Füüsika II eksami kordamisküsimused 1. Elektrilaeng ja väli · Elektrilaeng (+ elementaarlaeng, omadused) ja laengu jäävuse seadus (+valem, näide, selgitamine) Elektrilaeng on mikroosakese fundamentaalne omadus (nii nagu masski), mis iseloomustab osakeste võimet avaldada erilist (elektrilist) mõju ja ka ise alluda sellele mõjule. Elektrilaeng põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. Elektrilaenguid on kaks tüüpi: § Positiivne (prooton) § Negatiivne (elektron)
Füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilist vastasmõju. Põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. 1.Neid on kahte tüüpi: positiivne (prooton) ja negatiivne (elektron). 2.Eksisteerib vähim positiivne ja negatiivne laeng, mis on absoluutväärtuselt täpselt võrdsed. Elementaarlaeng- q=1.6*10-19C. 3. Erimärgiliste laengute vahel mõjub tõmbejõud, samamärgiliste vahel aga tõukejõud.4. Elektrilaeng ei eksisteeri ilma langukandjata.5.Elektrilaeng ei sõltu taustsüsteemist. Elektrilaengu jäävuse seadus- Elektriliselt isoleeritud süsteemis (kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on elektrilaengute algebraline summa jääv. q1+q2+...=const. Mingi pos elektrilaengu +q tekkimisega kaasneb alati temaga absoluutväärtusest negatiivse laengu -q tekkimine (kivid) Laengu elektriväli on materiaalne objekt, ta on ruumiliselt pidev ja võib mõjutada teisi elektrilaenguid
Elektriväli ümbritseb laetud kehi. Elektriväli on vektorväli, elektrivälja tugevus on vektoriaalne suurus. Elektrivälja tugevust määratakse positiivse proovilaenguga. 2. Elementaarlaeng. Elektromagnetiline vastasmõju on seotud elektrilaenguga, mida on kahte liiki (+ ja -), mille algebraline summa elektriliselt isoleeritud süsteemis ei muutu ja mis saab olla vaid elementaarlaengu täisarvkordne. 1C (1 kulon) on laeng, mis läbib juhi ristlõiget sekundis, kui voolutugevus on 1 A (amper). 3. Laengute jäävuse seadus. Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi elektrilaengute algebraline summa jääv. Laengud tekkivad ja kaovad alati paarikaupa s.t. samasuured positiivne ja negatiivne laeng korraga. 4. Coulomb´i seadus. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mille moodul on võrdeline nende laengute
jõuväli ,jõu töö sel juhul võrdub jõu f ja tema rakenduspunkti nihke s korrutisega. A=f*s*cos Elektriväli dielektrikutes Dielektrikus ei saa laengukandjad vabalt liikuda. Nad võivad vaid pisut nihkuda asendist, milles nad olid elektrivälja puudumisel. Selliseid laenguid nim seotud laenguteks, ja see tähendab, et tavaolukorras on neile mõjuvad jõud tasakaalus. Kui lisandub elektriväljast tingitud jõud, leiavad osakesed uue, varasemaga võrreldes nihutatud asendi. Dielektrik on aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaalu-asendi suhtes. See on dielektrikute polarisatsioon. Suhteline dielektriline läbitavus Suhteline dielektriline läbitavus on arv, mis näitab, mitu korda laengute vahel mõjuvad vm-vastastikmõju jõud antud keskkonnas on väiksemad kui vaakumis. =0/ >1 Senjettdielektrikud, piesoelektrikud ja elektreedid Elektreedid on teatavad dielektrilised materjalid, mis sobivatestingimustes tugeva
