laengute elektriväli juhis elektrivoolu. Milline lause iseloomustab seejuures tekkinud voolu ? (1p.) a) see vool on lühiajaline,(lk 114) b) see vool võib kesta kuitahes kaua, c) see vool kestab seni, kuni me lahutame juhi metallkuulikestest. 4. Kõrvaljõudude töö laengu liikumisel mööda kinnist kõverat: (1p.) a) võrdub nulliga, b) on nullist erinev, c) võrdub elektromotoorjõuga e. allikapingega.(lk101) 5. Akumulaatori elektromotoorjõud e. allikapinge on ε ja sisetakistus r. Vooluringi välistakistus on R. Millega võrdub pinge akumulaatori klemmidel, kui akumulaatori klemmid on lühistatud (Vooluringis on lühis) ? (1p.) a) U = 0 (lk 104) b) U = ε c) U = IR d) U = Ir e) U = I(R+r) 6. Vooluallika moodustavad mitu rööbiti ühendatud elementi, mille allikapinged on vastavalt ε1,ε2..., ning sisetakistused r1,r2..., siis vooluallika allikapinget ja sisetakistust saab arvutada valemist... (2p.) a) ε = ε1 = ε2 =.
tugevusega vool, siis pole oluline, kas ampermeeter asub skeemis enne või peale tarvitit. Lühikeste juhtmete ja ampermeetri takistus on tarvitite takistusega võrreldes enamasti tühiselt väike, ning see loetakse nulliks Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelist pinget soovitakse mõõta. Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. 4 1.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. See on sea- de, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab pluss- potentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas.
a elektrostaatilised jõud) on kõrvaljõud, paigutavad ümber vooluallikas laetud osakesi. Elektromotoorjõud iseloom. kõrvaljõudude tööd(kõrvaljõudude poolt laengu ümberpaigutamisel tehtava töö ja selle laengu suhe) E[V]=Ak [J]/q[C] 10. Sõnasta Ohmi seadus kogu vooluringi kohta. Valem ja tähiste nimetused. Voolutugevus suletud vooluringis on võrdne elektromotoorjõu ja kogutakistuse suhtega. I=E[V]/R+r 11. Mida kujutab endast klemmipinge, allikapinge, pingelang vooluallikas? Klemmipinge=pingelang välistakistusel (I*R); allikapinge: E=U(avatud vooluahela korral), Pingelang vooluallikas: pinge sisetakistusel (I*r) 12. Selgita ütelust " patarei on tühi ", millal on vooluallikas lühises? Vana patarei sisetakistus on suur, kogu pinge langeb peaaegu voolallikale. Vooluallikas on lühises kui R=0 (välistakistus on 0) I=E/R, voolutugevus suureneb mitmeid kordi. 13
tugevusega vool, siis pole oluline, kas ampermeeter asub skeemis enne või peale tarvitit. Lühikeste juhtmete ja ampermeetri takistus on tarvitite takistusega võrreldes enamasti tühiselt väike, ning see loetakse nulliks Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelist pinget soovitakse mõõta. Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. 4 1.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. See on sea- de, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab pluss- potentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas.
tugevusega vool, siis pole oluline, kas ampermeeter asub skeemis enne või peale tarvitit. Lühikeste juhtmete ja ampermeetri takistus on tarvitite takistusega võrreldes enamasti tühiselt väike, ning see loetakse nulliks Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelist pinget soovitakse mõõta. Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. 4 1.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. See on sea- de, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab pluss- potentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas.
