Саобраћајна средства на електрични погон и хибридна возила

ИСТОРИЈА ЕЛЕКТРОМОБИЛА

Познаваоци историје аутомобилизма добро знају како је она заправо започела електромобилом – возила на електрични погон су крајем 19. века доминирала над аутомобилима који користе моторе са унутрашњим сагоревањем. Данас се то чини чудним, али електромобили су испрва били далеко популарнији, док су на прелазу претходна два века возила покретана дериватима нафте била ретка. Постојала је и трећа група – парни аутомобили.

Године 1900. најпродаванији аутомобил на глобалном тржишту био је електрични ауто који, за разлику од аутомобила на бензин, није имао проблем са вибрацијом, непријатним мирисима и стварањем буке. Такође, када је јутро било хладно, власницима аутомобила на пару било је потребно око 45 минута да загреју и покрену своје возило. Пристојни путеви су притом постојали једино у градовима, па су локалне вожње биле најчешће и ограничен домет електричног аутомобила није долазио до изражаја.

Развој електричних возила почиње у железници. Вагоне је покретао минијатурни мотор који је 1835. године развио Американац Томас Давенпорт. Истовремено, шкотски изумитељ Роберт Дејвидсон конструисао је прву електричну локомотиву, а први аутомобил направио је Роберт Андерсон, такође у Шкотској. Развој нешто успешнијих модела са батеријама за једнократну употребу почиње следеће деценије у САД, док ће масовнију производњу доживети тек на самом крају XИX века.

Године 1899. белгијски тркачки електромобил La Jamais Contente први пут достиже брзину од 100 километара на час и поставља светски рекорд брзином од скоро 110 km/h. Прве комерцијалне примерке произвођача Електрик Кериџ енд Вегон компани из Филаделфије возили су њујоршки таксисти. Модел пхаетон је 1902. године могао да пређе 30 километара брзином једва нешто већом од 20 km/h. Коштао је 2000 долара.

До Првог светског рата појавило се више од 100 произвођача електричних аутомобила, али након рата, како су путеви постајали бољи, а цена бензина падала, електромобили губе тржиште – купују се ређе и цена им расте. Последњи ударац задао им је Хенри Форд са својим моделима од 500 долара. Цена електричних аутомобила наставила је да расте између два светска рата, па су током тридесетих година готово нестали.

Први електрични аутомобил:

Електромобили се враћају на тржиште бојажљиво – актуализацију доживљавају тек од 1960. када почињу разматрања о алтернативним горивима и смањењу емисије штетних гасова.

У многим земљама су индивидуално развијани мање или више ефикасни електромобили, а мање је познато да је неколико покушаја вредних дивљења било и у Београду.

Постоје три категорије електричних возила:
-потпуно електрична возила
-Plug-in хибридна електрична возила
-електрична возила продуженог домета

Потпуно електрична возила покреће искључиво електрични мотор и имају пуњиву батерију уграђену у систем. Потпуно електрична возила су идеална за градске вожње и покоји дужи пут. Што се тиче пуњења, могу се пунити на исту утичницу на коју пуни мобилни телефон.

Plug-in хибридна електрична возила поседују пуњиву батерију, али исто тако имају резервоар горива. Стога када је возилу потребна додатна снага, аутомобил укључује стандардни бензински мотор како би ју произвео. Plug-in хибриди су савршени за оне возаче који редовно иду на дужа путовања или дуже путују на посао.

Електрична возила с продуженим дометом слична су Plug-in хибридима, али немају велики резервоар горива уграђен у возило. Уместо њега стављен је мањи бензински генератор који “помаже” батеријама када је то потребно.