Füüsika põhivara II Põhivara on mõeldud üliõpilastele kasutamiseks õppeprotsessis aines FÜÜSIKA II . Koostas õppejõud Karli Klaas Tallinn 2014 1. Elektrivälja olemus ja omadused; laengute vastastikune toime; elektrivälja tugevus. Elektrilaeng Elektromagnetiline vastasmõju on seotud elektrilaenguga, mida on kahte liiki (+ ja -), mille algebraline summa elektriliselt isoleeritud süsteemis ei muutu ja mis saab olla vaid elementaarlaengu täisarvkordne 1C (1 kulon) on laeng, mis läbib juhi ristlõiget sekundis, kui voolutugevus on 1 A (amper) Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed, erinev on mass Laengute jäävuse seadus Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi
1. Mis on elektrilaeng ja millised tema 5 põhiomadust. Elektrilaeng on mikroosakese fundamentaalne omadus nii nagu masski. Elektrilaeng põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. Elektrilaengul on järgmised omadused. 1. Elektrilaenguid on kaks tüüpi: positiivne ja negatiivne 2. Eksisteerib vähim positiivne ja negatiivne laeng, mis on absoluutväärtuselt täpselt võrdsed. 3. Elektrilaeng ei eksisteeri ilma laengukandjata. 4. Kehtib elektrilaengu jäävuse seadus: elektrilaengute algebraline summa jääv. 5. Elektrilaeng on relativistlikult invariantne. Ei sõltu taustsüsteemist. 2. Coulomb' seadus, joonis, valem, seletus. See on elektrilise vastastikmõju põhiseadus nii nagu Newtoni seadused. Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 1 on suhteline dielektriline läbitavus. Vaakumis =1 3. Elektrivälja tugevus, valem, ühik, suund. Jõujoon
1. Mis on elektrilaeng ja millised tema 5 põhiomadust. Elektrilaeng on mikroosakese fundamentaalne omadus nii nagu masski. Elektrilaeng põhjustab teda ümbritsevas ruumis elektrivälja tekke, mida on võimalik avastada teise elektrilaenguga. Elektrilaengul on järgmised omadused. 1. Elektrilaenguid on kaks tüüpi: positiivne ja negatiivne 2. Eksisteerib vähim positiivne ja negatiivne laeng, mis on absoluutväärtuselt täpselt võrdsed. 3. Elektrilaeng ei eksisteeri ilma laengukandjata. 4. Kehtib elektrilaengu jäävuse seadus: elektrilaengute algebraline summa jääv. 5. Elektrilaeng on relativistlikult invariantne. Ei sõltu taustsüsteemist. 2. Coulomb' seadus, joonis, valem, seletus. See on elektrilise vastastikmõju põhiseadus nii nagu Newtoni seadused. Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 1 on suhteline dielektriline läbitavus. Vaakumis =1 3. Elektrivälja tugevus, valem, ühik, suund. Jõujoon
ELEKTROSTAATIKA 1. Elektrilaeng. Laengute vastasmõju. Coulomb’i seadus. Elektrilaeng on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilises vastastikmõjus osalemise ja elektromagnetvälja tekitamise ning sellele allumise intensiivsust ja viisi. Elektrilaengu väärtus on positiivse laengu puhul positiivne arv ja negatiivse laengu puhul negatiivne arv. Neutraalsele osakesele või kehale võidakse omistada elektrilaengu väärtus 0. Elektrilaeng on kvanditud suurus, s.t talle saab lisada või ära võtta vaid kindla väärtuse. q= n* e kus n on elementaarlaengute hulk ja e on elementaarlaeng (1,6*10-19 C). Elektronilaeng ja prootonilaeng on väikseimad vabalt eksisteerivad laengud. (prootonis on u ja d (mingid kahtlased osakesed - prootonid ja neutronid koosnevad KVARKIDEST - elementaarosakesed) vahekorras u kvark (ülemine) ⅔*e ja d kvark (alumine) -⅓*e).
