Töö nr. 3 Dielektriline läbitavus Koostasid Mõõtmisel saadud algandmed: Pooli sagedusriba sagedus f MHz Q1 C1 Q2 C2 50-140 kHz 0,1 188 93 95 51 150-450 kHz 0,3 220 96 99 54 500-1400 kHz 1 220 99 92 62 1,5-4,5 MHz 3 260 106 101 66 5-14 MHz 10 230 88 50 46 12-30 MHz 20 165 142 58 98 d= 0,049 m D= 0,00079 M 0 = 8,85E-12 F/m S= 0,001886 m2 kus: D elektroodi läbimõõt d dielektriku paksus 0 elektriline konstant (8,85*10-12 [F/m]) S elektroodi pindala Erinevad valemite abil leidsime: ...
docstxt/133041286091473.txt
Seda mõõdetakse amper-tundides. Kui voolutugevus juhis on üks amper, siis läbib ühe tunni jooksul juhiristlõiget laeng üks amper-tund (1A*H) 1A*h=1A*3600S=3600C. COULOMB'i SEADUS *Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguseruuduga. VALEM : F=k|q1||q2/ r2 ( F jõud(N) ; k 9*109 (N*m2/c2) ; q1 - I keha laeng(C) ; q2 II keha laeng (C) ; r2 kehadevaheline kaugus (m) ; aine dielektriline läbitavus(-) ; 1(vaakumis) *Punktlaeng on keha, mille mõõtmeid ei arvestata ja selle keha laengut vaadeldakse koondunult ühte punkti. Sarnane mõiste on punktmass. *Keha võib vaadelda punktlaenguna siis, kui kehadevahelised kaugused on tunduvalt suuremad kehade mõõtmetest. *Newton'i seadus on sarnane Coulombi seadusega. AINE DIELEKTRILINE LÄBITAVUS ...näitab, et mitu korda on kahe laenguvaheline mõjujõud antud aines nõrgem, kui vaakumis. ÜL.1
Mõisted: Laeng-iseloomustab keha aktiivsust elektri-ja magnetnähtuvustes. Laengud looduses-positiivsed(prootonid)negatiivsed(elektronid) Elementaarlaeng-vähim võimalik laengu väärtus Juhid-kõik metallid,neil on vabu elektrone ja sp.juh.hästi voolu. Pooljuhid-elektrijuhtivuselt metallide ja isolaatorite vahepeal, nad ei juhi voolu nii hästi nagu metallid ega ole päris isolaatorid. Dielektrikud-isolaatorid ehk mittejuhid ei juhi voolu-kumm,klaas. Coulombi seadus-2 laengut mõjutavad teineteist jõuga,mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nende laengutevahelise kauguse ruuduga. Punktlaengud-laetud keha,mille mõõtmeid võib mitte arvestada. Erinimelised tõmbuvad,samanimelised tõukuvad. Dielektriline läbitavus näitab mitu korda on antud keskkonnas laengute vastastikune mõju väiksem võrreldes vaakumiga. Elektrivälja tugevus-vektoriaalne füüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne elektrivälja mingisugusesse punkti aseta...
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) 8) Aine dielektriline läbitavus näitab, kui mitu korda on jõud vaakumis suurem antud aines E= F0/F E aine F0-jõud vaakumis (N) F- jõud aines (N) 9) Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub sellel väljal ühikulisele elektrilaengule E=F/q E- elektriväli (N/C) F- jõud (N) q- Laeng (C) 10) Homogeenne elektriväli on elektriväli, mille jõujooned on võrdsetel kaugustel paiknevad võrdete pikkustega paralleelsed sirged, mille vahekaugus aja jooksul ei muutu + joonis!