Предности:


– Већина електричних аутомобила поседује фантастично убрзање до 60, па и до 100 km/h. Возна динамика је већином одлична, јер аутомобил фантастично “лежи” у кривинама захваљујући пре свега ниском тежишту због тешких батерија које су постављене у дну возила.
-Многи е-мобили имају фантастичан коефицијент отпора ваздуха зато што имају аеродинамичан облик и не морају да прате дизајнерска правила неопходна за функционисање возила са СУС мотором. Ово гарантује боље убрзање, већу максималну брзину и наравно више пређених километара по једном пуњењу.
-Већи део развијених земаља за куповину електричног аутомобила нуди субвенције у износу оо 3-8.000 евра. Осим тога, бројни градови нуде разне друге привилегије. Осим бесплатних јавних пуњача, ту је и бесплатан паркинг, као и мања цена регистрације возила.
– Трошкови одржавања су изузетно ниски. Електромотор има мало покретних делова, те је одржавање крајње једноставно и јефтино. Код електричних модела нема мењања уља, користи се једностепена аутоматска трансмисија која је веома поуздана, нема течности за хлађење, разних филтера, каишева итд…
-Електрични аутомобили су веома поуздани. Управо због горе наведених разлога поузданост је на веома високом нивоу. Мали део покретних делова унутар самог електромотора је велики плус.
– Електрични аутомобили су бешумни, што би значајно допринело смањивању буке. Мада је ово уједно и мана, истраживања која је спровела Европска комисија указују да је звучна загађеност градова на Старом континенту један од већих проблема са којима се становништво урбаних центара суочава.
-Нема емисије штетних гасова. Већ смо рекли да електрични аутомобил није еколошки због начина производње самог возила, али и електричне енергије. Ипак, када је аутомобил у употреби он не емитује никакве штетне гасове, што је дефинитивно велика врлина оваквих модела.

Недостаци:


– Електрични аутомобили су поприлично скупи. Пре свега јер су батерије које користе такође скупоцене, а како је обим продаје електричних и хибридних модела и даље мали, један од основних закона економије да је цена израз реткости упућује на то да батерије никако не могу појефтинити све док број продатих електричних аутомобила не постане значајно већи.
– Колико год да се на овом пољу напредује, електрични аутомобили ограничени су капацитетом својих батерија. Иако се ради на уграђивању супер-пуњача на главним путним артеријама у Европи, сама чињеница да ретко који актуелни електромобил има аутономију кретања већу од 500 километара значи да овакво возило није подобно за дуже путовање. Решење је у батеријама са већим капацитетом складиштења енергије и бржем пуњењу.
-Недостатак јавних пуњача. . Чак и најразвијеније државе света где је продаја електричних аутомобила одлична, муку муче са пуњачима.
-Електрични аутомобил није еколошки. Произвођачи често стављају у први план епитет “зелени” када говоре о оваквом типу возила. Истина је наравно далеко од тога. Иако електрични аутомобили не емитују штетне гасове они се производе на апсолутно исти начин као и конвенционални модели. Притом, уколико електрична енергија коју они користе не стиже из обновљивих извора, утом је ситуација још и гора. Поред тога, електрични аутомобили користе батерије у којима се налазе ретки метали кобалт, никл и манган.
– Због масивних батерија, готово све електричне моделе одликује изузетно велика маса наспрам њихових конвенционалних рођака. Ово негативно утиче на аутономију кретања, али још битније на зауставни пут приликом кочења.
-Недостатак звука. Не, не говоримо о звуку мотора са унутрашњим сагоревањем који пуристи толико воле, говоримо о томе да електрични аутомобили не емитују звук сем јединственог зујања. Ово је проблем поготово за пешаке који не виде па се ослањају на чуло слуха. ЕУ планира да натера све произвођаче е-мобила да у своје моделе уграде апарат који ће емитовати звук током кретања.
-Батерије нису вечне. Капацитет батерија са годинама опада, те се после одређеног времена батерије морају заменити. Не постоји консензус међу произвођачима на колико пређених километара треба извршити замену батерија нити после колико времена.

У савременим електричним возилима се као извор енергије користе разни полимери, па батерије од цинка, али су последњих година најчешће у употреби литијум јонске батерије, исте оне које користе паметни телефони и лаптопови. Ова врста батерија са катодом од литијум кобалт оксида и графитном анодом има убедљиво најбољи однос количине наелектрисања (мерене у ампер сатима) у односу на масу. Други типови батерија су тежи, а дају мање струје, док ћелија литијум јонске батерије може да задржи импресивних 200 Wh по килограму. Литијум јонска батерија има и јако добар однос пуњења и пражњења са ефикасношћу од 80 одсто, док је њена највећа слабост кратак животни век (што добро знају власници лаптопова).

