•
Elektrinähtuste tekkepõhjus ja elektrilaeng
Elektrinähtuste tekkepõhjuseks on asjaolu, et maailmaruumi kogu aine sisaldab elektriliselt
aktiivseid algosakesi – elektrone prootoneid ioone jms Elektrilise aktiivsuse annab osakestel nende
elektrilaeng – elektrilaeng on elektriõpetuse
keskne mõiste. Elektrilöaeng kui füüsikaline suurus
iseloomustab keha või aineosakese elektrilise aktiivsuse astet ja näitab kui tugevasti osaleb keha või
osake elektrinähtustes. Elektrilanegu tähiseks on keha korral täht Q ja punktlaengu korralt täht q.
Punktlaneguks nimetatakse laetud kehi mille mõõtmed on tühiselt väikesed võrreldes nende
vahekaugusega. Punktaleng on keha mudel mille korral keha laengut võib vaadelda koondununa
ühte punkti. Elektrilaengu mõõtühikusks SI-s üks
kulon (1 C) Ühikut nimetatakse nii prantsuse
füüsiku Ch. A. De
Coulomb `i järgi. 1 C on väga suur elektrilaeng. Näit. Kaks 1 C suurust
elektrilaengut, mis asetsevad teineteisest 1 km kaugusel mõjutavad teineteist veel 9000 njuutinilise
elektrilise jõuga.
Tavaliselt kasutatakse ühikuid:
1 yC = 10 `-6 C
1nC = 10`-9 C
1pC = 10`-12 C
Looduses leidub kahte liiki laenguid, mida kokkuleppeliselt nimetatakse positiivseteks ja
negatiivseteks. Selline tähistusviis võimaldab lanegu liiki väljendada märgiga arvväärtuse ees (+ või
Sama nimeliselt laetud keahde vaehel mõjub tõukejõud erinimeliselt laetud kahede vahel aga
tõmbejõud.
Aatomeid hoiab koos tuuma positiivsete prootonite ja tuuma ümber liikuvate negatiivsete
elektronide vahel mõjuv elektriline tõmbejõud.
Väikseimat elektrilaengut nimetatakse elementaarlaenguks selle tähis on e ja väärtus 1,6 * 10`-19 C
Igal
elektronil on leang -e ja igal prootonil +e laeng puudub.
Keha elektrilaeng on alati elemntaarlaengute täisarv kordne Q= +- ne
kus n – neutraliseerimata elektronide arv.
Laengu jäävuse seadus väidab, et elektriliselt isoleeturd süsteemi
kogulaeng on jääv suurus.
Q1+ Q2 + ..... + Qn =
const Süsteem on elektriliselt isoleeritud, kui laetud osakesed ei lahku süsteemist ega lisanud sinna.
Süsteemisisesel laengute ümberjaotumisel jääb süsteemi kogulaeng.
Laengu jäävuse seadust võib ka tõlgendada kui maailma üldise keskmise neutraalsuse seadust.
Mingi keha laadumisega kaasneb vastupidise märgiga laengu
ilmumine teisele kehale
Küsimused ja ülesanded
• Millised
algosakesed kas
prootonid neutronid või elektronid liiguvad eboniitpulga
elektriseerimisel ühelt kokkupuutes olevalt kehalt teisele? Milliselt
millisele ?
V: Eboniitpulk omandab hõõrdumisel negatiivse laengu – elektronid liiguvad villaselt
eboniitpulgale
• Kas Kahe keha hõõrdumisel teinste vastu võivad mõlemad kehad saada positiivse
elektrilaengu ? Põhjenda
V: Ei hõõrdumisel ei pea aga võib ühe keha elektrone loovutada (muutub + laenguga kehaks) teine
võib neid omandada (- laenguks)
• Kuidas mõjuvad teinsteist kaks riidega hõõrutud klaaspulka? Põhjenda
V: klaasplugad omandavad hõõrdumisel alati + laengu Nad tõukuvad
• Kas on võimalik elektrilaeng suurusega 10*10´-10 C Põhjenda
V: Ei ole võimalik kehal saab olla laeng mis on valemi Q = +-ne põhjal täisarv kornde
elementaarnlaengut veel nimetada elektron laengut
• Kui suuro n metallkuuli elektrilaeng, kui tal on 2*10´-10 C Liigset elektroni
V; Q= +-ne Q= (-2 * 10`10)* 1,6 * 10`-19 C = -(3,2) * 10`-9 C = -3,2 pC
• Plastjoonlaud sai hõõrdumisel laengu (-2)*10`-7 C Mitu elektroni sai ta juurde ?