Coulomb'i seadus: kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga mis on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. F= k Elektrivälja mingi punkti potentsiaal näitab sellesse punkti asetatud ühiklaengu pot. energiat. f=Ep/q. Ep pot.energia(J) q-laeng(c) f- q1q2/E r2. F-jõud(N) k= 9x109 Nxm2/C2 q- I keha laeng(c) E- aine dielektriline läbitavus (-) r-kehade vaheline kaugus (m) NB! Vaakumi korral epsilon võrdub potensiaal(v-volt). Ekvipotensiaalpind on selline mind mille iga punkti potentsiaal on samasugune/ekvalentne. NB! ekvipotensiaali pinnad ja E=1. Punktlaeng on keha mille mõõtmeid ei arvestata ja keha laengut vaadeldakse koonduna ühte punkti. NB! Keha võib punktlaenguks siis kui kehade vahelised kaugused on tunduvalt suuremad kehamõõtmetest. Kuloni seadus on õige ka ühtlaselt laetud kerade korral
Arvuti toiteplokk Arvuti toiteploki ülesanne on muundada ja alandada vahelduvvool(110-230v) stabiilseks alalisvooluks (3.3-12V), mida saab kasutada arvutikomponentides. Toiteploki põhilisteks komponentideks, milles kasutatakse materjalide isoleerivaid omadusi on trafod, kaablid, trükiplaat ja elektrolüüt kondensaatorid. Samas kasutatakse elektrijuhtmeid, mis on kaetud PVC-ga. PVC-l on väga hea suhteline dielektriline läbitavus = 3.0. Kaablite pistikute juures kasutatakse ka isolatsiooni juures kummi, millel on dielektriline läbitavus = 3.0 4.0. Toiteplokkide hindamisel on põhiliseks parameetriks toiteploki maksimaalne väljundvõimsus. Tänapäeval on tavalise koduarvuti keskmiseks toiteploki väljundvõimsuseks 300500 W. Mängurite ja teiste jõudlust vajavate arvutite toiteplokkide väljundivõimsusteks võib olla 8001400 W. Kõige
Tekkivaid laenguid nim indutseeritud laenguteks. Indut laengute elektrivli tasakaalustab juhile väljaspoolt mõjuva elektrivälja. Selle tagajärjel summaarne elektrostaatiline väli juhis puudub.| Dielektrik-aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaaluasendi suhtes. Pol nähtus-omavahel seotud erinimeliste laengute lahknemist ruumis. Pol tulemusena aine nõrgendab talle mõjuvat elektrivälja. Aine polariseerumise mõõduks on tema dielektriline läbitavus . Aine dielektriline läbitavus näitab, kui mitu korda on elekt jõud vaakumis suurem jõust selles aines.|Mahtuvus iseloomustab kehade laadumisvõimet. Kahe keha omavaheline mahtuvus näitab,kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib kehade vahel ühikuline pinge. Ühe keha mahtuvus näitab, kui suure laengu q viimisel kehale tekib keha pot ühikuline muutus. Kondensaator-kehade süsteem, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks.
Kondensaatorid a) Püsikondensaatorid : 1.Kilekondensaatorid Dielektrikuks võib olla 1...30 m paksune polüester, polükarbonaat, polüpropeen või polüstüreen, mille dielektriline läbitavus on 2...4. Elektroodidena kasutatakse õhukest fooliumi, paksus 5 m, või kilele sadestatud alumiiniumi õhukest kihti. Fooliumkilekondensaatori elektroodideks on õhukesest alumiiniumplekist (fooliumist) lindid, mis on koos nende vahel asetsevate 2...10 m paksuste dielektrikuribadega rulli keeratud. 2.Kõrgsagedus-keraamikakondensaatorid Dielektrik on väikese läbitavusega, ulatudes 3...550. Kõrgsageduskeraamikal on väga
g tõmbuvad erinimelised laengud Coulomb'ii seadus Coulomb · Kahe punktlaengu vahel mõjuv jõud on võrdeline laengute suurustega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga Coulomb'ii seadus Coulomb Q1 Q2 2[ ] F= a - keskkonna absoluutne dielektriline läbitavus N 0 vaakumi dielektriline läbitavus keskkonna suhteline dielektriline 4 a r läbitavus (saab tabelist) r laengute g vaheline kaugus g [[m]] F laengute vaheline jõud [N] a = 0 Q laengu suurus [C] 1 F - näitab mitu korda on antud 0 = 9