Упркос томе, литијум јонска батерија је решила највећи изазов који су имали власници раних електричних возила, а то је ефикасност пуњења. Модерне батерије су постале тако ефикасне да се за само 30 минута могу напунити до 80 одсто – мада се електрична возила махом пуне у гаражи, са оваквом ефикасношћу, електромобил се и на дужем путу може напунити током паузе за кафу.

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Професије (занимања) у области машинства

Подручја рада у области технике можемо сврстати у неколико група у зависности којим се послом баве, а то су:

– саобраћај и телекомуникације,

– машинска техника,

– грађевинарство и архитектура,

– електротехника – геологија и рударство,

– информатичке технологије и

– роботика итд…

Машинска техника обухвата послове конструисања, производње, испитивања и обраде материјала, контроле, употребу и одржавање алата и машина. Обрађују се различити материјали коришћењем алата, машина или апарата. Послови се најчешће обављају у фабричким погонима, пројектним бироима, индустријским погонима, лабораторијама, радионицама и у сервисима.

За успешан рад у овој области важно је да схватите начин рада машина и уређаја, схватите и добро представљање односа у равни и простору, спретност руку (посебно код разних врста поправки). Нека од занимања у овој области су: аутомеханичар, машински техничар за компјутерско управљање , машински инжењери итд.

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Електрична инсталација – опасност и мере заштите

Електрична инсталација је део  преносног система од места прикључка  на мрежу ниског напона до пријемника-потрошача.  

Да би се могла планирати и поставити електрична инсталација потребно је познавати поред електроинсталационог материјала и појам струјног кола и његово практично реализовање, пројектовање и цртање шема.

До домаћинства може бити доведена  монофазна  или  трофазна  инсталација.  Трофазна инсталација је боља од монофазне јер може поднети већи број укључених потрошача одједном, јер има три фазе а монофазна само једну...

Први уређај у кућној електричној инсталацији је електрично бројило. Испред бројила на свакој фази постављени су главни осигурачи.

Од бројила струја се грана у више струјних кола а свако појединачно коло(и потрошачи на њему) заштићено је осигурачима који су смештени у кутију са осигурачима.

Опасност и заштита од стријног удара

Струјни удар настаје у тренутку када електрична струја протекне људским телом, тј. када људско тело постане део струјног кола. Струјни удар може се догодити ако се људско тело нађе: између два фазна проводника, између фазног и нултог проводника, између фазног проводника и земље и између металног предмета који је (услед квара) у додиру с фазним проводником и земље. Од јачине електричне струје зависи како ће људско тело реаговати.

Електрична енергија је опасна приликом проласка кроз људско тело, због топлотног дејства,  утицаја на хемијски састав крви и нервни систем, а нарочито због поремећаја рада срца и дисајних органа. Последице овог деловања зависе од јачине струје, трајања њеног дејства  и  пута  кроз  тело.

Опасном се сматра трајна струја јача од једног милиампера (мА) и то зависи од здравља, стања коже, обуће, одеће…

Према истраживањима, струја од 20 мА изазива болно грчење мишића.

Са електричном енергијом јачине 30мА може се издржати само пар секунди, уз грчење мишића руке и немогућност отпуштања обухваћеног проводника.

Струја од 50 мА доводи до губитка свести.

Струја јачине 100 мА има смртоносне последице.

Што је време проласка електричне струје кроз тело дуже, мања је подношљивост организма.

Велика је разлика да ли је проводник са струјом само додирнут или обухваћен, односно стегнут. У случају само додира услед електричног удара биће рука брзо повучена, док у другом случају, због грча то више није могуће.

Најопаснији је пут електричне струје кроз предео срца и то се дешава када се струјно коло затвори преко обе руке, или једне руке и ноге.

Према постојећим прописима додирни напон не сме прећи вредност од 65 волти (V).

