25.11.2012 Töö nr. 1 Dielektrikute elektrijuhtivus Koostasid 1 Mõõtmisel saadud algandmed: plaadi nr D1, m D2, m h, m Rv, Rs, 9 0,05 0,058 0,0023 0,8 0,4 6 0,046 0,057 0,0044 0,6 0,8 10 0,045 0,052 0,0082 0,36 0,45 10 0,045 0,057 0,005 0,04T 0,038 4 0,049 0,057 0,0054 0,4 0,65 3 0,049 0,058 0,0049 2,3 1,7 Qs = Rs* (d / l) - mahueritakistus Qv = Rv* (S / h) - pinnaeritakistus S elektroodi pind, m2 h katsekeha paksus m Rv on katsekeha mahutakistus ...
25.11.2012 Töö nr. 7 Dielektrikute läbilöök Koostasid 1) Teravik ja elektrood h, mm U1, V u2, v U3, V 6 21,6 21 21,4 12 34 34 33 18 44 41,5 41,5 Valemid: Ull= (U1+U2+U3) / 3 (V) Ull(kV) = Ull(V) * 35(kV) / 110(V) U10= U11 / = 0,00289p / 273+t Tulemused: Ull Ull(kV) U10(kV) 21,33333 6,787879 6,074955 33,66667 10,71212 9,587038 42,33333 13,4697 12,05499 =1,117355 2) Kaks elektroodi h, mm U1, V U2, V U3, V 6 42,5 40 40,5 12 65,5 76,5 77 18 102 105 109 Õhutemperatuur: t=21'C Õhurõhk: p=99,75 kPa Valemid: Ull= (U1+U2+U3) / 3 (V) Ull(kV) = Ull(V) * 35(kV) / 110(V) U10= U11 / = 0,00289p / 273+t Tulemused: Ull U...
Variant 1 1. Gaaside läbilöögimehhanism. 2. Dipoolpolarisatsioon tekkemehhanism ja põhilised seosed. 3. Dielektrikukadude kaonurga tangensi definitsioon ja vektordiagramm. 4. Millised materjalid on pehmemagnetmaterjalid? 5. Millises vahemikus asub dielektrikute mahueritakistus? 6. Dielektrikute elektrijuhtivuse mõiste; elektrijuhtivuse seos laengukandjate kontsentratsiooni ja liikuvusega. 7. Mis on aatomite elektronegatiivsus? 8. Materjalide liigitus magnetiliste omaduste põhjal. 9. Kuidas sõltub metallide eritakistus temperatuurist? Variant 2 1. Vedeldielektrikute läbilöögimehhanism. 2. Kovalentne side. 3. Dielektrikute polarisatsioon, polarisatsiooni liigid. 4. Milliseid materjale loetakse magnetkõvamaterjalideks? 5
väljas. Dipoolsete molekulide orienteerumine el.väljas on seotud sisehõõrdumisega ja energiakadudega, mille tagajärjelt dielektrikus eraldub soojus. Kui el.välja ei ole, siis ei ole ka summaarset momenti. Dielektrikukadude kaonurga tangensi definitsioon ja vektordiagramm Millised materjalid on pehmemagnetmaterjalid? Pehmemagnetmaterjale iseloomustab kitsas hüstereesisilmus, suur magnetiline läbitavus µ ja ümbermagneetimiskaod on väikesed. Millises vahemikus asub dielektrikute mahueritakistus? 109...1020 cm Dielektrikute elektrijuhtivuse mõiste; elektrijuhtivuse seos laengukandjate kontsentratsiooni ja liikuvusega Dielektrikute elektrijuhtivus on väga väike. Oma iseloomult võib see olla kas elektronjuhtivus või ioonjuhtivus. Dielektrikuis, mis sisaldavad ioonühendeid, põhjustab elektrivoolu positiivselt ja negatiivselt laetud ioonid. Välise elektripinge olemasolul liiguvad +ioonid katoodile ja ioonid anoodile. Mis on aatomite eletronegatiivsus
TTÜ Elektroenergeetika instituut Kõrgepingetehnika õppetool Elektrimaterjalid Laboratoorne töö nr. 1 Dielektrikute elektrijuhtivus Tallinn 2011 Mõõteviisi kirjeldus: Käesolevas töös kasutatakse vahetu mõõtmise meetodit kasutades teraoommeetrit T. Elektroodid tahkete tasapinnaliste dielektrikute mahu- ja pinnatakistuse mõõtmiseks on valmistatud fooliumist või vasest ja kleebitud katsekehade pinnale. Nii mahu- kui ka pinnatakistuse mõõtmisel kasutatakse kolmest abielektroodist koosnevat elektroodide süsteemi erinevas lülituses. Kaitseelektroodi kaudu eemaldatakse antud mõõtmisel mittevajalik voolukomponent nii, et on võimalik mõõta puhast mahu- või pinnatakistust. Mõõtmistulemused: Plaadi nr. D1, cm D2, cm h, mm Rv, Rs,
(Oletame, et piiri pindlaeng puudub). 1 F 0 = 10 -9 36 m tg 2 2 = tg1 1 1 = 20° 2 4 2 = arctan( tan 1 ) = arctan( tan 20°) = 10°31' 1 2 Vastavad tangensiaal- ja normaalkomponendid E sin 20° = 1 E1 = sin 20° E1 = sin 20° 10 = 3,42V / m E1 E cos 20° = 1n E1n = cos 20° E1 = cos 20° 10 = 9,39V / m E1 Kuna kahe keskkonna dielektrikute tangensiaalkomponendid on võrdsed: E1 = E 2 E 2 = 3,42V / m Ning elektrivälja tugevuse normaalkomponent kahe keskkonna piiril muutub pöördvõrdeliselt nende keskkondade dielektrilisele läbitavusele: 1 E1n = 2 E 2 n E 2 9,39 E 2 n = 1 1n = = 4,70V / m 2 4 2. Leida, mis kaugusel l tasapinnalise laine amplituud vaheneb e korda, kui laine levib vases (= 5.8 S/m, = , = ) sagedusel 1MHz. Antud: = f = 1MHz = 10 6 Hz H