V: Andmed: Q= -ne põhjal n = -Q/e n= -(-2) * 10`-7C/1,6*10`-19 = 1,25* 10`12 elektroni
• Elektriliselt isoleeritud süsteemi moodustavad elektrilaengu 2*10`-9 C. (-5)*10`-9C ja 10`-9C.
Milline on süsteemi kogulaeng ?
V: Q= Q1+Q2+Q3 Q=2*10`-9 + (-5)*10`-9 + 10`-9 =(-2)*10`-9C
•
Elektrooniliselt isoleeritud süsteemi moodustavad kaks ühesugust metallkuulikest, Neist
esimelse on elektrilaeng (-7)*10`-8 C teisel 5*10`-8C Kuulikesed viidi kokkupuutesse ja eemaldati
endisele kaugusele kui suur on kummagi kuulikese elktrilaeng laengute übmerjagamist ? V:Q1,2 =
Q1+Q2/2
Q1,2 = (-7)*10`-8C+5*10`-8C/2 = -10`-8
2. columbi seadus
Coulombi seadus on
elektrostaatika põhiseadus mis võimaldab määrata kahe punktlaengu vahel
mõjuva elektrijõu suuruse.
Seadus sõnastatult:
Kaks paigalolevat punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga mis on võrdeline
nede laengute
korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kaugse ruuduga ning sõltub keskkonnast milles
laengud asetsevad
Seadus valemina:
Fe – kq1q2/r2e
kus F(N) – punktlaengute vahel mõjuv elektrijõud mis on suunatud piki laenguid ühendavat sirget
Jõu suunda vüib iseloomustada märgiga selle arvväärtuse ees:
tõukejõudu loetakse kokkuleppelistel
positiivseks laengud samamärgilised nende korrutis on
positiivne tõmbejõudu aga negatiivseks laengud eri märgilised korrutis negatiivne
k(Nm`2/C`2 ) --- konstant (võrdetegur)
k= 9*10`9 Nm`2 / C`2
q1 ja q2 (C) – punktrlanegute 1 ja 2 suurused n (m) – punktlanegute
vahekaugus E – suhteline dielektriline läbitav vees mis näitab mitu korda vähnedab mingi keskkond või aine
kahe laengu vahel mõujuvat elektrijõudu võrreldes vaakumiga mõnede ainete dielektriline
läbitavust
vaakumis : vaakum 1 õhk 1 paber 2 õli 2,5 klaas 7 puhas vesi 81
Küsimused ja ülesanded
• Kahe teineteisest 20 cm kaugusel paikneva punktlaengu vahel mõjuv elektrijõud on 18mN
kui suur on nendevaheline jõud siis kui laengud viia teineteisest 60 cm kaugsule põhjenda vastust
V:Et vahekaugus suurenes 60/20 =3korda siis laengute vahel mõjuv elektrijõud vähene 3“ *= 9
korda ja on 18mN/9 = 2 mN
• Mida tähendab väide räni dielektriline läbitavus on 12 ?
V: See tähendab et räni nõrgendab võrreldes vaakumiga laengute vahel elektrijõudu 12 korda
• Kaks pilve mille laengud on vastavalt 10 C ja .-20 C paiknevad teinteisest keskmiselt 20km
kaugusel kui suure jõüuga mõjutavad need
pilved teineteist
Fe= k*q1*g2/E*r`2 Fe= 9*10`9 Nm`2/C`2 * 10C * (-20)C/ 1,0 * (20*10`3 m) `2 = -4,5 kN
V: Fe= -4,5 kN
• kaks punklaengut milledest ühe suurus on 4 nC asuvad vaakumis teineteisest 3cm kaugsel kui
suur peakso lema teine punklaneg et laengute vahel mõjuks elektrijõud 80mN
Fe `= k*q1*q2/E*r`2
q2= Fe*E*r´2/k*q1
q2= 1,0*(3*10`-2m)`2 / 9*10`9 Nm`2/C´2*4*10`-9 = 2nC
Vastus q2= 2nC
Mõiste võttis kasutusele endine füüsik ja
keemik Michael Farady 1791-1867
Ta väitis et;
Kõiki eletrilaenguga kehi ümbritseb elektriväli mis on tingitud nende eletrilangeust
Elektrivälja tähendusesks on olla omamoodi vahelüli eletrijõu mõju edastamisel ühest
eletriklaenguga kehalt teisele.