Mahutavus ja kondensaator kahekeha vaheline mahtavus näitab, kui suure laengu üleviimisel ühelt kehalt teisele, tekib nende vahele ühikute pinge.C=Q/U, C-mahtuvus, Q-laeng(C), U-pinge(V). Kondesaator on seade, mis on loodad kindla mahtuvuse saamiseks. Plaatkondensaator koosneb kahest tasaparalleelsest juhtivast ainest plaadist, mille vahel on dielektrikiht. E= Q/EE0s, E- elektrivälja tugevus, Q-laeng, E- aine dielektriline läbitavus. C=EE0S/d. Kondesaator elektriväljas- U.A/q, A= Uq, A=Uq/2. W=Uq/2=CU2/2=q2/2c. W= kondensaatori energia, U= pinge, q= laeng, C= mahtavus. Rööpühenduse valem: C=q/U Mahutavus ja kondensaator kahekeha vaheline mahtavus näitab, kui suure laengu üleviimisel ühelt kehalt teisele, tekib nende vahele ühikute pinge.C=Q/U, C-mahtuvus, Q-laeng(C), U-pinge(V). Kondesaator on seade, mis on loodad kindla mahtuvuse saamiseks. Plaatkondensaator koosneb
külgvedeliku vahel mlemas U-toru harus. Lülitatakse pingeallikas sisse ja reguleeritakse vastav pinge elektroodidele, fikseerides ühtlasi ka aja. Ettenähtud aja möödudes lülitatakse pinge välja ja määratakse piirpinna edasiliikumise ulatus ja suund (kumba elektroodi poole piirpind nihkus). Valemid: Elektrokineetiline potentsiaal - külgvedeliku viskoossus Pas, v - piirpinna edasiliikumise kiirus m/s, v = h/t, E - elektrivälja tugevus V/m, E= U/L = külgvedeliku dielektriline läbitavus, 0 - vaakumi dielektriline läbitavus 8,85410-12 F/m. Piirpinna nihkumise suuna järgi määratakse laetud osakese märk Katseandmed: Tabel 1 Potentsiaalide Elektroodide Piirpinna Elektro- Külgvedeliku Külgvedeliku vahe vaheline edasinihkumine foreesi aeg (vesi) dielektriline elektroodidel kaugus L h t viskoossus läbitavus U V m m s
kaudu • Samanimelised laengud tõukuvad, erinimelised laengud tõmbuvad Coulomb’i seadus • Kahe punktlaengu vahel mõjuv jõud on võrdeline laengute suurustega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga Coulomb’i seadus Q1 Q2 2 F εa - keskkonna absoluutne dielektriline läbitavus N ε0 – vaakumi dielektriline läbitavus ε – keskkonna suhteline dielektriline 4 a r läbitavus (saab tabelist) r – laengute vaheline kaugus [m] F – laengute vaheline jõud [N] a 0 Q – laengu suurus [C] 1 F
Lülitatakse pingeallikas sisse ja reguleeritakse vastav pinge elektroodidele, fikseerides ühtlasi ka aja. Ettenähtud aja möödudes lülitatakse pinge välja ja määratakse piirpinna edasiliikumise ulatus ja suund (kumma elektroodi poole piirpind nihkus). Valemid: Elektrokineetiline potentsiaal , kus - külgvedeliku viskoossus Pas, v - piirpinna edasiliikumise kiirus m/s, v = h/t, E - elektrivälja tugevus V/m, E= U/L = külgvedeliku dielektriline läbitavus, 0 - vaakumi dielektriline läbitavus 8,85410-12 F/m. Piirpinna nihkumise suuna järgi määratakse laetud osakese märk. Katseandmed: Potentsiaalide Elektroodide Piirpinna Elektroforeesi Külgvedeliku Külgvedeliku vahe vaheline edasinihkumine aeg t (s) viskoossus dielektriline elektroodidel kaugus L h (m) läbitavus
harus. Lülitatakse pingeallikas sisse ja reguleeritakse vastav pinge elektroodidele, fikseerides ühtlasi ka aja. Ettenähtud aja möödudes lülitatakse pinge välja ja määratakse piirpinna edasiliikumise ulatus ja suund (kumma elektroodi poole piirpind nihkus). Valemid: Elektrokineetiline potentsiaal , kus - külgvedeliku viskoossus Pas, v - piirpinna edasiliikumise kiirus m/s, v = h/t, E - elektrivälja tugevus V/m, E= U/L = külgvedeliku dielektriline läbitavus, 0 - vaakumi dielektriline läbitavus 8,85410-12 F/m. Piirpinna nihkumise suuna järgi määratakse laetud osakese märk. Potentsiaalide Elektroodide Piirpinna Elektroforeesi Külgvedeliku Külgvedeliku vahe vaheline edasinihkumine aeg t (s) viskoossus dielektriline elektroodidel kaugus L (m) h (m) (Pa*s) läbitavus U (V) 150 0.192 0.017 2500 0,8902*10-3 78,53 Arvutused:
Elektrostaatiline induktsioon-nähtus kus vabad laengud kogunevad juhi pinnale.Juhi sees elektriväli puudub. Dielektrikul puuduvad vabad laetud electronic Polaarne die. ´+ ja - laengu asukohad ei ühti Mittepolaarne die. + ja - laengu asukohad ühtivad. Dielektriku dielektriline läbiatavus....näitab,mitu korda väli dielektrikus on väiksem elektriväljas vaakumis .Valem.... Välise elektrivälja mõjul kvartskristalli mõõtmed perioodiliselt vähenevad.KVARTSKELL Elektrimahutavus-nimetame ühe juhi laengu ja juhtide potensaalide vahe suhet. Valem+tähis Iseloomustab juhtide võimet saleslady elektrilaengut. Kondensaator-on mõeldud laengute salvestamseks,koosneb kahest juhist mis on omavahel dilektriku kihiga joonis...
Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja sõltub keskkonnas, kus laengud paiknevad. q1 q 2 Nm2 F =k Kus k =9109 r2 C2 F laengutevaheline jõud (N), q1;q2 laengud ©, suhteline dielektriline läbitavus, r laengute vahekaugus (m) 2. Kirjuta laengutevahelise jõu arvutamise valem SI-süsteemis, kui laengud ei asu vaakumis. Selgita tähtede tähendused ja kirjuta vastavad ühikud. q 1 °q 2 -12 C2 F= Kus 0=8,8510 4 0 r2 N m
kõrgem kui mujal: umbes üks sajast tuhandest osoonikihi molekulist on osooni molekul. 6. Elektrofiil ja nukleofiil Elektrofiil on aineosake, millel on vaba või osaliselt vaba aatomorbitaal ja selle tulemusena positiivne elektrilaeng või osalaeng. Elektrofiilid on nt H+, Cl+, R+. Nukleofiil on aineosake, millel on vaba elektronpaar ja selle tulemusena negatiivne laeng või osalaeng. Nukleofiilid on näiteks hüdroksiidiioon, halogeniidiioon ja vesi. 7. Vedelike dielektriline konstant Näitab mitu korda on kahe laengu vastasmõju keskkonnas nõrgem kui vaakumis · Jäme üldistus: Dielektriline konstant on vedelikul üldiselt seda kõrgem, mida kõrgem on vedelikku moodustavate osakeste dipoolmoment · Dielektriline konstant ei võta otseselt arvesse vastasmõjude tugevust
keha, millel puuduvad mõõtmed. Punktlaengu mõiste abil lihtsustatakse elektrinähtuste uurimist tavaliselt juhtudel, kui keha või osakese mõõtmed on tühised võrreldes tema kaugusega teistest elektrilaengut omavatest kehadest või osakestest. Neil juhtudel võib mõõtmed arvestamata jätta. Samuti kasutatakse punktmassi mõistet teoreetilistes mudelites ja harjutusülesannetest. 4 Millised jõud esinevad laetud kehade vahel, kuidas neid kujutatakse joonisel? 5 Mis on dielektriline läbitavus, kuidas tähistatakse ja leitakse?Suhteline dielektriline läbitavus ehk keskkonna dielektriline läbitavus on füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis. Suhtelist dielektrilist läbitavus tähistatakse tavaliselt . See avaldub konkreetse keskkonna korral: 6 Mis on elektrostaatiline väli?Elektrostaatiline väli on ajas muutumatu elektriväli. 7 Mida näitab elektrivälja tugevus, kuidas leitakse
nihkuvad elektrivälja suunas, negatiivsed vastassuunas). 8. Kuidas on dielektriku polarisatsioonist põhjustatud väli suunatud välise välja suhtes? Milliseks kujuneb summaarne väli? Dielektrikus tekkib sama suunaline väli, mis on väiksem kui väline elektriväli. Seega summaarne väli on väiksem kui väline elektriväli. E E E j 0 9. Mis suurus on dielektriku suhteline dielektriline läbitavus? Seda kui palju dielektrik nõrgendab elektrivälja näitab suhteline dielektriline läbivus. - Dielektriline läbivus on füüsikaline suurus mis näitab, mitu korda on elektrijõud dielektrikus väiksem kui vaakumis. E0 E0 elektriväli vaakumis = E E elektriväli dielektrikus 10. Miks välise välja mõjul juhtides toimuva tagajärjel juhi sees väli kaob, dielektrikutes nõrgeneb (kaob osaliselt)?
