok.

Strogo vzeto pa seveda to ni noben tok, ampak samo
sunek električnega toka.Trajen električen tok pa M mogel teči
samo v tem slučaju,če bi imeli trajno poteneijalno. razlika med
obema točkama,morali bi toraj trajno dovajati v točko A vedno
novih elektrenin,da bi obdržali isto na večjem potencijslu,kot
nastane potenci jal v točki B 0 2.a vzdrževanje trajne potencijal-
ne diference pa je potreben gotov stroj,ki se zove električen
generator, ' ;~-~z

Imamo pa poleg generatorje tudi tako, zvane :GALVaN~
SK2S ČLENE., ki nam tudi dajejo trajno potencijalno razliko, tora j
v električnem krogotoku trajen električen tok.Ge vzamemo stek¬
leno posodo,v katero nalijemo razredčeno žve- •
pieno kislino /HgSO^-f HoO/ in če v to utak-
nemo ogl jeno /C/ in cinkovo /Z n / palico,potem
na enkrat najdemo,da obe palici postaneta nae¬
lektreni in sicer ogljena palica pozitivno in
HsSO^cinkova n ega t i v no c  Ako obe palici zvežemo pre¬
ko primernega upora v krogotok,začne v tem kro•
i gotoku teči električen tok,ki nam ga kaže od-
^ klon kazalca ampermetra.Potencijalna diferen¬
ca ostane trajna in tudi tok teče trajno.Take
električne toke,ki jih dobimo s pomočjo gal¬
vanskih elementov,zovemo GALVANSKE TOKE. to- so
slabi toki in se rabijo za telefone in tele«
grafe.Za naš člen je smer toka vedno od oglja
proti cinku,kar lahko doženemo- s .pomočjo igle
magnetnice po amperovem pluvaškem pravilu.

Odkod dobimo ta električen tok,kojega eksistenco
smo na ta način eksperimentelno že dokazali,to ni težko najti.
Elekštričen iokbznaci električno energijo in ker vemo,da je
vsaka energija neustvarljiva in neuničljiva,da pa se izptemin- .
jati iz ene oblikama drugo,je možno samo to»da smo to električ¬
no energijo mogli dobiti sami. iz kemičnega procesa,ki mora nas¬
tati v naši posodi.To vidimo t utoj.če imamo svežo žvepleno ki«
lino,je ista vodno svetle Larve,ako pa nekaj časa teče elektri¬
čen tok,postane ista rujavo-rudoca,poleg tega pa se vidi,det se
je -tudi količina cinka pomen j sala. Iz. tega je jasno ^dovolj »da so
še v. stekleni posodi res morala, .odigravati gotovi kemični pro¬
cesi in električna energija je samo druga oblika kemične ener¬
gije »ki se je sprostila v posodi in katero moremo odvesti ven«,

- - 89 ~

■ALVANSKEM ČLENU SE TORaJ PHETVERJA

ODVZETA-*ELEKTRIČNA ENERGIJA

ŽEnTRICNO in
ZMANJŠANJU  V POSODI NAKOPIČENE KEMIČNE
kemična energija enaka

O,tedaj element

EMICNA ENERGIJA V E-
JE•EKVIVALENTNA
ENERGIJEoKo postane
tudi ne more oddajati

ve.5 električne energije. .

Za naš člen se je merilo,da vsaka elektrofia^dobi po¬
tenci jal 0,53 volta, tora j potencijajna razlika znaša

V C -V=V= 0 t 53-/-0,53M,06 volta.

Poskusi pa so pokazali dalje,da je za posamezne^dvojicc razli¬
čnih elektrod tudi potencijalna diferenca različna,za iste
elektrode pa vedno enaka.V vsakem slučaju pa postane ena

elektroda pozitivna,druga pa negativna,vedno toraj Obstoja
potencijalna razlika in obstoja tako'možnost trajne a elekt¬
ričnega toka.

Pri vsakem električnem toku imamo dve točki,med kate¬
rima obstoja gotova potencijalna razlika in ki jo ustvarja
in drži galvanski element odnosno generator.Dokler ti dve toč¬
ki različnih potencijalov med seboj ne zvečamo,ne teče noben
tok,ako pa isti zvežemo,tedaj se pojavi električen tok irk
teče v smeri od pozitivnega k negativnemu polu.Vsak elektri¬
čen tok more teči samo v sklenjenih krogotokih in rečemo n
VSAK ELEKTRIČEN TOK TVORI SKLENJEN KROGOTOK«-/

9-UPLIV ELEKTRIČNEGA TOKA -NA TŽAGNžTNICO. ČeKpoložimo
žico,skozi katero "teče električen’tok, v "bližino rnagnetnice,
fB® vidimo,da se igla magnetniee odkloni iz svoje ravnotežne
lege,katero določa zemeljski magnet izem. Jz~' smeri odklona :  pa¬
ski erpamo na smer električnega toka v vodniku in to po AMPERO*
VEM PLAVASKEM PRAVILU,KI PRAVI :AK0 PL,.VAM V SMERI ELEKTRIȬ
NEGA TOKA Z OBRAZOM PROTI MAGNETNIGI. SE NJENSEVERNI POL OD-


KLONI PROTI IZTEGNJENI LEVICI,

Cim večji" je. tak,tem več ji je ?o.d-
klon igle in po velikosti odklona
moremo sklepati na' velikost toka,
ki teče v vodniku.0 tem bomo še ime¬
li priliko razpravljati- pri merilni!:
instro , atih.

SKiCO 9

/  Smer električnega toka tudi moremo določiti s pomo¬
čjo reagenčnega papirja.Tam,kjer pritisnemo negativni pol,
papir porudeči.Reagenčni .papir je navadni pivnik,namočen v
raztopini fenolftaleina.Ravno tako pol moremo določiti,ako
oba pola vtaknemo v razredčeno žvepleno kislino - na negativ¬
nem polu dobimo močneje razvijanja plinov.Pri obeh slučajih
pa je treba skrbno paziti,da oba pola ne denemo preblizu,ker
bi to značilo kratek stik„/ a

lO.ENOTa JAKOSTI EL.-.nTKCŽČ- v  TOKA.  Rekli srno,da je
električen tok pretakanje elektronov po vozniku in čim večje
je-število elektronov,tem večja je j kost električnega toka*
Za enoto toka bomo toraj vzeli čt vilo elektronov,ki stečejo
v sekundi skozi prerez .in bomo rekli: ENOTO ELEKTRIČNEGA TOKA
BOMO IMELI TEDaJ.  AKO V SEKUNDI 3K0Z1 x RČREZ TEPE 1C0UL0MB

matematično izraženo:

J= e/t = C^/seki = 1 .KLIK; /1 a./.

11.ELEKTRIČEN UČINEK. P otenci,1 k znači delo,ki je po¬
trebno, da enoto električne množine prenesemo iz neskončnosti
do točke, v kateri potenci jal merimo.Ako i o mesto ene elek¬
trične množine e množino He,potem oo Coukomboven zakonu naj¬
deno, da je sila dvakrat večja,toraj bo tudi delo Za premakni¬
tev enote električne množine dvakrat večje 0 Isto je tudi,ako

-00  —

oleictrenina e ostane in premikamo dve enoti iz neskončnosti
do mesta, 7  katerem merimo' potenci j al.

Za potenci'jalno razil :o 1  volt smo rekli,da je.to di¬
ferenca dveh potenci jalov,pri katerih je treba opraviti delo
1  joula,da se premakne X Cb iz mesta nižjega na mesto višje¬
ga potencijala.de imamo e -Cb, potem je delo e-krat več je v in
pri 1  voltu potencijalne doferonee dobimo delo e joulov.Če
pa imamo potencijalno razliko 7  voltov,potem je delo enako
GoV  joulov.Če se držimo znakov iz prakse-, pote impotenci jalno
razlilo označimo z E,dalje je e/t = J /jakost toka/ in dobi¬
mo za učinek električnega toka enačbo

, U= E. J joulov,

in delo v t sekundah

A=E.J.t joulov

Joul/sškunda pa je enak 1  watt,toraj je učinek enak

U— E.J wattov

Električen učinek toraj merimo V wattih ^/.Električ¬
no delo,::/ je produkt učinka in časa,pa v wattnih sekundah,
odnosno v .praksi v wv?attnih urah /Wh/ in še.večkrat v kilo-

wat thilV' urah /kgh/^toraj n l .

A* lOS.a.J. t kV/h
"/čas

/=3600000 joulov/
t mer/en v urah/.

12. OHIO-V 2.011

4 $ i i>\ ILIIN  UTOR. C e smatramo elektri¬

čen tok kot pretakanje elektronov skozi prazen prostor med
jedrom in na njega vezanimi elektroni' vodnika,potdm,smo rek¬
li, da bodo nastali slučaji,ko se bodo' prosti elektroni‘elek.
toka zadeli v sestavne dole materi je,nastati morajo trki,
kar povzroča,da so vodniki,skozi katere teče električen tok,
vedno segrevajo.To 'je jasno.kinetična energija elektronov
elek.toka kot -vodnika se pri -tem zmanjša ali celo uniči in
tako izgubljena kin ti ona energije se pokaže v obliki toplo¬
tne enrgij c,tora j v

obliki segrevanja vodnika.

Iz tega sledi, da. ni vse eno, kakšno snov. porabi jama
za. vodnik električnega toka,v nekaterih vodnikih bo tok tekel
laž je,v drugih tež je,odvisno od števila elektronov vodnika in
njihove razporeditvi je okoli jedra.Tako imamo dobre prevodni¬
ke toka /VODNIKE / in slabe -prevodnike /IZOLATORJE /.Ted dobre
prevodnike v sploSndm priltovarno kovine in nekatero trdne me-
talolde /oglje,silicijj selen/,me‘ izolatorje paporcelan,stek¬
lo, trdi gumi, parafin,ceresin,suh zrak itd.

Za vodnike električnega toka splošno uporabljamo
baker,vendar pa še mnogokrat najdemo tudi železo,jeklo, in
aluminij.Natančneje o tem se bomo pečali pri študiju prenosa
električne energije.

Ned napetostjo E,med jakostjo toka J pa obstoja -za
vsak vodnik /krogotok/ točna odvisnost,ki je dana s enačbo

^ = K odnosno

3 = J,R ati E-3% = -0-

•n dale takozvani OHMOV ZAKON Za  ENAKOMERNE TOKE
in ki pravi! V Vdl.KN KROGOTOKU JE REODUKT IZ ELEKTRIČNI: GA
TOKA J IN UPORA R ENAK N. J-..T OSTI SISTEMA  TUPoRNI NAPETOSTI
'JR/.vidimo toraj,da" imamo zopet nekako napetostno ravnotež¬
je v vsakem električnem krogotoku:pritisnjena napetost je
vedno enaka uporni napetosti.

enačba,ki n:

- 91 -

M ašo obliko ohmovega zakona pa moremo dalje pretvoriti
na obliko

J= E/R

in ta oblika nam pravi:JAKOST ELEKTRIČNEGA TOKA J V VSAKEM
ELEKTRIČNEM KROGOTOKU JE PREMOSORAZMBRNA Z 1LEKTR0M0T0RS..0
SILO E IN OBRATNO SORAZMERNA Z ELEKTRIČNIM UPOROM VODNIKA.

R toraj znači električni upor vodnika,v katsrcm
teče električen tok.Ta upor je odvisen od snovi vodnika,od
njegovega orereza in njegove dolžine-mafcemationo izraženo:

Kjer znači 1 dolžino vodnika v metrih,f prerez vodnika v a/m
in l/f specivičen upor vodnika /to je upor vodnika dolžino
1 m  in pr er .za 1 m/ra za  trdna telesa, za tekočine pa upor
1 em 5 /.Recipročno vrednost specivičnega upora zovemo prevod¬
nost vodnika /f/  in če to vstavimo v zgornjo enačbo,dobimo:

to se pravi:JAKOST TOKA JE PREMOSORAZMERNA Z KLEKTHOMOTORSl0
SILO E,S SPECIVIČNO P.R0V0DN0STJ0 f  IN PREREZOM f IN OBRATNO
SORAZMERNA S DOLŽINO VODNIKA,

T .l B ELA 1 .

Teli ost upora pa je dalje odvisna tudi od temperature
vodnika in poskusi kažejo,da upor kovin s temperaturo naraš¬
ča, tekočin in oglja pa pada.Za trdne prevodnike in zliuine
uoor s temperaturo nara ča po enačbi

R-t“ r  R 0  * / I +oC t/

znači upor vodnika pri t C
R 0  znači uy'or vodnika pri 0 C
oc  znači temperaturni koeficijent vod.
/Temperaturni koeficijent znači izpremembo upora vodnika,ki
ima pri dani temperaturi-uoor 1 ohma,ako se isti segreje za
eno stopinjo Celzija/..

Za prakso' še bolj važno pa je dejstvo,da imajo
nekatere zlitine mnogo večji spec.upor,kakor bi ga pričako¬
vali z*ozirom na spec.upor sestavin.To spoznamo že iz zgoraj
navedenega upora•za nikelin /0,16C.u 19,f Ni 0,2 Fe/,ki se

uporall ja za kuhalne .in ogrejevalne naprave.Še bolj pa je
to razvidno za CEKAS žico,ki se dandanes splošno, uporabi ja
in za,Ko  ju podajamo tabelo /št.g/,da se po njej  ravnamo.

Za praktično enoto upora vodnika imamo 1 OHM in
pravimo: ENOTO  ELEKTRIČNEGA UPORA*BO IMEL VODNIK.KI PRI ELEK-
?R OMOT PESKI GlTTT VOLTA PROPUECa TOK 1 AMPER:. :

. - 92 -

in to je upor živo srebrnega stolpca l,o63 metra dolgega,!
m/m prereza,mase 14,45 grama ori tempraturi o°0 in se zo-
ve IMTIEKN \C IJ ON A.LNI OHM.

Tl B E I A 2 .

/JBe

15.RE03T.lTI  /PEGUL kNI UPOai
rnovega zakona ^ = E/R, vidimo, d a ""je?

E mogoče izprerainjati jakost električnega, toka J,ako
minjamo velikost'upora R:čira manjši je upor vodnika
ji je tok in čim večji je upor,tem manjša, je

vzamemo enačbo iz oh-
pri konstantni napetosti

i z pre -
, tem več-
jakost toka.

Take naprave,s katerimi je mogoče regulirati upor krogotoka
in posredno s tem jakost električnega toka,zovem o PROSTATE
ali REGULACIJE UPORE.

Reostate uporabljamo splošno v elektrotehniki.Pri
strojih imamo tako zvane zaganjače,v razsvetljavi moremo s
tem regulirati jakost svetlobe,toploto,ki se v njih razvija,
pa moremo uporabiti za kuhalne in ogrejevalne naprave.Za
prakso v glavnem pod reostati razumemo samo naprave,ki nam
služijo za regulacijo jakosti toka v gotovem danem električ¬
nem krogotoku in razlikujemo

l.ČEPCVNE PROSTATE in
2  o POČIČNE.PROSTATE.

ČEPOVNI REOSTATI so naprave,s katerimi je s pomočjo
zatika ali iztika kovinskega čepa mogoče izpremeniti veli¬
kost upora krogotoka in princip istega nam daje naša skica,

A-A

R>

A

Skica 10.

Delovanje njegovo lahko najdemo.Če imamo iztaknjene v.,c
potem so v krogotok vključeni vsi upori in j kost te/a, ...
zanemarimo upor zvez,znaša

' n_ _ E_ _ S  oV

1+10+20 + 2000 +1000 +100 + Rx J>1ll+Rx m P etoV

pri čemer znaci R x  upor v krogotok vključene žarnice.Žarnica
bo gorela le slabo.Ako pa sedaj zataknjeno en čep,se upor
krogotoka zmanjša,povečale jakost teka m žarnica bo gorela
močneje.Sfa ta način nam je mogoče dobiti različne jakosti

~fb~

toka,odvisno od tegajkateri odnosno
in s tora odgovarjajoče upore na krai
svrhe imamo take čepovne reostdte n

katere čepa z \■ teknemo
ko sklenemo»Za merilne .
pravi j ene,zelo natančno

in tako dimonzijonirane posamežhe upore,da nam je lahko

do¬
biti tako zelo majhne izpromembe kot večje,pri čemer za vsak
slučaj moremo iz priloženih podatkov zazna ti,koliko ohmov
smo v vsakem slučaju vklopili v krogotok.

Popolnoma na analognem principu je z. rajen -ročicni
reostat,ki ivmi 'ga ilustrira spodnja skica.Razlika je samo
ta,da sedaj mesto zotikavanja in iztikavanju cera
ročico.Na ta način sedaj gotove dele upora nar vnc
n jemo iz krogotoka, do čim srno ga pri 5 ero vnem roosta tu skleni¬
li na kratko.Te vrste reostutov porabljamo največkrat" za ža¬
gan jače motorjev in za regmlačne upore pri magnetili generat.,
do5im čepovne 'uporabi jamo,kot srno že omenili,za merilne svrhe
in to radi tega,ker nam isti dajejo več načinov kombinacij
celotnega upora in
rov

’0j?  oni iw.rnc
■st iz tak-

■a tu

to tern več,čim več imamo pozomeznih upo-

14.TOPLOTNI UČINEK ELEKTRIČNEGA TOKA.  če teče elektri¬
čen tok zkozi vodnik,se isti segreva-:likalnik se segreje,ako
ga priključimo na omrežje,kovinska nitka žarnice zažari,ten¬
ka žica navadne varovalke se cela stali,ako skozi njo teče
prevelik tok. v

če imamo enostaven električen krogotok s ohmo-
vim- uporom R,tedaj bo pri napetosti E elementa tekel v njem
gotov tok J. Iz., elementa jemljemo toro j učinek U E. J in ta

učinek se ne more drugje porabiti kot
samo v uporu in na zunaj se pokaže v
tem,da se ta upor močno segreje,da za¬
žari ali se celo stali.Električna e-
nergija se more porabljati v obliki
toplotne energije,ki izžareva iz na¬
šega upora.

Če vzamemo enačbo za učinek,potem moremo isto dalje
pretvoriti na obliko

J EeJ= J.B.J- J 2 .R

v uporu porabljeni tučinek je toraj enak produktu iz upora in
kvadrata jakosti električnega toka.Ves ta učinek se mora v
uporu izpremeniti v toplotno energijo in se pokaže v obliki
izžarevanja toplote na okolico.To toploto zovemo JOULOVO TO¬
PLOTO in zgornjo enačbo JOULOV ZAKON ELEKTRIČNEGA KROGOTOKA.
iz njega no snamemo :MNOŽINA TOPLOTE,KI SE RAZVIJE V VSAKEM
KROGOTOKU,KI IMA UPOR R IN SKOZI KATEREGA TEČE JAKOST TOKA J,
.JE PRLMOSORAZMERiNA KVADRATU JAKOSTI TOKA IN UPORU.

Za električno strojstvo je vsa ta toplota zelo ne¬
prijeten pojav,ki nas ovira,da ne moremo graditi strojev pre-
go gotove meje,ker se isti preveč segrejejo in je nevarnost,
da se pokvari izolacija.Nasprotno pa to toploto moremo zopet
izkoristiti za.različne ogrejevalne in kuhalne naprave kot
tudi za razsvetljavo v električnih žarnicah.Ker toploto meri¬
mo v kalorijah,je. treba še določiti ekvivalent med toplotno
in električno energijo in imamo:

VVVVVVVj


3


Skica 12.

~94

1 joul= v?atfc/sek = o,27 g-cal.

U= o,24.S 0 J.t ram-cal.

/ S ramska kalorija je ona množina toplote,ki je potrebna,da
so 1 grom vode segreje od 15° C na 16°C/.

Kakor je ta toplota mnogokrat zelo neprijetna in
znaoi izgubo razpoložljive olktrične enrgije,tako se ista da
tudi izrabiti za različne naloge praktičnega življenja,ki
rabijo toploto®

Tako imamo različne ogrejsvalne naprave /električne
peči,električni kuhalniki,električni likalniki/,ki niso v
principu nič drugega nego tak električen upor,ki se segreva
in izžareva iz sebe toploto naokolico,katero potem v teh o-
grejevalnih napravah porabimo za najrazličnejše svrhe 0

Električne peči v principu sestojajo iz gotovega
upora,ki ra  pritdrimo na izolatorje povsem svobodno,tako da
se toniota iz njega more razširjati na vse strani okolice in
istd> segrevati,Imamo d no vedno napetost in jasno je,da bo

množina izžarjene toplote tem
večja,čim večji bo električen
učinek,ki se v uporu izpreminja
v toplotno energijOoKakor meri-
mo električen učinek v watih,
tako splošno tudi velikost peči
označavamo samo s številom watov
ki jih peč v enoti časa porabi
za segrevanje upora.Če je nape¬
tost konstantna,potom bo učinek
tem večji,čim večji tok bo tekel
skozi naš upor,ki jo tudi kons¬
tanten /sledi iz U“ E. j/ in tem
večja bo Joulova toplota J s .!,kl
narašča s kvadratom jakosti toka
Iz tega dalje sledi,da bo upor
tem manjši,čim Miji bo učinek,
cj,-  — ker le na ta način more narašča-

Oa/CO' 12 .  ti jakost toka. - Pri tem pa jo

treba paziti na to,da obtežba upora /število amperov,..,! o -
padejo na en m/m a,N prereza/ne postane prevelika,ker bi mogel
upor vgled tega pregoreti.Iz tega je sedaj jasno tudi,zakaj
smo v tabeli 2.navedli tudi dopustno obtežbo za različne tem

llolqtarsKi

p rovo d  n i l<

perature.

Mnogokrat sc peči napravljene tako,da je jakost
toka mogoče regulira;i in s tem seveda tudi velikost toplo-
te,ki jo upor izžareva.To napravimo na enak način,kakor smo
regulirali velikost upora pri reostatih ali pa,da s premak*.
nitvijo ročice uklonimo drugi upor paralelno,vsled česar se
celoten upor enako odgovarjajoče pomanjša in s tem poveča
velikost učinka električne peči.

Na popolno:" nalognem principu je zgrajen elektri¬
čen likalnik,ki ga predstavlja schematično spodnja slika.
Tudi tu imamo enako gotov upor,v katerem se električna ener¬
gija izpreminja v toplotno,vendar
v tem slučaju iste ne pustimo iz¬
žarevati direktno v okolico,ampak
isto ujamemo v železno ohišje,ki se
močno 'segreje in na to uporablja
kot vsak drug navaden likalnik.Upor
je navadno v obliki spirale zalit
v samotno opeko ali azbest,da je s
tem dobro izoliran tako napram zu¬
nanji okolici kakor ena veji proti
drugi,ali pa je žica navita na od¬
rezke marijinega stekla /ulimmer/ in potem še izolirananapr n
železnemu ohišju.Izdelavo so mnogokrat različne,princip pa se
predrugačiti ne da in ost no vedno isti in šuiak.

Tretji slučajj praktične izrabe Joulove toplote i-
mamo pri električnih kuhalnikih.Konstrukcije teh so zopet

želemi okvir

SLjuda

Skico  / 3 .

- 95 “

zelo različne tako po časovnem razvoju, kakor tildi , v odvis¬
nosti od tovarne, ki dotieni kuhalnik stavila na trs »Ena
starejših tip ja sledeča:imamo m  vododržni pločevinasti po¬
sodi navit električen upor,dobro izoliran } 4an* nastane k«k

stik tako mod posameznim inve jami upora
kakor med uporom.in pločevino.Gba kon¬
ca upora izpeljemo ne pl©čsvinskem nas¬
tavku na prosto in po vrvici do stens¬
kega kontakta®Če seda^'puhtimo teči tok
skozi upor,se isti začne segrevati in
vso toko dobljeno toplofo odda na ste¬
ne pločevine in stene dalje na teko¬
čino,kot je iz skice jasno.Vsa toplota
se tako prenese direktno na tekočino,
učinek -to je stopnja učinka- bo tako
razmeroma zelo velika,ker nimamo nobe¬
ne izgube toplote na okolico,kakor bo¬
mo to videli pri nadaljnih sistemin.

Drugačne pa so razmere kuhalnika,ki nam ga daje
spodnja skica.Posoda,ki naj nam služi za električen kuhal¬
nik, dobi dvojne stene in med obe steni sedaj pride upor,

ki ga hočemo segrevati.Izžarjena toplo¬
ta prehaja zopet najprvo na obe steni,
toda sedaj samo ena stena oddaja toplo¬
to dalje na tekočino,druga 'pa'v okoli¬
co in za segrevanje tekočine ne pride
v poštev.Sledi iz tega,da b.o stopnja
učinka napram prejšnjemu slučaju znatno
padla.Iz tega razloga,kot iz razloga,
da je pri izmenjavi tekočine treba mno¬
go časa,tega sistema v praksi ne naj¬
demo več tako pogosto,kot prvotno,ko se
'• je teorija električnih kuhalnikov šele
razvijala.Grade pa se kljub temu za slu¬
čaje,ko konsument kuhalnik rabi samo za segrevanje manjših
množin istovrstne tekočine /za segrevanje kave,čaja itd./
Dandanes moderno obliko kuhalnika nam daje ski-
ca 16  .Imamo v principu zopet električno peč.Upori so na¬
meščeni v nizkih jarkih dobro izolira joče opeke in ki so
navzgor popolnoma odkriti.Na ta način dobimo dobro izola¬
cijo, upor žari in oddaja to*ploto po večini samo navzgor,
toraj proti posodi,katero denemo na okvir,nameščen okoli
uporov in kojega naloga je,da skrbi za primerno razdaljo
med posodo in upori,kakor da varuje opeko pred zunanjimi
poškodbami.Stopnja učinka je primeroma velika,reparatura
enostavna in vsak čas nam je mogoče segrevati drugo poso¬
do,ne da bi tr-ebali pri tem posodo umivati in čistiti.Iz
teh praktičnih razlogov je tudi u,-vneljen ta način grajen¬
ja današnjega modernega električn- kuhalnika.

¥ZZZZZ7ZZZ%72?2/li
Skica 14 .

