matemaatikalektorina. 1817. aastani õpetas Ohm riiklikes koolides matemaatikat, veendudes üha enam sellise töö väheses tululikkuses. Seejärel pakuti talle tasuvamat tööd Kölni jesuiidigümnaasiumis, kus oli ka korralik füüsikalabor. Ohm unistas ülikooliprofessori töö saamisest. 1825. aastal leppis ta poole palgaga, saades sel viisil võimaluse uurimistöödele pühenduda. Järgneva kahe aasta jooksul tõestas ta, et voolutugevus alalisvooluahelas sõltub antud lõigu potentsiaalide vahest. 1827.aastal avaldas ohm raamatu, milles füüsikalisele osale eelneb matemaatiline. Tol ajal liikusid füüsika ja matemaatika teineteisest lahus ja isegi saksa juhtivad füüsikud polnud võimelised ilma matemaatilise taustaga tutvumiseta Ohmi avastust mõistma. Ohmi lootus, et raamatule järgneb tööpakkumine mõnelt ülikoolilt, osutus alusetuks. Aastal 1833 sai ta professori koha Nürnbergis, kuid mitte ülikoolis.
Efektiivväärtused Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nimetatakse sellist alalisvoolu tugevust, mille korral eraldub vahelduvvooluringis võrdse aja jooksul sama suur soojushulk kui alalisvoolu korral Voolutugevus I=I(max)/√2 Pinge U=U(max)/√2 Vahelduvvoolu takistused ahelas (nende mõju ja vahendid) Aktiivtakistus - üks kolmest vahelduvvooluahelas esinevast takistuse liigist. Füüsikaliselt sisult on see põhijoontes sama mis tavaline elektritakistus alalisvooluahelas. Aktiivtakistuse tõttu muutub osa elektrivoolu energiast eeskätt soojuseks (või mõneks muuks energialiigiks peale elektrienergia). Juhe Induktiivtakistus - üks kolmest vahelduvvooluahelas ilmnevast elektritakistuse liigist. See takistuse liik on seotud endainduktsiooni pidurdava mõjuga elektrivoolu kulgemisele. Elektrimootor/pool/mähis. Pooli magnetvälja mõju tagajärjel jääb voolutugevuse muutumine pidevalt pinge
6-7 14,55 0 7-8 -8,14 -8,14 Kontrollarvutused: R=U/I R34 = 9,44/0,18 = 52,5 R45 = 4,87/0,18 = 27 R4=2R5 1/R45 = 1/R5 + 1/R4, R4=2R5 R5=54/2= 27= R4 8. Arvutage ahela osade takistused, kasutades eelpool toodud valemeid. 9. Arvutage voolutugevused ahela hargnenud osades. 5.kokkuvõte Läbiviidud katses mõõtsime alalisvooluahelas erinevate punktidel olevad pinged. Katse võib lugeda õnnestunuks, kuna saavutasime oma eesmärgi ja tuvastasime iga ahela punktis oleva pinge. Arvutuste tulemusena arvutasime välja erinevates ahelates olevad takistused. Katse võib lugeda suhteliselt täpseks, kuna pinge väärtused olid digitaalsel kujul numbriliselt antud.
7-6 15,24 0,04 15,20 89,5 8-7 -8,48 -8,48 0 0 9-8 0 0 0 0 7. Arvutage ahela osade takistused, kasutades eelpool toodud valemeid. 8. Arvutage voolutugevused ahela hargnenud osades. 1.5. Kokkuvõte Läbiviidud katses mõõtsime alalisvooluahelas erinevate punktidel olevad pinged. Katse võib lugeda õnnestunuks, kuna saavutasime oma eesmärgi ja tuvastasime iga ahela punktis oleva pinge. Arvutuste tulemusena arvutasime välja erinevates ahelates olevad takistused. 5
Langsdorfi soovitusel jätkas siiski õpinguid iseseisvalt. 1817. aastani õpetas Ohm riiklikes koolides matemaatikat, veendudes üha enam sellise töö väheses tululikkuses. Seejärel pakuti talle tasuvamat tööd Kölni jesuiidigümnaasiumis, kus oli ka korralik füüsikalabor. 1825. aastal leppis ta poole palgaga, saades sel viisil võimaluse uurimistöödele pühenduda. Järgneva kahe aasta jooksul tõestas ta, et voolutugevus alalisvooluahelas sõltub antud lõigu potentsiaalide vahest. Aastal 1833 sai ta professori koha Nürnbergis, kuid mitte ülikoolis. Alles kaks aastat enne surma täitus Ohmi eluunistus: Müncheni ülikool kutsus ta füüsikaprofessoriks Georg Simon Ohm suri 6. juulil 1854.aastal Münchenis. Ohm avastas voolutugevuse sõltuvuse pingest vooluringi osas ja voolutugevuse seaduse kogu suletud vooluringis. Seejuures tuli tal ületada suuri raskusi. Ta