Код особа које доживе струјни удар јављају се видљиви симптоми: бледило, широке зенице, неправилан рад срца, сметње у дисању, губитак свести, а у неким случајевима и опекотине.

Пружање помоћи у случајевима струјног удара

Што пре треба прекинути довод струје, искључити најближи прекидач, одврнути осигурач, или извући утикач из утичнице преко које је унесрећени у вези са напоном.

Ако је проводник у вези са унесрећеним, може се уклонити сувим штапом, или вукући унесрећеног за суви део одела. Ако у близини нема гумених рукавица, треба стајати на сувој дасци или пластичном поду.

Ако унесрећени не дише или је у дубокој несвести, потребно је најхитније затражити лекарску помоћ, а у међувремену масирати срце у комбинацији са вештаким дисањем. Због поремећаја крвотока, у мозгу настаје мањак кисеоника, а познато је да мождане ћелије само неколико минута могу преживети без њега. Ово треба наставити и дуже време, при чему се спасиоци смењују, све до успостављања природног дисања.

Мере које је потребно предузети за заштиту од струјног удара:

  1. Никада не додиривати неизоловане проводнике.
  2. Изоловати делове који су под напоном, и поставити ван домашаја (минимално 2,5 метара у висину).
  3. Повремено испитати исправност (функционалност) заштитне склопке.
  4. Не укључивати електричне уређаје у влажним просторијама нити влажним рукама.
  5. Не употребљавати електричне уређаје са оштећеном изолацијом или оштећеним заштитним водом.
  6. Носити обућу са гуменим или дебљим пластичним ђоном док прети опасност од струјног удара.
  7. Када се поправља електрична инсталација, искључити главне осигураче и користити добро изолован алат.
  8. Пре поправке електричног уређаја, потребно је искључити га из електричне мреже.
Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Примена електричних апарата и уређаја у домаћинству и штедња енергије

Днас је тешко замислити дан без електричне енергије. Без обзира где се налазимо, на послу, код куће, у школи, на факултету, употреба струје је свакодневна. Користи се за грејање, хлађење, кување, осветљење, превоз и много тога још.

Начин на који се та енергија користи битно утиче на нашу околину и живот. Није само битно да ли искључујемо апарате онда када их не користимо, већ и да ли они спадају у категорију штедљивих, тј. енергетски ефикасних уређаја.


Енергетски ефикасни уређаји трају дуже и троше мање струје.

Узмимо, на пример, класичне сијалице. Оне производе светлост, али такође у том процесу троше и електричну енергију за стварање топлоте, што је заправо изгубљена енергија. Нове штедљиве сијалице стварају исту количину светлости без изгубљене енергије. Истина је да такве сијалице више коштају, али оне не само да имају дужи век трајања, већ и троше мање струје, што значајно смањује рачун.

Исти принцип важи за све врсте енергетски ефикаснијих уређаја. Фрижидер који штеди енергију трошиће мање струје од старог модела, али ће и даље држати храну хладном. Машина за прање веша која има класу енергетске ефикасности А+++ ће такође опрати веш као и нека друга машина ниже енергетске класе, али ће притом потрошити мање електричне енергије.

Енергетске класе


Европска унија је усвојила јединствени систем ознака енергетске ефикасности кућних апарата. Дефинисана је скала од седам основних енергетских класа, а то су:

A

B

C

D

E

F

G


Према овој скали најефикаснија је класа А, док је најмање ефикасна класа G.

Поред тога, у оквиру најефикасније класе А могу се користити и три допунске класе. То су: А+, А++ и А+++. Оне још прецизније одређују већу ефикасност уређаја.


Бројна истраживања су показала да су кућни уређаји највећи потрошачи електричне енергије у једном домаћинству. Овде се посебно мисли на веће потрошаче, као што су: замрзивачи, фрижидери, електрични шпорети, машине за прање и сушење веша, судомашине, бојлери. Сматра се да они годишње потроше петину укупне електричне енергије која је потребна домаћинству.

Али, уштеда која се годишње може остварити само уз помоћ уређаја више енергетске класе веома је значајна. У прилог томе говори и чињеница да разлика у цени између уређаја енергетске класе А и енергетске класе А+++ износи само неколико хиљада динара.