osakesi ehk vabu laengukandjaid. Laengukandjate suunatud liikumist nim. elektrivooluks. Voolu tekkimisel on vajalik vabade laengukandjate olemasolu. Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur. Tüüpilised juhid on metallid.Dielektrikud on isoleerivad ehk elektrit mittejuhtivad ained. Nad sisaldavad väga vähe laengukandjais. Pooljuhid on saanud oma nime vahepealse elektrijuhtivuse järgi juhtide ja dielektrikute vahel. Laengukandjad pole küll tihti vabad, kuid ei ole neid raske vabaks teha. Kindlaid piire kolme ainete rühma vahel pole.Elektrivoolu iseloomustamiseks on voolutugevus. See näitab , kui suur laeng läbib ahaühikus juhi ristlõiget. Voolu suunaks on kokkuleppeliselt valitud positiivsete laengukandjate suund. Voolutugevus ühikus on üks amper. Inimkeha juhib elektrit suhteliselt hästi
muutub perioodiliselt ning seepärast nimetatakse taolist magnetvälja pöörlevaks magnetväljaks. Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Laengukandjate korrapärast liikumist elektri- või pooljuhis elektrivälja mõjul nimetatakse juhtivusvooluks. Elektrilaenguga laetud makroosakeste või kehade liikumist vaakumis või keskkonnas, millel puudub elektrijuhtivus, nimetatakse konvektsioonvooluks. Seotud elektrilaengute ehk dielektrikute aatomite ja molekulide koostisse kuuluvate osakeste elektrilaengute ning ioonvõrega kristalliliste dielektrikute ioonide laengute liikumist dielektrikus, mis muudab dielektriku polarisatsiooni, nimetatakse polarisatsioonvooluks. Elektrivooluga kaasneb alati magnetväli. Elektrivoolud kui magnetvälja allikad jagunevad omakorda makroskoopilisteks vooludeks nagu juhtivus ja konvektsioonvool ning molekulaarseteks vooludeks nagu
Elektrivool Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Laengukandjate korrapärast liikumist elektri- või pooljuhis elektrivälja mõjul nimetatakse juhtivusvooluks. Elektrilaenguga laetud makroosakeste või kehade liikumist vaakumis või keskkonnas, millel puudub elektrijuhtivus, nimetatakse konvektsioonvooluks. Seotud elektrilaengute ehk dielektrikute aatomite ja molekulide koostisse kuuluvate osakeste elektrilaengute ning ioonvõrega kristalliliste dielektrikute ioonide laengute liikumist dielektrikus, mis muudab dielektriku polarisatsiooni, nimetatakse polarisatsioonvooluks. Elektrivoolu iseloomustavad suurused:Elektrivoolu iseloomustavateks ja mõõdetavateks füüsikaliseteks suuruseteks on voolutugevus, voolutihedus ja pinge. Elektrivooluga kaasnevad nähtused:Elektrivooluga kaasneb alati magnetväli.Elektrivoolud kui magnetvälja
elektriliinide ja trafode abil. Elektrit tarbivad elektrimootorid, küttekehad, valgustid, arvutid jms. Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Laengukandjate korrapärast liikumist elektri- või pooljuhis elektrivälja mõjul nimetatakse juhtivusvooluks. Elektrilaenguga laetud makroosakeste või kehade liikumist vaakumis või keskkonnas, millel puudub elektrijuhtivus, nimetatakse konvektsioonvooluks. Seotud elektrilaengute ehk dielektrikute aatomite ja molekulide koostisse kuuluvate osakeste elektrilaengute ning ioonvõrega kristalliliste dielektrikute ioonide laengute liikumist dielektrikus, mis muudab dielektriku polarisatsiooni, nimetatakse polarisatsioonvooluks. Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektrilaenguid. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Elektriväli on elektromagnetvälja piirjuht.
1. Dipoolpolarisatsioon tekkemehhanism ja põhilised seosed. 5. Dielektrikute elektrijuhtivuse mõiste; Esineb dipoolsete molekulidega gaasilistes, elektrijuhtivuse seos laengukandjate vedelates ja tahketes dielektrikutes. Dipoolid on kontsentratsiooni ja liikuvusega. pidevas kaootilises soojusvõnkumistes ning pole Dielektrikutes tekib elektrijuhtivus vabade polariseeritud. Kui dielektrikule rakendada laengukandjate mõjul. Elektrijuhtivus sõltub
· Metallide kristallides on kristallvõreks seostunud positiivsed ioonid, mille vahel liiguvad peaaegu vabalt kristalliseerumisel vabanenud elektronid. See muudab metallid ka headeks elektrijuhtideks. · Dielektrikutes, nagu teemant, kvarts ja teflon, jäävad elektronid seotuiks oma aatomitega ja seetõttu pole seal vabu voolukandjaid. · Pooljuhtide elekrijuhtivus on metallide ja dielektrikute vahepealne, ainult osa aatomeid on ioniseeritud ja loovutanud elektronid kristalli ühisesse leiulainesse. MOLEKULI EHITUS · Kui kaks või enam aatomit on ühinenud tihedalt seotud koosluseks, siis öeldakse, et need aatomid moodustavad molekuli. · Aatomeid kooshoidev keemiline side jaguneb kovalentseks ja ioonsidemeks. · Kovakentne side moodustub siis, kui molekuli koosseisu kuuluvate aatomite üks või mitu elektroni muutuvad kogu süsteemile ühiseks.