*Defintisioonid:
Elektrivälja nimetatakse elektri laenguga keha või osakeste ümbrust milles mõjuvad elektrijõud.
See ümbrine e. Elektriväli on elektrilaenguga kehade eletriline vastastiku mõju vähendaja.
Elektrivälja iseloomulikud omadused
Pole vahetult inimmeeltega tajutav
Levib tühjuses kiirusega mis on võrdne valguse kiirusega 300000 km/s
on ulatuselt lõputu kuid nõrgeneb kiiresti
on pidev ja
katkematu ei sega teisi elektrivälju
omab energiat
Elektrivälja graafiline kujutamineElektrivälja graafiliseks e piltlikukus kujutamiseks kasutatakse jooni mille abil saab määrata
elektrivälja mistahes punktis mõjuva elektrijõu suuna, Need jooned võivad olla
sirged või
kõverjooned neil on kindel suund neid nimetatakse elektrivälja jõujoonteks
Definitsioon;
Elektrivälja jõujooneks nimetatakse mõttelist joont mille igas punktis on eletrijõu suund selle joone
puutuja sihil.
Elektrivälja jõujoone suund;elektrivälja jõujoone suunaks loetakse kokkuleppeliselt suunda mis ühtib elektrivälja asetatud
positiivse eletrilaenguga keha
liikumis suunaga. Seega
suunduvad jõujooned positiivse
elektrilaenguga kehalt negatiivse laenguga kohale või lõpmatusse-
Üksiku positiivse ja üksiku negatiivse elektrilaenguga keha C punktalengu elektrivälja jõujooned
Seal kus elektriväli on tugevam paiknevad jõujooned
tihedamalt see võimalab võrrelda elektrivälja
tugevust välja erinveates punktides.
Kahe lähestikku asetatud erinimelise ja kahe samanimelise elektrijõuga keha eletrivälja jõujooned
Erinimeliste laengute koosmõjul tekkiva elektrivälja jõujooned liituvad ühisteks joonteks.
Samanimeliste lanegutega kahedelt väljuvad jõujooned püüavad teinteist tõugata ja nimetuda
omvahel parallelseks. Kahe erimõrgilise laenguga plaadi vahel homoheense elektrivälja jõujoond on
suunatud ühesugune
Elektrivälja tugevusMingile puntklaenule või elektrilaengule kehale elektriväljas mõjuv jõud sültub selle punktlanegu
enda elektrilanegust, Jõu ja laengu suhe punktlanegus elektrilaengust aga enam ei sõltu ning sobib
eseloomsutama elektrivälja. Seda suhet nimetatakse elektrivälja tugevnemiseks ja tähistatakse
tähega E
E=F/q või E=F/Q
Kus E (N/C) – elektrivälja tugevus
F (N) – punktlaengule või elektrilaneguga elektriväljas mõjuv elektrijõudu
q(C) või Q(C) – punktlaneguga või elektrilaengugua elektrilaengu suurus.
Elektrivälja suurus näitab kui suur jõud mõjub selles väljas ühikutele suurusega (= 1C)
positiivsele punktlaengule või positiivse elektrilaenguga kehale.