Ce napravimo več takih kuhalnikov in iste vse
združimo v konstruktivno celoto,dobimo električen štedil¬
nik.Posamezni kuhalniki so glede učinka potem različno
dimanzijonirani,kakor tudi pri kuhanju rabimo za posamez¬
ne slučaje različno temperaturo in različne množine toplo¬
te. • -

” 96 ™

Praktičnost električnega kuhalnika je brez nadaljnega
utemeljena,vendar pa se isti dandanes kljub temu v prak¬
si razmeroma malo uporabljajo«Vzrok tiči v tem,da je elek¬
trična energija mnogo predraga in vsJfced tega cena kuhanja
z električnim tokom preveč prekaša ceno kuhanja z drvmi*
Velikost kuhalnika /učinek/ merimo večino.v watih,

Za jakost toka^in za velikost upora,ki je za gotov učinek
potreben,mgrajo toraj veljati popolnoma iste enačbe,ki
smo Jih našli pri določevanju velikosti Joulove toplote«

.še en slučaj izrabljanja Joulove toplote imamo
in to v električnih žarnicah.Tudi žarnica ni nič drugega,
nego v električen krogetok"vključen upor,vendar v tem slu¬
čaju mi ne uporabljamo razvijajoče se toplote,ampak svet¬
lobni učinek žarenja upora - to je v žarnici napete ko¬
vinske■■ni tke .Električna žarnica je toraj prav za. prav samo
aparat,ki nam električno energijo izpremenja v svetlobno
energijo.

Konstrukcijo električne žarnice najdemo na spodnji
skici s - : ako pridemo do kontaktov, je iz nje vidno in jasno.

V visoko evakuirani etekleni-hriiš.-- -
ki. imamo zvito tenko kovinsko nit¬
ko, kat era zažari in da ne zgori,
potrebno je,da zrak iz žarnice iz¬
črpamo, koli aor je le mogoče .Učinek
žarnice dandanes s pl osno merimo v ..
vatih,dočim se je preje meril v sve¬
čah/ 1 sveča je 1,5 vata/ 0  tra j»
nost žarnic danes dosega'že-preko

1000 ur. . . —

Poleg teh omenjenih '

jev praktične izrab© Joulove. top¬
lote pa isto uporabljamo tudi v
drugih panogah tehnike za najraz«*
ličnejše slučaje.'/ posebnih elek¬
tričnih pečeh pridobivamo iz rud
Al in Mg,pri čemer je potrebna
temperatura do 5500 °C,dalje v
kamnolomih in rudnikih raza'-e
liva užigamo najbolj varno s elek¬
tričnim tokom,itd.

l§',.K.ŠgŽESr UI 2 IF ELEKTRIČNEGA x014. V z ©mimo dvokrako__
stekleno posodo in. napolnimo isto  z vodo ? kateri primešam«)
nekoliko žveplene ki siine/l'0: l/ .Na dnu pri trdimo dve plati »
novi elektrodi in isti zvežimo s poloma galvanskega člena« -
Elektrodo,ki je spojena s pozitivnem polom elementa,bomo
nazivali ANODO,drogo elektrodo pa KAT0D0*

Če sedaj gledamo na vklopljen ga1-
vanometer,vidimo,da v krogotoku
teče gptov tok,katerega s regu-
lačnim uporom R moramo poljubno
regulirati gleda njegove jakos¬
ti .Poleg tega pa najdsmo,da na
obeh elektrodah nastajajo mehur¬
čki, ki se v krakih dvigajo nav-
zgor.čs te nastale pliee preiš-
oer-o,na jdemo,-da se nad anodo zbi¬
ra kisi k, nad katodo pa vodik./oda
se je vsled teka,ki teče skozi
njo, razkrojila po enačbi HgO™
Ka+Ojvodik je Šel na katodo,ki¬
sik pa na anodo»To razkrajanj®
2 cvemo ELEKTROLIZO.Elketroliza
je toraj pročes,v katerem se el®k"
trična energija porablja za ras

0

anoola
+


H

it

E

—^—®-

kertoda

Ji

Skica i&.

bitje kemijskega agregatskega "stanja,da se tekočina vode
razkroji na svoje sestavne dele,Pri tem pa je važno knos-
tatirati to,da se kovine in vodik nabirajo vedno na kaio-
di,

/ V resnici se ne razkraja voda,ker bi druga¬
če ne bilo potrebno prldejati žveplene kisline H2SO4. in
'je to razkrajanje le sekundarni proces elektrolize.Kemi¬
čen proces je v resnici sledeči rllgSO^ razpade na H0+SO4
in H 2  postane prost in gre na katodo,SC>4 pa na anoao,kjer
se z vodo zopet združuje po enačbi 8O4+ HgO= H2SO4+ 0  in
ta prosti kisik ostane na anodi./

Spoznanje upliva električnega toka na ne¬
katere spojine se v praksi uporablja za SaLVaNOPLaSTIKO.

Ge vzamemo raztopino modre galice /CUSO4/ in za katodo
damo kak novee,ki ga predhodno nama ženo s graf itoifc, se no¬
vec prevleče s Cu,ki se da lahko odluščiti in tako dobi¬
mo negativni odtisek našega novca.Lahko pa dobimo tudi
'pozitivni odtisek,če v vosek najprvo odtisnemo negativ¬
ni odtisek in istega prevlečemo s grafi tora, da postane pro-
voden.Ta odtisek porabimo za katodo v modri galici, prev¬
leče se z bakrom in prevleko lahko odluščimo«,

Drug slučaj praktične izr .be zgornjega dejs¬
tva je takozvana OaLVL.NOSTLGIJ^.Lesto katodo denemo go¬
tov predmet in električno izločena kovina iz elektroli¬
ta se trdno in enakomerno prevleče prač pr odmota. Tako
moremo različne predmete poniklatl,pozlatiti itd,

Končno imamo še matalurgijo za pridobivanje
čistih rud iz s00jin ali rud,ki en.ko sloni na u- jstvu
razkrajanja vsled električnega tok?..Vse te stvari so ze¬
lo enostavno,vendar pa se podrobneje nc moremo s tora pe¬
čati, ker to ne spada v okvir naših predavanj.

16 .TEQRIJa  ILKd RIČ MlH  ,i;.UKULaTOd JKY o ie v

leno posodo nalijemo razredčeno 'zvedeno kislino /lig ',0/J
in v njo postavimo dve svinčevi elektrodi /Fb/,se ti dvo
plošči kmalu prevlečeta s skorjo svinčevega sulfata /F 08 O 4 /.
Ako obe elektrodi spojimo preko regulačnega upora s gene¬
ratorjem za enakomerni tok,začne v
krogotoku teči gotov tok i,Ki v poso¬
di povzroča gotov kemičen proces,ka¬
terega splošno o zna'; a varno kot
POLNJENJE a. d Ul, mOdJ x
ta proces je podan o er

m

ia c u

.i

n?

n

anodi: i-bS0 4 4- S 0 4  4 - 2HgO =■ i b0 2  + 2115804

c k .  ieta.

todi:PbSOk + H

= Pb + H 2 80 4

Imamo toraj:skozi element teče
električen tok. /POLARIZaCIJSKI ali
PRIMARNI TOK/ in ta povzroča goto# ke¬
mičen proces,kojega posledica je,da
se na sinodi svinčev sulfat pretvori v
svinčev superoksid,na katodi pa v svi¬

li primarnem procesu sc toraj električna energija pretvar¬
ja v kemično,ki se zbira v posodi /ki se akumulira/ in ka¬
tero nam je sedaj mogoče zopet dobiti ven.Take naprave,
ki morejo v sebi akumulirati energijo,pa zovemo aKUuULa-
TORJE

Če se&aj generator odklopimo in oba pola pre¬
ko ampermetra zvežemo v krogotok,vidimo,da tudi sedaj te¬
če električen tok v tem krogotoku in sicer v obratni sme¬
ri - ta znaČi,da v akumulatorju moramo imeti zopet go¬
tov kemičen proces,uri katerem se nakopičena kemična ener¬
gija izpreminja nazaj v električno.Ta proces imenujemo
sedaj SEKUNDARNI PROCES ali PROCES PRAZNJENJA AKUMJLaTOR-
JA Kemičen procesije označen z enačbami:

na anodi: Pb0 2 +Hg+ HgS0 4 = PbS0 4 + 2H 2 0
na katodu:Pb + 30 4  = PbSO|

Na koncu procesa praznjenj! imamo toraj zopet na obeh e-
lektrodih svinčev sulfat,vsa nakopičena energija se je
zopet porabila v obliki električne energije,akumulator
pa moremo znova na polni ti.AMJMULATOR JE 'fQR*J APARAT,KI
V PRIMARNEM PROCESU POLNJENJk IZPREMINJA. ELEKTRIČNO ENER¬
GIJO V KJ3J1ČN0,KATERO MOREMO V SEKU.:DuRN]&i PR0CL3U ZO¬
PET IZ PREMER m NAZAJ V
UPORIH ELEKTRIČNIH x*R0G0TOROV.

ELEKTRIČNO

IN ISTO UPORABITI V

Ce akumulator polnimo,tedaj je jasno,da mora
biti. napetost polnilnega stroja nekoliko večja odproti-
napetosti akumulatorje samega,ker mora obstojati v vsa¬
kem času gotova diferenčne napetost,da more skozi aku¬
mulator pognati električen tok.Protinapetost akumulator¬
ja pa tekom primarnega procesa ni konstantna,ampak se
s  časom- izpreminja in spodnja grafična predočba nore daje
odvisnost velikosti akumulatorjeVe protinapetosti od ča¬
sa polnjenja. Ravno tako pa je treba izprominjati polnil¬
no napetost generatorja,to je,velikost na sponke akumula¬
torja pritisnjene napetosti.To dosežemo na ta način,da v
krogotok vključimo regul&cni upor,kakor nam to pokaže ski¬
ca 20 stikalnega načrta. - .

Pri vsakem akumulatorju- imamo za polnitev gotovo
predpisano jakost električnega toka/J ma x/»katere pri pol¬
njenju ne smemo prekoračiti,ker bi se drugače akumulator
kvaril in bi se zm msevala njegova živi jenska doba/Pa ma-
ximalno dopustno velimost polnilnega toka vsaka tovarna
točno navede in znaša približno 2  do 3 ampere.3 pomočjo

po/nenja

praznenja

a-?
2'6
Z 5
Z 5
24
21

22

21

20

T9

1'8

17

krivulja

krivulja

Šk/ca Št 21.

regulačnega upora R sedaj jakost toka moremo poljubno re¬
gulirati po enačbi J= E/R.Napetost E je dana /z napetost¬
jo polnilnega generatorja ali omrežja za enakomerni tok/,
toraj moremo izračunati velikost upora,ki ga je treba za
vsak trenutek polnjenja vključiti .Po krivulji za polnitev-
najdeno napetost akumulatorja v začetku poln j ega 2,15 V,

- 99 - .....

in za slučaj enekomernega toka z napetostjo E=110 7  in
pri J ;u , iZ  •■= 2 n bi morali uničiti v uporu 110«»215 ^107*15
voltov', za "kur bi potrebovali velikost upora

R = E/J = 107,85/2 = 53*925 ohmov

Na koncu polnitve akumulatorja pa imano profcinapetost
2*65 volta,toraj je treba uničiti 110-*“ 2* 65 »107*35 V,
odnosno vključiti upor

R - u/3  = 107*35/2 = 05* 675 obnov.

Iz tega posnamemo,da moramo v krogotok vključiti kons¬
tanten upor 53*675 obnov in še izpremenljiv upor do
53*9.25 ohmov,med katerima vre mast ima upor potem regulin
ramo z ozirom na protinapetost akumulatorja,kakor nam
jo kaže krivulja polnjenja.

Tako enostaven slučaj imamo,ako imamo omrežje o«
nakomernega toka,0e pa imamo omrežje izmeničnega toka,
potem je najprvo istega treba pretvoriti v istosmerni tok
s pomočjo usmerjevalca in šele na to priklopiti na spon¬
ke' akumulator ja, ki ga hočemo polni ti r , 0 tem bomo govorili,
ko bomo obravnavali teorijo Usmerjevalca*,

Skica21nam daje tudi odvisnost napetosti ed ©asa
• za slučaj praznjenja akumulatorja in vidimo,da napetost
akumulatorja v začetku takoj pade na vrednost 1* 95 volta
tekom nadaljnega praznjenja pa počasi pada,dokler konč¬
no, ko jo akumulator prazen,njegova napetost ne pade na
1*7 volta«

Učinek akumulatorja merimo normalno v amperskih
urah /Ah/.če imamo učinek 20 aMpaorskih ur,zna61 to',da se
akumulator izprazni v 20 urah,ako iz njega trajno jemlje¬
mo jakost toka 1 ampera»To p-ravzaprav ni učinek,ker je
dam tudi napetost in EJt je že delo - zatfe.normalno to
sovam© kapaciteto akumulatorja /ki pa seveda z električno
kapaciteto nima prav nobene tveze/.Pri tem pa je treba
_ paziti,,da je kapaciteta akumulatorje zelo odvisna od ja¬
kosti ©Oteževalnega toka.Če bi na pr»mesto 1 ampera od¬
vzemali 2 ampera,potem nebi več dobili čas praznjenja
10 ur,ampak precej manj.Trajanje izpraznjevanja je tor ja -
odvisno od velikosti obteževalnega toka in če Imamo kapa¬
citeto dano v Ah,moramo tudi pčflati, kako velik je za 'ta
slučaj električen tok in samo za tisto jakost toka potem
velja podana kapaciteta akumulatorja,,

Za elektrolit dandanes uporabljamo sama razred
čeno žvepleno kislino s spec »težo 1*15 do 1*24.T zalogi
navadno najdemo le koncentrirano kislino in je isto še
treba razredčiti,pri čemer pa- moramo paziti,da vedno pri-
lijamo žvepleno kislino vodi in nikdar obratno»Normalno
vzamemo 136 delov kemično čiste žveplene kisline na 1000
delov vode,Razredčenost mssm^Km  navajamo s spec.težo in
spodnja tabela nam daje ctaig potrebna števila«

Tabela št.3.

Če imamo več akumulatorjev zvezanih v seriji ali
paralelno,dobimo akumulatorsko bate>ijo,Kakor pri galvan¬
skih členih,se tudi v te, slučaju napetost poveča,ako po-,
samezne člene zvežemo v seriji,drugače pa pri paralelnem
stiku napetost ostane vŠdno enaka,moremo pa povečati ja¬
kost toka s številom elementov in normalen tok praznjenja
bo enak produktu iz števila Členov in normalnega.obteže-
valnega toka ©nega*, člena.

s. Magnetizem.

'  splosni pojmi,

'. " /TjTPodjimenom '‘magnetizem” se je prvotno razume¬
valo svojstvo železa in železnih rud,da so mogla privla-
oevat^nas-#—druge.,_ železne delce®Teori ja se je razvila e-
nako hitro in skoro vzporedno s teorijo elektrostatike,
obe teoriji sta si mnogokrat zelo sorodni,oba pojava pa
vedno več ali manj vezana drug na drugega,kar bomo imeli
priliko v nndal jnem tudi podrobneje spoznati.Eno dejstvo
pa moremo takoj povdariti rlGNETIZEA NI MOGOČE THEffaJATr
PO VODNIKIH .kot smo prevajali elektrenine iz mesta višje-
ga potenci j_ala namesti nižjega,magnetizem je vedno vezan
na-svoj nosilec in premakniti ga moremo samo,ako premakne-
mo nosilec...

. Ako je namagneteno telo v stanju,da privlači

na sebe druge železne delce,potem je jasno,da magnetizem
mora upiivati na svojo okolico«In kakor smo v elaktrosta-
tikli imenovali upli.v elektrenine na okolico silo električ-
Tiega.pol ja, tako tu dobimo silo magneti onega polja in a-
naiogno zovemo MaGNETIČNO POLJE  vso okolico,v kateri se
pojavlja upliM magnetizma®

Če vzamemo ma. netno palico in jo obesimo povsem
.prosto,se ista postavi vedno tako,da en konec gleda proti
severu,drugi pa proti jugu /točno:v smeri zveznice magne-
irčnirh polov-Zeml je/ in oni konoc,ki-gleda proti severu,
zovemo severni pol  /drugi konec pa južni pol .Premico sko¬
zi oba pola pa zovemo ma;petno os «Na tem principu je zgra¬
jena vsaka’ igla magnetnica«

Analogno kot v elektrostatiki imamo tudi tu ura
vilo, da se _ DVa ISTOITd. k liki POLa ODBIJaTa IH DVA RaZKOIMEN-
Sk.v PRIVLAČUJET A.Ge imamo gotov magnet in mu približamo
palico iz mehkega--železu,tudi palica postane magnetna in
sicer po skici 22 .Ta slučaj,da tudi druga palica postane,
ma .-metna. zovemo lAGIHTKO INFLUENCO . Ako železno palico zo¬
pet odmaknemo.,ista izgubi svojo mag,netičnost,palica je bi¬
la samo začasno magnetna,dokler se je nahajala v bližini
drugega magneta - take začasne magnete zovemo Tildi GREENE
MAGNETE «Ako naša palica ni preveč mehka,ostane še dalje
magnetlena - sicer slabejše - ostati je toraj morali v pa¬
lici še vedno nekaj magnetizma in ta preostali magnetizem
zovemo ' EMINENTNI iLKINETIZKM .Če pa vzamemo jekleno palico,
ista ostane trajno magnetna in govorimo o PERk-NENTNIH  -ali
TRAJNIH. MAGNETIH«

MOLEKULSKA HIPOTEZA MAGNETIZMA«

Ce vzamemo permanenten magnet,vidimo,da njegov
ma gnetizem,odnosno jakost magnetizma,od obeh koncev palice
proti sredini pojema in v sredini je v gotovem prerezu 0.

Skica st.

f

22

pas

Skica št. 2,5.

To mesto v sredini zovemo INDIFERENTNI PAS MAGNETA . Če se¬
daj našo palico na tem mestu prelomimo,da tudi oba dela
postaneta popolna magneta zase,oba imata svoja pola in 'ka¬
žeta vsa svojstva prvotnega nezlomljenega magneta,srednja
dela dobita raznoimenska pola,'kakor to ilustrira .1;: c a 2’5.

- 101 -

To prelamljanje moremo nadaljevati dalje in končno pride¬
mo do molekule,ki kaže prav enaka svostva,kakor prvotni
nezlomljeni magnet,tudi molekula tvori popolno magnet zase,
Iz tega je nastala hipoteza,da imamo dvojni magnetizem,
pozitiven in negativen,in vsaka nemagnetna snov kakor tudi
magnetna ima oba enako velika o Vsaka, snov po obstoja iz mo¬
lekul, odnosno iz molekularnih magnetov,ki so poljubno raz¬
treseni in možno je,da se v snovi oba dela ravno uničujeta
snov na zunaj ni magnetna.Ako pa sedaj te molekularne mag¬
nete uravnamo s tem,da mu približamo kak drug magnet,po¬
tem nastane gotova ureditev teh molekularnih magnetov,ki
povzroča,da se v eni smeri ojačuje pozitiven magnetizem,

&  drugi pa negativen in magneticen unliv se more pokazati
tudi na zuriaj.ildL.GNkTENJE IN INFLUENC* 1 'ORaJ ZNACITa SAMO
NEKAKO MOLEKULSKO UREDITEV SNOVI TAKO,DA SL MAGNETIZEM MO¬
LEKULARNIH MAGNETOV SEŠTEVA V GOTOVI SMERI,V3LED ČESaR SE
MORA POKaZaTI TUDI Na EUIMaJ.

COULOr Bo V Za; ..ON MaCN.-jTIZMA .

Coulomb je eksperimentelno dokazal,da se dva is¬
toimenska pola jakosti m 4  in m a  odbijata,razno L zenska pa
privlačujeta,s silo

P=±fe'

m-i.TTu

P 1

ni

'mi

■^r

Iz tega sedaj enako kot v elektrostatiki najdemo enoto pq-
love jakosti,ako znaša sila ldino,r=lcm in %m a ,to je:
ENOTO POLOVE JaMOSTI  IMaMO.K aDaR  J^OST ENEGA POLA V RaZ-

DALJI 1 cm UPLIVa Na  DRUG ENAi.0 VELIK POL S SILO 1 PINE.

Analogno najdemo budi definicijo za JAKOST MAGNETIlNI&a

POLJA:to je sila, s katero pol jakosti m upliva na drug
pol jakosti 1 v poljubni razdalji r,ki jo tvori točka,v
kateri jakost polja merimo,od pola ra.

Po coulombovem zakonu tudi magnetieno polje teore¬
tično sega v neskončnost,praktično pa je razmeroma majhno.
Smer sile magnetionega polja nam kažejo SMERNICE MaGNETIČ-
NEGA POLJA  /MAGNETIČNE SMERNICE/,ki stoje vedno pravokot¬
no na ekvipotencijalne ploskve,to je na ploskve,v katerih
je jakost polja povsod enaka«,

Praktično jakost magnetiSnega polja merimo s šte¬
vilom smernic,ki odpadejo na 1 or polovega prereza in jo
zovemo i MJNETIČNO INDUKCIJO  / &/ a Ce  si mislimo majhno ma¬
gneti ono točko in okoli nje^dve koncentrični točki,ko jih
površina znaša 4Jfečm* in 4r 2 lT cm 2 .Če rečemo,da naš pol se¬
daj v celoti izžareva
<3& smernic,potem jih gre
skozi vsak cm 2  prve krog-
1 je <i>/43l'in druge <$/4r 2 .Jf ,
toraj gre skozi drugo r 2 -
krat manj smernic.Po dou-
lombovem zakonu pa tudi
sila polja pojema s kva¬
dratom razdalje /r 2 /,to¬
ra j je v skladu tudi s
Coulombovim zakonom,ako

4>

Srn.

Cf _ <P Srn/

o® a.b / cfTL

število smernic na cm 2
vzamemo za merilo jakosti
magnetienega polja v točki
z razdaljo r od magnetne
točke.Tako tudi postopa-
2 io.Po Coulombovem zakonu imamo za jakost pola m v razdalji
r jakost magnetičnega polja m/r 2  in rečemo,da je število
smernic na cm 2  v dotični točki ravno 2i/ r 2.Celotno število
smernic je potem ~^«4r 2  — m.4TT smernic.Za enoto polja to¬
ra j /m =1/ ravno 4k smernic.

Tudi v našem slučaju imamo enako kot v elektro-
statiki uri Coulorabovem zakonu konstanto k,ki pravi,da je
j -kost polja v gotovi točki odvisna tudi od snovi,v kate-
rimse razširja ma netičen upliv.Pravimo zopet,da bomo ime¬
li različne upore in že  sedaj moremo omeniti,da je edino
železo dober prevodnik,dočim vse ostale snovi nudijo magne¬
tizmu mnogo večji upor.Vaze# je upor zraka in smemo trdi¬
ti, da ima zrak več kot 1000-krat večji magnetični upor od
železa.

V  teoriji električnih strojev bomo govorili tu¬
di o magnetičnen toku,Silnice magnetičnega polja imajo ved¬
no smer izpod pozitivnega /severnega/ pola proti južnemu
in vsaka smernica,ki gre izpod severnega pola,konča pod ne¬
gativnim polom.Smernice pa si dalje mislimo,da so v železu
I snienjene v popoln krogotok

los pofov  in vedno bomo govorili o ma-

gnetičnih krogotokih.Pri tem
. pa ne smemo pozabi ti,da to ni
noben tok magnetizma,ampak
samo predstava,s katero nam je
mogoče lažje spoznati gotove
, , / zakone in enačbe,ki v svoji te-

\clnu  oretični obliki dajejo popol¬
noma točne praktične rezulta¬
te noleg jasnega fizikalnega
uoogleda in lahkega razumevan¬
ja posameznih problemav.Kakor
smo že rekli,pa magnetizem ni
nočen tok,magnetizem je vezan
na svoj nosilec in se more pre¬
mi;: ati samo,ako se premika žu-
di nosilec.Ge si to zapomnimo,
potem smer o reči analogno kot uri električnem toku: KAKOR JE
" ' SLjl-rfral'KT TOK .,aOGO.. 0... £^0_ Jž TUl}I V3«M

Skica 25.


. kOGOTOČ. . Prav ena no bomo tako govorili tudi o
ia-dietičnem uporu in ca. to : aoliciramo na zgornji odstavek,
bomo rekli s zrak ima več kot 1000-krat večji upor od z mi eza.
že bomo toraj morali imeti kik magnetičen krogotok,potem
jo jasno,da bomo gledali,da istega napravimo iz železa,ker
drugače -je treba potrošiti preveliko energije za vzdrže¬
vanje tega magnetienega toka,izgube v strojih postanejo pre¬
velike.Obširne je bomo o tem govorili pri strojih .

ELEKT ROMAGNET12KM.

Vzamemo palico iz mehkega železa
vijemo izolirano žico,skozi katero pošljemo
Vidimo,da palica postane magnetna in dobimo
TriOKaGNET .Električen tok jo povzročil,la je

ma t  ,netna ♦ Električen
'~-=--— porabi,da posamezne

in okoli nje na-
električen tek.
takozvani
palica postala
učinek se
molekule

uredi tako,da se magneti-zem
pokaže,električen tok toraj mo¬
lekule preobrne tako,da se poli
posameznih molekul podpirajo -
in ravno za ureditev molekul se
je potrošila električna ener¬
gija, katero pošljemo skozi ovo¬
je.

Smer smernic magnetič«
pol*ja določimo po pravilu sved-
ra,ki -se .glasi: 03 TEČE EhK .d RlC al TO,. V SMERI ROTaOIJE SVED¬
RA . POTEM JE -SMER LIA.GNETI OMEGA POLJA V SMERI NAPREDOVANJ A
SVEjRA .In če sedaj redeo,d:i smernico gre o izpod severnega
pola proti južnemu,potem bomo v naši skici i eli na levi
severni pol,na. desni 'jughi pol.0 pravilnosti se-moremo pre¬
pričati s pomočjo igle. . .gnethice<>

Vsak ele' 'rc t ima seveda vse lastnosti pra¬
vega nagneta in ga moramo prav tako uporabijati,kakor druge
magnete.Elektromagneti cc uporabljajo predvsem v strojstvu*

-'I 05 -

Ako sedaj v skici 26 železno jedro odvzamemo,vidi-
mo,cia tudi tuljava sama enako učinkuje kot pravi magnet,le
da ;je jakost razmeroma man jša -• železno jšdro toraj samo
poveča velikost magnetizma odnosno magnetičnega toka,..Take.
tuljave br.ez železnega jedra zovemo SOLENOIDE in rečemo,da
se vsak sol.en.oid ponaša prav tako kot pravi magnet z  dve¬
ma poloma in če prosto visi,se postavi v smer zemeljskega
magnetnega merldi jana.®Enako tak solenoid privlačuje nase
druge železne dele in to dejstvo se v praksi zelo šesto u~
porabi ja,posebno pri relejih in merinih aparatih®

Na tej magnetično' lastnosti solenoida sloni ta-
kozvana AMPEROVA HIPOTEZA.MAGNETIZMA. ki pravi,da vsak.mag¬
net predstavlja sestav vzporednih in istosmernih galvansih
tokov okoli posameznih molekul,Zemeljski magnetizem je ena¬
ko sestav takih galvanskih tokov,ki tečejo v smeri od vzho¬
da proti zahodu,pri čemer ne smemo pozabiti,da mora sever¬
ni magnetični pol ležati ha jugu.