Signaali amplituud: 4 * 2 = 8 V Voltmeetri näit oli Ue = 3,00 V, seega ostsillograafi pealt oleks pidanud välja lugema, et signaali amplituud on: U=3,00*=4,2 Ostsillograafiga mõõtmine, siinuspinge Signaali ulatus Vpp= 4 * 2 = 8 V Signaali periood: T = 4,8 * 0,2 = 0,96 ms Signaali sagedus: f = 1/T = 1/0,96*10-3 =1041,6 Hz Ei lange kokku generaatori sagedusega, kuna esines viga mõõtmisel. 3. Voolusignaali mõõtmine I=1,043mA(vool koormusega) U=2,99V (allikapinge) Ua=107,3 mV(pinge ampermeetril) Ra= I= Z===2,763 k Mõõtmise piirvead saame voltmeetri tehnilistest andmetest. U=±(1,5+0,2*())*; U=±0,0788V I=±(1+0,1(-1))*; I=±0,0294*10-3 A U a=±(0,6+0,1*(-1))*; Ua =0,7365*10-3 Takistuse määramatuse saame liitmääramatuse valemi järgi. Z=±U)2+()2+()2) Z=±*U)2+()2+()2)=±(*0,0788)2+()2+()2=67,45 Z=2763 ±67,45 4. Vahelduvsignaali faasi mõõtmine ja jälgimine I=1,043mA ± 0,032mA U=2,99V ± 0,072 V =283,46°
Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. Elektromootorjõud Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Laengute ümberpaiknemine allika sees on võimalik ainult kõrvaljõudude abil. Elektromootorjõud (emj, uuema nimetusega allikapinge) on põhjus, mis tekitab ja säilitab elektrivoolu suletud vooluringis. Ühikuks volt ehk V Elektromootorjõud on 1 volt, kui laengu 1C ümberpaigutamiseks allikas kulub tööd 1J. Kilovolt 1kV = 1000V Millivolt 1mV = 0,001V Mikrovolt 1µ = 0,000001V (kümme -6ndas) Allikapinge (elektromootorjõud) võrdkub vooluringi pinge ja sisepingelangu summaga E= U + U0 Elektromootorjõud võrdub pingega ainult juhul kui toiteallikas ei ole voolu (elektrikud ütlevad: ta on koormamata ehk tühijooksus)
kilovatt Ohmi seadus kogu vooluringi kohta Mis on vooluallikas? - vooluallikaks nimetatakse seadet, mis muundab mitteelektrilist energiat elektrienergiaks Mis on kõrvaljõud? - Vooluallikas toimivaid jõude nimetatakse nende mitteelektrilise päritolu tõttu kõrvaljõududeks Elektromootorjõud- maksimaalne pinge, mida antud vooluallikas üldse suudab tekitada Allikapinge- Elektromootorjõud Mida näitab emj? - Elektromootorjõud näitab, kui suure töö teevad kõrvaljõud selleks, et tõimetada vooluringi suvalises punktis paiknev positiivne ühiklaeng läbi kogu ringi samasse punkti tagasi. Ohmi seadus kogu vooluringi kohta: - Voolutugevus ahelas on võrdeline elektromootorjõuga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega Klemmipinge- Pinget välistakistusel nimetatakse vooluallika klemmipingeks
Jaan Järvik 2015 KODUÜLESANDED ARVUTIS Dotsent Heljut Kalda koostatud E-kursus Kursus asub HITSA serveris: www.moodle.hitsa.ee Seal TTÜ Energeetikateaduskond Elektrotehnika instituut AME 3130 Elektrotehnika 2016 Parool: elektron. Kolm ülesannet. Iga ühel on ka alaülesanded Täpsem juhend on lisas DOC failina KODUÜLESANNE 1 Olgu joonisel kujutatud ahelal ideaalne toiteallikas, mille sisepinge võrdub allika väljundpinge (allikapinge) väärtusega UA = U ning olgu UA = 10 V. Mitmest jadalülituses olevast üheoomilisest takistist R = 1 peab koosnema ahel, et vool ahelas oleks 2 A? Joonistage ahela elektriskeem ja tähistage kõik potentsiaalilangud ja nende väärtused. Lahendage sama ülesanne kui takistite väärtuseks on R = 2,5 . KODUÜLESANNE 2 Olgu joonisel kujutatud ahelas kadudeta allika sisepinge võrdne UA = 10 V. Sellisel allikal on ka
U Otsitava suuruse leidmiseks kaetakse see kinni ja loetakse vastus, I R näiteks U = IR Ohmi seadus elektri ahelas - suletud elektriahelas voolutugevus on võrdeline allikapingega ja pöördvõrdeline elektriahela kogutakistusega. E kus I [A] - voolutugevus elektriahelas E [V] - allikapinge I= R [] - elektriahela takistus R+Ro Ro[] - elektrienergia allika sisetakistus Sellest valemist võib määrata allikapinge väärtuse: E = I (R+R0) ehk E = IR+IR0 millest U = IR U = IR0
vastus, I R näiteks U = IR Ohmi seadus elektri ahelas - suletud elektriahelas voolutugevus on võrdeline allikapingega ja pöördvõrdeline elektriahela kogutakistusega. E kus I A - voolutugevus elektriahelas E V - allikapinge I R - elektriahela takistus R+Ro Ro - elektrienergia allika sisetakistus Sellest valemist võib määrata allikapinge väärtuse: E = I (R+R0) ehk E = IR+IR0 millest U = IR
5. Mis on elektriahel? Elektriahel on elektritehniliste seadiste kogum, mis on ette nähtud voolu juhtimiseks läbi nende. 6. Mis on suletud elektriahel? Suletud elektriahel sisaldab elektrienergia allikat ning ühte või rohkemat osist, mille läbi vool kulgeb. 7. Mis on elektrienergia allikas? Elektienergia allikas on elektriahela osa, mis muudab soojus-, mehaanilist, keemilist või muud energiat elektri-energiaks. Elektrienergia allikas tekitab oma klemmidel allikapinge. 8. Loetlege põhilised elektriahela aktiivosised. Aktiivosis on elektrienergia allikas, mis tekitab temaga ühendatud juhis elektrivälja ja säilitab seda pika aja vältel. · Elektrikeemilised- galvaanielementides ja akumulaatorites keemilisel reaktsioonil vabanev siseenergia muundub elektrienergiaks; · Fotoelektrilised- fotoelementides ja päikesepatareides valgusenergia muundub elektrienergiaks;