Viimaseid kolme parameetrit saab kokku võtta laengust sõltumatu kordaja - mahtuvuse abil: Mahtuvus - juhile antud laeng jagatud juhi potentsiaaliga (keha pinnale kogutav laengu suurus) Farad (F) - juhi mahtuvus, kui laeng 1 C tõstab tema potentsiaali 1 V võrra. Laengu salvestamiseks ette nähtud seadet nimetatakse kondensaatoriks. Plaatkondensaator kaks paralleelselt met-plaati, mis on eraldatud dielektrikuga. Väli dielektrikus. Kui laenguid ümbritsevaks keskkonnaks on dielektrik, ei saa selles olevad laengud vabalt liikuda. Nimetatakse selliseid laenguid seotud laenguteks, ja see tähendab, et tavaolukorras on neile mõjuvad jõud tasakaalus. Kui lisandub elektriväljast tingitud jõud, leiavad osakesed uue, varasemaga võrreldes nihutatud asendi. Nagu teame molekulaarfüüsika kursusest, võib keskkonnaks olla tahke, vedel või gaasiline aine. Tahkes aines on aatomid või molekulid seotud kristallvõresse. Tihti on tegu ioonkristalliga, mis
E=E0+E’ ehk kogu väli võrdub algse väljaga, mille põhjustab laetud keha ja polarisatsiooni tagajärjel tekkinud välja summaga. 5. DIELEKTRIKUD ELEKTRIVÄLJAS Dielektrikud on ained, milles vabade laengute hulk on normaaltingimustel kaduvväike. Nende juhtivus on 10 astmel 15- 20 korda väiksem kui tavalistel juhtidel. Iga dielektrikut iseloomustab dielektriline läbitavus ja dielektriline tugevus. Dielektrik võib olla kas polaarsete või mittepolaarsete molekulidega. Dielektriku polarisatsiooniks nim. nähtust, kus dielektrikus toimub seiotud laengute ümberkorraldus, dielektriku molekulide dipoolmomendid orienteeruvad korrapäraselt kas elektrivälja mõjul välja suunas või spontaalselt, mille tõttu dielektrik tervikuna omandab dipoolmomendi. Sellises olekus dielektriku kohta öeldakse, et dielektrik on polariseeritud. Dielektrikus tekkinud lisavälja suund on alati vastupidine välisele väljale
Elektrilaeng kui elementaarosakeste omadus – Keha omadusi kirjeldab elektrilaeng. Kõik kehad koosnevad laetud (elementaar)osakestest. SI=C (kulon) Coulombi’i seadus – 2 punktlaengut mõjutavad vaakumis teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga. Elektriväli – levib laetud kehade ümber ja lõpmatu kiirusega. Põhiomaduseks on mõjutada laenguid jõuga. Elektrivälja tugevus välja antud punktis – antud punktis proovilaengule mõjuva jõu ja selle proovilaengu suhe
selle laengu suurusega q. Elektrostaatilise välja jõudude töö A laengu ümberpaiknemisel väljas võrdub selle laengu potentsiaalse energia muudu vastandväärtusega: A = -(Wp2-Wp1) Elektriväli dielektrikutes Aatom on mittepolaarne ei oma pooluseid. Kui aga aatomitest moodustub molekul, siis ei pruugi erimärgiliste laengute raskuskeskmed kokku langeda. Selliseid molekule nimetatakse polaarseteks. Kui poolusi on kaks nimetatakse laengusüsteemi dipooliks. Dielektrik on aine, milles vabade laengute hulk normaaltingimustel on väga väike. Dielektriku polarisatsioon. Polaarsetes dielektrikutes on molekulide dipoolmomendid tavaliselt orienteeritud täiesti ebakorrapäraselt.Kogu keha summaarse dipoolmomendi arvutamisel saame tulemuseks 0 . Kui dielektrik asetada välisesse elektrivälja muutub dielektrik polaarseks ja omandab dipoolmomendi.Elektriväli püüab korrapärastada dipoolmomente, soojusliikumine segab seda