KRIVULJA MAGNETIZIRANJ.u»?.uiGNETIČNI UPOR®

Eksperimenti kažejo,da je jakost magn,toka odvisna
od lcakosti toka magnetiziranja - čim večji je ta vzbujeval-
ni magnetični tok i m ,tem veča bo magneti Sna indukcija^ pod
polom magneta»Vendar pa vidimo,da pri gotovi velikosti to¬
ka magnetiziranja velikost magnetienega toka skoro nič več
ne narašča,Tako imamo krivuljo skice 2/,ki nam daje odvis¬
nost magn.Indukcije od jakosti toka magnetiziranja In kate¬
ra pravi:dokler je magnetična indukcija /nasičenost/ majhna
ista skoro linearno narašča z jakostjo toka magnetiziranja,
ko pa dosežemo gotovo nasičenost,krivulja napravi koleno in
nad kolenom povečanje toka magnetiziranja le neznatno upli-
va na povečanje velikosti magnetičnega toka,To krivuljo v
praksi najdemo pod imenom KRIVULJA 2 .,aGNSTIZIRANJa . %a gotovo
(JOSfoto tS - 4 6?n /cm. 0  ki odgovarja cdotruzrniz toku  S? jyi bit tov aj potreben

lok in.*aA, S čimer pri Hevitvc
ovojev- lj %  dobimo odgovarjajoče šte¬
vilo a/nfietov-ojev AWm.

Zn a£ AMm,

Krivulja maqnetiziranja.
Skica 2y

Za velikost magnetičnega toka,odnosno magnet,
indukcije pa je sedaj vse eno,če imamo na pr.BO amperov in
en sam ovoj ali pa 1 amper in 30 ovojev - jakost polja je
odvisna samo od produkta amperi ovoji in popolnoma vse eno
je,kako je ta produkt sestavljen iz obeh faktorjev.Pravi¬
mo : JAKOST MnGNSTIČNEG a  TOKA JE ODVISNA a.-Jjp OD ŠTEVILA AM-
PER OVOJEV /AW/ .Ker t>a .1e v vsakem elektromagnetu število o-
vojev že fiksno,je razumijivo,da moremo v naši krivulji ma-
gnetiziranja pisati mesto i ffi  tudi A?/,kakor moremo pisati
mesto$ tudi §  ,ker je <$=£,.&  , to je:krivulja v obeh slučajih
obdrži svojo obliko,izpremeni se samo merilo na obeh funk¬
cijskih oseh.

Velikost vzbujevalnega toka i m  pa ni odvisna
samo od velikosti^nasičenosti železnega ječra,ampak tudi
od velikosti /dolžine/ magnetičnega krogotokaCe si vza¬
memo skico 25  ? potem'krogotok našega magnet.toka obstoja
iz gotove dolžine poti v železu /l^/ in iz poti v zračni
špranji /o/.Pri tem pripomnimo,da za dolžino poti vzamemo
vedno dolžino,ki spaja vsa središča prerezov.In sedaj je
jasno,da mora tudi dolžina imeti svoj u^liv.

Tako pridemo do važnega zakona r . 0HM07BGA ZAKONA Za
MAGNET  PČNE FROGOTOKE. fci ima -povsem- analogno obliko kakor
ohmov zakon za električne krogotoke in ki se glasi:

= ~~^~-Q7-i r ]T (o%lf odvisen od mersh. sist)

M

m

■ J.

'ji,'

Feri

/L  =• pevmebiliatela, za /zrak jn~l.
( m ctgnei provoc/tio ^t)

Iz njega posnamemo ? da število amperovojev igra popolnoma
isto vlogo kot 1  potenci jalna razlika pri električnih kro¬
gotokih in zato to število tudi enako zovemo MAGNETMOTOR-
SXO SILO MAGMiiTldrllK xCEOGQTOKOY ,pa je magnetični upor
in je proporcijonalen dolžini središčne magnete smernice,
obratno proporcijonalen pa prerezu,skozi katerega mora
magnetični tok,in provodnjbti materi jala. Vidimo tor a j, da
se zakon glasi popolnoma enako kot za elekt.krogotoke c

■ Skica št, 28.

Za magnetione krogotoke pride v poštev kot materi-
jal edino železo,ki ima daleko boljšo provodnost kot vse
druge snovi,pri čemer pa ne smerno pozabiti,da je provod¬
nost njegova odvisna od velikosti našičehjšti, to je od ve¬
likosti indukcije,#,kakor to najdemo iz krivulje magneti-
z i ran ja »Kjerkoli bomo tora j imeli magn«,krogotoke,boinc is¬
te- skušali skleniti po železnem jedru.

Največ elektromagnete uporabljamo v električnem stroj
st vu, kjer pa ‘krogotok ne gre samo po železu,ampak tudi
-breko zračne š urin jo 3  ki /je potrebna, da se fcotor more vrte¬
ti na pr .im statorju s troja, kar bomo v nadaljnem spoznali*

Faghetično crovodnost zraka i' 1 —ffliBfniin imamo ohmov

z F qp  smatramo enako l m

JW x ” k  “ = 08

Tako dobimo za našo skicož&magn,krogotok sestavljen iz
dveh delov,od katerih eden poteka v železnem jedru,drugi
pa skozi zračno špranjo,za vsak del potrebujemo gotovo
število■ampernih ovojev in za cel krogotok svoto obeh^to-

raj za ta naš slučaj

AWc=  2./Wz -f/AWš — fS&sp.cf -h ^0'8-^fir-fz

[AWz = 0'8$l %n= 0‘8 = 0'8 J;diZa vsak prerez]

Pri tem pa še večno ne vemo,kako velika je provodnost
železa za voljeno gostoto in to najdemo sedaj iz krivu¬
lje magnetiziranja na sledeči način:Ker provodnost ni od¬
visna res samo od nasičenosti železa,ampak tudi od kako¬
vosti njegove, zalite varno od vsake tovarne,ki nam železo ali
železno pločevino dobavija,da nam istočasno dostavi tudi
krivuljo magnetiziranja za dobavljeno žalezo 0 Tovarne take
krivulje normalno že same dodajo pošiljki in te krivulje
so napravljene tako,da iz njih moremo posneti potrebno
Število ampernih ovojev na.l cm dolžine za vsako gostoto

-105-

s katero moramo računati,pri čemer je že upoštevan koafl-
cijent oS.Iz krivulje tora j ro^aanaaic, direktno potrebno
število aw/ciri in za dolžino Ig potem« potrebujemo

AWg= aw.l£

amperovojev odnosno za naš cole toni magneti oni krogotok,
pri indukciji

A'»7 0  = aw * Ig + o'8.2 ©f. o^š/b

Za praktične račune in predračune imamo neke; pov¬
prečne krivulje,ki jih a .je emo v i>kicij29jin katere so ao-
vol j natančne za splošno uporabo /s kiča 29/•

»o

O

Vsi ti slučaji pa v ur .:si seve a niso tako enostav¬
ni in treba je upoštevati še različne momente,kar pa bo¬
mo detajlnije obravnavali v teoriji strojev .Iz vsega pa
posnamemo,da imajo tudi magnetiSni krogotoki analo¬

gen zakon / ohmov zakon/ kakor ga imajo električno kro¬
gotoki in da je vsled te-a zelo primerno,da govorimo tu¬
di o magnetiSnem toku in magnetiSnih krogotokih,ker si
na ta način moremo ustvariti v vsakem slučaju nazorno fi¬
zikalno skico o delovanju in učinku magnetionega toka.

MAGNBTINDUKC IJa.

Faraday je našel:7 OVOJU,LI SE NAPHAM MAGNE¬
TI ONEMU TOKU PREMIKA TAXO,T>TGA eTEVILO SMERNIC MAGNET,
TOKA V V  ODPRTINI OVOJA ČAKOVEC IZPK:1JNJA,SE INDUCIRA E-
LEKTRICNA NAPETOST,KOJE TELI O AT JE PROPORCI JONALNA HI¬
TROSTI I ZPRMeiNJ ANJ A ŠTEVIL^ JEERKIO V ODPRITINI OVOJA,
matematično izraženo .

8  voltov

Vzemimo toraj slučaj,'kot ga nam daje skica "50  .Ima-
mo gotov enakomeren magneticen tok /<§/  in njegova gosto-
~Ta /$/ je enakomerno razdeljena preko prereza a.b cm2 0 Po
zgornjem pravilu o induciranju bi našli najprvo,da je po¬
polnoma vse eno,ali premikamo r.ecaj naš ovoj napram magn.
toku, ali pa da premikamo magn e . tok in da ovoj stoji, v
obeh slučajih se |>o število srn ruiic v odprtini ovoja iz-
preminjalo in v obeh slučajih s*- mora inducirati napetost.

-i 06 -

Ijnamo tora j dve možnosti,da dosežemo izpr omembo števila
smernic v odprtini ovoja in to,da premikamo ali pole /mag,
tok/ ali pa da premi damo ovoj napram magn. toku,Pozne je v
strojstvu bomo videli,da oba načina prideta v poštev - v
obeh slučajih sp inducira ista napetost in velikost njeBa
je vedno odvisna samo od'Idtrosti izpreminja jna števila
smernic v odprtini ovoj 0 Ioleg topa pa tudi vrsta premikan¬
ja ni prt™ ai-safia-^lahko -premikamo premočrtno normalno na smer
magnet•toka ili pn dJ'£: pr,ovoj ali poli rotirajo okrog
svoj" osi a a,V električna . .strojstvu bomo imeli izključno
rotacijo, včasih rotiin polje ,drugikrat tuljave /ovoji/, u-
čiiv k j« v oPi.li slučajih en gk, inducira se napetost, ki je v
stanu pognati el;

piJ

ab

iati

cm 3

se

in

moremO

ričr-n,. tok v krogotoku,

Pašo enačbo za inducirano neeotost'pa moremo

rugi-obliki,Ilaš ma net /pol/ ima prerez enak

n, '

smernic

d•}>=#. a6il
d $/cU ~M dS /dt

d6-_ fa

e^dcr^ttvJjcr*

e-&vtlicr‘

•  t, 3(V •

xa enaob

veli: :o s t i \a gn o t i o n e g.",

Iz vse a

turnimi  stroj, ki k/,

R3NC0, ODNOSNO KOGOsE
J AL TRaJNN ELEKTRIK N

RO MOREMO VODITI
MENT POBELI.TAJ E

predstavlja splošno enačbo induciranja
tri 'hi e-f stroje tvu uporabi ja. Važno pa je,,
i ,o,e.; za induciranje napetosti pride v
a ovoja, tora.j samo dolžina pravokotno
la dolžina ovoja pa je neaktivna in slu¬
ga palic,vsled česar se napetosti sešte-
i nap-.tosC novca.’ ti, poten bi samo vzeli
h  zvezali tako,da bi se napetost vseh
napetost /napetost tuljave/,
bs pa daljo vidimo,da ni treba računati
a smernic v odprtinj ovo ja ,dovolj je,ako
j .,v katerem se premika naš ovoj,ali pa
toka .

te a sedaj posnamemo,D a Nj\M JE MOGOČE
■' BO J J k L TRAJNO POTENCIJaLNO DIFE-
l. A: J", iaJPR S.VITI STROJ,Al NaM BO DA-
TOII, KRaJNO ELEKTRI ON O ENERGIJO, KATE-
PO ZIC:JI D.vLJE Nit MESTO,KJER 31 JO KONSU-
STROJE ZO VEMO ELEKTRIČNE GENERATORJE IN

TI MOREJO MEH. ja ONO
ENERGIJO,

ENERGIJO ROTACIJE IZPREMENITI V ELEK.

fazno je še„da znamo določiti smer inducirane napeto¬
sti, odnosno smer električnega toka. To najdemo spomočjo LEN-
ZOVEGA PRaVILa desne roko ,ki pravi: 03 PRVE TRI PRSTE DESNE
ROKE POLOŽIMO TAKO,Da STOJK PRAVOKOTNO DRUG NA DRUGEM,IN ČE
JIH DALJE POLOŽIMO MO,DA PALEC KAZE SMER PREMIKANJA,KAZA¬
LEC SMER KINETIČNIH SILNIC,KaZE SREDINEC SMER ELEKTRIČNE¬
GA TOKA./ To pravilo si lahko zapomnimo,ker na prste poide"

4° posamezne količine po abecedi:/p/remikanje,/s/ilnice in
/t/ok/.

BIOT -

r» \r
O- L 7

.vRTov Z,L.ON.

Oe. nam je mogoče na zgoraj opisani način iz take¬
ga modela stroja res jemati električno energijo,potem je
jasno,da moramo našemu stroju tudi dovažati ekvivalentno
energijo druge oblike,v obliki mehanične enr&ije s tem,da
stroj ženemo,Iz tega sledi neposredno,da se premikanju mo¬
ra upirati gotova sila in Biot in Savart sta res našla in
eksperimentalno dokazala,da med električnim in magneti čnin

tokom nastane sila 8 ki je proporcijonalna gostoti magnetič-
nega pol ja & ,jakosti električnega toka J»dolžini vodnika
1 in sinusu kota,ki ga vodnik oklepa s smerjo magnetione¬
ga toka»Ker pa imamo v električnem strojstvu premikanje
rotacijo in sicer tako,da vodniki stoje vedno normalno na
smer magnetičnega toka,sinus odpade in dobimo matematičen
izra 2  tega zakona

P»5$.J.f.lO-l dyn

J merjen v amperih
&  merjen v cm
9,81.105 dyn»l kg

&7.i

J 9'8 1.10 6

Smer sile je vedno nasprotna smeri premikanja ovo¬
ja /seveda to velja samo za generator/,toraj smer moremo
enostavno določiti po Lenzovem pravilu - ali pa se poslu-
žimo analogno leve roke,da nam palec pokaže takoj smer si¬
le, dočim nam desna roka pokaže negativno smer sile./Zapom¬
nimo si pravilo enako kot pravilo leve roke/.

f. tfodd sinja zaenakom. lok.

OSNOVNI MODEL

UTRIONEGA

STROJA«

C o hočemo iiar-ti .trajen električen tok, moramo imeti
n- J pr /o trajno potenci j- Ino . razliko / napetost/ med dvema
točkama, ■•el .terima naj električen tok teče.Trajno poten¬
ci j -J.no  r /Sliko nam drže G.iLV.nlSLI ELEMENTI, vendar pa je
trajnost njihova .časovno orne j ona. Vsak -galvanski element se
prej li slej izčrpa,ko se vsa v njem nakopičena razpolož¬
ljiva v;ična-ener. ija pretvori v električno.

grenili pa smo že v elektrokinetiki ,da imamo stroje
L.-..' IL.','i uEl.La.;.rORJE,ki tudi morejo med dvema točkama

držati,-..tr. jno potenci jalno razliko, ako v tem času istim
dovi jkho, elianičnc .enc-rri jo.Ta potencijalna razlika je od
čaša'>Po->o n omak jheodvisna in če j. c dovajanje mehanične e-
ner i je’ tr > jno, : jc radi potenci jalna razlika trajna.ee ti
dve točki zvežemo,začne teči električen tok,ki znaoi elek¬
trično e \ . ;i jc ehanienu oner: i ja se je v stroju pretvo¬
rila v ./električno.■s.EhER-.JTOR 30 TOR. J -  STROJ, I aRETVARJ a

an u-iJ-čkO ijc: uRuit' Q. J  aL  a-aaRIOA 0.

Dognali smo dalje,da se v vsakem ovoju inducira na¬
petost, ako sc št vilo m ...gneti enih smernic v njegovi odprti¬
ni časovno izpreminjalDobili smo enačbo za inducirano nape¬
tost , --

d4> . n -

Q  c  žš vii.iO' * V&ttcnr

v kateri najdemo,d.: ni treba več računati s izpremembo šte¬
vila magnetičnifc smernic v odprtini ovoja,dovolj je, ako
poznamo gostoto in hitrost 1?  enakomernega premikanja o-
voja v magnetičnem toku.Za induciranje pri tem pride v
poštev samo ona dolžina ovoja /palice/,ki res seče magne¬
tične smernice.Čira večja je hitrost rezanja smernic, tem
večja bo pri enakih razmerah velikost inducirane napetos¬
ti in enako bo tem večja,čim večja je gostota magnetične-
ppa toka tam,Kjer palica v tistem času reže magnetične sil¬
nice.

Ali se .premika’magnetično polje napram ovoju,odnos¬
no naprtim palici,ali pa palica naprtim magnetičnemu toku,
to za induciranje napetosti ne i?;ra nobene vloge.Enako ne
igra nobene vloge,kakšno je premikanje /linearno,rotacija/.
Bistvi), je samo,da p lica ros reže smernice magnetičnega
polja.Pri električnih strojih imamo vedno rotacijo in ro¬
tira lahko polje ali pa palice,odnosno ovoji.Iz tega sle¬
di, da bodo vsi električno stroji več ali manj podobni ne¬
kemu osnovnefau modelu, ko j ega edini namen je,da daje vsak
čas potrebno rezanje smernic polja.In tak osnovni model , r
ki ga ilustrira skica ,sestoja iz STaTORJa, ki nosi mag¬
netične pole,in ROTORJA, ki nosi palice, v katerih naj se
inducira električna napetost.Stator stoji,rotor pa je spo¬
jen s pogonskim strojem,ki ga žene,da rotira okoli osi,na
kateri je pritrjen.Poli izžarevajo magnetične smernice,pa¬
lice na rotorju pa iste pravokotno sečejo in v njih se mo¬
ra inducirati električna napetost.

OBLIKa KRIVULJE INDUCIRANE NAPETOSTI.

Velikost v vsaki palici inducirane napetosti je
dana po zgornji enačbi.Ker je produkt v.Jž.lo 8  konstanten,
je jasno,da je velikost odvisna samo od velikosti o5> na o-
nem mestu,kjer se v dotičnem času. palica ravno nahaja. Ker
pa palica pri svoji rotaciji pride tekom enega obrata ▼
različne gostote magnetičnega polja,bo tudi v njej indu -
cirana napetost v različnih trenutki različna.Gostota po-

- 109 '"

1 ja po celem obodu kotve pr v gotovo ne bo povsod enaka,
vsaka smernica si bo poiskala najlažjo pot,kjer jo toraj
najmanjši magnetični upor.Vse smernice se bodo več ali p?
manj skušale zbrati pod polom,kjer imamo n«ajmar. jšo zračno
spranjo.če si sedaj mislimo,da je zračna špranja pod ce¬
lim polom enako velika in da imamo pod poloma povsod ena¬
ko gostoto magnetionega polja,potem najdemo sledečo kri-
ljo -skica '31  - ki nam daje napetost v eni palici v od¬
visnosti od lege, katere palica na p run magneti onemu polju
zavzema v času,ko se rotor enkrat obrne.

kako to krivuljo dobimo?’/ gotovem trenutku se
palica nahaja v točki l,ko ne seče nobeno smernice polja,
tora j je tudi inducirani napetost v njej on 0 . Palic~
ne seče nobene smernico' na celi poti 1-2, v celom tem • -
su je napetost v njej enaka 0.V točki -2 pa s. .one rez iti
polje z gostoto in napetost skoči" na 'gotovo .vrednost,
tero moremo izračunati' po nači enačbi .ker je gosto ta
celim polom konstantna,bo tudi inducirat!) -napetost kons¬
tantna na celi poti 2-3, ko palica-' zopet ..ride iz--od vola.
Na poti 3-4 palica ne reže nobeno, smernice,na otost v njej
je 'enaka zopet 0.V točki 4 pa p ?lica zine  rezati smernice
južnega pola,smer inducirane napetosti se mora obrniti,bo
točke o ne reže še nobene smernice, tor j napetost je 0.V
točki 5 pa zopet reže polno gostoto, napetost skoči na ne¬
gativno maksimalno vrednost,ki ostane konstantna na celi
poti pod polom do-tačke' 6 ,ko rezanje smernic zopet prene¬
ha in inducirana napet ostro zopet p ic na 0 ,ki ostane 0 do
točke l.ko se problem—začne^znova.

Praktične krivulje niso tako os.ro  izražene,
praksa ostre robove vedno briše in dobimo tako črtkano
krivuljo inducirane napetosti.Iz tega spoznamo,du v času
enega obrata v.palici inducirana napetost ni konstantna,
ampak niha med gotovo pozitivno in negativno maksimalno
vrednostjo,Take krivulje pa zavemo periodične krivulje in
napetosti,ki se v gotovem času tako izpreminjajo,IZMENIȬ
NE NAPETOSTI » “

Pri tem smo predpostavili,da se vse smernice
magnetičnega polja koncentrirajo pod ool in da. tvorijo ho¬
mogeno, konstantno polje preko cele polove širine,Praktično
se to ne bo zgodilo,vse smernice ne bodo prehajale iz sta-
torja v rotor ravno.pod polom,kjer je zračna špranja naj¬
manjša, nekaj se jih bd^sklenilo brez dvoma tudi izven ob¬
močja polove širine,ker ima’tudi velikost-gostote upliv
ha_velikost - magnet ičiiega upora /po krivulji magnetiziran-
ja/ in čim večja bo gostota- polja,tem več smernic se bo
sklenilo s-reter-jem po zraku izven pola.če. si mislimo naš
stator razvit v ; ravnino,Poten od'točke 1-2  ne bo število
smernic/cm enako 0  -skica'št.32 ampak bo jakost-pol ja
takoj začela naraščati /črtkana krivulja/,odnosno med toč-

-110

Kama 3 in 4 pojemati.Analogija potem mora seveda veljati
za južni pol.Ce sedaj to krivuljo -KRIVULJO KRAJEVNE RAZ¬
DELITVE GOSTOTE MAGNETIČNSGA POLJA PO OBODU STATOPJA -na«
tančno pogledamo»vidimo s da je ista popolnoma enaka krivm-
lji inducirane napetosti,To je tudi brez nadaljnega jasno’ 4 '
na podlagi enačbe za induciranja«? naši skici si moram®
misliti,da se palica premika s gotovo hitrostjo od točke
1 naprej do točke V^l.Če je inducirana napetost glede svo¬
je velikosti odvisna samo od jakosti pol ja,potem mora valj
napetosti popolnoma soglašati z  valjem krajavne razdelit¬
ve gostote polja po obodu.? praksi rečemo,da je OBLIKA IN¬
DUCIRANE NAPETOSTI TOČNA /FOTOGRAFSKA/ SKICA KRAJEVNE RAZ¬
DELITVE GOSTOTE POLJA PO OBODU KOTVE.

sovno izpremlnjav? času,ko aaš rotor napravi ®n obrat»tudi
inducirana napetost dobi različna.velikfeati v vsaki pali¬
ci in ravno .v času enega obrata ©Bli« -a«& vaij*kilg& na bi¬
vamo periodo izmenične napetostiiva® T pa, ki jepotreben,
da se*napetost ene palice spremeni za g el valj»pa zevem®
čas ene periode,Za prakso je važno število period na sekun¬
do /frekvenca/,o čemer bomo v nadajjnem morali še obširne¬
je govoriti.Za enkrat nas stvar toli ko ne  zanima,ker mi ho¬
čemo dobiti iz našega stroja rtMMHMfe enakomerno .

koje teorijo smo že spoznali!«. s katero znamo že veo  ali
manj tudi obratovati.

komutacija Napetosti,

Ce dve palici na rotorju zvežemo tako,da se napetos¬
ti obeh seštevata,dobimo ovoj,napetost ovoja je potem ena¬
ka dvojni napetosti ene palice,Če hočemo napetost še pove¬
čati,potem zvežemo več ovoj v tuljavo stroja.Kako to na¬
pravimo, bomo v strojeslovju natančneje študirali,Napetost
cele tuljave je sedaj odgovarjajoče večja,vendar pa s® ča¬
sovno enako izpreminja kot napetost ene same palice»razli¬
ka- Je samo ta $ da je maximalna amplituda večja«

Napetost dveh jasi^u palic se bo seštevala tedaj,
ako zvežemo pa|j&č@ pod enim polom s palico,ki s® nahaja
v enaki leginapram drugoimenskem polu -za dvopolni model
tora j dve palici,ki-ležita popolnoma diametralno, Ge imamo
sedaj tako tuljavo in njen začetek kot konec zvežem® z  dvou¬
rna drsalnima obročema - skica SS —potem je jasm©»da bomo
na krtačah dobili izmenične napetost.Velikost napetosti h#
vedno odvisna od lege tuljave odnosno palic napram magne¬
ti enemu toku.Za čas,ko bo rotor napravil en obrat,bomo na
krtačah dobili napetosti p@ krivulji,ki smo jo že spoznali«,
Naš stroj nam daje tora j v tej obliki brez dvome, izmenično
napetost,naš stroj toraj predstavlja osnovni model stroja
za izmeničen tok.Pri tem pa pripomnita© že sedaj,da so g©-'
neratorji za izmeničen tok grajeni obratno,da rotirajo po¬
li »tuljave pa -stoji jc.Nastane sedaj vprašanj e, ali in kak®
bi iz tega stroja mogli dobiti enakomerno napetost?