Ideaalses induktiivtakistusega vooluringis kehtib Ohmi seadus efektiivväärtuste kohta: Induktiivtakistus Induktiivtakistusel eralduvat võimsust nimetatakse reaktiivvõimsuseks. Tähis . Reaktiivvõimsust (-energiat) ei saa muuta teist liiki võimsuseks (energiaks). Reaktiivvõimsust kasutatakse ainult vahelduva magnetvälja tekitamiseks. Mõõtühik on varr. Tähis var. Mahtuvuslik takistus Mahtuvus C on kondensaatori põhiparameeter. Mõõdetakse faradites. Tähis F. Alalisvooluahelas on kondensaator dielektrik. Vahelduvvoolul kondensaatori pideva ümberlaadimise tõttu on kondensaatori ahelas pidevalt vool. Vool kondensaatori vooluringis on võrdeline kondensaatori laengu muutumise kiirusega. Vool kondensaatoris on pingest 90° võrra ees. Mahtuvuslik takistus Suurust nimetatakse mahtuvuslikuks takistuseks. Mahtuvustakistus on pöördvõrdeline mahtuvusega ja vahelduvvoolu sagedusega. Ka kondensaatoril eraldub reaktiivvõimsus. Tähis Aktiiv- ja induktiivtakistusega
jadaühenduseks. 4)Mis on rööpahel?Omadused. Kui mitu takistit või tarvitit on ühendatud kahe punkti vahele, nimetatakse seda takistite paralleel- ehk rööpühenduseks. 8)Mida iseloomustavad vahelduvvooluahelas aktiiv-,reaktiiv- ja kogutakistus? Aktiivtakistus on üks kolmest vahelduvvooluahelas esinevast takistuse liigist. Füüsikaliselt sisult on see põhijoontes sama mis tavaline elektritakistus alalisvooluahelas. Aktiivtakistuse tõttu muutub osa elektrivoolu energiast eeskätt soojuseks (või mõneks muuks energialiigiks peale elektrienergia). Reaktiivtakistus ehk reaktants on näivtakistuse komponent, mis iseloomustab perioodilist (võnkuvat) energiavahetust elektriahela elementide vahel. Kogutakistus on võrdne üksikute takistuste summaga. 9)Kuidas tekib vahelduvvooluahelas pingeresonants?Skeem. Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela
Siinuselise vahelduvvoolu puhul on tegemist vahelduvvoolujuhtivusega, mis üldjuhul on kompleksjuhtivus Y : Y = I / U . Takistite ühendusviisid ja skeemide teisendamine 5. Keemilised alalisvooluallikad. Sisetakistus. Sisetakistus on elektrienergia allika, näiteks keemilise vooluallika iseenda takistus laengukandjate liikumisele ehk elektrivoolule. Sisetakistus on määratav allika sisepingelangu ja koormusvoolu jagatisena. Alalisvooluahelas on elektriallika klemmipinge (positiivse ja negatiivse elektroodi vaheline pinge) kus E on allika elektromotoorjõud, I koormusvool ja Rs allika sisetakistus. Seega sisetakistus Keemilised vooluallikad on vooluallikad, millega saadakse elektrivoolu redoksreaktsioonide kulgemisel vabaneva energia arvel. Nad jagunevad 3 rühma: galvaanielementideks, akudeks ja kütuselementideks, kuigi kahel viimasel on sarnasusi galvaanielementidega, milles on
di muutumise kiirusega : dt di eL = L , dt mis takistab voolu kasvamist; voolu vähenemisel tekib aga elektromotoorjõud eL, mis takistab voolu vähenemist. Seega mõjub endainduktsioon vahelduvvooluringis omamoodi takistusena, mis takistab nii voolu suurenemist kui ka vähenemist, ehk teiste sõnadega suurendab inertsi. Kuivõrd alalisvool ei muutu, siis alalisvooluahelas vastuelektromotoorjõudu ei teki. Induktiivsus L on elektrilise inertsi mõõduks. Endainduktsiooni elektromotoorjõud jääb voolust maha 90° ehk võrra. 2 82 Kirchhoffi teise seaduse kohaselt u + e L = i r = 0. Kui i = I m sin t siis pinge ahela klemmidel di u = eL = L = L I m sin(t + ) =U m sin(t + ), dt 2 2
17.Takistite jada- ja rööpühendus. Takistuse reegel: kui liigume läbi takisti voolu liikumise suunas, siis on potentsiaalide vahe takisti otste vahel –IR, kui liigume vastupidises suunas, siis on potentsiaalide vahe +IR. Elektromotoorjõu reegel: kui liituda läbi ideaalse emj allika emj noole suunas, siis potentsiaalide vahe emj seadme klemmide vahel on + , kui liigume vastupidises suunas. 18.Võimsus alalisvooluahelas. Võimsuse sõltuvus takistusest vooluahelas ja kasutegurist. Võimsus vooluringides Vooluringides toimub energia ülekandmine vooluallikast tarbijale. Tarbijaks võib olla elektrimootor, laetav aku, takisti jne. Elektrimootoris muudetakse vooluallika energia mehaaniliseks energiaks, laetavas akus keemiliseks energiaks, takistis soojusenergiaks jne. Võimsus tähendab sisuliselt kiirust, millega energia kantakse vooluallikast tarbijale.