Иако енергетски ефикасни уређаји могу бити нешто скупљи од мање ефикасних, њихова куповина се може исплатити кроз неколико месеци и то уштедом електричне енергије. Такви уређаји ефикасније раде, немају губитке, троше мање струје, па су и укупни рачуни мањи.

Разлика између уштеде енергије и енергетске ефикасности
Уштеда електричне енергије се често погрешно интерпретира, па се схвата као штедња која неизбежно доводи до смањења квалитета живота.

Уређаји који штеде електричну енергију и скала енергетске ефикасности

Међутим, уштеда се односи на све оно што можемо предузети како не бисмо расипали енергију, а што не подразумева одрицање и не нарушава квалитет нашег живота. Под тим се подразумевају једноставне и уобичајене навике које се могу усвојити као начини понашања, као што је искључивање светла након изласка из просторије.

Са друге стране, енергетска ефикасност је појам који се односи на употребу уређаја и апарата за чији рад је потребно мање енергије.

Енергетски ефикаснији можемо бити на више начина:

-замените обичне штедљивим сијалицама
-уколико сте у могућности, потребно је изоловати кућу/стан и затворити све евентуалне отворе направљене монтирањем спољних јединица клима уређаја
-ако купујете нове уређаје, изаберите оне са ознаком Energy Star јер такви уређаји припадају групи са најмањом потрошњом електричне енергије
-потрудите се да не расипате струју беспотребно


Ако се примењује све горе наведено, не само да ће се смањити потрошња електричне енергије, већ ће се она рационално користити.

Кућа са скалом енергетске ефикасности окружена зеленилом као симбол рационалне потрошње енергије у кући

Свакако не треба ићи ни у другу крајност. Није енергетски ефикасно избацити све старе уређаје и заменити их новим, штедним уређајима. Уместо тога, причекајте да се истроше, а затим их замените.

Које информације крије енергетска налепница на уређајима?
Законом о ефикасном коришћењу енергије у Републици Србији 2013. године одлучено је да производи који троше струју морају имати ознаку енергетске ефикасности. Најпре је то правило важило само за неке уређаје за домаћинство, а данас обухвата већину њих.

На енергетској налепници су истакнуте бројне корисне информације које ће вас упознати са параметрима енергетске ефикасности одређеног уређаја. Садржај енергетских налепница се разликује од уређаја до уређаја (није исти код фрижидера, машина за веш, клима, телевизора и других уређаја), али неки од најважнијих ознака су:

-енергетска класа уређаја – Приказана скалом од А+++ (или од А) до G
-годишња потрошња енергије – Изражена у киловат-часовима струје годишње (kWh/годишње)
-ниво буке – Изражен у децибелима (dB)


Пример енергетске налепнице са различитим параметрима

Ове карактеристике представљају суштину свега онога што треба имати у виду када купујете нови уређај за свој дом или пословни простор.

Светски дан енергетске ефикасности


Још од 1998. сваки 5. март се обележава као Светски дан енергетске ефикасности.

Најважнији циљ обележавања овог датума сваке године је подизање свести о неопходном смањењу потрошње електричне енергије и њеном рационалном коришћењу.

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Увод у електротехнику, рачунарство и мехатронику

Елекротехника  сада представља засебну научну дисциплину, која се бави проучавањем електричне струје.

Електротехнику можемо поделити на следеће целине:

-енергетика (бави производњом и преносом електричне енергије са једне локације на другу )

-електроника (бави проучавањем и конструкцијом електронских елемената којима се контролише ток струје и повезивањем таквих елемената у сложена кола која обављају жељену функцију)

-физичка електроника (проучава физичка својства, принципе рада пасивних и активних електронских компоненти и њихову примену)

-телекомуникације (бави преносом информација са једног места на друго)

-аутоматика ( бави моделовањем комплексних система математичким моделима ради њиховог описивања, предвиђања понашања и управљања)

-рачунарска техника (бави развојем и пројектовањем рачунарског хардвера и софтвера, који контролише његов рад).

