Alalisvool (0)

ALALISVOOL
Elektrivool metallides
Voolu tekkimise tingimused: Esiteks, peab eksisteerima see, mis liigub, ja teiseks, peab esinema põhjus, mis tekitab liikumise.
Alalisvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille tugevus ja suund ajas ei muutu.
Juhtivuselektronid metallis: metalli muudab juhiks suure hulga vabade laengukandjate olemasolu. Laengukandjateks on metalli aatomi väliskihi elektronid ehk valentselektronid .
Valentselektrone, mis võivad vabalt liikuda kogu metallitüki ulatuses, nim. juhtivuselektronideks.
Voolutugevust määravad suurused : suurust, mis näitab laengukandjate arvu aine ruumaalaühikus, nim. laengukandjate kontsentratsiooniks. Seega
, kus N on laengukandjate arv ja V on vaadeldav ruumala.
Voolutugevus .
Ohmi seadus. Takistus ja eritakistus .
Voolutugevuse sõltuvus pingest: Suurema pingega kaasneb suurem voolutugevus.
Ohmi seadus väidab, et voolutugevus juhis on võrdeline juhi rakendatud pingega.
Sellises sõnastuses tuntakse teda ka Ohmi seadusena vooluringi osa kohta. Võrdetegurit G nimetatakse juhtivuseks, tema pöördväärtust
, aga juhi või vaadeldava vooluringi osa takistuseks. Tavaliselt esitatakse Ohmi seadust takistuse kaudu kujul
Selle põhjal on takistus esitatav pinge ja voolutugevuse jagatisena.
Juhi takistus on üks oom (1Ω), kui juhi otstele rakendatud pinge 1V tekitab juhis voolu 1 A.
Seega
Takistite jada ja rööpühendus: takisti-juhid, mis omavad kindlat takistust.
Jadaühendusel võrdub jada otste vaheline pinge üksikutel takistitel tekkivate pingete summaga . Jadaühenduse kogutakistus võrdub üksikute takistite takistuste summaga.
Rööpühenduse korral on kõigil takistitel sama pinge U, sest ühendusjuhtmetel pinget ei teki. Rööpühenduse kogutakistuse pöördväärtus võrdub üksikute takistite takistuste pöördväärtuste summaga.
Takistuse sõltuvus juhi mõõtmetest ja materjalist: juhi takistus R on võrdeline tema pikkusega l .
Vastavalt on juhi takistus R pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga S.
Võrdetegur nimetatakse antud aine eritakistuseks. Kui takistus iseloomustab mingit keha, siis eritakistus iseloomustab ainet, millest see keha koosneb. Aine eritakistus näitab, kui suur on sellest ainest valmistatud, ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga keha takistus.
Eritakistuse ühik on 1Ω x m.
Takistuse sõltuvus temperatuurist
Temperatuuri tõusmisel metallkeha takistus suureneb. Temperatuuri tõusmisel triivi kiirus kahaneb. Metalli takistust põhjustab ioonide soojusvõnkumine.
Takistuse temperatuuritegur α – näitab, kui suur on takistuse(või eritakistuse) suhteline muutus 0°C juures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra.
Ülijuhtivus
Metallide ülijuhtivus: ülijuhtivus-elavhõbeda eritakistus langeb jahutamisel 4,1K juures järsult nullini.
Kriitiline temperatuur- kindel ja ainele omane temperatuur mille käigus toimub aine siirdumine ülijuhtivasse olekusse.
Alalisvoolu töö ja võimsus
Võimsus- ajaühikus vabanev energia.
Nimipinge – pinge, millel elektriseade arendab nimivõimsust.
Elektrivoolu soojuslik toime ja töö: Joule’i –Lenzi seadus väidab, et elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga , juhil takistusega R ja voolu kestusega t.
Elektrijõud ja takistav jõud on tasakaalus. Mida suurem on takistav jõud, seda suurem peab olema ka elektrijõud. Seda rohkem tööd peab elektriväli voolu alalhoidmiseks tegema. Takistusjõu vastu tehtud töö aga eraldub soojusena.
Elektrivälja tööd laengukandjate suunatud liikumise tagamisel nim. sageli ka elektrivoolu tööks. Seda tööd tehakse ju vaid voolu olemasolu korral.
Kütteseadmes või elektrilambis on voolu töö ainsaks tulemuseks soojuse eraldumine. Lambi korral muutub osa soojusest valguseks. Tehtav töö ja vabanev soojushulk on võrdsed. Juhis tehtav töö saame avaldada kujul A= I U t.
Elektrimootori korral ei lähe elektrivoolu töö enam tervenisti soojuseks. Elektrienergia arvel tehakse siis ka mehaanilist tööd.
Elektriseadme võimsus: võimsus-ajaühikus tehtav töö (N). , elektriline võimsus on voolutugevuse ja pinge korrutis.
Võimsuse ühikuks on vatt (1W).
Elektrivoolu töö või elektrienergia mõõtmisel eelistatakse mõõtühikuna džaulile ühte kilovatt -tundi. See on energia, mis ühe tunni jooksul eraldub seadmes võimsusega üks kilovatt.
Ohmi seadus kogu vooluringi kohta
Kõrvaljõud: vooluringis tagab laengu ringkäigu vooluallikas . Vooluallikaks nimetatakse seadet , mis muundab mitteelektrilist energiat elektrienergiaks. Vooluallikas toimivaid jõude nim. nende mitteelektrilise päritolu tõttu kõrvaljõududeks. Kõrvaljõud panevad lõppkokkuvõttes laengu liikuma kogu vooluringis.
Elektromootorjõud-maksimaalne pinge, mida antud vooluallikas üldse suudab tekitada. Seetõttu oleks emj õigem nimetada allikapingeks.
Elektrimootorjõud ja Ohmi seadus: Elektrimootorjõud näitab kui suure töö teevad kõrvaljõud selleks, et toimetada vooluringi suvalises punktis paiknev positiivne ühiklaeng läbi kogu ringi samasse punkti tagasi.
, Ohmi seadus kogu vooluringi kohta.
Väidab, et voolutugevus ahelas on võrdeline elektromootorjõuga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega.
Vooluallika tühijooks ja lühis: pinget välistakistusel nim. vooluallika klemmipingeks.
STOP