Bistvo enakomerne napetosti pa j®,da je glede svo“
je velikosti časovno trajno ©nak® velika /konstantna/ in,L

'• 111 -

da je istosmerna,kar sTedl~~že iz zahteve,da mora biti kon¬
stantna. Istosmernost pa dosežemo lahko-,treba nam- je doseči
samo to,da se del napetostne krivulje pod osjo obrne nav-
zgor.Tako napetost postane res istosmerna,vendar pa še ne
enakomerna,ista niha /pulzira/ med 0  in e^-, x ?  ko t to kaže
skica 54 . To istosmernost bomo dobili na. ta način,.da bo¬
mo v č isu,ko gre napetost v tuljavi skozi 0 ,konca tuljave.
Tfted seboj zamenjali,vsled česar se bo tudi napetost obrni¬
la. Vzemimo mesto dveh drsalnih obročev modela za izmenično

napetost samo en obroč,ki ses¬
toja iz 'dveh delov in na vsak
del priklopimo en konec tulja¬
ve.krtače namestimo enako kot
preje /skica 54/»Med obema kr-
t tacama - sponkama bomo sedaj
/tfes dobili napetost,ki se bo izpre-
minjala po krivulji skice 54 $,
katero dobimo po sledečem raz-
motrivanju:v času,ko utor na-
\ICQ 55 ’ pravi pot 1-2,se v tuljavi in-

nar isa ni Krivulji' ido g.  ducira napetost,ki časovno sle —

li tem trenutku pa obe krtači zamenjata

svoja obroč«,desna krtača kot leva napram tuljavi obdrži¬
te svojo lego /desna krtača dela spoj s utorom pod sever¬
nim, leva s utorom pod južnim polom/,smer napetosti med obe¬
ma krtačama bo vsled tega ostala ista.Na ta način toraj res
dobimo istosnrerno napetost,kot jo skica pokaže.H9B Isto¬
časno, ko se smer napetosti v tuljavi menja /v nevtralni co¬
ni/, krtači menjati svoji polovici obroča in vsled tega ob¬
olita svoj predznak.Naš obroč toraj izpreminja -komutira-
-napetostni val j, zato ga v praksi nazivamo KOMUTaTGR  /K0LEK-
TOR/. j, •

G

m,t)


2j7l

k

1


Skica 54.

i  •

3h1

S tem smo toraj res dobili istosmerno napetost,
ki pa še ni enakomerna.Vzemimo pa sedaj mesto dveh uutorov
4 utore s krajevno razdaljo 90°.Kakšna bo sedaj krivulja
inducirane napetosti med obema krtačama? Komutator pri tem
dobi tudi 4 dele -4SEGMENTE.Po dva nasprotna si utara tvo¬
rita ©ao tuljavo,v katerih se inducira napetost po sinuso-
▼i lorlvul ji»Zveza tuljav in segmentov je jasna iz skice35.
Ob© tuljafi sta popolnoma^enakovredni in enaki,vendar pa v
eni tuljavi napetost doseže svoj mazlmum šele za čas 1/4
periode pozneje.Če v začetku opazovanja naši krtači vežeta
tuljavi 1 ** 2 ,v kateri je inducirana napetost ravno na maxi-
malni višini,potem ti dve krtači vežeta to tuljavo toliko
Časa,da tuljava pride v os a-a in takoj na to preideta na
krtači,ki vežeta tuljavo 3-4.V tuljavi inducirana napetost
se. spreminja po sinusovi krivulji /krivulja I za tuljavo
1-2,krivulja II za tuljavo 3-4 /Krtači pa se skleneta z
drugo tuljavo preje,nego gre v nji napetost skozi 0 /v to¬
čki a/,napetost med obema krtačama toraj ne bo padla na 0 ,

- 112 -

ampak se bo ponovno dvlgni-la po kriv&lji H druge tulja¬
ve, s katero od tega trenutka dalje dela itntakt.Med krta¬
čama toraj dobimo napetost,ki niha mnogo manj kot ona pri
modelu s dvema utoroma,toda večkrat /skica ' 550 ./«Iz tega pa
sedaj lahko sklepamo,da bo nihanje amplitude napetosti med
krtačaiM&em manjše,čim večje bo število utorov na rotorju®
Ker imamo pri resničnih strojih utore "napravljene ppeko
celega oboda,smemo trditi,da bomo na ta, način res dobili
dobro enakomerno napetost,

gSBUJEVANJE GENERATORJA ZA MM.6MSCT1., TOK,

V "skici 51 ,ki nam predstavlja esnlVnl/aodel ge¬
neratorja za enakomerni tok,smo enostavno računali s tem,
da že imamo potreben magnetičen krogotok^g‘ čimer brez na-
daljnega pridemo do ‘rezanja smernic/kadar kotva rotira«Xz
tega je jasno,da moramo sedaj še povedati,kako pridemo do
magnetiSnega toka*S permanentnim magnetom tega dosegli ne_
bomo in čisto gotovo je,da &©mo vzeli elektromagnete,kjer’
moremo tudi izpreminjati jakost magnetizma,kar ima gotovo
nek upi iv na celotno obratovanje našega generatorja...

Skiea 56 nam predstavlja magnetni, pol,na katerem
je navita vzbujevalna magnetna tuljava*Skozi tuljavo bo te¬
kel električen tok,ki vzbuja magnetičen tok in zvali ga bo¬
mo VZBDJSV.A.LN I T OK ' ali TOK IvIA G HETIZ IB4HJA g _Pol sam sestoji
Iz polovega “jedra,ki nosi tuljavo,iiPTz" polovega čevlja,
ki skrbi za pravilno razdelitev jakosti magnetičrnega polja
po obodu kotve«Jakost magnetičnega polja je odvisna od šte¬
vila amperovo jev.In ker je število ovojev konstantno in se

izpreminjati ne da/bomo mo¬
rali pač izpreminjati samo
jakost vzbujevalnega elekt¬
ričnega toka 9 Smer magnetič¬
nega toka pa dobimo po" pra¬
vilu svedra.

Kako sedaj dobimo po¬
treben tok magnetiziranja?
Starejši stroji so imeli po¬
sebno vzbujevalno baterijo,
ki je dajala ta vzbujevalni
elek.tokoTake stroje potem
zovemo generatorje s tujim
vzbujevanjem,ki pa so danes
le še zgodovinskega pomena«
Dandanes imamo splošno in
Skith št o 36* ” povsod G-EN1RAT0BJE Z  LAST-

, ... N IM VZBPJBVAHJB«  in razlo-"'

ču-jemo sledeče tipe;

- iostranskostične generatorje,
a»glavnostične generatorje in
■3» dvojno e ti ona / aompound/ generatorje*.

l.STRANSKOSTIČNI GENERATOR.

Če pole našega stroja pred stavitvijo v obrat namag-
netimo j potem je gotovo, da bo nekaj reraanentnega magnetiz¬
ma r  njih ostalo trajno.Če na podlagi te konstatacije si
ogledamo stikalni nažrt stroja po spodnji skici 3? »naj¬
dem© sledečesako safati. kotva, rotirati,palice začno rezati

spojena magnetna tuljava v sklenjen krogotok,to se pravi,
majhna napetost na sponkah bo skozi magnetno tuljavo po¬
slala majhen tok magnetiziranja i m  in če je smer toka pra¬
vilna, bo ta tok s svojim magnetienim poljem povečal skup¬
no magnetično polje«Dobimo toraj malenkostno povečanje ma-
gnetičnega toka,Ker pa se je magnetično polje povečalo,se
poveča tudi napetost na sponkah in odgovarjajoče požene
ta skozi magnetne tuljave večji tok,ki zopet poveča mag-
neti.čnl tok itd.Rezultat je ta,da bo v določenem času tok
/magnetičen/ dosegel največjo možno velikost in ta ravno
odgovarja oni velikosti,ki je potrebna,da stroj pride na
polno -normalno- napetost.

Naraščanje napetosti in toka magnetiziranja
traja samo tak® dolgo,da v Šelezu dobimo gotovo nasičenost
ko povečanje toka magnetiziranja nima skoro nobenega upll-
va več na povečanje toka magnetiziranja /ko krivulja mag¬
netiziran ja postane skoro horicontalna/,Velikost toka ma¬
gnetiziran ja Je seveda odvisna pri tem od velikosti upora
magnetnega krogotoka,Pri vsem pa moramo paziti na pravi¬
len spoj magnetov,Lastne vzbujevanje je možno samo v tem
slučaju,ako tok magnetiziranja remanentni magnetizem pod¬
pira.V nasprotnem slučaju pa ga uniči in če se to zgodi,
stroj sploh ne more več priti na napetost in je treba po¬
le n& novo vzbuditi s tujim vzbujevanjem,

C’ Po enačbi za inducirano napetost

d=^.vl«lo-8

vMim 0 ,da morem© velikost napetosti izpreminjati s tem,da
ijrbreminJamo velikost toka magnetiziran ja ijg*Vsled tega
"iiusm© f  krogotoku še vključen regulačnl upor,s čemer nam

t l regulirati upor magnetnega kroga in s tem Ja«*

os* toka magnetiziran ja in posredno napetosti na sponkah
generatorja, .

S»GLAVNOSTIČNI GENERATOR®

f  Stikalni.načrt nam-kaže skica 5'6 oPrincip je is^
ti kot za stransko- 3 fcični generator,razlika je samo ta,
da c® ©el© ten tok,kl teče skozi kotvo,uporabi za vzbuje¬
vanje magnetov,,Ločim se' je zgoraj uporabil samo en del.

V tl ikarfe magnetienega polja Je odvisna cd velikosti kot-

- 114 -

vinega toka /obteževalnega toka/ in čim večji je ta tok,

tem večji je tok magnetiziranja,tem večji je magnetični
tok,Lot bomo pri strojih videli,se glavnostični genera¬
tor uporablja posebno tam,kjer želimo kolikor mogoče kon¬
stantno in od velikosti Obtežbe neodvisno napetost na ge-
neratorjevih spoHkah.

3.DVOJNOSTIČNI GENERATOR.

Stikalni načrt nam daje skica 39 .Iz nje vidimo,da
imamo tu združena oba prejšnja slučaja - magneti nosijo
dve tuljavi,ena je glavnostična,druga pa stranslcostična.

Iz skic tudi vidimo,da sta možna dva različna stikalna na¬
črta, ki pa bistva ne izpremenita 0

Skica št, ‘59-

Za regulacijo napetosti vključimo v stranskostič-
ni krogotok regulačni upor.Možno pa je tudi -kar se da u-
porabiti tudi za glavnostične stroje,da tak regulačni upor
priklopimo paralelno k glavnostičnim ovojem.Neugodno je to,
da imamo v tem slučaju razmeroma velike dodatne izgube,ki
jih zahteva taka regulacija.

UČINEK GENERATORJA ZA ENaKOM.TOK.

' Na sponkah generatorja imamo konstantno napetost
stroja E voltov.Če to napetost pritisnemo na sklenjen zu¬
nanji krogotok,ki ima upor R,začne teči v krogotoku tok I,
kojega velikost je definirana po ohmovem zakonu E-J.R.Ge¬
nerator V tem slučaju oddaja učinek

Ue^E.J watov = E. J/736 HP

■“ 115 “

ki v času t sek.more opraviti delo

D e =E.J.t watnih sekund

= E 0 J . t-—~-

looo, 60.60

E. J. t
36,lob

kWh

Po Biot-Savartovem zakonu vemo,da med električnim to¬
kom J in magnet ičnim pol jem J&*  vlada gotova sila S.Ta upii-
tangencijalno na obod kotve in je pri generatorju nasprot¬
na rotaciji.Velikost te sile je

S«j&.J;lž.lo-l dyn = šLuLsH  kg

9,81„lo 6

S ' •

in to silo mora pogonski stroj premagati,da kotva more ro¬
tirati.Zanima nas sedaj,kako velik je za to potreben dove¬
den mehaničen učinek.

U m  — S.v = J.&v.l ž .lo~l ergov =

= Jc^bV.l^.lo"© watov =

~J„E watov

to se pravi:dobljeni električen učinek,ki ga moremo upora¬
biti v zunanjem krogotoku,je popolnoma enak mehaničnemu u-
cinku,ki ga pogonski stroj dovaja v generator - U e . To
je bilo po zakonu o neustvarljivosti in neuničljivosti e-
nergije tudi pričakovati,ker naš generator ne dela druge¬
ga,kakor pretvarja dovedeno mehanično energijo w  električ¬
no energijo.

Pri tem pa moramo že sedaj omeniti,da imamo v stro¬
ju gotove izgube,stroj porabi nekaj dovedene energije zase
in električna energija bo za izgube manjša.Izgube v stroju
so različne /trenje v ležajih in zraku,toplotne izgube v
bakru in šelezu itd./,kar bomo spoznali pozneje v teoriji
električnega strojstva,

GBNEMTOP. kot motor.  .

Splošno za celo električno strojstvo moremo reči,
da vsak generator moremo porabiti kot motor.Mesto da iz
sponk odvajamo električno energijo v omrežje,sponke priklo¬
pimo na omrežje in električno energijo iz omrežja odvzema¬
mo in v motorju spremenimo v mehanično,,

Če vzamemo stranskostični generator in njegovi
sponki priklopimo na omrežje enakomernega toka - skica 40-
najdemoiiz omrežja bo stroj potegnil gotov tok J,ta se na
sponkah depi v J a ,ki teče skozi kotvo,in i m ,ki teče skozi
magnetne tuljave in vzbudi magnetlčno polje,odnosno magne-
tični tokeMed magnetienim tokom in.tokom po Biot-Savar¬
tovem zakonu nastane sila S,ki povzroča go^ov vrtilni mo¬
ment in kotva se vsled tega
začne sukati in more premaga¬
ti mehanično obremenitev jer¬
meni o e, nataknjene na os kotve«
Popolnoma analogno najde¬
mo rešen problem za obratova¬
nj® gla vnos tičnega in dvojno-
•stičnega stroja.Jasno pa je,
da bodo t-e različne tipe ime¬
le tudi različna svojstva o- —
bratovanja,ki stroj usposobi-*
jo. več ali manj za eno ali dru¬
go praktično nalogo.Detajlnije
bomo o tem govorili na drugem
mestu » na tem hočemo pogle- '
dati samo bistvene momente.

Skisa št. 4-0.

- 116 -

7-glavnem je jasno,da bomo enako kot pri generatorjih
tudi pri motorjih iraeLe tri bistvene tipe,ki so:

1. stranskostični motorji,

2. glavnostieni motorji in

3. dvojnostični motorji®

Za vse te tipe imamo fundamentalno enačbo za induciranje na¬
petosti,ki se glasi

e=<S^.v.lž«lo“® voltov

in iz te enačbe sedaj najdemo enačbo za hitrost motorja

V — - -.6 , ■ ,

lo-S

Vidimo, da z regulacijo jakosti magneti enega pol ja^ moremo
na zelo enostaven način izpreminjati število obratov stro¬
ja, kar pač znači prednost pred vsemi drugimi motorji elek¬
trotehnike.Kako sedaj to izgleda za posamezne tipe motorja
za enakomeren tok?

1»STRANSKOSTIČNI MOTURJI.P ritisnjena napetost e je
napetost omrežja in~je~ v vsakem slučaju konstantna.Naša e-
načba dobi obliko

e-S.vJ.iO' 8  = A.s&.v-

- k a. (/iVfm). V

~&z. Žm.P'

Število obračajev toraj re¬
guliramo na ta način,da re¬
guliramo jakost toka magne-
tiziranja.Za slučaj,da po¬
stane im = 0,število obratov
postane teoretično neskonč¬
no veliko - pravimo,da motor
uide.Ta slučaj bi nastal,ako bi se prekinil magnetni krogo¬
tok. Iz tega vidimo,da je treba zelo paziti na to,da so mag¬
netne tuljave V redu,da število obratov ne postane nedopus¬
tno veliko,kar bi moglo konstrukcijo celo uničiti.

Jakost toka magnetiziranja pa bomo regulirali na ta
način,da vklopimo v krogotok regulačni upor.Na magnete u-
pliva stalno konstantna napetost omrežja,jakost toka magne-
tiziranja bo pri konstantnem-uporu magnetnih tuljav odvis¬
na samo od velikost regulačnega upora.Enostavna regulacija
števila obrača-jeV usposablja stranskostični motor za vse
slučaje prakse,kjer se zahteva možnost izpremembe števila
obratov.Splošno smemo reči,da je ravno stranskostični motor
v prakjsi dalje bolj razširjen kot glavnostični in dvojno-
stičniV

I ■ ■-; , t

;  g.GhiiVNžDSTIČNI MOTOR. Naša temeljna enačba za hitrost
velja popollnoma enako kot za stranskostični Diotor.Vendar pa
magnetično polje vzbuja sedaj celoten tok,katerega motor po¬
tegne iz omirežja in v enačbo moramo mesto l m jsedaj vstaviti
. Ja in dob,imo

k omrežju

Skica 42.

6= ks.Ja.. V-


Iz enačbe sedaj najdemo,da
je število obratov tem več-
je,čim večji je obteževal-
ni tok,ki ga motor potegne
iz omrežja v velikosti, ki
jo diktira obtežba motorja
Ce pa obtežba pade,rade tu,-

, -117-

di J a  in za slučaj neobteženega stroja je teoretično J a =0„
stroj uide.Glavnostični motor toraj ne sme teci neobtezen.

Za določeno obtežbo je seveda velikost električ¬
nega toka popolnoma določena in’ se izpremeniti ne more»Če
hočemo število obratov regulirati,toka v kotvi ne moremo
izpremeniti,zato del toka vodimo skozi k magnetom paralel¬
no priklopljen regulačni upor.S tem naš stroj dobi nekak
značaj stranskostičnega motorja.Taka regulacija je seveda
precej draga,ker se v uporu uniči velik del energije,ki za
opravljanje dela motorja ne pride v poštev,plačati pa jo
moramo.0 tem bomo v drugem delu naših predavanj morali še
obširneje izpregovoriti.

Slabo stran motorja,da pri premajhni obtežbi -
toraj pri premajhnem toku J a  uide,v slučaju izpremenljive
obtežbe moremo na več načinov odstraniti.Mnogokrat imamo
na motorju montiran zvonec,ki začne zvoniti,čin motor gre
preko gotovega števila obratov /centrifugalni pogon zvon-
ca/*Enak uspeh dosežemo s tem,da namestimo avtomatičen iz-
klopilec,delujoč na slabi tok ali pa na kako centrifugalno
napravo,ki v slučaju premajhnega toka odnosno prevelikega
števila obratov motor enostavno od omrežja odklopi.Seveda
je to za marsikak slučaj prakse nemogoče - tedaj pač moramo
vzeti drugo tipo motorja.

5«DVOJNOSTIČNI MOTORJI.T i so zgrajeni različno -
enkrat preVladuj e jo s t ranskostični,drugikrat pa glavnosti-
čni ovoji.kljub vsem dobrim lastnostim,ki jih na ta način
moremo doseči,pa se stroj še ni uveljavil v praksi.Kot smo
že rekli,v praksi danes splošno prevladujejo stranskostič-
ni motorji.

IZPREMEMBA SMERI ROTACIJE MOTORJA.

~Ce"~določimo smer rotacije kotve s pomočjo Lenzove-
ga pravila,potem takoj najdemo,da se smer rotacije izpre¬
meni, ako se izpremeni smer toka v magnetih ali pa smer to¬
ka v kotvi.Istočasno izprememba smeri obeh tokov pa smeri
rotacije kotve ne Izpremeni.

Če vzamemo glavnostični motor -skica 43 a-f e potem
skica a daje stik za gotovo smer rotacije,skice b za nas¬
protna smer pri izpremembi smeri toka v magnetih,skica c
ispremembo smeri rotacije pri izpremembi smeri toka v kot¬
vi in skica d stikalni načrt s pomočjo dvopolnega pretika¬
la, ki v vsakem času omogoči smer izpremembe rotacije kotve.

Skica št« 4-3 in 44.

S pomočjo enakega razmotrivanja pridemo do analognih,
stikalnih načrtov za stranskostični motor,katere vidimo na
skici 44® Iz tega spoznamo, da.... je izprememba rotacije pri.
motorjih za enakomerni tok zelo lahka in jo s pomočjo m*-
vadnega dvopolnega mtikala moremo vedno dobiti.

To so' najvažnejši momenti iz obratovanja mo¬
torja za enakomerni tok,katere moramo točno poznati,da mo¬
remo v danih praktičnih slučajih voliti pravilno tipo mo¬
torja in napraviti pravilen stikalni načrt.

- 118 -

f Osnov navit izmenič. toka.

SINUSOVa izmenična napetost,

V osnovni teoriji generatorja za enakomerni tok
smo jasno videli,da napetost v vsakem ovoju ali paiici kot
v vsaki tuljavi ni trajno konstantno velika,ampak se časov¬
no izpreminja.Enakomerno napetost smo mogli iz generatorja
potegniti samo na ta način,dp: smo zgradili še komutator in
ta komutator šele nam je napetost na sponkah /krtačah/ u-
smeril in držal konstantno.Dosegel je to s tem,da je vsak
čas krtači spajal 4 s ono tuljavo,v kateri je bila inducira¬
na napetost ravno na maximalni višini 0 Na zunaj to izgleda,
kot da bi krtači trajno držali kontakt med dvema točkama
kotve,med katerima vlada trajno enako velika potencijalna
diferenca,to je,kot da bi krtači stali na mestu,rotor pa bi
se med njima vrtel. —_ '

Tako imamo na krtačah praktično res enakomerno na¬
petost,ki pa je v resnici samo kombinacija več izmeničnih
napetosti.Ciste enakomerne napetosti v električnem stroj -
stvu sploh nomamo,dobiti jo moremo samo iz galvanskih ele¬
mentov,Prvotna, osnovna oblika inducirane napetosti vsakega
generatorja pa je izmenična in šele koletor nam isto mora
usmeriti.

če kolektorja nimamo in oba konca tuljave na kot¬
vi spojimo s dvema drsalnima obročema,potem izgleda to,kot
da bi krtači ne stali več trajno na svojem mestu,empak da
se vrta skupno s kotvo .Napetost- na krtačah bo vedno enaka
napetosti tuljave,ki je priklopljena na obroča - in ker se
napetost tuljave stalno izpreminja,borno na krtačah tudi do¬
bili časovno se izpreminjajočo napetost.Kako se v vsaki tu¬
ljavi napetost časovno izpreminja.pa smo spoznali že v teo¬
riji generatorja za enakomerni tok.

V praksi vedno iščemo sinusove krivulje  časov¬
ne izpremembe v stroju inducirane napetosti.Ze v napr-‘j pa
smemo"trditi,da nam generatorji res dajejo take krivulje
ali vsaj tako podobne,da jih praktično smemo zamenjati s
čistimi sinusovimi krivuljami.Kako sedaj izgleda ta za celo
električno strojstvo tako važna sinusova krivulja?

Iz trigonometrije nam je znano,da zovemo sinus
poljubnega kota razmerje med nasprotno cateto in hipote¬
zo pravokotnega trikotnika,matematično izraženo

sinoc = a/c

/skica 4-5/.Če je c=l,potem je

sinot-a

vrednost katete znači že numerič¬
no vrednost trigonometrične funk¬
cije. •

Vzemimo sedaj krog s polume-
rcm r=l /skica 46/ in najdemo za
gotovo lego polomera pri kotuoc

a = sinoc

Oe je kot ot = 0°, je tudi sinot~0.
Se  kot narašča /polumer se mora
premikati okoli fiksne točke M
od 0 proti i  /narašča tudi velikost
a=sinoc,dokler pri vrednosti ko¬
ta 90° a ne doseže svojo maksimalno možne velikosti a = r^l.
Enako bi sedaj našli dal je,da je sin 180°=0,sin 270°=*\2in

Skica št.45.

- 119 -

sin 3600 s sin O©« O.Na ta aafetovaj za vsak poljuben kot
moremo določiti numerično, vretdšift trigonometrlčne^ funkci¬
je sinusa« ♦**'* -1

Če  sedaj r# 0,amp|& i-Tna-gotovo določeno vrednost
r s potem je slučaj enak Is rmarno

sin 0© = O/i-trNtlN|0jfe» 90 S &/r  ® S/r «1,
sin 180°» 0/^* sin vjtfpm  “1

sin 360°= si&Q°^o.

Dobimo popolnoma enaka razmigaš TCzlika nastopa samo vtem
da je preje vredncsto a-ipsinor. nihala/med kotoma 0® in 3607
med +1 in -1,sedaj pa med +r ia *gM?ravimo + da se .je zviša¬
la amplituda.Posamezne vredne#tl bi dobili,ak© bi narisali
krog s polumerom r in enako poJiMer sukali okoli gotove fi¬
ksne točke,da opiše cel in 36.0 8  in istočasno od¬

birali vrednosti vsakokratfif projekcije f@xeaa@ra na y-os.

Iz vsega pa posnamsips |p # da s® slnusova krivulja
po obratu polumera za 360G'$ip#iBova ponavlja in pravimo,
da ima slnuscva funkcija p£ti*£«A© Slo

Če bi sedaj naš polmer rotiral okoli svoje fik¬
sne točke s konstantno kotno Hitrostjo oj, potem velja

60,1= gTT in enako

Oj a  t 51  ©6

T~  čas enega obrata radija r./kot2T/
t = čas,ki odgovarja kotu 'ot.

in če to vstavimo v nafo enačbo

a -■ rt- r«sincc.-r s 8incut

r^rpo jekel ja polumera na 7-os
v času t,ko imamo kotoc .

Imamo torajsv času T  projekcija zavzame vse vrednosti,ki
so možne tekom'enega obrata vektorja r f 5e isti rotira s
konstantno kotno hotrostjcCo.Če čas T razdelimo.v enake
časovne presledke in jih unesemo v diagramov© t-os /glej
skico 4-7/»v smeri y-osi pa nanašamo odgovarjajoče velikos¬
ti projekcij polumera,potem najdemo sinusovo krivuljo,po
kateri naj se časpvno izpreminjajo izmenične napetosti v
elektrotehniki ®V  času t=0,je projekcija tudi enaka 0. V
času t =• T/4 doseže maksimalno vrednost,v času t = T/2 zopet
postane enaka 0,v času t — 51/4 ima maksimalno negativno
vrednost-in v času t~T zopet 0.Vmesne vrednosti najdemo
ako čas T razdelimo še na manjše vrednosti in iz kroga od¬
govarjajoče vrednošti projeeiramo v diagram,Tako najdemo
krivuljo,ki nam pokaže,kako se vrednost sinusa polumera
'izpreminja v času enega :obrata polumera,ako isjci rotira o-
koli sffe je fiksne točke s konstantno kotno hitrostjo tu.