Näiteks Cd kui tervistkahjustav element on asendatud kahe metalliga: Cu ja In-ga. Cd on II rühma element, sama efektiga on kokku Cu kui I rühma element ja In kui III rühma element. Ühend on näiteks CuInS2 (lühendatult CIS). Kuna In on väga kallis, uuritakse TTÜ materjaliteaduse instituudis võimalusi tema asendamist kahe odavama metalliga. Nendeks sobivad näiteks Zn ja Sn kui II ja IV rühma elemendid. Ühend kokku tuleb näiteks CuZnSnS3. 3.1.1 Dielektrikute polarisatsioon Dielektrikute kõige iseloomulikumaks omaduseks on nende polariseerumine välises elektriväljas. Polarisatsioon on seotud laengute nihkumine, mille tulemusena tekib dielektrikus sisemine elektriväli. Polarisatsiooni võimet iseloomustab dielektriline läbitavus a : a = o , kus 0 vaakumi dielektriline läbitavus 8,84 10-12 F/m; materjali suhteline dielektriline läbitavus (vaakuumi suhtes). = a/ o = C/Co ,
prootonitest, neutronitest ja elektronidest. Prootonid ja neutronid moodustavad aatomi tuuma, mille ümber liiguvad elektronid. Prootonil on laeng +e, elektronil e, neutronil laeng puudub. jäävuse seadus: elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus. Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur. Dielektrikud ehk mittejuhid sisaldavad väga vähevabu laengukandjaid ning seetõttu on neis tekkiv elektrivool reeglina väga nõrk. Pooljuhid on juhtide ja dielektrikute kui kahe äärmuse vahel.Laengukandjad ei ole pooljuhtides küll alati vabad, kuid neid saab suhteliselt kergesti vabadeks muuta. Laengukandjate suunatud liikumist nimetatakse elektrivooluks. Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget Voolu suunaks on kokkuleppeliselt valitud positiivsete laengukandjate liikumise suund. Coulomb'i seadus laetud kehade jaoks, mille mõõtmed on tühised võrreldes kehadevahekaugusega.
Ainete elektrijuhtivuslikud omadused on põhiliselt määratud elektronprotsessidega, mis toimuvad valents ja juhtivustsoonis. Ainete jaotumuse pooljuhtideks ja dielektrikuteks määrab nimetatud tsoonide elektronidega täitumus ja neid tsoone eraldava keeluvööndi laius. Pooljuhid on oma omadustelt väga lähedased dielektrikule. Erinevus pooljuhtide ja dielektrikute vahel seisnebki vaid keelutsooni laiuses. Dielektrikus on valentstsoon täielikult täidetud, keelutsoon väga lai ja juhtivustsoon praktiliselt täiesti tühi. Mida laiem on materjali keelutsoon, seda väiksem on tema elektrijuhtivus. Juhtivustsoon tühi ja energiaruumi elektronide liikumiseks on piisavalt, kuid seal puuduvad elektronid, mis saaksid liikuma hakata. Valentstsoonis on elektrone, kuid puuduvad vabad alamtasemed, et elektronid saaksid liikuda. Pooljuhis on keelutsoon kitsam
Omajuhtivusele on iseloomulik väga tugev temperatuuri sõltuvus. Sest mida kõrgem on aine temperatuur, seda suurem on elektronide kiirus ja seda rohkem tekib elektrone ja auke. Omajuhtivuse temperatuurisõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10-6...108 m. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatus jne.). Pooljuhid on kas keemilised elemendid või keemilised ühendid. Pooljuhtelemente on üldse 13, kuid enamkasutatavad on germaanium, räni, seleen, telluur, arseen ja fosfor.
Pooljuhid - pooljuht · Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. · Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. · Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid. · Räni ja germaanium on kaks kõige kasutatavamat pooljuhti. Neil mõlemal on neli elektroni välisel elektronkihil. · Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes, peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades.