• Alalisvooluks nim. elektrivoolu, mille tugevus ja suund ajas ei muutu.
  
• Laengukandjate arvu aine ruumalaühiku kohta nim. laengukandjate kontsentratsiooniks n.
  
• Voolutugevus l on esitatav ühe laengukandja lanegu q, laengukandjate kontsentratsiooni n, triivi kiiruse v ja juhtme ristlõikepindala S korrutisena l= qnvS .
  
  • Voolutugevus l juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega U(Ohmi seadus) , suurust R nim. juhi takistuseks.
    
  • Juhi takistus on 1 oom(1Ω), kui juhi otstele rakendatud pinge 1V tekitab juhis voolu 1A
    
  • Juhi takistus on võrdeline tema pikkusega ja pöördvõrdeline ristlõikepindalaga. Võrdeteguriks on eritakistus.
    
  • Aine eritakistus ρ näitab, kui suur on sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga keha takistus.
    
  • Eritakistuse ühikuks on oom korda meeter (1Ω x m)
    
• Kuna ioonide soojusliikumine segab laengukandjate suunatud liikumist, sõltub juhi takistus ja ka tema materjali eritakistus temperatuurist.
  
• Takistuse temperatuuritegur α näitab, kui suur on takistuse või eritakistuse suhteline muutus 0°Cjuures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra.
  
• Metallide takistust põhjustab laengukandjate vastastikmõju võnkuvate ioonidega.
  
  • Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t,
    
  • Juhis tehtav töö on võrdeline voolutugevusega I, pingega U jhi otstel ja voolu kestusega t A=Iut.
    
  • Elektriseadme poolt arendatava võimsuse saab esitada voolutugevuse ja pinge korrutisena N=IU
    
  • Üks kilovatt-tund (1kW x h) on energia, mis ühe tunni jooksul eraldub seadmes võimsusega üks kilovatt.
    
• Vooluallikaks nim. seadet, mis muundav mitteelektrilist energiat elektrienergiaks. Vooluallikas rakenduvad mitteelektrilised jõud ehk kõrvaljõud.
  
• Elektromootorjõud (emj.) näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel läbiviimisel kogu vooluringist. Emj on suurim pinge, mida antud vooluallikas on üldse suuteline tekitama.
  
• Voolutugevus ahelas on võrdeline elektromootorjõuga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega(Ohmi seadus kogu vooluringi kohta)
  
  • Vedelikus on vabadeks laengukandjateks ioonid, mis tekivad elektrolüüdi (happe, aluse või soola) molekulide lagunemisel.
    
  • Elektrivooluga kaasnevat aine eraldumist elektroodidel nim. elektrolüüsiks.
    
• Elektrivoolu gaasis nim. gaaslahenduseks.
  
• Gaaslahenduse põhiliikideks on huum-, kaar-, säde- ja koroonlahendus.
  
• Plasmaks nim. gaasi, milles laengukandjate arv on võrreldav molekulide või aatomite üldarvuga.