Машинство се бави пројектовањем, израдом и одржавањем  механичких система. 

Мехатроника је мултидисциплинарна инжењерска дисциплина која обухвата комбинацију електротехнике, рачунарства, машинства и аутоматског управљања. Мехатронички приступ пројектовању има за циљ интеграцију електронике, механике, аутоматског управљања и рачунарства у циљу унапређења и оптимизацију функционалности пројектованог производа. Коришћењем таквог приступа коначни производ је бољи од суме појединачних компоненти, што отвара могућност за стварање софистицираних електромеханичких уређаја и система. Око нас се налазе мехатронички производи каошто су: кућни уређаји (машине за прање веша, миксери, фотоапарати, аутоматски усисивачи….), аутомобили (ABS систем за кочење, активно вешање, централна брава…), аутономне беспилотне летелице, CNC машине, лифтови и покретне степенице, роботи за заваривање, аутоматски вођена возила и остали.

Традиционална подела на научне и образовне области (нпр. машинства и електротехнике) је довела до неразумевања инжењера различитих струка при заједничком раду на истом пројекту, као и до недовољних знања различитих струка за реализацију сложених система који се данас срећу у пракси. Инжењери различитих струка при расправљању о неком проблему „не говоре исти језик“. Свака струка види доминантно само свој аспект. Обзиром да електро-механички системи постају све бројнији, сложенији и софистициранији (степен „уграђеног“ аутоматског деловања или како се често каже – степен интелигенције сваким даном постаје све већи) тако да је при њиховом креирању неопходно поред знања из електротехнике и машинства поседовати знања из управљања и програмирања. Потребе човека у будућности ће се све више ослањати на аутоматизоване и роботизоване уређаје и системе.

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Израда макете стана

Један предиван рад ученице 6-3, Милице Симић

(њена наставница је уживала гледајући, надам се да је и она једнако уживала правећи је…)

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Корпица за јаја, практичан рад за 5. разред

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Колица од лима, практичан рад за ученике 7. разреда

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Збирке задатака за такмичење 2020. године

Збирка задатака за такмичење за 5. разред

Збирка 2 задатака за такмичење за 5. разред

Збирка задатака за такмичење за 6. разред

Збирка 2 задатака за такмичење за 6. разред

Збирка задатака за такмичење за 7. разред

Збирка 2 задатака за такмичење за 7. разред

Објављено под 5. разред | Оставите коментар

Производне машине

Производне машине претварају меганичку енергију погонског мотора у механички рад неког производног процеса. Могу бити рударске, грађевинске, пољопривредне, металопрерађивачке, текстилне, транспортне итд. Састоје се од носеће конструкције, погонског мотора, преносног механизма, радног органа, алата и система за управљање.

Увођењем рачунара у управљачке процесе добијена је нова врста машина које се зову нумерички управљане машине или CNC машине. CNC машине имају све делове као и ручно управљане машине, само што CNC машине контролише рачунар на основу програма који задаје човек. Имају велику прецизност и велики број функција. Операције се обављају брже и тачније. Знатно ангажовање људи и смањује се могућа људска грешка при изради. За ове машине постоје 2 начина писања програма ручно и аутоматски. Код аутоматског програма, предмет се нацрта у одговарајућој апликацији која се преводи у машински језик. Нацртани модел генерише координате сваке тачке модела до којих алат треба да пређе. Код ручног уноса кода, дефинишу се димензије, координате, избор алата, путања алата, режим обраде итд.

CNC машине се састоје од машине (струга, глодалице итд), мотора, драјвера (програм преводилац), рачунара и одговарајућег софтвера. На овим машинама сви произведени делови имају исти квалитет.

Обрадни центар је машина која може да изведе неколико машинских операција на истом обратку, без додатних подешавања.

Аутоматизација производње подразумева примену економских, организационих и техничких мера чији је циљ остварење производног процеса без непосредног учешћа човека.

Да би се повећала продуктивност данас је све већа примена индустријских робота. Индустријски роботи су машине способне да меморишу циклус покрета у простору и затим да га понове .

Објављено под 5. разред | Оставите коментар