tähenduses. Need tähendused on omavahel tihedas seoses. See, millises tähenduses sõna "elektrilaeng" parajasti kasutatakse, oleneb kontekstist. Elektrilaenguks ehk laenguks nimetatakse elementaarosakese omadust osaleda elektromagnetilises vastastikmõjus, samuti osakese või makroskoopilise keha omadust tekitada elektromagnetvälja ja alluda selle toimele. Seda omadust kirjeldatakse ka elektromagnetiliste jõudude tekitamisena ja nendele allumisena. Elektrilaeng esineb kahel kujul, mida tinglikult nimetatakse positiivseks elektrilaenguks ehk positiivseks laenguks ja negatiivseks elektrilaenguks ehk negatiivseks laenguks. 2. Elektrilaeng kui füüsikaline suurus Elektrilaeng ehk laeng ehk elektrihulk on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilises vastastikmõjus ja elektromagnetvälja tekitamise ning sellele allumise intensiivsust ja viisi.Elektrilaengu väärtus on positiivse laengu puhul positiivne arv ja negatiivse laengu puhul
I variant 1) Magnetväli vaakumis. Amperi seadus. Paigalseisva laengu puhul magnetvälja ei täheldata. Magnetväli tekib koos liikuvate laengute ehk elektrivooluga. Magnetvälja põhiomadus on, et ta mõjutab välja asetatud liikuvat laengut ehk elektrivoolu jõuga. Seda nim. magnetiliseks jõuks. Seega: Elektrivool on nii magnetvälja tekitaja kui ka selle mõju vastuvõtja. Amper`i I seadus: Juhile avalduv jõud on võrdelised voolutugevuse ja juhi pikkusega ning oleneb juhi asendist magnetväljas ja magnetvälja tugevusest. F=k1BIlsin kus võrdetegur k1=1 B - induktiivsus (tesla T) 2) Elektrimahtuvus. Elektrostaatikas tähendab elektrimahtuvuse mõiste laengut, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laeguga. q
omavõnkesagedusega).Elektreedid- jäävad pärast elektrivälja eemaldamist polariseerituks (analoogselt püsimagnetitele magnetväljas).Kondensaator ja tema elektrimahtuvus-kondensaator on kehade süsteem, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. Koosneb kahest juhtivast plaadist, mille vahel paikneb dielektrikukiht. Tema mahtuvus on tema katete omavaheline mahtuvus.Kondekaid kasutatakase elektrilaengute kogumiseks kohtades, kus on lühikeseks ajaks vaja suurt võimsust. Samas ei juhi kondensaator alalisvoolu, sest ei teki kinnistelektriahelat. Tema elektrimahutuvs-on ühe katte laengu ja katetevahelise pinge suhe C=q/U [F-farad].üksiku juhi mahtuvus ja potentsiaali suhe C=q/. Plaatkondensaatori mahtuvus- C= 0*S/d. 0- elektriline konstant ehk 8,85*10-¹² F/m Kondensaatorite ühendamine- kui kasutada on mitu kondekat, võib tunduvalt laiendada mahtuvuste võimalikke väärtusi, ühendades kondekad patareideks. Rööpühendus-kogumahtuvus on üksikute kondekate mahtuvuste summa C=C1+C2+.
Potentsiaal-Jouvaljas asuval kehal on pot energia, mille arvelt valja joud teevad tood. Valja potentsaal antud punktis on arvuliselt vordne pot energiaga, mida omab antud valja punktis pos uhiklaeng. =WP/qp, kus potentsiaal, Wp pot energia antud valja punktis, qp laengu suurus antud valja punktis. =E/q Konservatiivsete joudude vali Elektrivalja sarnasus raskusjou valjaga too ei soltu keha trajektoorist vaid nihkest joujoonte suunas. Elektriväli dielektrikus- Kui dielektrik asetada välisesse elektrivälja muutub dielektrik polaarseks ja omandab dipoolmomendi. Elektriväli püüab korrapärastada dipoolmomente, soojusliikumine segab seda. Suhteline dielektriline läbitavus Naitab, mitu korda on laengute vaheline joud keskkonnas vaikesem kui vaakumis. = F0/F Senjettdielektrikud- prototüübiks nn. Seignette'i sool (KNaC4H4O6 4H2O), ained mis sarnaselt magnetväljale ferromagneetikutes säilitavad elektrilise polarisatsiooni ka pärast väljast eemaldamist.