= 2 1 Temperatuuri juurdekasv (temperatuuride vahe) kelvinites (K) 8. Elektrimahtuvus füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha võimet salvestada elektrilaengut. (C=q/U; ühik 1F[farad]) 9. Kondensaator kaks dielektrikuga eraldatud elektroodi, kasutatakse voolu ühtlustava seadmena · Homogeenne elektriväli: E=Q/a*s=U/d E-elektrivälja tugevus volti meetri kohta(V/m) Q- laeng kulonites (C) a-absoluutne dielektriline läbitavus faradites meetri kohta (F/m) S- pindala ruutmeetrites d- plaatidevaheline kaugus meetrites · Lamekondensaatori mahtuvus: C=Q/U=a*s/d=(r*0*S)/d r- suhteline dielektriline läbitavus 0- elektriline konstant 8,85*10-12F/m · Mitmeplaadilise kondensaatori mahtuvus: C=(n-1) *a*S/d C-mahtuvus faradites (F) n- plaatide arv
1. Mida nimetatakse elektriliseks induktsiooniks ja mis seda nähtust põhjustab? 2. Mida näitab aine dielektriline läbitavus? Kus on dielektriline läbitavus kõige väiksem? 3. Mis on alalisvool? Mis ühikutes mõõdetakse? Too mõned näited seadmetest, mis tarbivad alalisvoolu. 4. Mida näitab laengukandjate kontsentratsioon aines? 5. Kuidas leitakse takistite süsteemi kogutakistus rööpühendusel, kuidas jadaühendusel? 6. Kui suur takistus peaks olema tolmuimejal, et teda läbiks 220-voldisel võrgupingel 5-ampriline vool? 7
20 =1,226E-11 U A ( C´X 2 ) =2,8 2,78744E-21 20 =3,306E-11 Dielektrilise plaadi paksus: d '1=3,5 mm d '2=3,2 mm d '3=3,1 mm ' d 4 =3,1 mm d '5=3,1 mm d´ =3,2 ±0,217 mm ' U A ( d´ ' ) =2,8 0,12 20 =0,217 Plaadi suhteline dielektriline läbitavus: 1 = =2,162± 0,174 3 2,13337 1- (1- ) 3,2 4,99879 2 2 U C ( )= ( U A ( d´ ) ) +( ' U A ( d´ ' ) ) =0,174 d d Veendun õigsuses: C´ C´X 1 ( +1) X 0 2 3,72499E-10 3,373E-10 Tulemused ja järeldused:
v osakeste kiiruste keskväärtus II v osakeste ruutkeskmine kiirus m osakese mass Jõud Newtoni seadused F jõuvektor m mass a kiirendusvektor P kaal g raskuskiirenduse vektor Fundamentaaljõud Fgr gravitatsioonijõu suurus m1 ja m2 kaks massi r massidevaheline kaugus gravitatsioonikonstant M Maa mass R Maa raadius Fel elektrilise jõu suurus 0 elektrostaatiline konstant q1 ja q2 kaks laengut keskkonna dielektriline läbitavus Elektrivälja tugevus q välja tekitav laeng r teise laengu kohavektor välja tekitava laengu suhtes Q proovilaeng E elektrivälja tugevuse vektor laengu pindtihedus 2 E elektrivälja tugevuse suurus Pseudojõud a kiirenduse suurus v kiiruse suurus r ringjoone raadius F tsentripetaaljõud m mass Molekulaarjõud Fh hõõrdejõu suurus k hõõrdetegur N rõhumisjõu suurus
tekkiva sädemete korral, seetõttu vesinikku kasutatakse hermeetilises süsteemis. Vesinik omab suure soojusmahtuvuse ja hea soojusjuhtivuse. Gaasilisi nii ka vedeldielektrikuid kasutatakse jahutusvahendina elektrilistes seadmetes, generaatorites, lülitites, samuti kasutatakse gaasilisi koostisi valgustites ioniseeritud olukorras. Gaasilisi dielektrikuid iseloomustavad järgmised elektrilised parameetrid: 1. suur eritakistus 2. dielektriline tugevus Elä (kV/h) 3. dielektriline läbitavus =% (valgustite juures tähtis) 4. voolukadu (tan ) 5. soojusjuhtivus 6. mahtuvus 7.soojuspüsivus Vedel dielektrikud Elektrilistes seadmetes kasutatakse vedelikke, isolaatoritena ja jahutus vahenditena. Vedelike liigid on: 1. Naftaproduktid, looduslikult saadavad 2. sünteetilised vedelikud, keemilisel teel saadavad 3. räniorgaanilised supensioonid(taluvad kõrgeid temperatuure, lülitises tekib sädelus) Neid kasutatakse: 1. Trahvo õlidena 2. Kondensaator õlidena 3. Kaabli
