• 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
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 4.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 Elektriväli 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.
3. Elektriväli Mõiste "elektriväli" võttis kasutusele inglise füüsik ja keemik Michael Farady (1791- 1867). ta väitis, et: *Kõigi elektrilaenguga kehi ümbritseb elektriväli, mis on tingitud nende kehade elektrilaengust. *Elektrivälja tähenduseks on olla omamoodi vahelüli elektrijõu mõju edastamisel ühelt kehalt teisele Definitsioonid: Elektriväljaks nim. elektrilaenguga keha või osakese ümbrust, milles mõjuvad elektrijõud. See ümbrus e. elektriväli, on elektrilaenguga kehade elektrilise vastastikmõju vahendaja. Elektrivälja nim.
Elektrostaatiline väli-teineteise suhtes paigal seisvate laetud kehade vast.mõj. Elektrivälja tugevus E näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise + laenguga kehale. E-vektor-väljatugevus. Väljatugevus-E. +E on +. + laenguga keha korral E-vektor on suunatud sellest kehast eemale. - ..poole. Superpostitsiooniprintsiip e liitumise pm-laengute süst väljatugevuse leidmiseks tuleb üksikute laengute väljatugevusi vektoriaalselt liita.| Elektrivälja jõujoon-mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat.| Homogeenne-elektriväli, mille E-vektor on kõigis ruumi punktides ühesugune nii pikkuselt, kui suunalt. Jõujooned||.| Töö-jõu ja nihke korrutis. Ei raskusväljas ega elektriväljas ei sõltu töö liikumistee ehk trajektoori kujust. Pot. väli-väli, milles töö ei sõltu liikumistee kujust. Pot. e on tingitud keha vastastikmõj teiste kehadega välja vahendusel. Pot.e on tingitud keha vastastikmõj teiste kehadega välja va
ELEKTER 1. AT 11. kl 1. Sõnasta Coulomb'i seadus, kirjuta seaduse kohta valem + selgitus. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja sõltub keskkonnas, kus laengud paiknevad. q1 q 2 Nm2 F =k Kus k =9109 r2 C2 F laengutevaheline jõud (N), q1;q2 laengud ©, suhteline dielektriline läbitavus, r laengute vahekaugus (m) 2. Kirjuta laengutevahelise jõu arvutamise valem SI-süsteemis, kui laengud ei asu vaakumis. Selgita tähtede tähendused ja kirjuta vastavad ühikud. q 1 °q 2 -12 C2 F= Kus 0=
22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 5 AATOMI EHITUS TUUM 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 6 Coulomb'i seadus · Laetud keha, mille suurust ja kuju võib jätta arvestamata võrreldes kaugusega teiste laetud kehadeni, nimetatakse punktlaenguks. · Seisvate punktlaengute vastasmõju seadusi uurib elektrostaatika. · Elektrostaatika põhiseaduse avastas 1785.a. prantsuse füüsik Charles Coulomb(1736- 1806). 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 7 Coulomb'i seadus1 · Coulomb mõõtis laetud metallkuulide vahel mõjuvaid jõude. · Tema katsed näitasid, et kaks seisvat punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga F , mille moodul on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse r ruuduga: 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 8 Coulomb'i seadus2
Arvestus " Elektrostaatika" Füüsikaliste suuruste tähised ja mõõtühikud: elektrilaeng: q/1C(kulon) jõud: F/ 1N(njuuton) elektrivälja tugevus: E / 1C/N kaugus laengust: r/ pinge: U/ 1V/(volt) töö elektriväljas: A/ J(dzaul) elektrimahtuvus: C/ 1F(farad) elektrivälja energia: E/ N(njuuton) elektrivälja potensiaal: sabaga p/ 1V(volt) Valemid: elektriväljatugevus: E(vektor)= F(vektor)/q punktlaengu elektriväljatugevus: E= k*q/r ruuduga laengutevaheline mõjujõud: F= q1*q2/ r ruuduga töö elektriväljas: A= E*q*s elektriline pinge: U= A/q elektrivälja potensiaal: sabaga p= Ep/q elektrimahtuvus: C= q/U elektrivälja energia: Ep= E*q*d Seadused ja printsiibid: Coulumbi seadus: Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga. F= k*q1*q2/r ruuduga Elektrilaengu jäävuse seadus: Elektriliselt iselooritud süsteemi kogulaeng
Elektrivälja potentsiaal ehk potentsiaal on füüsikaline suurus, mis võrdub mingisse elektrostaatilise välja punkti asetatud elektrilaengu potentsiaalse energia ja laengu suuruse suhtega. Kui me tähistame potentsiaali tähega siis , kus W on laengu potentsiaalne energia ja q on laengu suurus. Potentsiaal on skalaarne suurus. Kui kahe laengu poolt tekitatud elektriväljade potentsiaalid on vastavalt ja , siis võrdub nende väljade kogupotentsiaal . Pinge ehk elektriline pinge on füüsikas ja elektrotehnikas kasutatav füüsikaline suurus, mis iseloomustab kahe punkti vahelist elektivälja tugevuse erinevust ning määrab ära kui palju tööd tuleb teha laengu ümberpaigutamiseks ühest punktist teise. Elektrivälja kahe punkti vaheliseks pingeks, tähisega U, nimetatakse suhet, , kus q on mingi positiivne punktlaeng ja A on töö, mille elektriväli teeb selle laengu ümberpaigutamiseks ühest elektrivälja punktist teise. Seega on elektrilin
ELEKTROSTAATIKA ELEKTROSTAATIKA..............................................................................................1 1.Elektrilaeng. Elektroskoop................................................................................... 2 2.Coulombi seadus................................................................................................. 2 3.Elektriväli. Elektrivälja tugevus............................................................................ 3 4.Homogeenne elektriväli....................................................................................... 6 5.Töö elektriväljas. Potentsiaalne energia..............................................................7 6.Elektrivälja potentsiaal. ....................................................................................... 9 7.Elektriline pinge. ................................................................................................10 8.Juht elektriväljas..........................................
Kõik kommentaarid