1. Magnetväli vaakumis. amperi seadus 2. elektrimahtuvus 3. pooljuhtmaterjali el juhtivus 4. optika põhiseaduses 5. valguse polarisatsioon 1. Paigalseisva laengu korral magnetvälja ei täheldata. Magnetväli tekib koos liikuvate laengute ehk el. vooluga. Magnetväljapõhiomadus: ta mõjutab välja asetatud liikuvaid laenguid ehk el. voolu jõuga. El. vool on nii magnetvälja tekitaja kui ka selle vastuvõtja. Amperi: juhile mõjuv jõud on võrdeline voolutugevusega ja juhi pikkusega ning oleneb juhi asendist magnetvälja suhtes ja magnetvälja tugevusest. F=k1Bilsina B-induktsioon(tesla) 2. Elektrimahtuvus-laeng, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini
miljardi võnkeperioodi kestusega Mass kilogramm 1 kg massiühik, mis on võrdne rahvusvahelise kilogrammi prototüübi massiga 1 Temperatuur kelvin 1K /273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilisest temperatuurist Voolutugevus amper 1A selline konstantne elektrivoolu tugevus, mis kulgedes kahes sirges, paralleelses, lõpmatu pikas, kaduvväikese ringikujulise ristlõikega, vaakumis teineteisest ühe meetri kaugusele paigutatud juhtmes tekitab nende juhtmete vahel
Kordamisküsimused : TEST: Loeng 11 Elektriväli ja magnetväli. Suurused: · Elektrilaeng - q (C) · elektrivälja tugevus E-vektor (1N / C) · elektrivälja potentsiaal = töö, mida tuleb teha (positiivse) ühiklaengu viimiseks antud väljapunktist sinna, kus väli ei mõju. (J) · magnetiline induktsioon B-vektor · Coulomb'i seadus kui pöördruutsõltuvus - Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade laengutega ning pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. · Elektrivälja tugevuse valem ja väljatugevuste liitumine (vektorkujul!). Elektrivälja tugevus = sellesse punkti asetatud positiivsele ühiklaengule (+1C) mõjuv jõud. · Juhi potentsiaali ja mahtuvuse vaheline seos.
Kordamisküsimused : TEST: Loeng 11 Elektriväli ja magnetväli. Suurused: · Elektrilaeng - q (C) · elektrivälja tugevus E-vektor (1N / C) · elektrivälja potentsiaal = töö, mida tuleb teha (positiivse) ühiklaengu viimiseks antud väljapunktist sinna, kus väli ei mõju. (J) · magnetiline induktsioon B-vektor · Coulomb'i seadus kui pöördruutsõltuvus - Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade laengutega ning pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. · Elektrivälja tugevuse valem ja väljatugevuste liitumine (vektorkujul!). Elektrivälja tugevus = sellesse punkti asetatud positiivsele ühiklaengule (+1C) mõjuv jõud. · Juhi potentsiaali ja mahtuvuse vaheline seos.