keskmed ühtivad (nt vesinik, inertgaasid). Polaarsed dielektrikud koosnevad molekulidest,mille positiivsete ja negatiivsete laengute keskmed ei ühti ( nt tekstoliit).Polaarse aine molekul moodustab elektrilise dipooli, st süsteemi, kus kaks võrdset vastasmärgilist laengut asuvad üksteisest teatud kaugusel. Dielektrikuid iseloomustavad järgmised elektrilised omadused: polarisatsioon, elektrijuhtivus, elektriline tugevus ja dielektrikuskaod. 1.1.1 Dielektrikute polarisatsioon Polarisatsioon on üks põhiline dielektrikus elektrivälja mõjul toimuv protsess, mis on seotud laengute piiratud nihkumise või diapoolide orienteerimisega elektrivälja mõjul. Polariseerivad nii polaarsed kui ja neutraalsed materjalid. Neutraalsetes dielektrikutes nihkuvad erinimelised laengud aatomis ja molekulis vastassuundades ning positiivse ja negatiivse laengu keskmed enam ei ühti. Mida suurem on rakendatud elektrivälja tugevus, seda suurem on nihkumine
Tallinna Tehnikaülikool Elektroenergeetika instituut Kõrgepingetehnika õppetool Praktilised tööd aines: Elektrimaterjalid Töö nr 3 Dielektrikute läbilöök Üliõpilased: Kaisa Kaasik, Rühm Kaupo Eerme, Heiki Beres, AAAB-41 Sergey Kadyrko Õppejõud P.Taklaja Töö tehtud 13.02.08 Esitatud Arvestatud SKEEM 1.Kasutatud seadme skeem 2.Katse andmed ja arvutatud tulemused Teravik - tasapind h, mm U1, kV U2, kV Ull, kV Ul0, kV Ell, kV/mm
Ebatihe kontakt Joonis 2.30 Dielektriku halb kontakt elektroodidega 1. dielektriku ja elektroodi vahele jääb õhkvahemik 2. õhkvahemikus suhteliselt tugev elektriväli 3. õhkvahemikus esineb tugev ionisatsioon ja kiirgus 4. ioonid tekitavad mahulaengu 5. kiirgus tekitab vabu elektrone 6. elektriväli muutub ebaühtlaseks 7. lahenduspinge alaneb Ebatihedate kontaktipindade vältimiseks kasutatakse: · isolaatorite tsementeerimist · pehmeid tihendeid · dielektrikute kontaktpindade metalliseerimist Joonis 2.31 Lahenduspinge sõltuvus dielektriku materjalist ja elektroodide Vahekaugusest 25. Pindlahendus domineeriva tangensiaalkomponendiga mitteühtlases väljas Joonis 2.32 Domineeriva tangensiaalkomponendiga elektriväli Niiskuse ja saaste mõjust põhjustatud täiendav mõju välja mitteühtlusele ja seega ka lahenduspingele on suhteliselt väike. Väljatugevus on suurim elektroodide teravate servade
Ekvipotentsiaalpind- ühesugust elektrilist potentsiaali omavate väljapunktide kogum 2) laengu jäävuse seadus- elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv Isoleeritud süsteem on termodünaamiline süsteem, millel puudub ümbritsevaga energia- ja ainevahetus 3) Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur (kraanivesi, metallid) 4) Dielektrikud on isoleerivad, ehk elektrit mitte juhtivad ained(kummi, klaas, õhk) 5) Pooljuhid on vahepealsed juhid juhtide ja dielektrikute ehk kahe äärmuse vahel(mineraalid, räni) 6) Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget I= q/t I- voolutugevus (A) q- laeng (C) t- aeg (s) 7) Culoni seadus kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute suurusega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga F= k* q1 * q2 / s2 F-jõud(N) q1,q2- laengud(C) s-vahekaugus(m)
I= -ENSV · -E Elektroni laeng · N kontsentratsioon · S juhi ristlõike pindala · V suunatud liikumise kiirus 3. Ohmi seadus (takistuse põhjus, millest sõltub) Takistus Vastastikmõju kristallivõre aatomitega · Põhjus: · Sõltub: 4. Takistuse sõltumine temperatuurist · Kui metallis takistus suureneb, siis temp kasvab · Suureneb eritakistus, kuna vastastikmõju aatomitega suureneb · Dielektrikute ja poolelektrikute takistus väheneb temp tõustes, kuna dielektrik on aine, kus pole vabasid laengukandjaid. Temp tõustes vabu laengukandjaid tekib juurde 5. Ülijuhtivus Ülijuhtivus Eritakistus läheb nulli 6. Töö ja võimsus (Dzaul, Lenzi seadus) · Elektrivoolu töö on füüsikaline suurus, mis arvuliselt võrdub juhi otsetele rakendatud pinge, voolutugevuse ja töö sooritamiseks kulunud jaja korrutisega
lainepikkusega valguslaineid,mida ise kuumutatult kiirgab. Laserid-laserid on seadmed, mis tekitavad intensiivseid valguskimpe. Levinuimad laseriliigid on diood-, tahkis, ja gaaslaserid. Lasereid kasutatakse olmes, meditsiinis, tööstuses, sides, teadusuuringutel jpm. Metallide elektrijuhitavus-Tahkes ja vedelas olekus on kõik metallid elektrijuhid. Elektrivool metallides on põhjustatud elektronide liikumisest. Pooljuhtideks nim. Aineid, mille elektrilised omadused erinevad dielektrikute ja metallide omadustest.Pooljuhtdiood on kahe elektroodiga pooljuhtseadis.Tema põhiosaks on pn-siire. Kiip on terviklülitus, milles mõne cm suurusele pooljuhtplaadikesele on koondatyd suur hulk transistore. Vedelikus on vabadeks lanegukadjateks ioonid. Elektronvolt on energia mõõtühik. Gaas ei ole tavaliselt elektrijuht, sest tema aatomid või molekulid sisaldavad ühesugust arvu pos. ja neg. laenguga osakesi ning on tervikuna neutraalsed.