Definitsiooni valemi kohaselt on elektri välja tugevuse mõõtuhikuks 1
njuuton kuloni kohta 1N/C
See on võrdväärne enamkasutatava ühikuga üks Volt meetri kohta 1V/m
Näited:
põleva elektrilambi hõõgniidis ........ 400.......700 N/C
õhus vahetult enne välgu lööki kuni 5*10`5 N/C
Elektrisädeme tekkimist kuivas õhus 3*10`5
Elusa raku membraamis 2*10 N/C
Vesiniku aatomisse kuuluva elektroniasukohas 5*10`11 N/C
Keha laenguga a tektitab endast kaugusel r asuva punktis elektrivälja tugevuse:
E=kQ/Er`2
kus E (N/C) – elektrilaenguga keha tekitatud elektrivälja
tugevuses kauguselt r
Q(C) – elektrivälja tekitatud keha elektrilaengu suurus
r(m) – vaadeldava punkti kaugus elektrivälja teitanud kehast
k (Nm`2/C`2) – võrdtegur konstant k= 9*10`9 Nm2/C2
E – keskonna suhteline dielektriline läbitavus
Küsimused ja Ülessanded
1 Kas elektrivälja tugevus iseloomustgab elektriväljas mõjuvat jõudu ? Kui jah siis kuidas ?
V: Jah välja tugevus näitab millise jõuga mõjutraks see väli elektrivälju
2) Kui suure jõuga mõjutab elektriväli tugevnedes 1N/C temas asuvadt punktlaengut 1*C
V: Valemi E=F/q , kui E=1N/C
a) q=1nC = 10`-9 C on F 10`-9
b) q= 1NC = 10`-6 on F 10`-6
jne
järeldus sama
tugevusega elektriväli mõjutab laengut seda suurema jõuga miad suurem välja
paigutatud laeng
• Kui suur on elektrivälja tugevus välja paigjutatud punktlangule 3*10`-9 C mõjub jõud 6*10`-6
N
Andmed =
3*10`-9C
6*10´-6N
Lahendus
E=F/q
E`= 6*10`-6/3*10`-9=2*10`3 N/C
• Elektriväljas on
punktlaeng 4yC Kui suure jõuga mõjutab elektriväli punktalengut Kuid
väljatugevus on 200n/c
E`= F/q – F= E*q
F= 2*10`2 N/q * 4*10`-6 `= 8*10`-4 N
5)Elektrivälja tekitab keha mille elektrilaeng on 4 nC kui suur on elektrivälja tuebus kehast 30 cm
kaugusel kui keskonnaks on õhk?
6)Elektrivälja pontsiaal ja pinge
Elektrivälja vaadeldava punkti pontstisaali tähis q ja mihi kahe vaadeldava punkti potentsiaalide
erinevus ehk elektriline pinge tõhis U on füüsikalised suurused mis iseloomustavad elektrivälja
temas peituva enertgia seisukohalt need suurused on elektrivälja
energeetilised iseloomustajad
Punktlanegul või elektrilaenguga kehjal on elektriväljas asendi ehk potensiaalne energia see on
sarnane pontesiaalide energiaga mida gravitatsiooniväljas omab punktmass või keha
Punktlaengu pontentsiaalse energia suurus sõltub tema asukohast elektriväljast ja laengust
Suuurust mis iseloomustab elektriväljas asuva punktlaengu laenguga keha potensiaalsest energiat
niematatekse elektrivälja pontensiaaaliks
fi = Wp/q või fi= Wp/Q
kus fi (V) = elektrivälja vaadeldava punkti
potentsiaalid Wp (J) – elektrivälja vaadeldavas punktis asuva puinktalengu pontesiaalne energia
q (C) / Q (C) – vaata ees pool on
Elektrivälja vaadeldava punkti
potensiaal näitab kuis suur on selles punktis asuva ühikulisse
suurusesega.