Füüsika II I Elektrostaatika 1. Elektrostaakika väli vaakumis 1.1. Elektrilaengute vastastikune mõju Olemas + ja laenguid, elementaarlaeng e, mistahes laeng q on e kordne elektrilaeng on kvanditud q = ne n Z . Elektriliselt isoleeritud süsteemis on laengute algebraline summa muutumatu laengu jäävuse seadus. Elektrilaengu suurus ei sõltu taustsüsteemist. Punktlaeng laetud keha mõõtmeid ei tule arvestada q q Coulomb'i seadus - F12 = k 1 2 2 e21 - kahe liikumatu punktlaengu vaheline jõud r 1.2. Elektriliste suuruste ühikute süsteemid
36. Elektrilise dipooli mõiste Lineaarseks elektriliseks dipooliks nimetatakse kahest ühesuurusest, vastandmärgilisest laengust koosnevat süsteemi. Dipooli õlaks nimetatakse vektorit, mis viib negatiivse laengu keskmest positiivse laengu keskmesse. Dipoolmomendiks nimetatakse dipooli positiivse laengu ja dipooli õla korrutist. P=dq Polaarseks (mittepolaarseks) nimetatakse niisuguse molekuli, mille summaarne dipoolmoment erineb nullist (võrdub nulliga). 37. Dielektriku polarisatsioon. Elektrivälja nõrgenemine dielektrikus. Ainetes on enamus elektrilaenguid seotud aatomites või molekulides. Siiski võivad mõned laetud osakesed (elektronid, positiivsed ja negatiivsed ioonid jne.) aine piires liikuda. Selliseid laetud osakesi nimetatakse vabadeks laengukandjateks. Nende arv oleneb ainest ja üldjuhul ka temperatuurist. Elektrivool on võimalik sellistes ainetes, kus leidub vabu laengukandjaid. Sellepärast
mida omab antud valja punktis pos uhiklaeng. =WP/qp, kus potentsiaal, Wp pot energia antud valja punktis, qp laengu suurus antud valja punktis. =E/q Konservatiivsete joudude vali Elektrivalja sarnasus raskusjou valjaga too ei soltu keha trajektoorist vaid nihkest joujoonte suunas. Elektriväli dielektrikus- Kui dielektrik asetada välisesse elektrivälja muutub dielektrik polaarseks ja omandab dipoolmomendi. Elektriväli püüab korrapärastada dipoolmomente, soojusliikumine segab seda. Suhteline dielektriline läbitavus Naitab, mitu korda on laengute vaheline joud keskkonnas vaikesem kui vaakumis. = F0/F https://cdn.fbsbx.com/v/t59.2708-21/11418134_10005305299...=7195bbc5cfbee92b2ba4ef98da5f1103&oe=5A5D45D5&dl=1 14.01.2018, 18F47
1 q = ; W p = q ; - välja potensiaal Välja potensiaal mingis punktis on võrdeline välja 4 0 r tekitanud laenguga ja pöördvõrdeline punkti kaugusega sellest laengust.Potensiaal on arvuliselt võrdne tööga, mida teevad elektrostaatilise välja jõud positiivse ühiklaengu eemaldamisel vaadeldavast punktist lõppmatusse. Ühikuks on volt (V). 2p.ja 3p.Dielektrikud-Aatom on elektriliselt neutraalne. Aatom on mittepolaarne s.o ei oma poolusi. Kui aga aatomitest moodustub molekul, siis ei tarvitse erimärgiliste laengute raskuskeskmed kokku langeda. Selliseid molekule nim. polaarseteks. Kui poolusi on kaks, siis nim. laengusüsteemi dipooliks. Kõige lihtsam dipool on lineaarne dipool. Igat molekuli saab iseloomustada tema dipoolmomendiga ( p )Mittepolaarsel molekulil on p =0 Dielektrikuks nim ainet milles vabade laengute hulk on normaaltingimustel kaduväike. Dielektriku polarisatsioon.