Coulombi seadus-2 punktlaengut mõjutavad 11 jõuga, mis on võrdeline nende langute korrutisega ja pöördvõrdeline nende kauguse ruuduga.F= (N),k-9* , -aine dielektriline läbitavus.Punktlaeng-keha, mille mõõtmeid ei arvestata ja selle keha kogu laengut vaadeldakse koonduduna ühte punkti.Pl võib vaadelda keha kui keha mõõtmed on tunduvalt väiksemad kehade vahelisest kaugusest.NB. -8,85* F/m(elektrikonstant)Aine dielektriline läbitavus-näitab mitu korda on elektrilaengule mõjuv jõud dielektrikus nõrgem kui vaakumis. = /F ( laengule mõjuv jõud vaakumis,F-laengule mõjuv jõud aines)Elektriväli-elektrilaengute vahelise mõju vahendaja. Iga laeng tekitab oma elektrivälja, mida teised laengud tunnetavad.Väli-üks mateeria eksisteerimise vorm, teine on aine.Tänapäeval vaadeldakse ka välju koosnevana osakestest.Elektrivälja vahendav osake on valguskvant e. Footon.Elektrivälja tugevus-näitab elektriväljas paiknevale ühikla...
Coulomb'i seadus kahe laetud keha vahel mõjuv jõud on võrdeline kummagi keha laenguga ja põõrvõrdeline kehade vahekauguse ruuduga . ; k konstant Punktlaeng elaetud keha, mille mõõtmed on tühised võrreldes kehade vahekaukusega Dielektriline läbitavus füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem jõust antud aines dielektriline läbitavus( ühik puudub) F0 vaakumis mõjuv jõud 1N, F aines esinev jõud 1N Väli mateeria eriline vorm, mis vahendab aineoskeste vastastikust mõju ning omab energiat Elektrivälja tugevus näitab kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale E=elektrivälja tugevus N/C, F=jõud 1N, q=laeng 1C Elektrivälja jõujoon on mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat Homogeene ühtlane, ühesugune
Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget. Valem l = q/t, ühik A - amper. 10.Mis on elektrostaatika? Elektrostaatika tegeleb paigalseisvate laetud kehade vastastikmõju uurimisega. 11.Coulombi seadus, valem, ühik. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga. Valem F = k * (|q 1|*|q 2|) / r2, ühikud F-N, q-C, k-Nm2/C2 ).12.Mis on keskkonna dielektriline läbitavus? Keskkonna dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem jõust antud aines. 13.Elektrivoolu toimed. Soojuslik toime, mehhaaniline toime, magnetiline toime, keemiline toime.14.Elektrivoolu tekkimise tingimused. Vabad laetud osakesed, jõud15.Miks me ütleme, et aatom on neutraalne? Aatomi summaarne elektrilaeng on null (elektronid-, prootonid+, neutronid0), seega on aatom neutraalne. 16.Millal tekib negatiivne ioon
võimendi sisendisse tihti 1 F või isegi 100 nF suurune kondensaaator. On ka mitmefaradisi kondensaatoreid. Neid kasutatakse põhiliselt vähest voolu tarbivate skeemide, näiteks kella mikroskeemide, veeboileri korrosioonikaitse lülituste ja muude seadmete varutoite allikatena. 4 Senjett-keraamikakondensaatorid Dielektriline läbitavus võib ulatuda 10 000. Selline dielektriline läbitavus võimaldab luua väikeste mõõtmetega väga suure mahtuvusega kondensaatoreid. Kuid senjettkeraamikast dielektrikul on suur energiakadu ning mahtuvus sõltub tugevalt ja mittelineaarselt temperatuurist, sagedusest ja pingest. Seega on nad kasutatavad ainult madalatel sagedustel ja pingetel ning kohtades, kus väikeste mõõtmete juures on vaja suuri mahtuvusi ja mahtuvuse väärtusele on lubatud suur tolerants. Sellised kondensaatorid vananevad kiiresti.