faasimähise algusega B, teise faasimähise lõpp Y ühendatakse kolmanda algusega C ja kolmanda lõpp Z esimese algusega. Selliseühendusviisi puhul on faaside emj-d suunatud ühesuguselt, mistõttu generaatoris toimib nende algebraline summa. 9. Pinge, voolu, võimsuse ja energia mõõtmine alalis- ja vahelduvvooluringis. Voolu mõõtmine: Voolu mõõtmiseks mingis vooluahela osas lülitatakse sellesse jadamisi ampermeeter, mille sisetakistus peab olema väike. Mõõtmiseks alalisvooluahelas on levinuimaks magnetoelektrilised ampermeetrid. Harvem kasutatakse elektromagnetilisi. Vahelduvvooluahelate korral leiavad kasutamist peamiselt elektrodünaamilised ampermeetrid. Ampermeetri mõõtepiirkonna laiendamiseks mõõtmistel alalisvooluahelas kasutatakse sunti ning vahelduvvooluahelas voolutrafot. Pinge mõõtmine: Pinge mõõtmiseks ahela mingis osas lülitatakse mõõteriist- voltmeeter selle osaga rööbiti. Et
järgmiselt. kus on vooluahelasse ühendatud elektromotoorjõudude algebraline summa, on vooluahelasse ühendatud takistuste summa, on vooluahelasse ühendatud toiteallikate sisetakistuste summa. 4. Juhitakistus (+ valem, mõõtühik ja joonis) Takistus on elektrotehnikas füüsikaline suurus, mis iseloomustab juhi omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju. Alalisvooluahelas, milles puudub elektromotoorjõu allikas, võrdub takistus R elektriahelale rakendatud pinge U ja seda ahelat läbiva voolu I jagatisega. Mõõtühik: 1ohm (Ω) 4. Elektromotoorjõud, kõrvaljõud (+ valem ja mõõtühik) Elektromotoorjõud on põhjus, mis tekitab ja säilitab vooluringis elektrivoolu. Elektromotoorjõud E on võrdne tööga W, mida teevad kõrvaljõud, s.t mitte-elektrilise päritoluga energiaallikad, elektrilaengu qümberpaigutamiseks kogu vooluringi ulatuses:
Vahelduvvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille korral voolu suund ja tugevus muutub perioodiliselt. Voolutugevuse perioodiliste muutuste sageduseks f on Euroopa riikides (sh. Eestis) valitud 50 hertsi (võnget sekundis) ning perioodiks T seega 20 millisekundit: 1 1 T = = = 0,02 s = 20 ms . f 50 Hz Kui laengukandjate keskmine suunatud liikumine alalisvooluahelas on ühtlane kulg- liikumine, siis vahelduvvoolu korral on see võnkumine. Vahelduvvoolu tekitavad vahelduvpinge allikad, näiteks vahelduvpinge generaatorid elektrijaamas. Meil kasutatakse vahelduvpinget, mille pinge väärtus on meil 220 V, Euroliidus 230 V. Mis vahelduvpinge see on, kui pinge väärtus ei muutu ? Väärtus muutub eespool 5 toodud sagedusega (50 Hz), see 220 V on aga nn
Alalisvoolumootor on elektrimootor, mis töötab alalisvooluga. Alalisvooluks nimetatakse voolu, mille suund ja tugevus ajas ei muutu. Suunaks on valitud positiivsete laengukandjate liikumise suund ( vooluringis plussilt miinusele). Alalisvoolu tekitavad alalispinge allikad, näiteks akud ja patareid. Aktiivtakistus on elektritakistus vooluahelas, milles puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponent. Aktiivtkistuse mõõtühik on oom. Eristamaks aktiivtakistust alalisvooluahelas aktiivtakistusest vahelduvvooluahelas nimetatakse alalisvooluahela osa elektrilist takistust ka oomiliseks takistuseks. Oomilise takistuse tähis on R, vahelduvvooluahela aktiivtakisuse tähis on r. Takistus sõltub juhi materjalist ja mõõtmetest. Takistus R on võrdeline juhi pikkusega l, pöördvõrdeline juhi ristlõikepindalaga S ja sõltub juhi materjalist: kus: R on juhi takistus oomides [], on juhi materjali eritakistus oom-meetrites [m], l on juhi pikkus