Potentsiaali mõõtühik on 1 volt Ühikut nimertatakse nii Itaalane Adessandro Volta järgi . Ühiks 1V
opn valemi fi= wp/q aluses võrdne ühikuga 1J/C:1V=1J/V
Elektrivälja vaadeldava punkti potnesiaal on 1 vold kui selles punktis asuva 1C suususega
punkalengu potensiaalne enrgia on 1J
• mida tähendab väide „Elektrivälja vaadeldada punkti pontensiaal on 25V ?“
V: Et elektrivälja antud punktis asuva ühe C suurusega elektrilaengu pontensiaalne energia on 25J
fi= wp/q 25V=25J/1C
• Elektrivälja vaadeldava punktide
potensiaalid on 230 V ja 0 V kuis suur on nende punktide
vaheline pinge
3)V: valemi v= f1-f2 aluses V= 230v-0v = 230v
• Pinge elektrivälja kahe punkti vahel on 1000 V kuidas sa selgitaksid seda väidet sõbrale kes ei
tea elektrivälja pinge tähendsut
V: Et kui pinge on
1000V , siis on a) elektrivälja vaadelvate punktide potensiaalide erinevus on
1000V
b) Elektriväli teeb laengu 1C (kulon) viimisile selle välja ühest punktist teise tööd 1000
dzauli c) Siis välja ühest punktist teeise
viidud laengu liikumisenrgia suurenes 1000 dzauli
• Kui suur on elektrivälja vaadeldavate punktide vaheline pinge, kui punktalengu 1C ühest
punktist teise üleviimisel tegi väli tööd: A) 1J b) 3.6J c)220J d) 0,5J e) 1mJ
V: valemi U= A/q põhjal kui q= 1C ja
a) A=1J on U=1V
b)A=3,6J on U = 3.6V
c) A= 220J on U=220V
d)A=0,5J on U=0,5V
järeldus: tulemustest järeldame et elektriväli teeb sama suurusega laengu 1C nihutamisel seda enam
tööd, mida suurem on selle välja vaadeldavate punktide vaheline pinge.
• Kui suur on elektriväljade vaadeldavate punktie vaheline pinge, kui punktlaengu 10C ühest
punktist teeise üleviimisel teeb väli tööd
a) 10J b) 120J c)2300J d) 0,1J e) 10mJ
V:valemi U=A/q põhjal kui q=10C ja
a) A=10J on U=1V
b)A=120J on U=12V
c)A= 2300J on U=230V
d)A= 0,1J on U=0,01V
• Elektrivälja kahe vaadeldava punkti vaheline pinge on 200V Kui suure punktlanegu nihutab väli
ühest punktist teise, kui ta teeb tööd 50mJ
V:
U= A/q-> q=A/U
q=5*10`-2J/2*10`2V = 2,5*10`-4C
q= 2,5*10`-4 C
• Kui palju teeb elektriväli tööd punktlaengu 3*10`-8C üleviimisel punktist potensiaaliga 500V
punkti potensiaaliga 300V
V:
U=A/q --> A=U*q
V=fi1-fi2, siis A=(fi1-fi2) * q
A= (500V-300V) * 3*10´-8C = 6*10´-6 J
A= 6*10´-6 J
• Elektrivälja vaadeldavate punktide potensiaalid on 230V ja 130 V Kui suure punktlaengu
nihutab väli ühest punktist teise, kui ta teeb tööd 1,5J
V: U=A/q --> q=A/U
U=fi1-fi2 , siis q= A/f1-fi2
q=1,5*10´-6J/230V-130V= 1,5*10´-6 C
• Elektriväli nihutas punktlaengu 8nC väljapunkti potensiaaliga 100V ja tegi seejuures tööd
10,4*10`-3J. Millise potensiaaliga väljapunktis asus punktlaeng enne nihutamist?
V: U=fi1-fi2 --> fi1= U+fi2 U=A/Q siis fi1= A/q+fi2
fi1= 10,4*10`-3J / 8*10`-2C + 100V = 230V fi1=230V
Pinged elektriväljastEsitad näiteid elektivälja pingete kohta eluta looduses
V: kõige suurema pinge tekitab äiksepilve osade või pilve ja maavahel võivad
ulatuda kuni miljoni
voldini
Selgita pinge tekkimist äiksepilves lisa selgitav joonis
V: Vesi
aurustub õhku ja kui teha on piisavalt tekib pilv ning sealt hakkab vihma samaga ja kui +ja-
laengud kpokku puutuvad tekib äike
Esita näiteid elektrivälja
pingest kohta elusas looduses
V:kõige suurema pingega on eletrikalad Elektri
angerjad võivad tekitada pinge kuni 600V
Suhteliselt väikesed on pinged, mis kaasnevad oranismide tavalise elutegevusega
Selgita inimese närvikiu elektrilist tööpõhimõtet, lisa selgitavad joonised
V: Närvikuid on
taru , mille seinte paksus ei ületa sajatunadikku millimeetrit siseosa on negatiivse
laengu all
Erutus muudab närvikiu seina läbilaskvust ja positiivsed
ioonid tungivad kiu
sisemusse siis tekib pinge kuni 40MV väliskeskonna suhtes
Loe läbi
alateemad elektrikardiograafia elektroensefotograafia ja kserograafia ning püüa aru saada
vastavate seadme tööpõhimõtetest.