tugevusest. F=k1Bilsina B-induktsioon(tesla) 2. Elektrimahtuvus- laeng, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga. fii-q Võrdeteguriks on 1/C C=q/fii. Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatatkse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid
D 0 E a E kus a 0 on absoluutne dielektriline läbitavus, F/m .Vaakumi suhteline dielektriline läbitavus on 1 Plaatide vahel ε>1. Dielektriku suhteline dielektriline läbitavus võrdub dielektrikuga kondensaatori mahtuvuse suhtega sama kondensaatori mahtuvusse, kui selles dielektrik on asendunud tühjusega. 3.2 DIELEKTRIKUTE POLARISATSIOONI LIIGID kadudeta polarisatsiooni liigid, kadudega polarisatsiooni liigid Kadudeta polarisatsiooni korral toimub seotud laengute nihkumine elektrivälja mõjul praktiliselt hetkeliselt. Laengute nihkumine on elastne, s.t nihkumisega ei kaasne energia hajumist ja soojuse eraldumist dielektrikus. Kadudeta polarisatsiooni liigid on:elektronpolarisatsioon , ioonpolarisatsioon Kadudega polarisatsioon ei toimu hetkeliselt, vaid aine polariseerub ja depolariseerub aeglustatult
3.3 Plasma 22 3.3.1 Elektrilised potentsiaalid 23 3.3.2 Elektriväljad ja vooluringid 23 4. ISOLAATORID EHK DIELEKTRIKUD 24 4.1 Elektriväli dielektrikutes 24 4.2 Dielektrikute tähtsaimad omadused 25 4.3 Senjettelektrikud ja piesoelektriline effekt 26 4.4 Gaasilised dielektrikud 27 4.5 Sünteetilised polümeersed dielektrikud 28 4.6 Vedeldielektrikud 31 4
TTÜ Elektroenergeetika instituut Kõrgepingetehnika õppetool Elektrimaterjalid Laboratoorne töö nr. 3 Dielektrikute läbilöök Tallinn 2011 Joonis 1. Läbilöögiseadme põhimõtteskeem Joonis 2. Elektroodide skitsid Katseandmed: E11, E10, h, mm U1, V U2, V UllV, V Ull, kV U10, kV kV/mm kV/mm 7,0 21,8 21,8 21,80 7,63 7,68 1,09 1,10
9.Kuidas joonisel määratakse elektrijõu suunda antud punktis, kus asub laeng? Mida tihedamini asetsevad jõujooned, seda suurem on välja tugevus antud punktis. 10.Homogeenne elektriväli-Jõujooned paralleelsed. Tihedus ühesugune. 11 Elektrivool-Laegukandjate suunatud liikumine. 12.Juhiks-aineid,,milles vabade laengukandjate arv on väga suur. Dielektrikuks-aineid,mis on isoleetivad ehk elektrit mittejuhtivad. Pooljuhiks-saanud oma nime vahepealse elektrijuhitavuse järgi juhtida ja dielektrikute kui kahe äärmuse vahel. 13.Voolutugevus-Näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget. J=q/t,ühik- 1A 14.Üks amper-läbib ühe sekundi jooksul juhi ristlõiget laeng suurusega üks kulon. 15.Vooluallika mahutavus-Maksimaalset langut, mille vooluallikas suudab vooluringist läbi viia.Amper-tund.
Keemiliselt puhtas vesi on dielektrik. Vesi, lahustades aineid, tekitab ioone. Juba väike lahustatava aine kogus muudab puhta vee elektrijuhiks. o Mis on gaasilahendus? Kuidas ta tekib? Gaasilahenduseks nimetatakse elektrivoolu gaasis. Sõltumatu gaasilahendus tekib pärast põrkeionisatsiooni algust ja kestab edasi ka välise ionisaatori eemaldamisel. o Millised ained on pooljuhid? Pooljuhid on ained, mille eritakistus on metallide ja dielektrikute vahepealne ning mille juhtivus sõltub oluliselt temperatuurist, valgustatusest ja lisanditest. o Millised on tähtsad pooljuhtide omadused? Elektrivool pooljuhtides on elektronide ja aukude suunatud liikumine. Sõltuvalt sellest, kas lisandi valents on suurem või väiksem kui põhiainel, saadakse vastavalt elektron- ja aukjuhtivus. Kõige olulisem pooljuhi omadus on eritakistus, mis sõltub tugevalt lisanditest
Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Laengukandjate korrapärast liikumist elektri- või pooljuhis elektrivälja mõjul nimetatakse juhtivusvooluks. Elektrilaenguga laetud makroosakeste või kehade liikumist vaakumis või keskkonnas, millel puudub elektrijuhtivus, nimetatakse konvektsioonvooluks. Seotud elektrilaengute ehk dielektrikute aatomite ja molekulide koostisse kuuluvate osakeste elektrilaengute ning ioonvõrega kristalliliste dielektrikute ioonide laengute liikumist dielektrikus, mis muudab dielektriku polarisatsiooni, nimetatakse polarisatsioonvooluks. Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektrilaenguid. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis.