5. Mis on elektriahel? Elektriahel on elektritehniliste seadiste kogum, mis on ette nähtud voolu juhtimiseks läbi nende. 6. Mis on suletud elektriahel? Suletud elektriahel sisaldab elektrienergia allikat ning ühte või rohkemat osist, mille läbi vool kulgeb. 7. Mis on elektrienergia allikas? Elektienergia allikas on elektriahela osa, mis muudab soojus-, mehaanilist, keemilist või muud energiat elektri-energiaks. Elektrienergia allikas tekitab oma klemmidel allikapinge. 8. Loetlege põhilised elektriahela aktiivosised. Aktiivosis on elektrienergia allikas, mis tekitab temaga ühendatud juhis elektrivälja ja säilitab seda pika aja vältel. · Elektrikeemilised- galvaanielementides ja akumulaatorites keemilisel reaktsioonil vabanev siseenergia muundub elektrienergiaks; · Fotoelektrilised- fotoelementides ja päikesepatareides valgusenergia muundub elektrienergiaks;
5) Kui suur on pinge Us sisetakistusel Rs, kui tarbijatakistus Rt = 0. 6 10. Lisa 1. Kodutöö ülesanne Leida toiteallika sisetakistus, maksimaalvõimsus ja kasutegur. 2. Selgituseks Toiteallika andmed Katseliselt on määratud sirgevõrrandi U = f(I), Toiteallika elektromotoorjõuks on valitud E = 30V ja sisetakistuseks Rs = 3. Joonis 1. Elektriskeem toiteallika sisetakistuse leidmiseks. E- elektromotoorjõud e. allikapinge V, I- vool, Rs- toiteallika sisetakistus , Rt- muudetav tarbijatakistus (Rt = 0... ), kus 0 vastab lühisele ja katkestusele, Us- pingelang sisetakistusel, Uv- pinge tarbijal e. väljundpinge. 3. Töö käik Algandmed: E = 30V, Rs = 3 ja Rt = 0.... 3.1. Arvutada toiteallika sisetakistus Uv 1,875 - 0,968 Rs = = = 3 . I 9,677 - 9,375 7 3.2
voolutugevust juhtmes teda katkestamata. Ampermeeter omab skaalal tähise: A, kA, mA, µA. Skeemi tähiseks A. Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelist pinget soovitakse mõõta. Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. Pinget mõõdetakse voltmeetriga, mis kannab skaalal tähiseid: V, kV, mV, µV. 2.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. See on seade, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab pluss- potentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas
Vinci pilot project International Curricula of Mechatronics and Training Materials for Initial Vocational Training, EE/99/1/87301/PI.1.1.A./FPI. The content of the publications is the sole responsibility of its authors and in no way represents the opinions of the Commission or its departments. 2 Sisukord 1 Alalisvool 3 1.1 Vooluring (põhikooli füüsikakursusest) 3 1.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge 4 1.3 Elektrivool 5 1.4 Voolutihedus 8 1.5 Elektritakistus 8 1.6 Takistuse sõltuvus temperatuurist 10 1.7 Ohmi seadus 12 1.8 Võimsus ja töö 14 1
hoides potentsiaalide vahe jäävana Seadet, kus toimub laengute üleviimine kõrgemale potentsiaalile, nimetatakse vooluallikaks ja selle seadme poolt ühiklaengu üleviimisel tehtud tööd tema elektromotoorjõuks Elektromotoorjõud (emj) on töö, mida teevad kõrvaljõud ühikulise laengu (1 C) üleviimisel Elektromotoorjõud on maksimaalne pinge, mida antud vooluallikas üldse suudab tekitada allikapinge Ohm'i seadus kogu vooluringi kohta(valemid,skeem) Ohm'I seadus suletud ahela (kogu vooluringi) kohta: Kirchoff'i reeglid(valem ja joonis) Esimene reegel: Hargnemispunktides voolude summa on null, kusjuures sisenevad voolud loetakse positiivseteks, väljuvad voolud negatiivseteks e. summaarne vool hargnemispunktis on null. Teine reegel: Kinnises kontuuris elektromotoorjõudude summa võrdub
....................................6 Elektritakistuse mõõtmine............................................................................................6 3. Laboritöö nr. 2................................................................................. 7 Ohmi seaduse katseline kontrollimine (ahela osa kohta...............................................7 3. Laboritöö nr. 3...................................................................................8 Vooluallika emj. (allikapinge) ja sisetakistuse määramine..........................................8 5. Laboritöö nr. 4...................................................................................9 Kirchoffi II seaduse katseline kontrollimine................................................................9 6. Laboritöö nr. 5..................................................................................10 Kirchoffi I seaduse katseline kontrollimine.......................................................