Juhid Elektriväljas1, selgita elektrilise indiktsiooni nähtust lisa selgiav skeem
V: Juhi
sattumisel eltrivälja hakkavad vabad laenud
kandjad juhis liikuma. Positiivsed
laengudkandjad liiguvad elektrivälja suunas ja negatiivsed vasassuunas Seal kus välja jõujooned
juhti sisenevad tekib negatiivne laeng Pinnale millest jõujooned väljuvad ilmub positiivne laeng.
Nende tekkimist tuntakse kui elektrilise induktsiooni nähtuseks
• Selgita elektrivälja muutumist juhi sees lisa selgitav skeem (J 247)
Lanegute indukseerimine juhi ablele kestab seni kuni jõjub vastav jõud See lõppeb siis kui
indukseeritud laengute elektriväli on juile mõjuva välja tasakaalsutanud.
Dielektrikud elektriväljas• Kuidas mõjutab elektiväli laenukandjat dielktrilus? Kuidas nimetatakse sellega kasenvat nähtust
V: Elektrivälja olemasolu korral mõjub laetud aineosakestele elektrijõud mis lükkab positiivseid
osakesi välja suunas ning negatiivseid vasupidises suunas Sellega kaasenvat nähtust nim.
Dielektrikuks
• Selgita üksiku aatomi palariseerumist lisa selgitav skeem
V: Laengukandajte nihkumine viib netraalsus ainepartsus sisaldavad positiivse ja negatiivse laengu
kandjad ruumis lahku kuid need osakkesd jäävad endiselt seotuks
• Mida nim dinaaliks ? Kuidas käituvad dinaalid elketriväljas?
V:
Aatom on muutnud kahest ühesuurusest kuid erimärgilisest alengust kaasnevaks süsteemiks
sellist süsteemi nim dinaaliks Nad tekitavad ainele mõjuva elektrivälja suhtes vastas suunalise välja
nii nõrgendavad nad elektrivälja aines
• Miso n dinaalmolekulid? Selgita
mikrolaineahju tööpõhimõtet
V: dinaalmolekul on vee molekuli käitumisel põhinev
molekul Mikrolainete perioodiliselt muutuva suunaga elektrivälja mõjul hakkavad veemolekulid toidus
perioodiliselt ümber orienteeruma ja seega võnkuma Hõõrdjõudude olemasolul hakkabki toid
soojenema.
• Millies seisenb pusoelektriline pöördefekt ? Kus ja kuidas seda nähutst kasutatakse?
See seisneb kristalli mõõtmete muutumises elektrivälja mõjul.
Andurite tegemisel mikrofonides kvartskellades
• Milles seisneb pusaelektriline efekt ? Kus ja kuidas seda nähtust kasutatakse?
V: Ained mis on suutelised palariseeruma kokkusurumise või venituse tagajärjel Kellades andurtes
mikrofonides
• Millal ja miks toimub deelkriku läbilöök
V : valede laengukandjate arv kasvab seeläbi nagu lumelaviin mägedes ning deelektrik muutb
juhiks sellist nähtust nim. Deelektriku läbilöögiks. Tavaliselt on läbilöök lühiajaline kuna pinge ja
seega ka väljatugevus vähenevad kiiresti voolu läbiminekult
ainesse dielektriku vähesed vabad
laengukandjad võivad tugevas elektriväljad kiirennevalt liikudes omdandada energia mis on piisav
elektronide väljalöömiseks keemilisest
sidemest .
Elektrimahtuvus Elektrimahtuvus on suurus mis iseloomsutab elekttrit juhtiva keha võimet võtta vastu ja säilitada
endas elektrilaengut. Lühidalt:
Mahtuvus on keha laadumisvõime iseloomustaja, selle tähiseks on
täht C.