1 Millega tegeleb elektrostaatika?Elektrostaatika on füüsika haru, mis uurib inertsiaalsüsteemi suhtes paigalseisvate elektriselt laetud osakeste ja kehade elektrilist vastastikmõju ja tasakaalu tingimusi.Elektrostaatika põhiülessanne on elektrivälja kuju leidmine laengute juhtide dielektrikute ja muude laetud kehade etteantud paigutuse järgi.Elektrivälja kuju järgi on võimalik arvutada ka laengutele mõjuvaid jõude. Elektrivälja kuju arvutamise üks põhivõrrandeid on Poissoni võrrand. Elektrostaatika aluseks on Coulombi seadus, millele 19. sajandi esimesel poolel lisandus vajalik matemaatiline teooria. 2 Coulombi seadus? Coulombi(kulooni) seadus ehk elektrostaatilise vastasmõju kvantitatiivne
..550. Võrdluseks mainitagu, et kilekondensaatorite puhul on dielektriku läbitavus ainult 2...4. Kõrgsageduskeraamikal on väga väikesed kaod kõrgete sagedusteni ja nõrk mahtuvuse temperatuurisõltuvus. Omadustelt on kõrgsageduskeraamikal baseeruvad kondensaatorid igikestvad, nad ei vanane peaaegu üldse. Mahtuvuse temperatuurisõltuvus on neil üpris lineaarne ja võib olla nii positiivne (P) kui negatiivne (N). Tabelis 2.5 on erinevate dielektrikute temperatuurisõltuvused ja kodeering. Elektrolüütkondensaatorid Alumiiniumelektroodidega elektrolüütkondensaatorid on suure mahtuvusega püsikondensaatorid. Nende ühe plaadi moodustab alumiiniumpleki riba. Teise plaadina toimib elektrolüüt elektrit juhtiv vedelik, mis asetseb kiudainest lindis. Elektriline ühendus elektrolüüdiga moodustatakse teise elektroodi abil, milleks on tavaliselt kondensaatori alumiiniumist korpus
10.Miks metallid on head elektrijuhid-metalli korral on pooltäidetud juhtivus ja valentsoon, on piisavalt elektrone ja alamtasemeid, mille arvel energia saab kasvada. 11.Mida kujutab endast keelutsoon? 12.Selgita doonor ja aktseptorlisandi olemust. 13.Iseloomusta dielektrikuid. on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikusdielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. 14. Elementide keemilised ja füüsikalised omadused on määratud elektronide arvuga väliskihil SIIT ALATES ON LAUSED VIHIKUST 15.Bohri aatomiteooria statsionaarsete olekute postulaat väidab, et aatom võib viibida püsivalt vaid teatud diskreetse energiaga statsionaarsestes olekutes. 16
alatasemeks. Kehtima jääb Pauli tõrjusetusprintsiib. 4. Kuidas liigitatakse tahkised nende elektrijuhtivuhtivuse järgi? metall(juht), pooljuht, dielektrik 5. Mispoolest erinevad metalli, pooljuhi ja dielektriku energiatsoonid? Metallid ja pooljuhid neelavad valgust, dielektrikud on läbipaistvad. Dielektrikutes ja pooljuhtides on kõrgeim hõivatud tsoon. Metallides on kõrgeima hõivatud taseme tsoon vaid osaliselt täidetud. Pooljuhtide keelutsoon on dielektrikute omast kitsam. 6. Selgita mõisted: *keelutsoon-elektronide laineomaduste tõttu ei saa omandada energiaid, mis jäävad täidetud ja tühja tsooni vahele. *Valentsitsoon-viimane elektronidega täidetud lubatud tsoon. *Juhtivustsoon-keelutsoonile järgnev, täitmata või osaliselt täidetud tsoon. 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Aukjuhtivus, elektronjuhtivus 8. Selgita augu mõistet pooljuhtide füüsikas ja kirjelda aukjuhtivuse protsessi.
I = dq / dt Voolutugevuse ühikuks on amper ( A ). Voolutihedus on antud kohas vooluga risti asuvat pindalaühikut läbiv voolutugevus. j = dI / dS ; j = e n v , kus e - laengukandjate laeng n - laengukandjate arv v - laengukandjate suunatud liikumise kiirus. 3.Dielektrikud ehk isolaatorid- on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtasimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. 4.Valguse dispersioon, valguse hajumine- Dispersiooniks nimetatakse aine murdumisnäitaja olenevust elektromagnetlaine sagedusest ( lainepikkusest ). Aine murdumisnäitajat võib defineerida kahel viisil: Üks neist on geomeetriline määratlus, mille järgi aine murdumisnäitaja on valguse
läbib A=qEs Elektrivälja potentsiaal näitab, kui suur on selles punktis ühikulise elektrilaenguga(+) keha pot. Energia =Ep/q Ekvipotentsiaalpind- ühesugust elektrilist potentsiaali omavate väljapunktide kogum Elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv Juhid- ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur (Kraanivesi, metallid) Dielektrikud- isoleerivad, ehk elektrit mittejuhtivad ained Pooljuhid- on vahepealsed juhid juhtide ja dielektrikute, ehk kahe äärmuse vahel Voolutugevus- näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget I=q/t Columbi seadus- kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute suurusega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga Pinge- elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahet U=A/q Sammupinge- pinge kahe elektrivälja punkti vahel Elektriline varjestamine- kaitsmine väliste elektriväljade mõjude eest
läbib A=qEs Elektrivälja potentsiaal φ – näitab, kui suur on selles punktis ühikulise elektrilaenguga(+) keha pot. Energia φ=Ep/q Ekvipotentsiaalpind- ühesugust elektrilist potentsiaali omavate väljapunktide kogum Elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv Juhid- ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur (Kraanivesi, metallid) Dielektrikud- isoleerivad, ehk elektrit mittejuhtivad ained Pooljuhid- on vahepealsed juhid juhtide ja dielektrikute, ehk kahe äärmuse vahel Voolutugevus- näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget I=q/t Columbi seadus- kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute suurusega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga Pinge- elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahet U=A/q Sammupinge- pinge kahe elektrivälja punkti vahel Elektriline varjestamine- kaitsmine väliste elektriväljade mõjude eest