Skica št. 47

- 120 “

- ČasJT,v katereia Bg ^-©lurner r zasuče za 360°,toraj
čas,ko naša krivulja napravi en cel val j,se zove čas ene
periode.Pozneje bomo slišali,da tudi v elektrotehniki go¬
vorimo o številu period na sekundo.Če naš polumer vsako
sekundo napravi en obrat^potem je število period na sek.
enako 1 /V=i/,Ce bi gfelumer napravil na sekundo dva obra¬
ta,pote je V=2 in T — i/8 sek.,kotna hitrost se pri tem
mora povečati na dvojno TPfiSsaet.Splošno bomo dobili

T — l/v

V J® število period/sekundo.

In če sedaj to vstavimo trsaše že dobljene relacije:

T * 2.JT /oo -l/v
OJ = 21 V

r-g = r. sincui = r. sinSVvi

V teoriji generatorja za enakorn.erni tok smo spoz¬
nali, da je časovna krivulja inducirane napetosti točna
slika krivulje,po kateri je razdeljena gostota magnetične-
ga polja po obodu k©tve*Iz tega sledi,da bi za sinusovo
napetost morali imeti alhusovo krajevno razdelitev gostote
polja po obodu kotve. Vi€®li bomo pozne je,da nam je s poseb¬
no obliko polovega čevlja res mogoče dobiti tako razdeli¬
tev polja in smemo brez nadaljnega računati s tem,da imamo
v praktičnem električnem življenju res prave sinusove kri¬
vulje časovne izpremembe inducirane napetosti.

Če vzamemo sedaj dvopolni model električnega ge¬
nerator ja, potem se bo v naši tuljavi v smislu zgornjega od¬
stavka inducirala stnusova napetost in v času enega obrata
rotorja bomo dobili ravno en valj - eno periodo./skica4-8/.

Ko je pravokotni ea. ^imetrala) tuljavice / os tuljavice/ v
osi magnetičnega polja /os pol ja/,palice tuljave .leže rav¬
no v nevtralni’ osi /simetrala med dvema poloma/ in ne se-
čejo nobene smernice.Ko se kotva zasuče za 90°,dobimo se¬
kanje mazimnlne gostote in inducira se maximalna napetost.
Per analoglam sklepamo še za nadaljne točke in dobimo cela
krivuljo,kot smo jo narisali.To krivuljo sedaj moremo redu¬
cirati na krožni diagram,premer kroga je /raaximalna na¬
petost/in enačba se glasi

a ' — em.o sin2Tivt. 10 “ 8  voltov

Analogno najdemo še o-stale enačbe,če vstavimo r=e m .Iz te¬
ga najdemo,da je trenutna vrednost/e/velikosti sinusove S»-
meni -.ne napetosti enaka projekciji vektorja e^ na y~os.*ko
ista okoli svoje fikšne točke rotira s konstantno kotno ti-

-12V- ' ■

trostjo oo=2fy,pri čemer le vrednost. ' _

® 1V ~  voltov

Ta rezultat dobimo najenostavneje s pomočjo diferenci Jalne
matematike in izvajanja najdemo spodaj pod črto ^nas/ed.stranj.

Y  praksi navadno ne vzamemo,da rotira polumer kroga
ampakTvzamemo rotacijo y-csi,ki jo zovemo ČASOVNICO,pri če
mer mora biti rotacija seveda obratna,tiko naj veljajo vsa
dosedanja Izvajanja v neizpremenjeni obliki»Za matematične
relacije same pa smer rotacije nima nobenega upiiva.Važna
pa je smer rotacije za risanje diagramov,kot bomo pozneje
videli,in pri tem nonaalno vzamemo pozitivno smer rotacije.

IZMENIČNO MAGNETIČNO POLJE ,

V teoriji enakomernega toka smo spoznali,da s
pomočjo koncentrične tuljave okoli železnega jedra moremo
železo ©magnetiti ako skozi tuljavo pošljemo električen
tok*/skica 49/,Pri določeni napetosti baterije E smo dobi¬
li jakost toka po o hm o vi ena¬
čbi*

Skica št*49,

Jakost magnetienega toka
je. proporcijonalna številu
vzbu j ovalnih amperovojev AW m
in ker je število ovojev za
vsako dano tuljavo konstan-
no,je

mmgmmesmstsm^mmsam  ja¬
kost magnetienega toka odvis
sna samo od velikosti jakosti
toka magnetiziran ja č .katerega
moremo s vključenim regulačnim uporom poljubno regulirati«
Če pa Imamo sedaj mesto enakomernega toka izmeničen tok,se
mora jakost magnetičnega toka enako izpreminjati,ker se iz-
preminja časovno jakost vzbujevalnega električnega toka.In
ker je jakost magnetičnega toka vsak čas proporcijonalna
jakost električnega toka,je jasno,da se bo jakost magnetič
nega toka izpreminjala prav po istem časovnem^zakonu,po ka¬
terem se izpreminja jakost električnega toka«Če se toraj
jakost električnega toka izpreminja po sinusovem zakonu,se
mora tudi jakost magnetičnega toka izpreminjati po sinuso¬
vem časovnem zakonu«Tako pridemo do SINUS0VEGA IZMENIČNIMA
MAGNETIČNEGA TOKA ODNOSNO POLJA*

Pri tem pa moramo z ozirom na nadaljna razmotri-
van ja še pripomniti,da os izmeničnega magnetičnega polja o-
stane trajno na istem mestu in ta os stoji vedno normalno
na tuljavo,ki magnetieno polje vzbu j&Izaienično magnetičn©
polje toraj popolnoma sliči enakomernemu,razlika nastopa le
v tem,da se jakost polja časovno izpreminja.

Do sem je sedaj vse v redu in v popolnem skladu
-s teorijo,ki smo jo razvili pri študiju enakomernega toka .
in enakomernega magnetičnega toka»Sedaj pa poznamo splošno
pravilo za induciranje,ki pravi,da se v vsakem ovoju,v ka¬
terem seštevilo smernic magnetičnega toka časovno izpre-
~=min ja, 'inducira električna napetost »Ta slučaj pa imamo tu¬
di pri nas in v ovojih tuljave mora se inducirati gotova
napetost.Ta napetost se splošno pojavlja v tehniki izmeni¬
čnih tokov in S8 zove

NAPETOST LASTNE INDUKCIJE .

Napetost lastne indukcije toraj nastane vedno,ka¬
dar imamo izmeničen vzbujevalni tok in ta napetost je vedno
nasprotna smeri na krogotok pritisnjeni napetosti - ta na¬
petost je toraj direktna posledica lastnega vzbujevalnega
toka,ker se isti časovno glede velikosti izpreminja in se
vsled tega izpreminja tudi po njem vzbujeno magnetično po¬
lj©;

'.Napetost .lastne .indukci je izračunamo lahko,ker vemo,
da nora sle iti enačbi e= d$£/dt.l0~8.Jakost magnetičnega po
lja pa^jc odvisna od jakosti vzbujevalnega električnega po¬
lja - če se jakost električne-ga toka izpremeni za neskon¬
čno majhno količimo dJ,se mora izpremeniti jakost magnetič-
nega toka za neskončno majhno količino d<i>.Iz tega sledi,da
v splošno enačbo za induciranje napetosti moremo vstaviti
dJ mesto d<J> in če to pomnožimo še s konstanto L, dobimo že
nastave# za velikost napetosti lastne indukcije

E s = -L.dJ/dt

pri čemer znači minus samo to,da je napetost lastne induk¬
cije nasprotna pritisnjeni napetosti E,koeficijent L pa pro
porcijonalitetni faktor,ki ga zovemo hOEFICIJENT LASTNE IN¬
DUKCIJE . ' odyiszn

Koeficijent L je^od geometrične oblike vodnika 3 ako
pa imamo tuljavo,še od prereza tuljave,od železnega prere¬
za eventuelnega železnega jedra,od števila ovojev in celo
od magnetične prevodnosti okolice,v kateri se tuljava naha¬
ja o Računska metoda določitve je.zelo težka in poleg tega še
nesigurna 0 Za tuljave navajamo empirično Korndbrferjevo e~
načbo,ki se glasi

L = 10,5.N 2 .d n .k

N 'je celotno število ovojev tuljave
d n =srednji premer tuljave
k=konstanta.,odvisna - od razmerja d n /TJ
U=obseg tuljave. /21+ 2 b/

dn/U — 0+1..... k s ‘j/dn -U

J_ T 3 • © • m  »Iv ^

Skica 50 .  = 1  . k = • d

Iz vsega sedaj sledi,da se napetost lastne
indukcije upira napetosti,ki jo pritisnjemo na krogotok,
in pojavlja se vedno samo tam,kjer se pritisnjena napetost
časovno izpreminja.cim hitreje se pritisnjena napetost iz-
preminja,tem večja bo' napetost lastne indukcije -kar sledi
Iz zgornje enačbe.Jasno pa je to enako iz razloga,da se v
slučaju hitrejšega časovnega izpreminjajna hitreje izpre-
minja število ma netičnih smernic v odprtini ovoja in se po
splošni enačbi induciranja mora inducirati večja napetost,,
Nikakor pa ne smemo misli ti,da so pojavi na¬
petosti lastne indukcije sedaj vezani samo na izmenične e-
lektrične toke - enako jih najdemo tudi pri enakomernem to¬
ku in sicer pri 'takozvanem stikalnem problemu.Vsak krogo¬
tok ima gotovo induktiviteto./saj je ista odvisna samo od
čistih geometričnih lastnosti krogotoka/.To induktiviteto
si. sedaj moremo misliti kot nekako tuljavo.V slučaju,ko m-
mm  prekinemo krogotok,se število smernic v tej namišljeni
tuljavi v trenutku zmanjša na 0,vsled česar se mora indu- .
cirati velika napetost lastne indukcije.Da je to res,more¬
mo spoznati po nastanku iskre,ki nastane vedno,kadar pre¬
kinemo električen krogotok.Popolna analogija pa velja se¬
veda tudi za sklenitev krogotoka.

in ~ 6  ' & cm* )  f s eteosoc

^~ cit w  ~ cti JU  ~ cli 70

=  ~ = '~ SmQcXo

q  = + co <p m  sin a .10' 8  = cv <£> m  sineoi. 40" s

' ena* .o( = Cbi- 90 °

Qmax ~ < ** _ Q'* e-met*

- 123 -

Enota koeficijenta lastne Indukcije se zove HENRT
in ga ima vodnik*v katerem se inducira napetost lastne in¬
dukcije 1 volta,če postane vrednost dJ/dt=l /J-lA in t=l
/sekunda/.

Vsa ta razmotrivanja nas navajajo k-veliki 'pazi ji-
vsati za praktično živi jen je e Povsod tam,kjer imamo opraviti
z- velikimi indukti vi te talili, moramo paziti na to,da ta nape-
K tifest lastne indukcije ne postane prevelika in nam ne poško¬
duje izolacije s svojim probojem„Q tem se bomo pač ae peča¬
li, ko bomo take probleme praxe obravnavali.

Za točno razumevanje splošnega upliva napetosti
lastne indukcije pa moramo njeno enačbo izvajati še dalje : č
Če to storimo /glej pod črto spodaj/,dobimo

E g « — CD. Xj  , , c o stot

-CD. L. J m .sin4>/t + ^-/

S  te nove enačbe za napetost lastne indukcije posnamemo,

=se  napetost lastne indukcije tudi izpreminja po sinu-
časovni krivulji»vendar pa njen val doseže svojo ma-
-- itamalno vrednost v času za T/4 pozneje kot tokov val ,kjer
imamo samo sincot.Magnetlčen tok je proporci jonalen veliko^-
£ti vzbujevalnih amperovojev,toraj bo maximalno amplitudo
dosegel v istem trenutku kot vzbujevalni električni tok.V
praži bomo rekli:MAGNETIČEN TOK JE VEDNO V FAZI S SVOJIM
VZBUJ2VALNIM ELEKTRIČNIM TOKOM. NAPETOST LaSTNE INDUKCIJE.

PA ZA SVOJIM VZBUJEVALNIM ELEKTRIČNIM TOKOM KOT ZA MAGNE-

TICNIM TOPOM ZA 9QQ ZAOSTAJa.T o je zelo važen rezultat,ki
nam bo omogočil razumevanje marsikakega problema in ugoto¬
vitev, katerih, bi drugače ne mogli razumeti.Da bomo_tudi iz
matematičnih obrazcev takoj videli časovno fazno diferenco,
navedemo vse enačbe skupno

1.tok v krogotoku;..,. : J — J m . si not
2 0 magnetični Ufe, sinot
3.napetost last.induk.: E s =(0 o L. J m *sinO/t -V- ^-/

Pri tem pa je najvažnejše to,da smo spoznali,da napetost
lastne indukcije za električnim tokom zaostaja za čas 1/4
periode,odnosno v diagramu za odgovarjajoči kot 90°.

VEKTORSKO UPODABLJANJE SINUSOVIH VAW%

Vzemimo gotov krogotok,ki ima samo ohmov upor R
ih na tega sedaj pritisnimo izmenično električno napetost,
ki se Časovno izpreminja po sinusovi krivulji.Enačba te na¬
petosti se bo giasila

E ^E^.sinOt.

Tej napetosti se bo upirala ohmova uporna napetost
in skupaj s pritisnjeno napetostjo ustvarila napetostni rav
notežni sistem,izražen s enačbo

LLokoji i=coLZ,c<n<oi
emajl- sin((x>{-t4}= Sin(a>l-t  f %)= &n,Gj(£+—)
E$~ O) L 'jjn  J 271  (o (-[ f 'j

" \

- 124 *-

E - E r ==0

E = E r

Ta enačba velja za vsako časovno vrednost toka ali napetos¬
ti, tora j tud^i za maximalne vrednosti,kar sledi tudi iz ma¬
tematične dedukcije

Ejj,. sm Got — tTj ^ 0  H© sm Oo c
Sm™ J m «R

% - J m .B=0

Ohmov upor je konstanten in če se sedaj izpreminja velikost
toka,se mora izpreminjati prav tako in istočasno z napetos-
jo,to se pravi:v trenutku,-ko gre tok skazi svojo maximalno
vrednost,mora tudi napetostni valj iti skozi mazimum - TOK
JE V FAZI S PRITISNJENO NAPETOSTJO ,Ohmova uporna napetosF"
Ej,—J m .R je pritisnjeni napetosti nasprotna, tora j v fazi za
1800  različna,ker samo tedaj je mogoče,da dobimo napetostno
ravnotežje obeh napetosti v vsakem trenutku.

Če narišemo diagrame naših količin,pote, najdemo
krivulje,kot jih imamo na skici 51,Če obe napetostni kri¬
vulji seštejemo za poljubno časovno vrednost /toraj za po¬
ljuben trenutek/,najdemo,da je svota vedno enaka O,

Če pa si sedaj narišemo še kroge,s katerimi smo
prvotno grafično določevali obliko sinusove , lini je,najdemo,
da se morata polmera pritisnjene napetosti % in toka J m
pokrivati,ako naj oba istočasno gresta skozi maximalno am¬
plitudo sinusove krivulje.Ravno tako pa najdemo,da mora po-
lumer uporne ohmove napetosti biti za 180$ premaknjen,ker
le tako bo njen valj dosegel maximum črez čas T/2 =-l’80°oSe¬
da j pa vidimo,da je svota obeh napetostnih-vektorjev enaka
0 in enako bo svsakokratna svota .projekcij,ako polumeri ro¬
tirajo,Iz tega sledi,da prav vse razmere,katere razberemo

iz krivulj,moremo razbrati enako iz naših polimerov.In vi¬
deli bomo,da je to mogoče za vsak poljuben sistem.Izražanje
sinusovih krivulj s pomočjo teh naših polimerov zovemo VEK¬
TORSKO IZRa£A 1TJE in posamezne polimere zovemo VEKTOR DOTIČ-
NE KOLIČINE,diagram pa zovemo VEKTORSKI DIaGRAM.

Vektorski diagram je predvsem mnogo enostavnej¬
ši in posebno še,če takoj rečemo,da naš posamezne trenutne
vrednosti v praksi prav nič ne zanima jo,glavno je samo,da
vemo,da se dotična količina izpreminja po sinusovem časov¬
nem zakonu,Važno pa je. sedaj,da se naučimo pravilno brati
take vektorske diagrame in iste narisati.

Vzemimo takoj zgornji slučaj,ko imamo krogotok
s čistim ohmovim uporom,Ce na njega pritisnemo napetost H,
začne v krogotoku teči tok J,ki je odvisen samo od velikos¬
ti ohmovega upora krogotoka R.Če imamo krogotok in -naj teče

- 125 -

tok J 9 potem vemo,da se upira chmova uporna napetost -J,H,
ki v protifazi b  vektorjanf toka in to uporno napetost
mora premagati pritisnjena napetost E,ki mora držati s oh¬
movo uporno napetostjo napetostno ravnotežje*Vektor pri¬
tisnjene napetosti E bo toraj moral biti v protifazi s vek¬
torjem uporne napetosti,toraj v fazi s vektorjem toka.Ta-
ko Imamo narisan cel vektorski diagram našega sistema.In
za praxo je važno samo to,kako velika je pritisnjena nape¬
tost E in kako njen vektor leži napram vektorju toka»In če

sedaj pogledamo ta diagram -
skica št.52. - pa beremo slede¬

če :Pritisnjena napetost S je e-
nako velika,kot je ohmova upor¬
na napetost krogotoka in je v
fazi s svojim tokmn 8 To pa je tu¬
di vse,kar nas za ta slučaj za¬
nima.

Poglejmo pa si sedaj še,
kako izgleda to,ako imamo v na¬
šem krogotoku uklopljeno še go¬
tovo induktiviteto L?Kako to v
v skicah označavamo,vidimo iz
skice št.53.Imamo sedaj predvsem
dve uporni napetosti,enačbi obeh že poznamo in se glasita

—Ep=s sin Go t

4

i  £

nO.

Skica št.52o

m

Eq ~ ~ Co  oL«sin  OJ/1 -t ^ /

kjer E r  in E s  značita poljubne trenutne vrednosti,toraj
tudi maximalni vrednosti.Če primerjamo ti dve enačbi s e*
načbami za enakomerni tok,potem vidimo,da imamo v krogo¬
toku ohmov upor R in induktiven upor ceL*Iz zgornjih enačb
pa citatno,da obe ti dve uporni napetosti nista v fazi,in¬
duktivna uporna napetost sa ohmovo za čas l/4 periode za
ohmovo zaostaja.Kako velika mora biti pritisnjena napetost,
ako v krogotoku teče to$ J in kako lego ima napram toku -
to Je sedaj edino vprašanje,ki ga je treba rešiti*

to L SL

—BflHWWn

•O Qr

Skica št.53.

Mislimo si lahko situacijo sledeče:imamo dve u-
porni napetosti in za vsako teh napetosti je treba pri¬
tisniti protinapetost,da jo premaga -toraj za ohmovo upor¬
no napetost je treba pritisniti na sponke napetost E r ,ki
j© v fazi s tokom J,za induktivno uporno napetost pa E SP
ki tok prehiteva za 90°,da uniči isto,ki za 90 y  ^aostaja 9
Sedaj pa je jasno,da dveh napetosti,ki sta
poleg tega še v fazi različni,nimamo najrazpolago.Tu Sedaj
Še bolj-pride do izraza udobnost vektorskega diagrama,ko
pravimo,da posamezne vektorje smemo sestavljati prav ena¬
ko, kot se sestavlja sile v mehaniki»Tako bomo tudi naši
dve pritisnjeni napetosti sestavili v rezultantno napetost
S,in ta napetost mora biti popolnoma enaka,kot je'rezul-
tantna napetost obeh vektorjev,Če to v diagramu tudi na^
pravimo,vidimo,da odgovarja naši zahtevi.

■ ■ >- 126 -

Da dobimo popolno.skico,moramo označiti še smer
rotacije naših vektor jev, da' v@ffl© r kedaj imamo zaostajanje
in koda j prahi tavanje 0  1  --v' ~ i

InSita  jmo naš vektorski diagram:

l.Na i tMk'  moramo pritisniti dve napetosti,ena
je v fazi s tokom,druga pa tok sa 9o° prehiteva -odnosno-
na krogo^c^ pritisnemo nappjpst S,ki je s tokom za kot f  v
fazi različna«, Ta^kot čp je zahteva . napetosžnegajravnotež-
ja in se sam pokale»

2 0 Ako smo v diagramu z  velikostjo vektorja označili
maximalno vrednost obeh vektorjev upornih napetosti,nam
vektor napetosti S tudi znači maximalno vrednost 'pritis¬
njene napetosti.

3.Ker je bil pri cisti ohmovi obtežbi vektor pritis¬
njene napetosti v fazi s vektorjem toka,mora induktivni
upor povzročiti fazno diferenco med obema ^Induktivni upor
krogotoka mora povzročati,da tok za napetostjo zaostajaj.

4s»Čira-večji je induktivni upor krogotoka, tem večja
je fazna razlika med tokom in napetM?»t$© 7 in enako,čim
manjši je., ohmov upor napram indukt 1® njiTtik. Č e bi imeli samo
induktivni upor /R —0/,potem bi np%»zna  razlika 909
Splošno pa velja vedno

tg C 0 - hi"

c/=.arctg ^ *

iz česar brez nadaljnega sledi,da i&^U.jjttlvni upor poveča¬
va fazno razliko«

■ Iz vsega tega sedaj vidime veliko praktično
vrednost vektorskega diagi ma sa študij problemov izme¬
ničnih električnih tokov*Iz. njih odberemo vse lastnosti
vsakega sistema z največjo lahkoto in ravno z diagrami si
je mogoče jasno raztolmačita, marš ikak pojav, ki M ga dru¬
gače ne mogli rešiti - k večjemu s težkimi in nepregled¬
nimi -računskimi operacijami .Jasno je tora j, da se V-o
služili vektorskega diagrama prav povsod, kjer se bomo le
mogli.

O MOT ZAKON Zli  IZMENIČNE ELEKT RIČ NE TOKE*  .

‘“"Ce bi IdEEI krogotok s čistim ohmovim uporom,potem
imamo ohmov•zakon

S^J.R

ali %,sinCOt * J m .R.sIn<Ut

to je:ohmov zakon se glasi popolnoma enako kot se glasi
ohmov zakon za  enakomerne toke.

Drugačen pa postane slučaj,če imamo še indukti-
viteto L,odnosno induktiven upor cuL,Y tem slučaju‘iz di¬
agrama 53 dobimo

«* “ »iŽ+Sal

Wg.R + ufLS.jg

• =j| 0 /R S + CO?l2/

A,- -Ko U S

odnosno za vsako trenutno vrednost

-•127  -

• ,j^ 2 + cy 1 .L 2 .sin/<u.t+<p/

^R 2 + 0)^2 « W
%£«It sin/ co.t + 9* /

Ta rezultat ^z®tJS|ff:0HM0Y ZAKON ZA IZMNIIČNE TOKE/Da je
rezultat pra\4$gia>.operemo dokazati tudi s pomočjo fiife*
reneiJalna /vidi pod črto/,s čemer se,Istočas¬

no prepričam® ©;jp»&vilnosti izvajanj na podlagl ^ektorske
ga diagrama« ViJi»0 Jsa,da dobimo isti rezultat la tudi*.faz¬
na razlika se nasr-pokaže kot pravilna« r" - :

Splošne v ’ obliko ohmovega zakona za izmenič¬
ne toke-pa dt|i^|m!Eo upoštevamo še kapacitet© krogotoka,
odnosne ' upor 0 Kritisnjena napetost* b<fc tem

slučaju sestoju. S- iz treh komponent in tori«, komponent®
ohmcve upornevjMfjtfcost /to je napetosti za premagani® ©h*
mo ve uporne napetosti,ki je v protifazl s uporno napet**-
tjo/ J.R,ki s tokom,dalje iz napetosti

za premagan j® intek^lvne uporne napetosti, ki tok za 90®
prehiteva,in končne/še iz napetosti za premagance kapaol-
tivne uporne napetosti,ki $e z  napetosto J.coL vedno v'
protifazl S C@ si sestavimo tozadevno vektorski diagram,po¬
tem dobimo skico št.54 in najdemo splošen ohmov zakon za
izmenične toke,ki se glasi:

I~Jm.j/fe 2  + jfcoL  -^^sin/ co.ttyl

Iz enačbe,kot iz vektorskega dia¬
grama sedaj lahko vidimo,da tok
za napetostjo zaostaja ali pa jo
prehiteva,odvisno od tega,ali pre¬
vladuje induktivni ali kapacitiv-
ni upor v krogotoku«Iz vsega pa
posnamemo,da induktivna obtežba
fazno razliko povečava,-kapacdjfeiv-
na pa jo zmanjšava.Ako sta oba ve¬
ktorja ravno enaka,pa nastane ta-
kozvana rezonanca,tok je v fazi
s pritisnjeno napetostjo«0 tem bo¬
mo v nadaljnem še slišali/

UČINEK IZMENIČNEGA TOKA.

/EFEKTIVNA VREDNOST TOKA IN NAPETOSTI/.