FÜÜSIKA II. MÕISTEID JA SEADUSI I. Elektrostaatika Elektromagnetiline vastasmõju on seotud elektrilaenguga, mida on kahte liiki (+ ja -), mille algebraline summa elektriliselt isoleeritud süsteemis ei muutu ja mis saab olla vaid elementaarlaengu ( e = 1.6 10 -19 C ) täisarvkordne; elektrilaeng on alati seotud laengukandjaga ja on relativistlikult invariantne suurus. Liikumatute punktlaengute q1 ja r r q1 q 2 r q 2 vastastikune mõju on määratud Coulombi seadusega: F = k , kus r2 r
väli muutus · Liikuv laeng tekitab muutuva elektrivälja. · Seisva laengu väli ei muutu. Eelnevast tuleneb, et · Seisvat elektrilaengut ümbritseb muutumatu elektriväli · Seisev laeng ei tekita magnetvälja · Liikuv laeng tekitab muutuva elektrivälja · Magnetvälja tekkimiseks on vaja liikuvat laengut. Järeldus: · Magnetvälja kutsub esile muutuv elektriväli Elektriväli + Liikumine = MAGNETVÄLI Magnetväli + Liikumine = ELEKTRIVÄLI Muutuv magnetväli tekitab elektrivälja ELEKTRIVÄLI + VABAD LAENGUD = ELEKTRIVOOL Magnetväli + Liikumine = ELEKTRIVOOL Ajas muutuv magnetväli kutsub esile elektrivoolu. Seda nähtust nimetatakse elektromagnetiliseks induktsiooniks Muutuvat magnetvälja ja sellega koos ka elektrivoolu saab tekitada põhimõtteliselt kahel viisil: 1
kohale tagasi viima. Neid tagasiviivaid jõude nim kõrvalisteks jõududeks. Kõrvalisi jõude tekitav seadeldis kannab vooluallika nime. Juhte millede potensiaalide vahet säilitatakse, nim vooluallika klemmideks. Kui voolu suund juhis ei muutu, siis nim voolu alalisvooluks. Elektrivoolu iseloomustatakse tugevusega. Voolutugevus on võrdne ajaühikus juhi ristlõiget läbiva laenguga. I=dq/dt Voolutugevuse ühikuks on (A)amper Voolutugevus on antud kohas vooluga risti asuvat pindalaühikut läbiv voolutugevus. j=dI/dS; j = env , kus j- voolu tihedus (A/mm) e-laengukandjate laeng, n-laengukandjate arv, v -laengukandjate suunatud liikumise kiirus. 3. Dielektrikud-Aatom on elektriliselt neutraalne. Aatom on mittepolaarne s.o ei oma poolusi. Kui aga aatomitest moodustub molekul, siis ei tarvitse erimärgiliste laengute raskuskeskmed kokku langeda. Selliseid molekule nim. polaarseteks. Kui poolusi on kaks, siis nim
Voolutugevus I on esitatav ühe laengukandja laengu q, laengukandjate kontsentratsiooni n, nende suunatud liikumise keskmise kiiruse v ja juhi ristlõikepindala S korrutisena. I = q n v S Elektritakistus ehk juhi takistus R näitab, kui suure pinge rakendamisel juhi otstele tekib selles jhis ühikulise tugevusega vool: U R takistus (ühik: 1) 1V R= 1= I U pinge (1V) 1A I voolutugevus (1A) Elektrivoolu töö voolu kulgemisel juhis teb elektrijõud laengukandjate liikumist pidurdavate jõudude vastu tööd. Seda tööd nimetaakse elektrivoolu tööks. Enamasti eraldub selle töö tegemisel soojust. Eralduva soojushulga määrab ära Joule'i Lenzi seadus: Q = I 2 R t Üldisemalt on juhis tehtav töö võrdeline voolutugevusega I, pingega U juhi otstel ja ajaga t: A = I U t Elektrivoolu võimsus on võrdeline voolutugevusega I ja pingega U: N = I U