füüsik Robert Andrews Millikan aastatel 19091916. 4. Elektrivool Elektrivool on positiivse või negatiivse elektrilaenguga laengukandjate korrapärane liikumine. Laengukandjate korrapärast liikumist elektri- või pooljuhis elektrivälja mõjul nimetatakse juhtivusvooluks. Elektrilaenguga laetud makroosakeste või kehade liikumist vaakumis või keskkonnas, millel puudub elektrijuhtivus, nimetatakse konvektsioonvooluks. Seotud elektrilaengute ehk dielektrikute aatomite ja molekulide koostisse kuuluvate osakeste elektrilaengute ning ioonvõrega kristalliliste dielektrikute ioonide laengute liikumist dielektrikus, mis muudab dielektriku polarisatsiooni, nimetatakse polarisatsioonvooluks. 5. Juhid Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus) on seetõttu väike. Tavaliselt loetakse materjali juhiks, kui selle
Kristallides on aatomid/ioonid paigutatud kindlas korras, nad moodustavad ruumvõre Metallide kristallides on kristallivõreks seostunud positiivsed ioonid, mille vahel liiguvad peaaegu vabalt kristalliseerumisel vabanenud elektronid. See muudab metallid ka headeks elektrijuhtideks Dielektrikutes, nagu teemant, kvarts ja teflon, jäävad elektronid seotuiks oma aatomitega ja seetõttu pole seal vabu voolukandjaid Pooljuhtide elektrijuhtivus on metallide ja dielektrikute vahepealne, ainult osa aatomeid on ioniseerunud ja loovutanud elektronid kristalli ühisesse leiulainesse Aatom 5 saj e.kr. Demokritos 1907.a. lord Kelvin: aatom on igavesti monoliitne osakene 1672.a. Newton: päikese dispersioonispekter(spekter-viirastus) 19.saj.II pool hõrendatud gaaside joonspektrid 1859.a. Gustav Kirchoff ja Robert Bunsen: spektraalanalüüs-sidusid spektri aatomiga 1897.a
või posit.laenguga ioonid.Puhtaid aineid looduses ei ole.Aines olevad lisandid rikuvad kristallvõre struktuuri ja halvendavad aine omadusi.Vahetevahel viiakse lisandid teadlikult kristallvõre sisse, millega parandatakse aine omadusi-legeerimine nt. terase legeerimine. 7) Elektrijuht aine või ainete segu milles vabulaengukandjaid on palju dielektrik vabulaengukandjaid hästi vähe peaaegu et ei olegi pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal.Madalatel temp.on valentstsoon täielikult täidetud elektronidega.Keelutsoon on kitsas siis läheb temp.tõustes osa elektrone järgmisesse tsooni ning neile n väga kerge en.juurde panna ja liikuma panna.Pooljuhid on IV rühma elemendid.Kõrgetel temppooljuht muutub elektrijuhiks.Pooljuhtide max 120 kraadi mil töötavad; min. 50 kraadi.Kasut.temp.anduritena puhtaid pooljuhte (termotakistitena) või kiirgus dektoritena Energiatsoon Elektronkatte
sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus) on seetõttu väike. Tavaliselt loetakse materjali juhiks, kui selle eritakistus ei ületa 106 m. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. 1.9 Dielektrik Dielektrik on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. 1.10 Pooljuht Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. 1.11 Takisti Takisti on element mingi soovitava või kindla takistuse tekitamiseks vooluringis. Sellest tulenevalt kasutatakse neid kas voolutugevuse piiramiseks või pingelangu tekitamiseks. Takistid võivad olla kas lineaarsed või mittelineaarsed
Omajuhtivus -tähendab nii n kui ka p tüüpi juhtivust,ilma lisandita.Juhtivustsoonis liiguvad neg laengukandjad.Valetstsoonis liiguvad pos laengukandjad. Pooljuht-kihiline pirukas. Pn siire-kahekihilne pooljuht. p-poolmes augud ülekaalus. Dielektrik ehk mittejuht ehk isolaator on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus) on seetõttu väike. Tavaliselt loetakse materjali juhiks, kui selle eritakistus ei ületa 106 m. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea
elektrone, võrreldes metalli pooltäidetud tsooni asukate arvuga. Pooljuhis on osa elektrone siiratud valentsitsoonist juhtivustsooni, jääb sinna ka vabu alatasemeid. Täites neid auke, pääsevad ka valentsitsooni elektronid liikuma. 6. Pooljuhid on ained, mis tavatingimustel juhivad voolu halvasti. Nt. Räni, germaanium. Tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri(valgus, temperatuur) mõjul. Pooljuhtideks nimetatatkse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. Pooljuht on elektronjuhtivusega keemiline aine, mis juhib elektrit paremini kui dielektrikud ja halvemini kui elektrijuhid. On väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. 7. Peamine pooljuhi iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Seda saab tunduvalt tõsta viies kristalli selle kasvatavamise käigus väheke sobivaid lisandeid. 8. Näiteks uuemates valgusfoorides või elektrooniliselt juhitavates liiklusmärkides raudteejaamades,
Kõigepealt leiame dipooli potentsiaali. Seda saame leida laengute süsteemiga. Dipooli potentsiaalne energia on arvutatav . Süsteem on stabiilses tasakaalulises asendis kui energia on minimaalne . Dipooli energia on minimaalne kui dipool on suunatud piki välja. Kui tingimusi ei ole täidetus, siis tekib välja jõudude moment, mis proovib dipooli välja suunas pöörata. Homogeenses väljas mingit summaarset jõudu ei mõju. Mittehomogeenses väljas mõjub jõud : . 8. Dielektrikute polarisatsioon. Polarisatsioonivektor ja laengud. Välise elektrivälja puudumisel on dielektriku molekulide dipoolmomendid kas võrdsed nulliga (mittepolaarsed molekulid) või ruumis suundadelt kaootiliselt jaotunud (polaarsed molekulid). Mõlemal juhul on dielektriku summaarne elektriline moment võrdne nulliga. . Välise välja toimel dielektrik polariseerub. See tähendab, et dielektriku resulteeriv elektriline moment muutub nullist erinevaks.