V praktični elektrotehniki vedno v računam o 's efek¬
tivnimi vrednostim! toka in napetostihČe pomislimo,da
se velikost' toka kot napetosti časovno izpreminja,potem
nam aparati h® kažejo tekom časa ene periode posameznih
trenutnih vrednosti med 0 in mazimom, ampak neko srednjo,
povprečno vrednost,ki jo zovemo efektivno vrednost«  Veli¬
kost efektivne vrednosti dobimo,ako mazimalno vrednost
delimo s to j®

*af

“^ef = J m/yg-

/Če rečemo,da imamo za razsvetljavo napetost 220 včltov,
potem 220 ne znači maxlmalne vrednosti',.napetosti,ampak
efektivno vrednost - mazimalna pa je v razmerju lip' več¬
ja kot je efektivna,toraj 220»VT voltov/«

Efektivna vrednost je toraj nekaka povprečna
anost in če hočemo res točno definicijo,potem pod

^ “ •• -mr

efektivH© vrednostjo sinusovega - iss^aSifcBPga toka razume«
mo ono jakost toka, kat er a bi not esaKo^iaron tok v času e-
ne periode T povzročila enako velik* tnnoiino j©ulove to¬
plot© kakor jo povzroča' izmeničen . te definicije tu

di moremo matematično izračunati vre4a^^, efektivnega to¬
ka napram maximalni jakosti /vidi m&L,  $Jfkp / 9 in moramo do¬
biti-isti rezultat®

Da povdarimo še enkrati.isf©kfivna vrednost je
tista jakost izmeničnega toka ali il«igHftosti,ki nam jo ka-
'lejo^merflirfr instrumenti /voltmetri -ampermetri/• Ce v

praxi goirorimo o velikosti izmeničnega toka ali- napetos¬
ti, potem vedno s tem mislimo efektivtRr fielikost in ta je
v razmerju l:V2^ianjša od maximalno" jiM&stl„

Kako velik je sedaj učinek izmeničnih električ¬
nih tokov?Za enakomerni tok smo rekli, da‘je U.«=E<>J,pri iz¬
meničnih tokih pa to ne more biti,ker se vrednost viak čas
izpreminja med 0 in neko maximalno vrednostjo.Velikost li¬
činka tekom ene periode toraj niha enak® med 0 in neko ma-
ximalno vrednostjo in zopet nas zanima povprečna vrednost,
kir-nam-pomnožena s časom T daje- isto dalo, kot ga daje sve¬
ta vseh delnih učinkov -tekom ene periode»Ce vzamemo neskon
čno -kratek čas dt,potem smemo reči,da s© v tem času tok in
napetost nič ne ižpremenita glede svoje velikosti in sme¬
li bi uporabiti enipbo za enakomesae-toke.In imamo

- di-E e J 0 dt

fo doferencijalno enačbo sedaj Sahk# Rešimo /glej pod črto
in dobimo za rezultat'

.. • A= 2:  V J m°cosf # T

- lE ef  „ f2.J e p 9 i/S«coa C^»T

d/  • .

==• E e f,J ef  ocos <j> 0 T

odnosno za učinek U-A/T

= E ef ,J ef .cos q><


1 Ohmov zakon ia izmenične toke.

sincui + £ dr%l Jp ..Ei»%,%sincui + co£X coscvl

v slavimo-. ^' WCOi V J Jqy>= TA
co£= Wsmq> J %

H s  7 /n Wsmajt Cos<f+Jm Wcosa/i Sin <f>  = 7 m W Sin (Col +<p)

= \v 2  (cosy+ Smi<p)  = SV*

E= sin(uji+9>)

Z fiofočriev efektivne vre dnost i Joka in napetosti,.

,%\ UT=f o rWdt _

Jef  -frflm Sin*((jut)di  - f 7 % r/Jsin 2  (cotjdfak)

= Xt j/fjrf o sm^otdet ~ 7m fžfj? (?x-6zn picoset)^ w  dk

in analogno &f ° ^ m ih ~oyoy£m.

5 Učinek izmeničnih e/eki lokov.

A=j£Jcti=j{£ m  Sincvt. 7m sin(<x>t-?)di^E* ? mj [smcut. sin (<ot-y)

2 S/n/. jiny= eoiQ<~Y)~cos(x-tY)

S/h (vi. smfaj-f)  » i[ c °s?-cos( 2 (ot-<p)J

A* i£i» 3 m co&f-i' Tcosy Ucf.raosf

.. . - 129 -

kar normalno pišeaio - 1  -

U=“ E« JoCos vato?

pri čemer ne smemo pozabiti,da 1 in J znaeita efektivni '
vrednosti« C os <p  zovemo faktor učinka in <p  sam pomeni faz¬
no razliko med tokom in napetostjo f kot smo jo našli v na¬
ših. diagramih«

Poglejmo sedaj s kako se ta naš rezultat ujema
s vektorskim diagramom/skica 55/oImamo napetost omražja
E,/efekt, vredno st/ in vektor toka za gotov kot <p  za vek¬
torjem napetosti zaosta ja.ljeinek, porabi jen v krogotoku,
bo enak dŠJčosy ♦J.cos^’ pa je projekcija tokovega vek-
^  ‘ • ;* ■ 'tor ja na vektor napetosti, tora j

■J'  je učinek dan s produktom nupe-

—------a ' tosti in projekcije • tokovega--vek-

/\ ■  'torja na vektormapetosti.V pra-

/ j ksi pa si mislimo,-da imamo dva

/ ! toka,eden je # fazi s napetost-

/ j jo in se zove vatni tok,drugi pa

| .tvori s napetostjo kot 90° in se

j ', zove 'brezvatni tok.Učinek tvori

y  potem samo vatni tok in ta je

Skica št 0  55.  U"E e J 9 cos^

učinek brezvatneg^'toka pa je

• XJ 0 ^loJ 5 .uos _9O°j=-0-

_Če 'je riaš krogotok priklopljen na omrežje,iz

omrežja WS/KS  potegnemo dva tofca,ed*en je deloven tok,do-
6im je^dr.ugi nedelaven in, H je potreben samo za uničen¬
je uporne napetosti«Iz tega sledi,da bomo na eme-

^režje obesili kolikor mogoče majhne induktivne upore * to
je - v praksi bdmo vedno gledali na to,da bo fazna dife¬
renca med tokom in .napetostjo kolikor mogoče majhna,Nor¬
malno imamo-v praksi cos^=o*7 - o 3 85,višje pridemo le red-
1  ko,kar je razumljivo, če pomislimo, da imamo natorarež je obe¬
šene transformatorja in. motorje,ki -imajo vsi razmeroma
strašno veliko induktivitetOoNasprotno pa. nam bo vsaka
kapacitivna obtežba dobrodošla* ker ista dela na* izbolj¬
šanje faktorja učinka omrežja,

g Rami sistemi izmen. loka.

’ ■  . - \  ' • .. 4 '

' v,,--.. ;. -r•>  'd', ■' -' .4 ‘ ,rf ' - ’ X

V praktični elektrotehniki imamo na razpolago po
več napetosti istočasno,ki pa niso v fazi,ampak imajo med
seboj čisto določenp fazno difereneo.Merimo jo nprmalno
* deli časa ene- periode ali pa s odgovarjajočo Velikost¬
jo kota .vektorskega diagrama, v . 1

Enačba' za izražanje fazne diference je povsem
enostavnaf e imamo napetost E — EL. sin cul, potem bomo na-
pe tost,ki za gotov kot 9? zaostaja .označili z enačbo Ep=
E^i.sittCa/tf92} s to' se pravi:napetost Ep svoj maximum dose¬
že‘šele črez gotov časovno kot pozneje kot napetost E,
Vse to nam je znano in na tem mestu sarao ponovimo. -
V glavnem bomo razlikovali
1«enofazne in
S.večfazne sisteme.

ENOFAZNI SISTm,  .

Tak sistem smo si vedno do sedaj predstavlja¬
li. Im srno tul Javo,v kateri se inducira gotova napetost in

J, - 150 - ,: ... j ,

v

Ce po skici 5'6  to napetost pritisnemo na krogotok ,-"60  v

njem začel teči tok.ki' ga moremo
uporabiti za različne potrošne
sisteme /kurjava,razsvetljava,mo¬
torji itd./»Tak sistem je pač naj¬
enostavnejši, vendar pa ga v pra¬
ktičnem življenju le izjemoma mo¬
remo -srečati.

' ' PSOFaZNI sistem .

Pri te sistemu imamo na
Skica št»56. razpolago-dve napetosti,ki sta v

"... fazi za 9'09 =t/ 4 'premaknjeni.Di¬
agram tega. slučaja najdemo v skici 57.Obe napetosti sta
enako -veliki in nihata po istem časovnem zakonu.Imamo 2
tuljavi,vsako zase moreno priklopiti ha sklenjen krogo¬
tok.

Imamo pa še drugo možnost.Zvežemo dva konca
tuljave skupaj,skupno točko kot ostala dva konca tuljav
pa speljemo na omrežje,kjer napravimo potrebne sklenjene
krogotoke»Oba zunanja vodnika zevemo FAZI,srednji vodnjtr
pa nevtralni vodriik/skica 5<3-/.

V omrežju sedaj moremo krogotok skleniti-n&
dva različna načina:ali da sklenemo krogotok med obema
zunanjima vodnikoma,ali pa med enim zunanjim vodom in nev-
tralnim.Med zunanjim vodom in nevtralnim vodnikom vlada
napetost ene tul javi c e e,napetost med obema zunanjima
vodnikoma /zvezana najrertcist/ -pa- je 15  velikost njeno
moremo najti kot rezultanto v vektorskem diagramu tn je

.V

S = e.V§ voltov . v

kar čitamo:zvezana napetost je v razmerju, 1:V2 večja od
fazne napetosti. , "v .

Isto pa najdemo tudi za velikosti -tokov»Ce
sta Obe polovici /fazi/ enako obteženi,potem v nevtral¬
nem vodniku tečeta dva toka,ki sta enako Velika,vendar
pa v fazi za 1/4  periode različna.Iz vektorskega diagra¬
ma bi našli,da v nevtralnem vodniku teče-tok

J = i-VŠ ■

i znači tok v vsaki fazi.

TROFAZNI ALI VRTILNI TOK.

7 praksi dvofazne sisteme le redko najdemo,nor¬
malno imamo samo trofazne sisteme,ki jih zovemo potem
sistem vrtilnega toka.Tak sistem Ima tri teke,ki so v fa¬
zi za 120° premaknjeni..Skica 59 nam to grafično ilustri¬
ra.Iz skice sedaj najdemo važno dejstvo,čižž je avota vseh
treh napetosti v vsakem poljubnem tpemitku enako Q a T.noko

velja tudi za toke,kar vidimo tudi iz diagrama aa slučaj
.da tok za napetostjo za gotov ; ko£ c/>'  zaostaja. Najlepše to
najdemo .iz vektorskega diagrama.Vektorji tokov so vsi ena

ki in med seboj tvorijo kot 120° in najdemo,da je svota
projekcij vseh treh vektorjev v vsakem trenutku enaka -0-.
Za slučaj,da je ena faza ravno na maximalni višini,kot je
to slučaj aa našem diagramu,najdemo brez nadaljnega

AB = J ma x “

AC = J m »sin Soo^l/S.Jja

AB - 2.IG = J m  - 2.1/2 »Jjjj  ==-9-o

Enak rezultat seveda moramo najti za vsako drugo lego v
vektorjev in splošno bomo imeli . -

^ ^ j* ^ y

ako Jj_ znači tok v vsaki razi in. že se vsi ti toki enaki.
Iz te zadnje enačbe pa še sledi važen rezultat,da 'jeusvo—
ta dveh tokov vedno enaka negativni vrednosti tretjega
toka. v  ■

Če M imeli sedaj tri tuljave,ki nam dajejo tri
toke s fazn& diferenco 120°,potem .po skici 60 moremo vsa
ko zase-ohtežiti - pravimo,da vsako fazo obtežimo pose-
bej.jševeda je pri teffi vse eno,ako tuljavine konce zve¬
žemo najomrežje in potem obtežimo omrežje«]

Sedaj pa vemo,da je svota vseh^treh tokov ved¬
no enaka 0,smemo toraj tri konce tuljav zvezati skupaj
po skici 61 ,kakor smo to storili tudi za dvofazni sistem
Imamo tako mesto 6 vodov sedaj samo tri zunanje vode,ki
jih bomo zvali faze .in nevtralni vod,v katerem ne teče
noben tok/de so vse faz© enako obtežene/.In sedaj si še

oglejmo napetostni sistem na podlagi tozadevnega velctor
skega diagrama skice 62.Fazne napetosti e, to so napetosti

vsake faze,so vse enake,vendar v
fazi za 120° premaknjene.Zvezane
napetosti E med dvema faznima vo¬
doma /fazama/ pa je geometrična
svota dveh faznih napetosti in
iz diagrama moremo izračunati ve¬
likost

1/2-iEg — ep.sin 60°*= ep/ 2 .V 3

Skica št. 62.

sin 60° =1/21^5
El= Eg = E 3
e l""- e 2 — e 3

E =•©


to se pravi:ZVEZANA NAPETOST JE V  RAZMERJU 1: /3 VEČJA OD
FAZNE NAPETOSTI TROFaZNEGa VRTILNEGA SISTEMA.

Stik tuljav po skici62 zovemo ZVEZDNI STIK
</Y-stik/ in velika prednost tega sistema je,da nam tudi
daje dve napetosti in poleg tega še nevtralni prerez mo¬
remo vzeti enak -0-,kar znači velik prihranek na porablje¬
nem matefijalu za izgradnjo omrežja.Nevtralni vodnik pa'
vse eno vzamemo,ker' ne moremo doseči popolnoma enako ob¬
težbe v vseh treh fazah in bo zato v nevtralnem vodu le
tekal gotov tok -poleg tega pa rabimo nevtralni vod tudi
za to,da dobimo napetost za razsvetljavo,ako hočemo med
faze priključiti motorje.

Če imamo na razpolago tak trofazen sistem,
pa poleg zvezdnega stika moremo napraviti ae takozvani
trikotni stik  /A -stik/,če tuljave zvežemo po skici (ol>,

omrežje

U

Skica št. 63. Ski.ea št* 64,

Imamo-iako sklenjen krogotok skozi vse tri tuljave,ven¬
dar pa v tem krogotoku ne bo tekel noben tok,ker na kro¬
gotok uplivajo vse tri napetosti istočasno in svota vseh
treh je enaka-6-, tora j ne more pognati nobenega električ¬
nega toka.Imamo sedaj samo zunanje vodnike,med katerimi
upliva napetost ene faze,toraj imamo med dvema vodnikoma
vedno le fazno napetost.V spojni točki dveh tuljav pa i-
mamo tok iz dveh tuljav,oba toka sta v fazi za 120° raz¬
lična in rezultantna velikost toka v vodih bo /po dia¬
gramu 64 /

J — i »viš = 1,73.1

i je tok v vsaki fazi
J je tok v vodih omrežja.

i,  če sedaj pogledamo,kako velik imamo učinek v vsa

kem slučaju,vidimo iz enačb

A  ' V O

./Otitii ,VN£_& >DSL tfTR OJA.

■pečali -smo se da. sedaj s izmeni enim totem in
treba Je s a 'dognati, kako take toke moremo . dobiti in«kako
isgleda stroj t ki nam tak© toke in napetosti p:$izv.aj.a*

Pri modelu stroja za enakomerni tok smo vide¬
li, da iz njega s pomočjo drsalnih obročev moremo dobiti
dobro in pravo izmenično napetost,Vendar pa tega modela
za naše stroje ne uporabi jamo,pa5 pa vzamemo obraten slu¬
čaj, da'namreč -rotirajo poli,tuljave na statorju pa stoje.
Iz osnovnega zakona za induciranje pa vemo,da je vse eno,
ča rotira polje ali pa če rotirajo tuljave,to je palice
v utorih - glavno je , da dobimo rezanje smernic magnetle¬
nega toka ,to je,da -se- palice,v katerih naj se inducira
napetost,premikajo relativno napram smernicam magnetiš«
nega polja*

Tako. najdemo skico 65  ,ki naj nam predstavlja
osnovni model stroja za izmeničen tok*Bistvene razlike
napram modelu stroja za enakomerenetok nimamo nobene,le
način rezanja smernic je sedaj drugačen,kar pa na rezul¬
tatu ne izpreminja ničesar.Razlika je tora j samo konstru-
ktivna,-zunanja.Rotor nosi pole’ z  vzbujevalnimi tuljavami
in te so popolnoma enako,ko.t- so tuljave stroja za enako¬
merni toke-Ši BOtoBja -pa je spojena s pogonskim .strojem,
ki skrbi,da; se-rotor suče s gotovo, konstantno• hitrostjo.

V. sta tor ju pa imamo statorj.eve tuljavejki tudi sestojajo
iz"palic in ovojev,vendar pa so te navite drugače,kot
sma  videli pri s tr o ju. -za,enakomeren tok. in se bomo s tem
morali posebej pečatikfp. tuljave sestojajo iz ovojev,od¬
nosno ovoji iz posamezfi.it*. pall® v utorih,potem moramo te
vezati med seboj tako,dl'se napetosti seštevajte « to je,
navijati moramo tako,da gremo ii*pod enega pola pod dru¬
gi raznoimenski pol«

’ Y  vsaki palici se inducira napetost po znani
enačbi za induciranje

e—^.v.l.lO ® voliov

Iz enačbe zopet naj demo»da -je '.-velikost, napetosti odvis¬
na od velikosti gostote polja namestu^žJer palica rav¬
no seče' smernice magnetičsega polja,in ©d hitrosti v,s '
katero palice sečejo magnetične smernice in katera je
odvisna v od števila obratov rotorja,odnosno pogonskega
stroja«Čim večja sta ta dva faktorja,tem večja bo indu¬
cirana napetost vsake palice.

Ker število obratov*stroja diktira pogonski
stroj,isti|j med obratom ne bomo mogli izpreminjati.Radi
tega že sedaj lahko rečemo,da bomo za izpreminJanje ve¬
likosti inducirane napetosti morali izpreminjati samo ve¬
likost toka v magnetih,odnosno kar je isto,velikost mag-
netične indukcije /magnetiSnega toka/.

OBLIKA KRIVULJE IND UCIR ANE NidFBTaS TI.

Iz Izvajanje enačbe”zaMndueiršmo napetost
v vsaki palici na statorju imamo ''

e = d^.v. 1»10” s ~ k, voltov,

rezultat,'da je velikost v palici inducirane napetosti v
vsakem trenutku proporcijonalna velikosti magnetične in¬
dukcije S  na mestu,kjer se palici v trenutku ravno naha¬
ja. Če si mislimo statorjev obod razvit v ravnino -skica
št. 66 -potem si moramo misliti,da se magnetično polje po¬
mika od desne proti leVi strani.Mislimo si najprvo,da se
vse smernice zgoste ravno pod polom in da je gostota po¬
lja pod poloma povsod enaka.Če se sedaj pol-premika pro¬
ti desni.smernice polja ne režejo palice,dokler rob pola
afa ne pride do palic e, Ilo se to zgodi, palica pride v po¬
lje gostote d-  in inducira se napetost- po'naši enačbi »Ta
gostota seka palico tako dolgo,dokler pol ne zapusti le¬
ge nad palico in ves ta čas je napetost palice enako ve¬
lika,Na to napetost takoj t>ade na 0...proces se po¬

navljajo pride nad palico drugi pol,vsled česar se tudi
napetost v palici obrne »Tako najdemo .celo krivuljo za eno
oeriodoji je popolnoma enaka,kakor jo poznamo iz teori¬
je generatorja za enakomerni tok.Tudi tu bomo napetost
označevali kot funkcijo časa 0

Mi pa smo operirali samo s sinusovimi krivuljami
izmenične napetosti*in nastane vprašanje,kako sedaj pri¬
demo v stroju do takih napetosti.Ce- pogledamo,kako 1  as
pol strese smernice preko oboda,potem vidimo,d& smernice
vstopajo v stator samo na širini pola in za induciranje
pridejo v poštev pač samo smernice,ki gredo skozi špran¬
jo med s ta tor jem in rotorjem.Če pri razvitemjstator ju to
narišemo,potem imamo aktivne smernice samo pod vsakim po¬
lom, drugače pa je gostota enaka -fr.Pravimo,'da je KRAJEVNA
i ..-.DELITEV GOSTOTE POLJA PO 0B0DF PRAV0K0T.NALOMLJENA ČRT

če-pa sedaj pogledamo * krivuljo’ krajevne razdelit¬
ve gostote polja po obodu in to primerjamo s krivuljo in
ducirane napetosti,na jdem o,da sta obe krivulji povsem e-
naki,razlikujeta se samo po" meri 14»Iz. tega sledi zopet

Krivulja krajev razde!, god m.p.

Skica št. 67-

važen stavek: OBLIKA KRIVULJE INDUCIRANE NAPimSEI JE T OS¬
NA SLIKA KRIVULJE KRAJEVNE RAZDELITVE G OŠT^OTg-ML J A PO
OBODU STATORJA.Ta stavek velja splošno za -vse'stroje in
to za enakomerne kot izmenične toke.

In sedaj moremo takoj reči:Se bi bila krivulja
krajevne razdelitve gostote polja po obodu stater-j e si-
nusova krivulja,pa bi bila krivulja časovne lzprememj>e
inducirane napetosti tudi sinusova krivulja.in to je tu¬
di zahteva za vsak stroj,krajevna razdelitev'mora biti
po sinusov! -lini ji.Dosežemo to s posebno obliko koncev
pola /s polovimi cevi ji/,kar bomo spoznali v drugem delu
naših izvajanj.Za enkrat smemo reči,da nam vsak stroj da
sinusovo izmenično napetost in smemo se posluževati tudi
nadalje vektorskih diagramov in vsa naša razmotrivanja
nasloniti na nje kot jih iz njih tudi izvajati.

ŠTEVILO PERIOD IZDuLNIČNEG«, TOKa-
Pri našem osnovhem modelu” smo vzeli samo dva
pola,vendar pa imamo stroje, ki imajo tudi več polov,Raz¬
lika na-stopa potem samo'V tem,da napetost, v vsaki pali¬
ci ne opiše ©nega val ja • v časti enega obrata rotorja, am¬
pak preje,odvisno os števila polov. C e imamo 4 pole,v ča¬
su l/S obrata itd,, splošno za eno perMo je treba obra¬
tov po enačbi

TL-l/p obratov

če p pomeni število polovili parov, c e imamo sedaj v vsaki
minuti V period,potem je treba v/p obratov.ker pa računa¬
mo število period na sekundo, bo .treba 6Qp/$ .obratov»In
najdemo splošno* enačbo

n= 60. V/p

in

V =p.n/60 period/sekundo

Splošno' imarao število period/sekundo 50,kar je že
normalizirano*Zato nas število period ne zanima več,za¬
nima nas pa število obrdtov,katere mora rotor napraviti,
da bomo imeli res pravilno število period.To moramo ra¬
čunati iz zgornje prve enačbe in če vstavimo,imamo

~ 50.60/p 5000/p obrat/minuto.

Iz enačbe sedaj -sledi,da moramo imeti za vsak pogonski
stroj,ki daje gotov n,tudi primerno število polov stroja.

Število .obratov rotorja je odvisno v prvi vrsti od
števila obratov pogonskega stroja,Tendenca pa je,d'a.,vza
memcjdirpktno. sklopliev. /pogonski stroj in rotor na isti
gredi/,Ker pa je območje'regulacije pogonskega stroja ze¬
lo ozko,moramo gledati na to>-da_z odgovarjajočim števi¬
lom polov že pridemo kolikor mogoče blizu normalnega šte¬
vila obratov,majlino diferenco pa potem izravnavamo s ne¬
moč jo regulatorja - ročno ali avtomatično.če pa drugače
--a-e-bgre,potem pač moramo, vzeti -prestavo in to preko jer¬
meni c e ali zobatih, koles,

MODEL DVOFAZHIO-a GENERATORJA.

kako pridemo do sinusove izmenične napetosti,to
nam je. sedaj že -Znano j nimamo pa še rešenega vprašanja,
kako najdemo pravilno fazno diferenco med posameznimi to¬
ki in napetostim!.

Če hočemo stroj imenovati dvofazni generator,
potem moramo od njega .zahtevati,da nam da v vsakem sluča¬
ju dve napetosti,ki imata med seboj fazno razliko 90° 0 Le
na ta način bomo prišli do diagramov,katere smo našli in
obravnavali v teoriji izmeničnega toka.Tak model nam daje

Predpostavi jamo, da nam poli dajejo res dobro si-
nusovo krajevno razdelitev gostote magnetičnegapolja po'
obodu stator ja, inducirana napetost bo tora j izmenična si-
nusova napetostSedaj si navijemo eno tuljavo 1-1,ki nam
da začetek z±  in konec ki.V času,ko pol ravno pride v^
ravnino tuljave,maximum polja reše palice tuljave,v njej
se toraj ravno inducira maximum napetosti,Iz tega sledi,
da se bo vedno v tuljavi induciral maximum napetosti,ko
os polja /os polov/ pade v ravnino tuljave - in napetost
bo šla skozi 0,kadar os polja pride v os tuljave.

Če sedaj vzamemo drugo tuljavo in jo napram prvi
premaknemo za 90 ° naprej,potem se bo v tej tuljavi indu¬
ciral maximum ia&faem  šele takrat,ko rotor napravi obrat
za 90° naprej.Pri našem dvopolnem modelu pa pomeni obrat
rotorja za 90° čas T/4,to je čas l/4 periode.To se pravi,
da bomo pri našem stroju fes dobili dve napetosti,ki sta
v fazi za 90° časovno premaknjeni in to smo ravno iskali.
Iz tega sedaj sledi konstruktivno pravilo:DVOFAZNI SIS¬
TEM NAPETOSTI DOBIMO, aKO V STaTOR DENEMO DVE TULJAVI»KI
STA KRAJEVNO Za 90° DRUG*. ILaPRaM DRUGI NA STAT0RJU PRE-
MaANJ ENI o

če sedaj hočemo dobili stik iz skice 56,potegi
je treba samo,da oba konca tuljav med seboj zvežemo,za¬
četka pa preko merilnih in varovalnih napr4& spojimd> z
omrežjem, >- ?  .

Da dobimo tern jasnejši upogled v nas model,si
bomo ogledali še slučaj 4- oIne; a modela„Najdemo ga na

Iz razmotrivanja 'dvofaznega. generatorja moremo tak&j
reči 5 da morajo tuljave na ojsodii statorja biti za 120 el.
stopinj premaknjene druga nap£g|£ drugioKer. se električni
Krajevni kot vedno ujema s kot® časovne fazne razlike in
duciranih napetosti v posamezni tuljavah,bomo pri krajev¬
nem kotu 120 el.stopinj res dobili tri napetosti s časov¬
no fazno diferenco 120°,toraj pravilni trofazni vrtilni
sistem napetosti. t  ; ! "

Tako pridemo do skice 70!ki nam daje vpogled za do¬
ločitev krajevne premaknitve,in do skice 71,na kateri vi¬
dimo, kako moramo vsako tuljavo navijati,da se nam bodo na¬
petosti pravilno seštevale v rezultantno napetost ene fa-

Se en po jia nam je treba razložiti .Pri našem mo¬
delu imamo vsega skupaj 6 utorov v statorju in če delimo
število utorov s številom polov,dobimo 6/2= 3 UTORE MA POL.
Ufo pa delimo število utorov s številom polov in st.vilom
faz,pa dobimo 6/2.3 =1 utorov na pol in fazo. To izražan¬
je. je v praksi normalno in vedno rečemo,da imamo toliko
in toliko utorov na pol. in fazo,pri čemer takoj lahko iz¬
računamo, koliko utorov imamo na celem.statorju.