energialiigiks. Elektrienergia on mugavaks vahelüliks loodusest ammutatava ning inimtegevuses kasutatava energia vahel. Elektromagnetiline side- ja infotehnika hõlmab helides, kujutistes vms. sisalduva info esitamist elektriliste võnkumiste jadana ehk elektrisignaalina, selle signaali töötlemist, edastamist ruumis ning taasesitamist inimesele vajalikul kujul (nt. telegraaf, telefon, raadioside ja televisioon, grammofonid, magnetofonid, elektronarvuti). Elektriõpetuse keskne mõiste on elektrilaeng. Elektrilaeng (tähis q või Q) on füüsi- kaline suurus, mis näitab, kuivõrd keha osaleb elektromagnetilises vastastikmõjus. Sõna laeng kasutatakse enamasti kolmes eri tähenduses. Need on: 1) keha omadus osaleda elektromagnetilises mõjus, 2) füüsikaline suurus selle omaduse kirjeldamiseks (omaduse mõõdetavus), 3) aineosakeste kogum, millel on laeng kui omadus (liikuv laeng, kuskil paiknev laeng). Looduses leidub kahte liiki laenguid, mida kokkuleppeliselt nimetatakse positiivse-
C= = U d 1 1 1 C= + +..+ C1 +C 2+ ..+C n Jadamisi C1 C2 Cn , rööbiti C= Elektrivool Elektrivool on laengute suunatud liikumine Voolutugevus dq i= Skalaarne suurus. Voolutugevus on tuletis aja järgi. dt Voolusuund on positiivselt laetud osakeste suund. Alalisvool Igas ajaühikus läbib juhi ristlõiget võrdne laeng. Elektromotoorjõud (Emj on põhjus, mis tekitab ja säilitab vooluringis elektrivoolu.) Suurust, mis on võrdne pos. Ühiklaengu kohta tuleva kõrvalmõjudega nim. emj.-ks. A ε= Kõrvalmõjusi tekitab ja säilitab vooluallikas
4§ELEKTROMAGNETILINE INDUKTSIOON 18. induktsioonivoolusuund Seni vaatlesime ajas muutumatuid elektri ja magnetvälju. Ajas muutuv magnetväli tekitab elektrivälja ja ajas muutuv elektriväli tekitab magnetvälja. Elektromagnetiline induktsioon on elektrivoolu tekkimine suletud juhtme keerus, kui see paikneb ajaliselt muutuvas magnetväljas. Mida kiiremini muutub magnetvälja jõujoonte arv, seda suurem on tekkinud voolutugevus. Magnetvälja jõujoonte arvu muutumise põhjus ei ole oluline. See võib muutuda näiteks voolutugevuse muutumise tõttu väljatekitavas juhis või kontuuri liikumise tõttu mittehomogeenses magnetväljas, kus üleminekul ühest ruumipunktist teise jõujoonte tihedus muutub. Joonis 1.Vaatleme katset. Teravikul võib vabalt pöörelda varras, mille otstesse on kinnitatud 2 alumiiniumrõngas. Ühes neist on pilu
IV. ELEKTROMAGNETILINE INDUKTSIOON §18. Induktsioonivoolu suund Seni vaatlesime ajas muutumatuid elektri- ja magnetvälju. Ajas muutuv magnetväli tekitab elektrivälja ja ajas muutuv elektriväli tekitab magnetvälja. Elektromagnetiline induktsioon on elektrivoolu tekkimine suletud juhtmekeerus kui see paikneb ajaliselt muutuvas magnetväljas. Mida kiiremini muutub magnetvälja jõujoonte arv seda suurem on tekkinud voolu tugevus. Magnetvälja jõujoonte arvu muutumise põhjus ei ole oluline. See võib muutuda näiteks voolutugevuse muutumise tõttu välja tekitavas juhis. See võib muutuda näiteks välja tekitavas juhis või kontuuri liikumise tõttu mittehomogeenses magnetväljas, kus üleminekul ühest
El ektro m a g n etis m . 1. P ö öri s el e ktriväli. Elektromagnetism käsitleb laetud osakeste mitteühtlast liikumist ning elektri- ja magnetvälja muundumist teineteiseks. Elektromagnetilise induktsiooni nähtuseks nimetatakse elektrivälja tekkimist magnetvälja muutumisel. Elektrivool + magnetväli Liikumine Magnetväli + liikumine Elektrivool Elektromagnetilise induktsiooni teel paneb laengukandjad liikuma jõud, mis nihutab juhet magnetväljas. Kui liikuv juhe on osa vooluahelast, siis esineb selles ahelas induktsioonivool. Induktsiooni elektromotoorjõuks i nimetatakse tööd, mis juhet liigutav jõud teeb ühikulise positiivse laengu läbiviimisel vooluringist.
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