Kristallid elektriväljas elektrivool kristallides; elektronid ja augud Elektriõpetuses teame, et elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine. Tahkistes on laengukandjateks elektronid. Suunatud liikumisse tõukab laengukandjaid elektrijõud, mis neile mõjub tahkisele rakendatud elektriväljas. Metalli pooltäidetud tsoonis on külluses nii elektrone kui ka vabu alatsemeid energia kasvuruumi. Seepärast ongi nad suurepärased elektrijuhid. Dielektrikute tühjas juhtivustsoonis on ,,energiaruumi" avarasti, kuid seal puuduvad elektronid, mida väli võiks liikuma suunata. Valentsitsioonis on küll kõik alatasemed elektronidega täidetud, kuid väli ei saa neid kiirendada: puuduvad vabad alatasemed, mille elektrone kergitada. Nõnda nad ei juhigi voolu, on isolaatorid. Mida kõrgem on pooljuhi temperatuur, seda enam elektrone paisatakse juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentsitsooni. Juhtivus kasvab soojenedes järsult, ja pooljuhte saab
-Mähised liiguvad magnetväljas generaator -Mähist läbib muutuv magnetväli transformaator. 34. Elektrimootori tööpõhimõte põhineb vooluga juhtme liikumisel magnetväljas, mis omakorda põhineb vasaku käe reeglil: kui asetada vasak käsi magnetvälja nii, et jõujooned suunduvad peopessa ja väljasirutatud sõrmed näitavad voolu suunda, siis kõrvalesirutatud pöial näitab juhtmele mõjuva jõu suunda. 35. Pooljuhtideks nim elektrimaterjale, millede elektriline eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest, valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest.
suunas potentsiaali muutust pikkusühikul. D) Elektriväljatugevuse voog E) Gaussi teoreem elektrostaatilise välja jaoks vaakumis elektriväljatugevuse voog läbi mis tahes kinnise pinna on võrdeline pinna sees olevate laengute algebralise summaga F) Gaussi teoreemi rakendusi 11. Elektriväli dielektrikus a. Dielektrikud ja elektrijuhid b. Dielektriku polarisatsioon c. (Di)elektriline vastuvõtlikkus d. Gaussi teoreem elektrostaatilise välja jaoks aines e. Ääretingimused dielektrikute lahutuspinnal f. Senjettelektrikud A) Dielektrikud ja elektrijuhid B) Dielektriku polarisatsioon tu gevam C) (Di)elektriline vastuvõtlikus D) Gaussi teoreem elektrostaatilise välja jaoks aines E) Ääretingimused dielektrikute lahutuspinnal F) Senjettelektrikud Senjettelektrik on eri liiki dielektrik, milles polarisatsioon võib tekkida
.............. 73 3. ELEKTRIMATERJALID......................................................................................................................... 74 3.1. Sissejuhatus ...................................................................................................................................... 74 3.2. Dielektrikud ........................................................................................................................................ 74 3.2.1. Dielektrikute põhiomadused ....................................................................................................... 74 3.2.2. Isoleermaterjalid ja nende kasutusala........................................................................................ 78 3.3. Pooljuhid ............................................................................................................................................ 83 3.4. Elektrijuhid .....................................................
suhtes ja magnetvälja tugevusest. F=k1Bilsina B-induktsioon(tesla) 2. Elektrimahtuvus-laeng, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga. fii-q Võrdeteguriks on 1/C C=q/fii. Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid. Lisanditega saab juhtivust muuta: Doonorlisandid- muudavad
Elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine. Selle suund on määratud kokkuleppeliselt: positiivsete laengukandjate liikumise suund 6. Mille poolest erinevad juhid, dielektrikud ja pooljuhid? Juhid on ained, mille vabade laengukandjate arv on väga suur. Nt metallid Dielektrikud sisaldavad väga vähe vabu laengukandjaid. Pooljuhid on saanud nime oma vahepealse elektrijuhtivuse järgi juhtide ja dielektrikute kui kahe äärmuse vahel. 7. Mida näitab voolutugevus? Valem, ühik. Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget. Voolutugevuse ühikuks on üks amper ja voolutugevuse valemiks on juhi ristlõiget läbiva aja jagatis selleks kuluva ajaga. 8. Kuloni seadus ja valem. Kuloni seadus ütleb, et kaks punktlaengut mõjutavad üksteist jõuga, mis on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.