13.Lüliti (joonestada tingmärk). 14.Millest koosneb vooluahel? 15.Millega mõõdetakse elektrivoolu, kuidas ühendatakse mõõteriist vooluringi? Põhjenda ühendamise viisi. 16.Kuidas saab ampermeetri mõõtepiirkonda laiendada? 17.Nimetada tähised ampermeetri skaalal. 18.Ampertangid. 19.Nimetada tähised voltmeetri skaalal. 20.Millega mõõdetakse elektripinget, kuidas ühendatakse mõõteriist vooluringi? Põhjenda ühendamise viisi. 7.Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge. 1. Mida on vaja elektromotoorjõu tekitamiseks? 2. Mida nimetatakse elektromotoorjõuks (emj.)? 3. Kuidas emj. tähistatakse, mis ühikutes mõõdetakse? 4. Millal on emj. üks volt?Kuidas pinget tähistatakse, mis ühikutes mõõdetakse? 5. Mida tehakse kestva voolu saamiseks vooluahelas? 6. Kuidas mõõdetakse emj. ja kuidas pinget toiteallika klemmidelt? 7. Millal saavad emj. ja pinge olla võrdsed (või ei saa)? 8. Kas vool saab olla ilma pingeta? Tuua näide. 9
suuna vahel. Juhtmelõigule mõjuv magnetjõud, mis on määratud Ampère'i seadusega F = B I l sin , summeerub liikuvatele laengukandjatele mõjuvatest Lorentzi magnetjõududest. Elektromotoorjõud näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel läbiviimisel kogu vooluringist. Elektromotoorjõud on suurim pinge, mida antud vooluallikas on üldse suuteline tekitama (allikapinge) ehk siis kõigi vooluringis esinevate pingete summa. Elektromagnetism käsitleb laetud osakeste mitteühtlast liikumist ning elektri- ja magnetnähtuste oma- vahelisi seoseid. Elektromagnetilise induktsiooni nähtuseks nimetatakse elektrivälja tekkimist magnetvälja muutumisel. Seda elektrivälja nimetatakse pööriselektriväljaks, kuna tema jõujooned on kinnised jooned ehk pöörised (väli on solenoidaalne)
suuna vahel. Juhtmelõigule mõjuv magnetjõud, mis on määratud Ampère'i seadusega F = B I l sin , summeerub liikuvatele laengukandjatele mõjuvatest Lorentzi magnetjõududest. Elektromotoorjõud näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel läbiviimisel kogu vooluringist. Elektromotoorjõud on suurim pinge, mida antud vooluallikas on üldse suuteline tekitama (allikapinge) ehk siis kõigi vooluringis esinevate pingete summa. Elektromagnetism käsitleb laetud osakeste mitteühtlast liikumist ning elektri- ja magnetnähtuste oma- vahelisi seoseid. Elektromagnetilise induktsiooni nähtuseks nimetatakse elektrivälja tekkimist magnetvälja muutumisel. Seda elektrivälja nimetatakse pööriselektriväljaks, kuna tema jõujooned on kinnised jooned ehk pöörised (väli on solenoidaalne)
suuna vahel. Juhtmelõigule mõjuv magnetjõud, mis on määratud Ampère'i seadusega F = B I l sin , summeerub liikuvatele laengukandjatele mõjuvatest Lorentzi magnetjõududest. Elektromotoorjõud näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel läbiviimisel kogu vooluringist. Elektromotoorjõud on suurim pinge, mida antud vooluallikas on üldse suuteline tekitama (allikapinge) ehk siis kõigi vooluringis esinevate pingete summa. 17 Elektromagnetism käsitleb laetud osakeste mitteühtlast liikumist ning elektri- ja magnetnähtuste oma- vahelisi seoseid. Elektromagnetilise induktsiooni nähtuseks nimetatakse elektrivälja tekkimist magnetvälja muutumisel. Seda elektrivälja nimetatakse pööriselektriväljaks, kuna tema jõujooned on kinnised jooned ehk pöörised (väli on solenoidaalne)
annaabi.ee 