Keha elektrimahtuvus näitab, kui suure elektrilaengu ülekandmisel kehale tekib tema potentsiaali
ühikulise suurusega (=1V) muutus C = Q/fi
kus C(F) – keha elektrimahtuvus
Q(C) – keha elektrilanegu suurus
fi (V) – keha elektriline potentsiaal.
Rangelt võttes on elektrimahtuvus alati kahe keha omavaheline mahtuvus.
Andes ühele kehale
mingi elektrilanegu peame selle laengu jäävuse seaduse kohaselt võtma ära mingilt
teiselt kehalt .
Kahe keha vahel avaldub aga ponteniaalide erinevus ehk pinge
Kahe keha omavaheline
elektrimahutavus näitab kui suure elektrilaengu ülekandmisel ühelt kehalt
teisele tekib nende vahel ühikulise suurusega (1V) pinge.
E=a/U
kus E keha omavaheline eletrilaengu mahutavus
Q (C) – ühe keha elektrilanegu suurus
U(F) - kahe kahea vaheline pinge.
Kehade elektrimahtuvause tegelik suursu sõltub nende kehade mõõtmetest kujust ja vastastikudest
asenditest.
Elektrimahutavuse mõõtühik on üks
farad (1F) ühikut nimetatakse nii inglise füüsiku Michael
Farady järgi Ühik 1F on valemite C=Q:fi ja C=Cq/u alusel võrdeline ühikuga 1C/V
1F on sellise keha mahtuvus millele tuleb anda elektrilaengu 1C et suurendada tema pontsiaali 1V
võrra.
Või 1F on sellise kahe keha omavahlise mahtuavus millede puhul tuleb ühel kehalt teisele kanda üle
elektrilaeng 1C et suurendada nende kehade vahelsit pinget 1V võrra.
Et 1C on väga suur lektrilaeng siis on ka 1F väga suur elektrimahutavus Seetõttu kasutatakse
praktikas enamasti ühikuid:
üksmikro farad 1yF= 10`-0F
üks nanofarad 1nF = 10`-9F
üks pikofarad 1pF = 10`-12F
ElektriKondensaatoridKas kondensaatori mahtuvus iseloomustab ka kondensaatoisse salvestavat laengut ? Kui jah siis
kuidas
Jah see näitab kui suure elektrilaengu andmisel tema ühele plaadile suureneb plaatidevaheline pinge
1V võrra
Kui suur on kondensaatori mahtuvus kuis tema laengu muutmisel 10`-6 C võrra suureneb pinge 1V
võrra?
V: Valem C= Q/U kohaselt kui U= 1V C=Q ja mahtuvus on 10`.6 F= 1pF
Kui suur on kondensaatori mahtuvus, kui tema laengu muutisel 10`-9 C võrra suureneb pinge 20V
võrra ?
V: Valemi C=Q/U kohaselt C = 10`-9/ 20 V = 0,05 * 10`-9 F= 50 pF
Kondensaatori mahtuvus on 5 pF ja laeng on 5* 10`-8 C Millise pingeni on kondensaator laetud ?
C`= 5pF
Q = 5*10`-8 C
C=Q/U ---- U Q/C
U= 5*10`-8 C/ 5*10`-12 F = 10 kV
Fotovälguti toidetakse kondaatorist mille mahtuvus on 800 pF ja mis on laetud pingeni 300V kui
suur on kondensaatori katete laeng?
C= 800pF
U= 300V
C=Q/U---------/ Q=C*V
Q`=810`-4 * F 3*10*2 V = 0,24C
C = E``0 E S/ d
6)Õhkdielktikuga plaatkondensaator on laetud pingeni 24V tema kummagi plaadi pindal on 80cm2
ja plaatide vaheline kaugus on 4mm kui suur on kondeaatori mahtuvus
U=24V
S= 80Cm“
d= 4mm
E=1,0
E0= 8,85*10`-12F/M C=E`0 * E *S/ d
C = 8,85*10`-12 F/M * 1*8*10`-3 m`` /// 4*10´-3 = 425F = 0,425 nF
Kõik kommentaarid