Osnovi elektronike

2.7 Energija i snaga
Energija je važan pojam u analizi električnih kola. U elektrotehnici i elektronici se
srećemo sa elementima koji primaju energiju od kola ili predaju energiju kolu. Smer prenosa
energije zavisi od znakova napona i struje.
A
+
i(t)
Kolo
v(t)
-
B
Slika 2.2: Konvencija za označavanje polariteta pri izračunavanje snage.
Na primer, na sl. 2.2 energija iz kola se predaje elementu vezanom između tačaka A i B
ako je v(t) > 0 i i(t) > 0. Za takav element se kaže da prima energiju i on se naziva pasivni
element. Kod pasivnih elemenata pozitivna struja ulazi u pozitivni naponski terminal.
Ako je v(t) > 0 i i(t) < 0, element predaje energiju kolu. Takav element se naziva aktivni
element ili izvor. Kod aktivnih elemenata pozitivna struja ulazi u negativni naponski terminal.
Snaga se definiše kao brzina promene energije:
dw dw dq
p = vi
dt
= dq dt
= (2.6)
Gornja jednačina pokazuje da se snaga na elementu kola može predstaviti proizvodom
napona na elementu i struje kroz element. Pošto napon i struja mogu biti vremenski promenljivi,
snaga se takođe može menjati sa vremenom i onda se označava sa p(t).
Promena energije od trenutka t 1 do trenutka t 2 može se odrediti integracijom jednačine za
snagu kao:
t2 t2
∫ ∫ (2.7)
w = p dt = vi dt
t1 t1
Izračunavanje snage zahteva konsistentno korišćenje konvencije o smerovima napona na
elementi i struje kroz element. Referentni polaritet napona na elementu v(t) i referentni smer
struje kroz element i(t), moraju biti tako definisani da pozitivni terminal napona bude kod one
tačke elementa u koju ulazi referentni smer stuje, kao što je prikazano na sl. 2.2. Onda će
proizvod napona i struje odrediti znak snage. Ako je p(t) > 0, element je pasivan, ako je p(t) < 0,
element je aktivan.
2.8 Električno polje
U prethodnom izlaganju smo objasnili da svako naelektrisano telo deluje na druga
naelektrisana tela nekom mehaničkom silom. Dakle, oko svakog naelektrisanog tela postoji polje
koje se naziva električno polje. Jačina električnog polja se definiše kao vektor čiji je intenzitet:
7