ruumala väheneb (gaasi kokku surumisel) on töö negatiivne, seega peab keegi teine tööd tegema. 6. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Protsessi adiabaatilisus tuleneb protsessi toimumise suurest kiirusest või heast isoleeritusest. 7. Takistus on elektrotehnikas füüsikaline suurus, mis iseloomustab juhi omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju. Alalisvooluahelas, milles puudub elektromotoorjõu allikas, võrdub takistus R elektriahelale rakendatud pinge U ja seda ahelat läbiva voolu I jagatisega. Aktiivakistus sõltub ka materjali temperatuurist. 8. Kui mass suureneb/väheneb ruutjuur4 ehk kaks korda, siis periood suureneb/väheneb formula korda. 9. Merelained lähenevad supelrannale alati risti, isegi siis kui tuul puhub rannaga paralleelselt. Miks? Võib ju mõelda nii, et suured lained tekivad ikka avamerel, mitte kuskil madalas vees
Mõõta erinevate toiteallikate emj., pinge ja vool suletud vooluahela korral. Tulemused kanda tabelisse. Arvutada kogutakistus R ja vooluallika sisetakistus R sise. Kontrollida kas Ohmi seadus kogu vooluringile on õige ja teha sellest järeldus. 4. Tabel Mõõtmistulemused Arvutustulemused E (V) U (V) I (A) R () Rsise () Järeldus: 7. Pooljuhtdiood alalisvooluahelas 8. Pooljuhtdiood vahelduvvooluahelas 9. Milline peab olema dioodi pärivool? 10. Milline võib olla dioodi vastupinge? 16 LABORATOORNE TÖÖ NR. 11 Eesmärk: kolmefaasilise keskväljavõttega alaldi uurimine. 1. Kasutatavad mõõteriistad ja tööks vajalikud vahendid. Jrk. Nimetused Tüüp Vahejaotus Süsteem Mõõtepiirkond 1
di muutumise kiirusega : dt di eL = L , dt mis takistab voolu kasvamist; voolu vähenemisel tekib aga elektromotoorjõud eL, mis takistab voolu vähenemist. Seega mõjub endainduktsioon vahelduvvooluringis omamoodi takistusena, mis takistab nii voolu suurenemist kui ka vähenemist, ehk teiste sõnadega suurendab inertsi. Kuivõrd alalisvool ei muutu, siis alalisvooluahelas vastuelektromotoorjõudu ei teki. Induktiivsus L on elektrilise inertsi mõõduks. Endainduktsiooni elektromotoorjõud jääb voolust maha 90° ehk võrra. 2 82 Kirchhoffi teise seaduse kohaselt u + e L = i r = 0. Kui i = I m sin t siis pinge ahela klemmidel di u = eL = L = L I m sin(t + ) =U m sin(t + ), dt 2 2
Toitevõrgu sees kaitsevad jõuahelaid induktiivsete ja mahtuvuslike koormuste lülitamisel tekkivate liigpingeimpulsside eest spetsiaalsed summutusahelad. Võrguga sünkroniseeritud vaheldid vajavad täiendavat kaitset vääratustalitluse vastu. Vääratumine tekib muunduri üleminekul alalditalitlusest vahelditalitlusse, kui üheaegselt on avatud alaldi ja vaheldi grupi pooljuhtseadised, mis omakorda põhjustab vahelduv-ja alalisvooluahelate vahelise lühise. Kiiretoimeline kaitselüliti alalisvooluahelas kaitseb muundurit sellise avariitalitluse eest. Sõltumatute vaheldite korral on kaitse põhieesmärgiks vaheldi ohutu lahutamine alalisvoolu vahelülist. Alalisvoolu kaitselülitid ja kontaktorid aitavad vältida avariitalitlusi. Selle probleemi teiseks võimalikuks lahenduseks on hetktoimega ja keskmise toimekiirusega vooluandurite kasutamine. Nende signaalid muudavad modulatsiooni viisi selliselt, et transistorid sulguksid liigvoolu korral. Summutus-ja piirikahelad
annaabi.ee 