Da nam bo ta novi pojm še bolj jasen,si bomo na¬
risali še slučaj,da imamo 2 utora na pol in fazo. /Skica
72 in 73/.Yseh utorov bo za dvopolni model in tri faze
2.2.3=12 utorov,

stator je toraj treba razdeliti na 12 enakih delov.Mesto
enega utora sedaj povežemo'v eno fazo 2 utora in iz; raz¬
vitejša statorjevega oboda je jasno,kako je treba vezati
poseiTftezne palice,da se nam napetosti pravilno seštevajo.

Skica št.73«

sicici žt. 69 .Namesti tev tuljav je seveda popolnoma ena-
ka f razlika je samo ta,da polovico statorjevega oboda se¬
daj moramo zamenjati s 1/4  oboda,Tuljave tora j ne bodo
navite diametralno,ampak zunanje zveze gredo samo preko
1/4 statorjevega oboda,kar je iz skico povsem jasno.

Iz tega sedaj izvajamo nov pojm ,ki je udomačen
v elektrotehniki,to so takozvane električne stopinje.

Pri našem 4-polnem modelu tuljava pri. enem obratu rotor¬
ja doživi dva valja napetosti ali toka,to je 2,360 el,st
Tako bi rekli,da 180 krajevnih stopinj 4-polnega modela
/to je 1/2 obrata rotorja/ odgovarja 360 el,stopinjam.
Pri dvopolnem modelu pa je število krajevnih*stopinj ena
ko številu električnih stopinj.Če znači p število polo-
vih parov,potem bi imeli splošno enačbo

•

št.el.s-t, = pxšt.kraj .st.

' oč e  ~1pxOC
(aiTelsi  =fi.D3T)

Tako sedaj šele moremo reci,da so tuljave 4-pol¬
nega modela prav take,kot tuljave dvopolnega modela,pri
čemer pa govorimo sedaj z električnimi stopinjami.Tako
najdemo splošno konstrukcijsko pravilo dvofaznega gene¬
ratorja

"DV0FZN0 PA.PET03T DOBIMO,AKO V STaTORJU  GENERA-
TORJa NAMESTIMO DVE  TU1aaVT,aI IMaTa KRaJEVNO PREMaKNI^
TEV Za 90° DHUCU NAPHAM DRUGI".

MODEL GENERATORJA Za VRTILNI TOM.

V  praksi se je pokazalo,da njenim zahtevam naj¬
bolj odgovarjajo trofazni sistemi,ki nam dajejo napetos¬
ti s fazno časovno razliko 120°.Ta trofazni sistem zo-
vemo splošno vrtilni sistem.Vrtilni sistem je sistem da¬
našnjega modernega električnega strojstva in^povsem ver¬
jetno je,da se bo ta sistem tudi trajno obdržal.Za to je
treba,da ravno ta Sistem obravnavamo najbolj natančno,da
najdemo kolikor mogoče vse važne rezultate,ki nam bodo
potem mogli dovoljno razjasniti vse stroje,ki jih borna
našli v drugem delu naših predavanj.Za enkrat pa vemo,
da .je svota 'vseh napetosti takega sistema v vsakem tre¬
nutku enaka 0„

kako sedaj pridemo do osnovnega modela ta¬
kega getLerator ja?Iz razmo tri vanj pri dvofaznem generat.
moremo takoj reči.,da bomo fazno razlilo 120° dobili na
ta načJLn,da bomo na obodu stator ja posamezne tuljave za
120 el.stopinj krajevno premaknili drugo nauram (Lrugi.

To je tudi res in tako pridamo do skice 70 za 2-pc|ni model

- -i39r

»T 3» * F

S tem,da število utorov na pol in fazo povečamo,
povečamo število na ^sako fazo odpadlih' ovojev,nauetost
faze bo vsled tena narasla,čim večja bo toraj napetost ge¬
nerator ja' na sponkah,tem večje bo število utorov na pol in
fazo,Iz prejšnjega pa že vemo,da pri več polih tuljave s
istimi pogoji tudi zvežemo v seriji in se napetost na spon¬
kah seve'-a tudi poveča. Vidimo tora j, da bo generator, ki ima
zelo veliko napetost na sponka^,imel veliko število utorov
na pol in fazo in poleg tega še veliko število polov,Ven-,
dar pa v praksi iz ra-ziičnih razlogov preko 6  polov kljub
temu ne gremo- - in poleg tega še ne smemo pozabiti,da je
število period normalizirano in s tem število polov tudi
odvisno od števila obratov pogonskega t]sroja 0 Da nam bo vse
to še bolj jasno,si bomo narisali še skico stroja g~4- poli
pri čemer radi enostavnosti in preglednosti vzamemo samo
1 utor na pol in fazo,Tako pTidemo do skic 74 in 75,

Iz skice 75 je vezava tuljav popolnoma jasna,Po dve
tul javi,ki imata isto lego napram magneti enemu pol ju,imata
napetosti v fazi in jih smemo brez nadaljnega .zvezati za¬
poredno, da se napetosti obeh tuljav seštejeta v rezultan-
teo napetost,katero dobimo na sponkah generatorja»Tako na
koncu vezave dobimo samo tri začetke zp,z 2  in Zg in samo
tri konce kp,k*> in kg.Če vse konce zvežemo skupujjjdobimo
stik v zvezdi,ako pa zvežemo kp z Zg,k 2  z Z 3  in k 3  z zp,
pa dobimo stik v trikotu, j. roste konce tuljav zvezdnega sti¬
ka, odnosno spojne točke trikotnega stika pa spojimo z ge¬
neratorskimi zbiralnicami.

Na ta način imamo jasno skico konstruktivnega pro¬
blema generatorja za vrtilni tok,In ker poznamo tudi vsa
pravila induciranja,imamo pred seboj stroj za vrtilni tok,
ki ga poznamo od vseh strani,to je,njegovo zunanjo obliko
kot njegovo notrajnost in razumemo,kako se v njem vrši pre¬
tvarjanj® ene oblike energije v drugo,Pri vsem pa imamo e-
no bistvo in to js:rezanje smernic magnetičnega toka,

VZBOJEVANJB STROJA ZA IZMENIČEN TOK«

Na rotorju imamo pole,ki nosijo koncentrične tu¬
ljav®,skozi katere teče vzbujevalni električni tok i m *Ve¬
likost tega toka mora biti taka,da pri gotovem številu ©«
bratov rotorja dobimo velikost is-v zračni špranji tako ve-
Ifk®»da dobimo zahtevano velikost napetosti za vsako pali-
e# pOČ znani enačbi <§ v, l.lo" 8  voltov.

Vprašanje je sedaj,kako dobimo ta vzbujevalni
tok ijafki je seveda enakomeren tok,Računati moramo,da ni¬
mamo na razpolago kakega tujega vita,ki bi nam ta tok mo-
gbl dati, in moramo istega producirati šele sami e Ta problem
rešimo enostavno tako, da na os rotorja denemo še kotvo ge-

neratorja za enakomeren tok,ki nam daje potrebni vzbuje-
valni tok i m .Tak .VZBUJEVALNI GENERATOR je popolnoma enak
praveno generatorju za enakomeren tok,ki ga poznamo mi.
In skica 76 nam daje potrebni stikalni načrt,izfkaterega
posnamemo sledeče:

Skica št,76.

Imamo generator za enakomeren tok s stranskostični-
mi magneti in regulatorjem za regulacijo velikosti nape¬
tosti na generatorjevih sponkah*odnosno krtačah.Ker krta¬
či vzbujevalnega dinama ne rotirajo,magneti generatorja
za vrtilni tok pa,dobimo potreben spoj krtač in magnetov
preko drsalnih obročev.Imamo toraj dva drsalna obroča,ki
sta spojena s obema koncema magnetnih tuljav generatorja
za izmeničen tok,dve krtači pa delata spoj z vzbujovalnim
dinamom,ki producira potrebni vzbujevalni električni tok.
•S tem imamo krogotok sklenjen,vzbujevalni tok lahko teče.

Velikost vzbujevalnega toka i m  je treba vsekakor iz-
preminjati,da nam generator da pravilno napetost na spon¬
kah.Velikost vzbujevalnega toka pa je odvisna od velikos¬
ti napetosti vzbujevalnega dinama.To velikost pa lahko iz-
premili jamo s regulacijo velikosti toka v magnetih na vzbu-
jevalnem dinamu,toraj nam je na ta način tudi mogoče in¬
direktno vplivati na velikost napetosti generatorja-za iž~
meničen tok.Lahko pa bi vklopili regulačni upor med drsal¬
ne obroče generatorja in krtače vzbujevalnega dinama in

irektno velikost, upora krogotoka,v kate-
tudi magneti generatorja za izmeničen
pač v obeh slučajih isti,

imamo sedaj podano celotno fizikalno ski-
.zmenične in vrtilne tokeaKot smo že
važni le generatorji za
vsega sedaj posnamemo lahko,da imamo v

rtilni tok in iz
snici stroje,ki'
kov z fazno raz-
nergijo,ki jo se-

nam dajejo pravilni vrtilni sistem teh tc
liko 120°,ki predstavljajo električno en:
daj lahko prenašamo na večje ali manjše^razdal je,kjer se
pač nahaja" konzument električne energi j°e,Naša naloga je
toraj še"ta,spoznati,kako sedaj električno energijo more¬
mo prenašati na večje razdaLje in kako isto zopet moremo
izpremeniti na mehanično odnosno svetlobno,kakor pač to
konzument od nas zahteva.S tem pa se bomo pešali v nada-
ljnih naših razmotrivanjih.

10. Motorji za im mičen to A.

SPLOŠNO.

Nas zanimajo■predvsem motorji za vrtilni tok
in se bomo v nadaljnem samo s temi pečali»Na razpolago
imamo omrežje vrtilnega sistema,ki je v generatorju ali
transformatorju sklenjen v zvezdi ali trikotu.Iz omrežja
z motorjem potegnemo električno energijo in motor sam jo
pretvori v mehanienoaKot je bil generator pretvarjevalec
mehanične energije v električno,tako je sedaj motor pre-
tvarjevaleo električne energije nazaj v mehanično,.

Pri strojih za enakomerni tok smo rekli,da vsak
generator že moremo vporabiti tudi kot motor in da nimamo
med motorjem in generatorjem nobene konstruktivne razli¬
ke,To velja tudi za stroje za vrtilni tok,vendar ne tako
v širokem smislu.Motorji za vrtilni tok dobe generatorsko
obliko samo v redkih in izjemnih slučajih,ko hočemo z mo¬
torji popravljati -faktor učinka omrežja.Taki motorji ima¬
jo tudi čisto posebuc lastnosti,'ki' jih za splošno upora¬
bo skoro onemogočijo in jih iz toga razloga na ten mestu
tudi ne bomo obravnavali,ker za naše razmere res ne pri¬
dejo v poštsVeMi bomo obravnavali posebne tipe motorjev,
ki.jih zovemo s skupnim imenom ASINHRONSKI MOTORJI.Pred-
no pa preidemo na teorijo istih,moramo spoznati še eno
važno dejstvo vrtilnega sistema,to je

VRTILNO. MAGNETIČNO POLJE,

Vrtilno polje zovemo rezultantno polje treh
posameznih izmeničnih poljski jih tvorijo posamezne tu¬
ljave stroja.Če vzamemo eno fazo samo,ko skozi njo teče :
tok,potegajen iz omrežja,potem -po skici 77 -teče v tu¬
ljavi najprvo skozi.zunanji palici /ki jih je normalno
seveda več/ in ti dve ustvarjata gotovo polje,kojega os
stoji v osi tuljave,in ki j® po obodu statorja razdelje¬
no po pravokotniku abcd /skica 77/,Nato tok teče po not¬
ranjih palicah,ki ustvarijo enako svoje pol je,ki pa se s
poljem zunanjih palic sešteje v skupno rezultantno polje,

Tako dobimo celotno polje v
obliki dveh pravokotnikov,
ča imamo samo dva utora na
pol in fazo,kot je v našem
a.Lučaju^te bi imeli več uto-
roTsPOv® M ttobili stopnji-
čaath 8%liko krajevne raz-
dilltve godtote polja po o-
hodu siatorjalln o e si mis-
praksa ostre robove
hriše,pridemo do krivulje,
ki jo povsem podobna- sinuse«
rt  krivulji,tako da smemo re¬
ci la prakso.da vsaka tulja¬
va zase vzbudi izmenično po-
tj e,ki je po sinusovi .lini¬
ji krajevno razdeljeno po o-
. - - hodu statorja« . .

Talno je sedaj ž'fgal»a tuljava ssažše vzteidi,- i|Voj®
lastno pol je, ki ima simtg^ra Irjfajevue razdeli tev-ko  je«
ga os se vedno krij© z 'd* j o svoje tuljave 8 T© polje$izme¬
ni čno,ker je vzbujevalni tok izmeniŠem ih se 1spreminja
časovno po sinusovem zakonu« ’ .. * -

Model motorja v atatorju sedaj sestoja iz treh
tuljav,ki imajo^enakottgenerator premaknitev .za ISO el.
stopinj po obedu- naprej,Te tuljav® so spojene z .osir©i-jsrn,

- 142 ~

skozi nje začnejo teči trije toki s fazno razliko'120°,
v. statorju dobimo tri izmenična pol ja, ki so tudi izjao-

nična f osi pa imajo med seboj krajevni kot 120 el»stopinj«
Sezultantno polje teh. treh magneti enih polj pa zovemo vr¬
tilno magnetičuo Polj©*

Ce resumiramos Vrtilno polje dobimo kot rosnitan-
tno polje treh polj s časovno fazno diferenco 120®,pri č«
mer morajo osi polj' med seboj tvoriti krajevni kot 120 el*
stopinj«,

,Itaj je sedaj bistvo vrtilnega poljatTzemimo gotov
trenutek,ko je mngnetično polje faze 1 na svoji mazAmalui
višini in poglejmo,kako je rezultantno polje vseh treh vr
ton trenutku.: rva faza je na marimalni višini,obe ostali
na polovični negativni 0 Seštejemo grafično /skica ? 6 a / in •
najdemo rezultantno polje vseh treh,os leži v osi t&Ljare
faze I,velikost pa je l v 5-kratna velikost polja faze,ki
je na mase ima i ni višini«

Poglemojkaj se zgodi Srez čas 1/4 periodeVTok
faze I je na 0,tok ostalih dveh pa najdemo iz vektorskega
diagrama /velikost, magnetienega toka je potem seveda pro¬
porci jonalna velikosti toka/.Ce grafično zopet določim®
rezultantno polje,vidimo,da je maximalna amplituda vrtil¬
nega toka ostala neizpremenjena,os pa se pomaknila za 90
el«,stopinj naprej.In čejsad^poglledamo še za druge časovne
dobe,najdemo važen rezultat za bistvo vrtilnega magnetiš-
nega pol ja,ki se glasi:

VRTILNO POLJE -JE ČAGJVMO. KOf^STANTNO, POMIKA PA SES PO OBO¬
DU STAT OR J k  NAPREJ,vrtilno, ppl je se tora j res vrti 'in s
tem vsrkukor: cprevieu je; svp je • ime »Vrtilno . pol je .pa ni iz¬
menično pol j o, ampak je trajno konstantno." veliko” -razlika
na pr m izmeničnemu polju je tora j dvojna’, da sa'Časovno ne
izpreminja. in da se po obodu kotve. pomika naprej.

/..Vrtilno polje je po ..gvojem bistvu popolnoma e-
nako kot ie magneti dno polje- generatorja za vrtilni tok.
Tudi to polje je obdržalo konstantno svojo velikost in se
tudi sukalo naprej po obodu statsrja,ako smo rotor s po¬
močjo pogunsKega> stroja sukali ♦Tudi po jm števila polov
moremo prime«!tl na vrtilno -poljerlz grafične določitve
vrtilnega go!ja- moremo naj ti,da as vrtilnega polja na¬
haja vedno bas nad ono tulajjvo,v kateri se tol: nahaja'rav¬
no na mazimalni'višini,Če foraj o m  vrtilnega polja prid#
ponovno nad dotično tuljavo,mora vrtilno polje napraviti
pot 360 el o stopinj, to je čas ene periode..C e M imeli pred
seboj dvopolni model,potem bi polje napravilo ravno en
obrat 9 če pa bi imeli stroj s številom polov 2p, potegi pa
je n^** l/p.In če imamo v sekundi V period, imamo 'V/p obra¬
tov/sekunda in 60.V/p na minuto.Tako najdemo zopet že po¬
znano enačbo

n$ =■ —obrat/min.  r

štev.obratov vrtilnega polja.

V štev.period na sekundo,
p število polovili parov.

V praksi iz tega razloga večkrat govorimo,da ima tudi iisš~
model pole in rečemo,da ima-neizrazite pole.Število polov
lahko določimo s številom tuljav,ki jih imamo v statorju,
ker je število polov enako-ulomku iz števila vseh tuljav
in števila faz,7 4

. ASINHRONSKI MOTOR S KRATK08KLBNJEN0 KOTVO.

Ce sedaj, jp s ta tor denemo trofazno tuljavo s kraj.
premaknitvi jo’stopinj  /prav kot pri generatorju/,
potem nam tuljave v -sta tor ju napravijo vrtilno -i pol je. ki
se suče po obodu naprej.s gotovo konstantno hitrostjd,Sim
tuljave priklopimo na omrežje vrtilnega sistema.

To vrtilno polje se sedaj udejstvuje popolnoma
enako kot. mehanično gnano polje pri generator ju, ki ga e-
nako smemo smatrati kot nekako mehanično gnano vrtilno
polje.Če sedaj v rotor damo tudi tako. trofazno tuljavo,
potem bo vrtilno polje sekalo palice te tuljave- in v ro¬
tor jevih palieah se bo inducirala gotova napetost.ako ro¬
tor jeve palice sklenemo v krogotok,bo začel teči gotov ro¬
torjev tok,nastala bo po Biot-Savartovem iakonu med ro¬
tor javim električnim tokom in vrtilnim statorjevim magne-
tičnim poljem gotova sila,vsled česar se bo rotor začel
sukati /z isto silo smo morali pri generator ju' rotor gna¬
ti/. ,

Mastane samo vprašanje,kako boraodobili rotorjev
tok,odnosno,Kako pridemo v rotorju do sklenjenega krogo-
gotoka,da bo tok sploh mogel teči,Jasno je prvo,da se v
Rotorju inducirajo tri napetosti f ki tvorijo pravile® tro-
fazni vrtilni sistem in tuljave brez nadaljnega smemo na
eni strani zvezati .v zvezdi.Ker pa sedaj tudi za proste
konce rotorjevih tuljav velja.da je svota vseh napetosti
v vsakem trenutku enaka 0,je jasno,da smemo tudi te zve¬
zati skupaj v zvezdo.S tem že dobimo sklenjen krogotok za
vsako tuljavo' posebej in more teči tok.Tak stroj-motor žo-
vemo i."0T0 R 5 KRAT KO SKLENJEN 0 K0T70.  V rotorju v vsaki pa¬
lici teče gotov tok J r  /trenutna vrednost/ in ta tok sku¬
paj s vrtilnim tokom magneti enim daje vrtilni moment

M T  = S, E « ^. J r . X ž • 10 * mete?

V -_

9,81,10 6

. R označi polovičen ;remer rotorja,
lž J© dolžina rotorja v smeri osi.
je gostota smernic vrtilnega
polja na mestu.kjer se palica
ravno nahaja«

za vsako palico.Vrtilni momenti vseh palic pa se sešteje¬
jo v skupen vrtilki moment motorja.

Tako ©nostavin,kakor ga kaže skica 79,pa naš slučaj
motorja vendar ni.Mi vemo,da mora vsak stroj-motor biti
grajen za gotov učinek EJcoso? , bol je reč eno, pri določeni
napetosti omrežja mora vsak stroj biti grajen za gotovo

velikost rotorjevoga toka J r

kot statorjevega J 3 .Na to ve¬
likost toka je potem prera¬
čunana izolacija kot dimen-
zijoniran prerez posameznih
palic odnosno ovojev,Ta tok
pa ni konstanten in se zelo
izpremihja.To njim bo jasno
takoj,ako premislimo samo
sledečes

Velii.ost toka v ro¬
torja bo vsekakor odvisna sa
mo od velikosti v rotorju in-
5. uc i ra n e na p e t osti.Veli ko s t
te rotor jeve napetosti pa je
; f ; sir od hitrosti reza-

Skie

. - ob .

razlika pa
binrež j o, io
že rotorje 1  ■
in bolj do

rz j

Da
-■«

v O

te vi It- do s .op. ., pot,

bi

in

la

ki

ku

UL

J» u ;  ( j
*h

ret  >r jev-.
posledica tega
nobena napetost i;:.
bi mogel ustvariti
zagona dobimo

smernic po rotorjevih
icah. Hitrost rezanja pa
_e zopet odvisna od razlike
poljem in obratov rotorja,Ta
aeetku,ko motor priklopi?;« u.a
no polje s polnd hotnostjo re-
e rotor začne vrteti,vedno ‘otblj
o'v  vrtilnega pol ja.In cb.bi to
■ja smernic sploh ne bilo,ker
napram vrtilnemu polje stale
•dla,da bi se v rotorju ne inducira-
bi v rotorju ne imeli nobenega toka.
vrtilni moment.Nasprotno pa v začet-
veliko inducirano napetost in ker je upor

mu
‘apru
■ ■ > j i
. d.ice

štev

i pa

obr:

>i reza
.utivno

rotorja zelo majhen,je jasno da bo pri zagonu tok dosegel
največjo možno velinost.Ta tekov sunek pri zagonu zovemo
SUNEK ZAGONA in tok sam ZAGONSKI TOK.

Če imamo toraj neobtežen motor,petem bo začetni
tok. zelo velik, počasi pa bo tok padal,števili? obratov bo
postalo vedno več je.Ker pa imamo tudi pri n^obteženem mo¬
torju gotovo trenje v ležajih in zraku,ki gaitudi moramo
smatrati za obtežbo,je jasno,da naš rotor ne*more doseči
števila obrača jev vrtilnega pol ja,ker je vbdno potrebno go¬
tovo sekanje smernic,ki inducira napetost v višini,dš’od
nje pognani tok tvori vrtilni moment,ki -je - enako veli® kot
uporni vrtilni moment vsled trenja.Sinhrbnskega števila o-
bračajev naš motor ne more doseči in za.to opravičuje svoje
ime,če mu rečemo,da je ASINHRONSKI• t j r . ;

Sedaj pa takoj navedemo zahtevo prakse,po kateri
mora- vsak pravilno zgrajen motor teči precej blizu sin-
hronskega števila obratov,Hitrost sekanja smernic toraj ne
bo velika, temu odgovarjajoča napetost v 5.0  tor. ju tudi maj¬
hna, rotorjev tok pa vsekakor mnogo man j ši, kot;, zagonski tok.

- * K*-

;Soymalni tok,za katerega je stroj - zgrajen, se sam' po sebi
ustavi im določeni višini,ki je potrebna,da se premaga
vrtilni moment obtežbe«Za tok' pa je stroj dimenzijoniran
»in je vsled tega treba jakost zagonskega toka znižati.

.Kako to dosežemo?? rotorju inducirana napetost
je za vsako palico dana po enačbi e=-$.v.l.lOr§. voltov
im velikost rotorjevega toka je odvisna samo od velikosti
v rotorju inducirane napetosti»Moramo toraj pri zagonu ve¬
likost rotorjev© napetosti zmanjšati in to moremo doseči
samo na ta način,da zmanjšamo velikost vrtilnega pol ja, to
je velikost posameznik faznih tokov•Zmanjšanje jakosti to¬
ka pa dosežemo,ako povečamo upor korgotoka.V naš'statorjev
krogotok moramo vklopiti v vsako fazo regulačni upor in v
začetku zagona bomo vklopili cel upor, čim pa rotor pride
na obrate,im bomo istega zopet Izključili®

Tako pridemo do skice št 9 80„Ta regulačni upor ,

20 vemo ZAGANJAG.7 vsako fazo je treba dati seveda poseben
regulačni upor, toda jakost toka moramo v vseh fazah izpre-
minjati istočasno e To dosežemo lahko s pomočjo konstrukci¬
je po skici 81. ... 5V  i

To je sed°aj vsa teorija našega motor ja. Pri pomniti
pa moram© pri tem še to,da je žaganjač potreben samo^ka¬
dar Imamo večje učinke,pri majhnih motorjih se žaganjač
n® izplača in velikost zagonskega toisa kompenziramo s v  te¬
mu primerno večjo izolacijo odnosno prerezom vodnikov.Če
pa je učinek zelo velik,potem brez žaganjača ne moremo na
noben način izhajati* 1

ASIHHBOHSKI MOTOR S KLETKO*
“ ra ^’^To , ~j¥ , ^ajenoitavnejsi~motor v celem električ.-
**S9Sa stsrojstvu«?- bistvu se prav za prav v ničemer ne raz-
©4 motorja s kratko sklenjeno kotvo* S tat or je po-
poltisaa ©make grajen,edino rotor se razlikuje v tem,da si
-mesto tnfe vzamem® vel faz*kar pa bistva ne izpremeni*, 7
vsak ■&&&?  m .rotor ju. denemo eno palico /ali pa več para¬
lelko in vsak utor potem tvori eno fazo,7se pfe*

lice pa ' .pa 0 feeh koncili med seboj kratko sklenemo 's. bakra«
Hin ©b|?©č« 0 ,Stab 0 r izgleda kakor nekaka kletka /skica 82/•
Take  motorje gradimo predvsem za majhne učinke
in -brez vsakega saganjača.Če pa Je učinek le večji,te¬
daj .... pač zaganjač potreben iz enakih razlogov,kot smo

jih poznali pri motorju ®,kratkoškienjeno kotvo,Priklju¬
ček n a omrežje je enak kot preje in je iz skice 83 jasen-
in to 20  slučaj,da imamo še zaganjaš«

fak motor je zelo varen glede obrata,ne potrebu¬
je nobenega nadzorstva in ga upravičen© smem© nazvati naj«
encstavnejli motor električenga strojstva.

ASINHRONSKI F O TOR S DRSALNIMI OBROČI.

V navedenih, clveh slučajih motorja za vrtilni
tokSmo zmanjšali jakost zagonskega toka na ta način,da
smo zmanjšali velikost vrtilnega magnetičnega toka,ki ga
vzhuja stator»Velikost smo zmanjšali s tem,da smo zmanj¬
šali velikost vzbujevalnih električnih tokov.

Možno pa je doseči enak učinek,ako povečamo
upor v rotorjevih krogotokih,vsied česar se ho tudi zman-
šala velikost rotorjevega toka»Cim pa motor pride na ob¬
rate,pa upor izključimi/ker se jakost toka samo po sebi
postavi na velikost,ki je potrebna za premaganje obteže-
valnega vrtilnega momenta in za kateri ton je stroj zgra¬
jen,Po takem'razmišljanju pridemo do nove tipe motorja,to
je MOTORJA Z DRSALNIMI OBROČI» ki nam ga daje skica 84,

Motor ima stator zgrajen popolnoma enako kot vsi
dosedanji asinhronski motorji.Rotor pa ima trofazno tu¬
ljavo,ki je na enem koncu zvezana v zvezdi,drugi prosti
konci pa so spojeni s drsalnimi obroči,ki so pritrjeni ■
na gred rotorjevo.Na teh drsalnih obročim drse krtače,ki
delajo Spoj z žaganjačem in preko žaganjačevit uporov »©
tudi ti konci tuljave spojeni v zvezdo.? začetku zagona
upore zaganjača uklopimo.,ko pa motor pride na ©brat©,pa
upore izklopimo in imamo zopet motor s kratko sklanjan©
kotvo,samo da ta kratek stik posreden preko krtač«’?© pa
niti ni potrebno in nam povzroča šemo dodatne užguba v* l.efl
trenja krtač,Zato imamo priprave,da nam krtače dvignejo
in v tem trenutku tudi krtače skl sne

1 . ; rW~

in istočasno obroče sklenejo na kratko.S tem dobimo po¬
polno tipo motorja s kratko sklonjeno tuljavo odnosno ko¬
tvo.

SPLOŠNE PRIPOMBE Za NSIKERCNGI'JS MOTORJE.

To so tri osnovne tipčT motorja za vrtilni tok
in pripomniti moramo še enkrat,da žaganjač pri majhnih
učinkih normalno odpade.Pri tern pa je pri konstrukciji se¬
veda treba imeti na umu velikost zagonskega toka.Vsi ti
navedeni motorji tečejo trajno in zelo zanesljivo brez po¬
sebnega nadzorstva.

Težave pa nastopajo takoj,čim od motorja zah¬
tevamo izpremembo števila obračajev.Iz vsega prednjega je
dovolj jasno,da je vsak asinhronski motor vezan s števi¬
lom obratov na neposredno bližino sinhronizrna,to je šte¬
vilo obratov vrtilnega polja,Regulacija števila obratov
je vedno težak problem in vezan na velike dodatne izgube.
Majhno šzpremembo števila obratov moremo doseči s pomoč¬
jo zaganjača in to posebno pri motorju s drsalnimi obro¬
či,ki samo vsled tega drsalne obroče dobi»To je jasno£Ce
imamo gotov obtežbo, potem je tok y rotorju določen in se
izpr.omeniti ne more.Ge sedaj na primer povečamo rotorjev
upor,potem tok more ostati na isti višini samo tedaj, če¬
še poveča hitrost rezanja smernic£da se totor jeva 'nape¬
tost povečaJ.Napetost pa se poveča,Če' se poveča razlika šte¬
vila obratofr rotorja naprav številu obratov vr rega po-
1 ja ?  to je, rptor k?o število' obratov se nore poj šoj. j fa
to 'naših črva j ros pridemo do no ji'ne- izpremembo -te vi la

vključene upo ik<

■ i  izgube,ki'Jih moramo plačati.Regulacija rila
bratci por črno Praga in meroafra o je bolj pan ■ Pa ■ r . -
mero jortor Izven motor kr.

Naši. motorji tora j tečejo aslrčironrr -o imajo
ata tudi tako ime .Za sinhr :e : ,

a . . . . tc nr re

slučajih in Pa imamo zelo velike učinke.

Pri tem pa moramo še on mi ti, da -generc t orje- za
Izmenične toke splošno zoverac 51151 RONSKI

.a iko utei >r .. sme r  , ....

št iov vrtilnega pol ja, različno 6d števila,

r ■ tc -ril generatorju pa imamo mehanično gnano

vrti J so polje -in število obratov istega je dano po isti
enačbi ..Loto . ovilo obratov pa ima tudi rotor ir kakega
druga.aa;, števila si sploh misliti ne moremo • Generator to¬
ra j res more teči samo sinhronsko s svojim vrtilnim po¬
ljem in zato bomo splošno rekli:

IMAMO SINHRONSKE GENERATORJE IN ASINHRONSKE
MOTORJE 7 VSEJ ‘TEHNIKI IZMENIČNEGA ZLEKTRIČNE&a TOKa*

SPLOŠNO.

il Transformatorji

osnovnih pojmih fizike' eJflc tri Snega toka smo spo
znali Joulov zakon,.s katerim smo rekli,da v vsakem vodni,
ku,skozi katerega teče električni tok,nastane toplota,ko-
je velikost je dana z  enačbo

T=J 2 .R vatov

«J 2 .R.oE4

Ge ;V to enačbo vstavimo JR»E,potem dobimo novo enačbo

•>; • .• . • • 5

J 2 „R=J„R.J« £„J watov

in to je učinek.Ta učinek porabiti večkrat ne moremo in
v takih slučajih znači izgubo«

Take izgube imamo predvsem, v daljnovodih in je
jasno,da bomo skušali izgube vedno spraviti na gotov mo¬
žen minimum»Daljnovod sovemo oni del celotne napfave, s
katero električno energijo prenašamo na razdal jo,to je do
mesta konzumenta /glej skico 85/.Seda j pa iz zgornje e-
načbe sledi,da je izgubljena energija proporcijonalna J2,
toraj kvairatu jakosti toka.Sledi, iz tega,da bomo pri pre¬
nosu gledali vedno na to,,da postane jakost toka kolikor
mogoče majhna in to dosežemo s pomočjo transformatorja.

"Mi imamo v praksi vedno na razpolago mehanično e-
nergijo v naravnih virih,ki so vezani na gotova mesta.Te
mehanične energije prenašati ne moremo /vodna energija/,
ali pa je prenos vezan na velike stroške /premog/.V ta¬
kih slučajih na mestu,kjer imamo naravno energijo na raz¬
polago, postavimo električen generator.Ta nam mehanično e-
nergijo pretvori na električno in to moremo brez posebnih
stroškov in priprav prenašati na najbolj oddaljena mesta,
treba je samo mesto konsuma zvezati po žicah z električ.
generatorjem«Pri tem pa nam je seveda treba gledati na to,
da se na. tej..poti preveč energije ne izgubi.To pa doseže¬
mo s tem,da pri določenem učinku EJ kolikor mogoče zmanj¬
šamo jakost toka.in povečamo napetost.Velikost električ.
učinka se seveda pri tem izpremeniti ne more,razlika je
samo v tem,da je izgubljena energija daljnovoda primerno
manjša.To nalogo ima transformator,kot smo to uvodoma že
rekli.Transformator bo tora j naprava,ki nam more napetost
sistema povečati ali pa pomanjšati na velikost,katero si
želimo bodisi za prenos ali pa za konzum.

—' 14-9

OSNOVNI MOJi.l, ENOF^ZNHU THANSFOHMkTORJ a.

Napetost med generatorskimi zbiralnicami jo mno¬
gokrat prema jima | da bi jo mogli že porabiti za prenos e-
Jektrične enrgije na velike daljave.Skoro vedno je v ta¬
kih slučajih pptrebna še predhodna transformacija.

Ko pa pridemo na drugi strani daljnovoda do kon-
zumenta,pa moramo napetost zopet transformirati navzdol
aa višino,katero morte konzument brez nevarnosti imeti v
svoji delavnici ali stanovanju in s katero more sam brez
nevarnosti manipulirati,kolikor je to za njegov slučaj
absolutno potrebno.Imamo toraj:vsak daljnovod se nahaja
vedno med dvema transformatorjema - pri transformatorju
začne in z  njim se tudi konča in preide v omrežje nizke
napetostio

Osnovni model enofaznega transformatorja nam
predstavlja skica 86.za slučaj,ko napetost generatorja
povišamo v visoko napetost daljnovoda.Imamo železen obroč
/lameliran/ in okoli tega sta naviti dve koncentrični tu¬
ljavi z različnima številoma ovojev -eno tuljavo zovemo
primarno,drugo pa sekundarno./Katera je eno in katera je
druga je vse eno,normalno pa tuljavo,ki ima manjše števi¬
lo ovojev zovemo primarno/.

[imenujmo v našem slučaju izjemoma primarno tulja¬
vo ono %  manšim številom ovojev s ki je priklopljena na ge¬
neratorska zbiralnice.Z ozirom na tuljave bomo tudi go¬
vorili c primarni in o sekundarni strani transformatorja.

Delovanje tega pžotvorjevalca napetosti je ze¬
lo mo a  tam©. Pr Ima rna tuljava je priklopljena na zbiral¬
nic® generatorja -skica št.87.- in s generatorjem tvori
sklonjen krogotok,V primarnih tuljavah začne teči gotov
električen tok in ta tok v železnem jedru požene gotov
izmeničen magnetišen tok,ki se sklene pc železnem jedru
želo lahko vsled mahnega magnetiSnega upora.

Število- period magnetičnega toka je seveda enako
Številu period vzbujevalnega toka,toraj številu period ge¬
nerator ja.ker je izmeničen,
se v vsakem ovoju primarne
tuljave časovno ispreminja
-pajaBče  število magnetičnih smernic,
v ovojih se toraj mora induci¬
rati gotova napetost lastne
indukcije,ki skupaj s ohmovo
uporno napetostjo tvori na¬
petostno ravnotežje pritis¬
njeni napetosti.Za teoretie.
razmotrivanja smemo majhno
Skica štc.8.7, ohmovo protinapetost zanema-'

BODO

J " napajolrii vod
gaio

t__

omrežje

- 150 -

riti,priV čemer potem smemo reci,da je v primarni tuljavi
inducirala protinapetost-*'enaka pritisnjeni napetosti ge-
neratorjeTib zbiralnic 9  inducirana na*petost sama tora j dr¬
ži potrebno primarno ,napetcfšjtno rayriot*ež je,matematično

f " v  s t =E *. . • :\ V’ r \

E je napetost zbiralnic

k Einapetost primarne tuljave,to je-

inducirana protinapetostl-prim*t e

Magnetieen tok $  pa teče ne samo skozi primarno
tul javo,aa!|fcj^tudi skozi sekundarno in ta inducira v vsar
kem ovoju s tem zakonu enako veliko napetost.Is tega,
že sledi,da "bo napetost n . sekundarni strani lahko večja,
ako ho število ovojev sekundarne tuljave večje,kot je šte¬
vilo primarne tuljave.Odnosno:razlika med primarno in se¬
kundarno napetostjo ho odvisna samo od razlike števila o~
voj st !  na obeh straneh transformatorja.Če je napetost vsa¬
kega ovoja enaka e,potem je inducirana protinapetost,ki
je enaka pritisnjeni napetosti,enaka

e * w l

wj_ je število ovojev pr im, tuljave
in napetost sekundarne strani

*

1 2  — e.Wp

znači 'število ovojev sek.tuljave.

in za razmerje obeh napetosti najdmo

Ei: S 2  Wa-e : w a .s

Eg.Wg= Ei .Vi

Eo - E|

lOh.

'Vh

pri čemer mesto Ep smemo pisati tudi E,ker sta obe nape¬
tosti enaki»Napetost med zbiralnicami E smo toraj trans¬
formirali na napetost daljnovoda Eg„ Ulomek w a /w, zovemo
pr estavo transform ato rja.

Ce sedaj sekundarno stran spojimo v krogotok,za
čne teči tok Jg in na sekundarni strani odvzemamo učinef
Sg.Jg,ako faktor učinka ne upoštevamo in ga smatramo,da
je na obeh straneh enako velik,kar pa seveda ne mora biti.
Ce ne upoštevamo še izgub v transformator ju, potem mora bi¬
ti učinek sekundarne strani enako velik kakor je učinek
primarne strani in najdemo dalje

Wa.

V * T  S"" E 1  * 'Vh '^2
J l oW l” >J 3 sW 2 -

in to je drugi glavni zakon vsakega transformatorja.Oba pa
nam zadostno kažeta,kako >r:. ! etva»Jamo električno energijo
zopet v električno,pri t ar pa se izpraainja velikost na¬
petosti in -temu odgovarja oče sOveda tudi velikost toka,
da učinek ostane vedno e. ko velik, kar seveda mora biti«

To je osnovna kiča vsakega transformatorja—
in vedno ostane enaka. d vi da moramo pričakovati,da nasto¬
pajo še različne težav*; neprilike,vendar pa teh na tem
mestu - ne moremo razmotrivati.MeiianičnS. konstrukcija se pa
vedno prilagodi teži..; n rop najtransport in s ozir©?::, na
zadostno hlajenje, ki ravno pri transf.igra zelo veliko v??;
go in nam včasih dela s toro nepremostljive težave*

MODEL TROFAZNBE& TKAKSFOPLIATORJA .

Trofazni tranšforma tor dobimo,"ako 'enostavno vza¬
memo tri enofazne traasfšfmatorje.To je tudi resnični in
pravi tin trofaznega tg^nsfeimiatorja v Ameriki,kjer se u~
temeljuje s tem,da je vedno lahko izmenjati vsako fazo,če
pregori,in niftreba izmenjati kar celega transformatorja.
Tdko bi našli za ta slu&aj stik po skici 88,odnosno 89.

Iz skic posnamemo:imamo tri enofazne,povsem samo-
stojne transformatorje.Po trije konci vsake tuljave so
spojeni s zbiralnicami,os tali trije konci pa so zvezani
skupaj v zvezdo ali pa Mikot,enako kot tuljave na gene¬
rator ju,kar seveda brez nadaljnega smemo iz enakih raz¬
logov,kot smo jih spoznali pri generatorjih.

Kot smo zgoraj rekli,je to gradbeni princip Ame¬
rike - Evropa pa postopa drugače.Mislimo sri,da imamo tudi
tri enofazne irKtffiriai  transformator je, vendar pa tuljave ni¬
so več navite na obeh stebrih železnega okvirja,ampak sa¬
mo na enem stebru,kar na bistvo induciranja|pač nima nobe¬
nega upliva.Te nepovite stebre pa sedaj združimo v enega
samega,kot vidimo to napravljeno na skici 90,ki nam daje
tloris takega transformatorja.Mesto treh sestavnih delov
imamo sedaj samo eno tvorbo.Ta oblika trofaznega trans¬
formatorja pa je le historičnega pomena v razvoju pravega

- 452 .-

Mi Temo že,da j@ sveta treh magnirfeičniii izmneičnih
simisovih polj t vsakem trenutki enaka O,ako nimajo nobe-
ne krajevne premakni tve»To. pa je slučaj pri našem skupnem
stebru. Iz tega razloga ta skupni steber našega~-modela sme¬
mo enostavno izpustiti in tako tudi naprav imo.Pri tem pa
vse tri povite stebre postavimo v #a% ravnino in na ta na¬
čin dobim® pravo evropski model irofaznsga transformator¬
ja, kot ga kaže skica 91„

f Katera tipa j.© boljša,© tem izreči končno sodbo je

selo nesigarao.Vs«9ks&©r j« naša evropska tipa mnogo cenej¬
ša vsled manjše materijala,kar je pač za naše raz¬

mere odlo&ilna*^#ili#itlČi pač moramo vedno imeti pred
©črni dejstvo,d®TJ|e materija! v Ameriki cenen,pri nas pa je
drag.? prejlh Jj g^ asih. -in morda danes še bolj-je tudi de¬
lovna sila upllišISa' m c@ao.Pri tem. je pač treba vedeti,
da je delo v Ameasi^i-mnoge dražje kot pri '"nas. Vse te mo¬
mente je- treba ftp&ftevati pri ocenitvi dobrine ene ali pa
druge tip® in pesem šele sklepati na to,zakaj na ©nem kra¬
ju vzamejo ©n® in na drugem drugo ti po trifaznega trans¬
formatorja. w / ;

12; Pmnm k instalacije.

lan Je energije na daljav® je pač najlažje
pri el ektrtifti ■ -^nergi -j i * Za to naravno energijo pretvorimo
v električno takoj na mestu, kjer se naravna energija na«
ha ja« in potem preko žic prenašamo na večjo ali.

manjš® razdaljo,kjer a« konzum pač nahaja.Oddaljenost pri
tem skoro m®  igra nobene"vloge.

Situacija prenosa je potem sledeča sEa irmrtu..-
kjer imamo na razpolago naravno energijo,postavimo ogo¬
varjajoči pogonski stroj,ki nam to energijo v obliki me¬
hanične energij® prenese v generator/Ki ‘jo,pretvori dalje
na elektrika© energijo /skica 93,/, -žiektrično energijo se¬
daj vodim©’ nafprffe de- generatorskih rti .rainiCjodkoder jo
vodimo do ta^s format or ja, da nam ;/ /ti iipfamira navzgor
na visoka napetost daljnovoda.

■ - 153 ” % ■ • •

Na zbiralnicah visoke'napetosti sedaj Šale pridne pravi
daljnovod*začn^. tora j “problem prenosa električne* energije
na dal javde' s  . ■ ,» * *  • • -

Y - ,T® visok© napetosti, konzumentu nš moremo- dati j ker

je preveč nevarna.Pred mestom konzpma nastane toraj potre-
ba ; da napetost transformiramo navzdol na porab&o-napetost,
na nizko napetost, odkoder potem vodimo ©flj&els Je nizke nape¬
tosti, na katero priključimo posamezne konzui&snte.

To je celoten problem prenosa električne energije,
kolikor pride v poštev za naša fizikalna razmotrivanja 6 Mi
moramo iz tega videti samo vedno povdarjano dejstvo,da i-
mamo' vedno in povsod sklenjene krog o toke 9  Tako je tudi tu
pri daljnovodu, oba transformatorja sta s svojimi žuljavami
spojena skozi daljnovod v sklenjene krogotok,v daljnovo¬
du 1)0  toraj tekel električen tok in pri gotovi napetosti
omrežja smemo trditi in govoriti o prenosu električne e-
nergije.Seveda v praksi nastanejo še različna važna vpra¬
šanja,vendar pa za razpravo teh tu nimamo mesta.Nekatere
najvažnejše podrobnosti pa bomo spoznali^še v drugem delu
naših razprave

■ SPLOŠNO O -INSTAIaCIJaH,  .

~ 'Sekundarna stran transformatorja-na koncu
daljnovodo konča na nizkonapetostnih zbiralnicah,od kate¬
rih se sedaj odcepijo posamezne veje nizkonapetostnega om¬
režja.Od nizkonapetostnega omrežja pa napravimo priključ¬
ke posameznih konzumentov električne energije.

Instalacije so pač najvažnejši del elektroteh¬
nike, ki pride za nas v poštev.Brez nadaljnega smemo trditi,
da v naš delokrog prvenstveno spadajo instalacije in to
motorjev enako kot razsvetljavnih teles.Gradba kot nadzi¬
ranje generatorjev in transformatorjev spada pač v delo¬
krog za to poklicanih strokovnjakov in izprašanih ljudi?
ki znajo z.njimi pravilno postopati.Instalacijo motorjev
in razsvetljave pa mora poznati vsakdo,ki se hoče splošno
uveljaviti v kakem obratu.

Iz tega razloga bomo že ha tem mestu navedli naj¬
važnejše momente in jih temeljiteje potem obravnavali v
drugem delu.In pri tem moramo zopet ponoviti in povdariti
splošno pravilo:vsak električen tok rnor.e teči samo v skle¬
njenem krogotoku.

Kako sedaj to pravilo uveljavimo v praksi?Vze-
mimo najprvo slučaj razsvetljave.Iz skice 93. najdemo:Od
nizkonapetostnega omrežja bomo odcepili nevtralni vod in
eno fazo,da dobimo fazno napetost,o kateri smo rekli,da
jo uporabimo za razsvetljavo.Obeuve žici dobro izoliran©
dovedemo v poslopje,kjer jih .priklopimo na dve zbiralnici.
Obe zbiralnici sta v transformatorju zvezani skozi odgo¬
varjajočo tuljavo in treba je sedaj samo še skleiiiti kro¬
gotok s vključenim potrošačem /žarnica.likalnik itd./

T\

j dovod

, instalcsc. zbiralnici

O

žarnica

0) stenski kontakt.

Skica št„93

v  ■ • ' -m- •. ,

Cim krogotok sklenemo,začne teči električen tok in ž&rni-
zapne goret-i.Ako hočemo žarnico ugasniti,jbotkm je tre-’
lia krogotPk prekiniti_ in ;  to'storimo s- pomito jo š tika lav Ako*
imamo stenski kontakt,krogotok sklenemo s'  tem, da Vtaknemo,
vanj vtikalo s potrošačem - in če hočemo krogotok preki- ■
niti,moramo izvleči vtikalo*Pri tem pa moramo pripomniti,
da predpisi zahtevajo,da so vsi stenski kontakti montira¬
ni na posebnem odcepu.Stik več potrošačev na en odsep je
vedno paralelen,tako da delujejo ostali tudi v tem sluča¬
ju, če se eden izmed njih pokvari,Pri serijskem stiku pa
hi to značilo v prekinitev celega krogotoka«

Če imamo tudi motorje poleg razsvetljave,po¬
tem vemo,da moramo za motorje imeti vse tri faze«In ker
za razsvetljavi potrebujemo tudi nevtralni- vodnik,moramo
v poslCpje dovesti vse štiri vode nizkonapetostnega omrež¬
ja,kot nam to pojasnjuje skica 94,

omrežje

j-

dovod

-t — 1

*r

. .  , ,, . Hodnik

mslalac. zbiralnice rx-j

- - 1 J


Kr

d e/a v niča

.5pa//jj/ca ®

d

5 ob

a

Skica št.94,

Od zbiralnic sedaj vodimo posamezne odcepe,kar je
iz skice vidno in tudi povsem razumijivo.Stikalo motorja
mora vedno biti tropolno in tako,da se vse tri faze izklo¬
pijo istočasno«Ostalo obtežbo pa obesimo med vse ostale
faze kolikor mogoče tako,da so vse faze enakomerno obteže¬
ne,

’ 1  Nad vse važno pa je varovanje instalacije,odnos¬
no varovanje na instalacijsko omrežje obešenih potrošačev.
Čim dovod pride v poslopje^istega takoj priklopimo na zbi¬
ralnice preko glavnih varovalk ,kojih velikost ^e odmerje¬
na na celotno instalirano obtežilo.To je glavno varovanje
cele instalacije,Če ni kaj v redu,se varovalke takoj sto¬
pijo in s tem prekinejo zvezo cele instalacije z zunajnim
omrežjem,Prav enako pa vsak odcep vodimo preko varovalk.

/skica 95./Te varovalke so dimenzijonirane ne instalirani
učinek dotične veje instalacije in pregore,ako nastane na¬
paka v veji sami.Pravilna velikost je zelo važna,ker mora
pri napaki v veji pregoreti res ta varovalka in vejo od¬
klopi ti, glavna varovalka pa mora ostati,tako da ostale ve¬
je morejo brezhibno delovati dalje,Če bi te varovalke bile
prevelike,potem ne bi pregorele in pregorela bi prej glav¬
ne varovalke in bi bila vsled tega odklopljena cela in¬
stalacija poslopja,četudi za to ne obstoja potreba.To je
neugodno za konzumenta kakor v za elektrarno,ker se vsie<3 te¬
ga nepotrebno zmanjža potrošeni učinek.

- 155 -

To naj bi bili najvažnejši teoretski problemi iz
fizike splošne elektrotehnike in njene uporabe v praktič¬
nem življenu„S pomočjo dobljenih rezultatov nam je možno
sedaj proučiti vse najrazličnejše slučaje potrošnje elek¬
trične energije»Naloga drugega dela pa bo,obravnavati vse
te potrašače in pogledati,kako se potrošnja energije vrši
v praksi in kaj je potrebno vse,da je celoten obrat traj¬
no nemoten in varen.

Jasno pa je,da je razumevanje praktičnih proble¬
mov mogoče le na podlagi dobrega teoretskega'poznavanja
istiiuMorda je ravno v elektrotehniki zveza med teorijo
Ib  prakso najmanj ločijiva.Samo mehanično delo v elektro¬
tehniki nima nobene vrednosti,vsak najmanjši in najnezna¬
tne,jsl akt zahteva popolno razumevanje in popolno uteme¬
ljitev svoje potrebeo

Tsakdo pa,ki naj se danes uveljavi v tovarnah
p& mora imeti vsaj dobre osnovne pojme splošne elektroteh-
nik-->~brez tega se živeti danes ne da« In kakor je treba ime-
t„ .v navanje generatorja in transformatorja vsaj toliko,
dr, se ;;s možno orijentirati v tozadevnih napravah,tako je
trs-ha Instalacije, delovanje in konstrukcijo motorjev po-
z: , Gt  po poplnoma . Brez tega ni mogoče napredovanj e, kat ero
j« vedno zvezano s prevzemom novih dolžnosti v okviru ce¬
lotnega obrata in ne samo posameznih panog.Za posamezne
paaoge je specijalist delavec,za splošno pa mora biti spe¬
ci jalisi vsakokratni vodja v okviru,ki je^njemu zaupan.Da
p& je tam okviru strojništvo obrata najvažnejše,o tem ni
tiVba izgubljati bfessd.F strojništvu samem pa gotov zmm-
ma elektrika najvažnejš n.csto in dandanes si v mnogi slu¬
čajih drugačnega pogona •: misliti ne moremo®