aja. 9. Ettenähtud aja (30 min) möödudes lülitasin pinge välja ja määrasin piirpinna edasiliikumise ulatuse ja suuna. Katsetulemused ja arvutused Potentsiaalide Elektroodide Piirpinna Külgvedeliku Elektroforeesi Külgvedeliku vahe vaheline edasinihkumi dielektriline aeg viskoossus elektroodidel kaugus, ne läbitavus 140 0,19 0,011 1800 81 Elektrokineetilise potentsiaali arvutan järgmise valemi abil: Kus külgvedeliku viskoossus, piirpinna edasiliikumise kiirus, elektrivälja tugevus, vaakumi dielektriline läbitavus,
Juhul, kui kondensaatori plaatide vahele asetatakse dielektrik, siis dielektriku molekulid elektriväljas polariseeruvad. Kui plaatide vahele panna dielektrik, siis see polariseerub ja tekipb lisalaeng plaatidele – indutseeritud dipool. Polarisatsiooninähtuse iseloomustamiseks kasutatakse tavaliselt mõistet polariseerumus P. Polarisatriooni sõltuvus E-st: P a E , a - absoluutne dielektriline vastuvõtlikkus. Valemi sulgudesse jäävat osa tähistatakse 1 ja D 1 0 E nimetatakse suhteliseks dielektriliseks läbitavuseks. D 0 E a E kus a 0 on absoluutne dielektriline läbitavus, F/m .Vaakumi suhteline dielektriline läbitavus on 1 Plaatide vahel ε>1
Coulumbi seadus- kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga keskkond alati nõrgendab elektrijõudu, Jõud on suunatud piki laenguid ühendavat sirget ja sõltub ainest, milles laengud asuvad. Samanimelised tõukejõud, erinimelised tõmbejõud Punktlaeng- laetud keha, mille mõõtmeid võib mitte arvestada. Mõõtmed on tühiselt väikesed võrreldes vahekaugusega Aine dielektriline läbitavus- füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem jõust antud aines. Mida suurem on aine dielektriline läbitavus, seda väiksemad on elektrijõud aines Väli- vahendaja, mille kaudu 1 keha mõjutab teist Kaugmõju Lähimõju Kandub üle hetkeliselt 2 keha vahel on vahendaja, välja kaudu Üks väli ei sega teist
Pinge U V volt (J/C) Elektriline pinge U=A/q Töö elektriväljas A J dzaul Elektrivälja potensiaal fii=Ep/q Elektrimahtuvus C F farad (C/V) Elektrimahtuvus C=q/U Elektrivälja Ee Elektrivälja energia Ee=CU2/2 energia Elektrivälja fii V volt (J/C) potensiaal Dielektriline läbitavus Seadused ja printsiibid: Coulomb'i seadus: Kaks punktlaengut mõjutavad üksteist jõuga vaakumis, mis on värdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga (F=k*(q1*q2/r2)). Elektrilaengu jäävuse seadus: Elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus. Superpostisiooniprintsiip elektriväljas: Laengute süsteemi väljatugevus võrdub üksikute laengute poolt põhjustatud välja tugevuste geomeetrilise summaga. Põhimõisted:
rakendused: energia salvestamine, alalissignaali eraldamine, kõrgpingeimpullside tekitamine, alalispingeallikate pinge silumine, müra mahasurumine, sensorid, informatsiooni salvestamine, reaktiivkomponentide mahasurumine. EMJ. allikas kulutab laengu kondensaatorite plaatidele kogumiseks energiat. Laetud kondensaatori tühjenemisel, see energia vabaneb. Pinge on kondensaatoril võrra maas. Detsibellid näitavad väljund- ja sisendsuuruste suhet logaritmilisel skaalal. Induktiivpool- - dielektriline läbitavus. Magnetvälja jõujooned eelistatult läbi ferroelektriku. Ideaalselt juhul L ei sõltu temp, signaali suurusest ega sagedusest. Induktiivpooli rakendused: energia salvestamine, pingemuundur(transformaator), kõrgpingeimpulsside tekitamine, reaktiivkomponentide mahasurumine. Voolu tekitamiseks poolis on vaja energiat, mis salvestatakse magnetväljas. Energia vabaneb pooli tühjenemisel läbi takisti. Diood- p-n siire kui lüliti- päripingestatult sees, vastupingestatult väljas
Esitage: a) e ajakirja otsivahend: Panin A-to-Z : Tallinna Tehnikaülikoolile avatud e-ajakirjad ja e-raamatud otsingusse ajakirja nime, leidsin Journal of Cellular Biochemistry. b) otsistrateegia: Panin otsingusse artikli nime (võtsin ,,D" ära) ning valisin tulemuste (15) seast ,,Vitamin D and multiple sclerosis" c) artikli autorid: Anita Raghuwanshi, Sneha S. Joshi and Sylvia Christakos 3. (3 P) Leidke TTÜ raamatukogu eraamatust Handbook of Chemistry and Physics polümeeri polycarbonate dielektriline konstant (dielectric constant). Esitage: a) otsivõimalus: Leidsin Handbook of Chemistry and Physics, panin otsinguvälja polycarbonate ja valisin sealt Dielectric Constant of Selected Polymers b) polümeeri polycarbonate dielektriline konstant sagedusel 1 kHz: 2.92 4. (3 P) Leidke andmebaasist SciFinder Scholar aine all transRetinol Esitage: a) otsivõimalus: Kasutasin otsingut EXPLORE SUBSTANCES ning panin otsingusse aine nime b) aine valem: C20 H30 O c) CAS RN: 68-26-8
kauguse ruuduga Vihikus paremini arusaadav (Loeng 10). 13. Kuidas kirjeldavad elektrivälja jõujooned elektrivälja? Mida tihedamalt on jõujooned, seda tugevam on elektriväli. Jõujoon on suunatud nii, nagu elektrivälja tugevus. 14. Gaussi teoreem vaakumi kohta. (Tähtede tähendused) – Elektrivälja voog läbi kinnise pinna on võrdeline selle pinna poolt piiratud ruumalas oleva laenguga ja pöördvõrdeline dielektrilise konstandiga. FII = q / E E0 (E – aine dielektriline läbitavus, E0 – dielektriline konstant – 8,85*10-12 F/m, q – laeng. 15. Kui suur on elektrivälja töö laengu liigutamisel mööda kinnist trajektoori? (Põhjendada) 16. Mida näitab elektrivälja potentsiaal? Näitab, kui palju tööd on vaja teha, et positiivne ühikuline laeng viia lõpmatusse. 17. Kuidas on seotud elektrivälja potentsiaal laengu liigutamisel tehtava tööga? – Elektrivälja potentsiaalide muutus on laengu liigutamisel tehtav töö 18
Miks? Juhi sees elektriväli puudub, sest vabad laengukandjad paiknevad väliste elektriliste jõudude mõjul ümber nii, et loovad oma elektrivälja, mis tasakaalustab välise elektrivälja. 9.Mis juhtub elektriväljaga dielektrikus? Dielektrikus välise elektrivälja toimel aatomid moodustavad dipoole, mistõttu dielektriku pinnad saavad laengu (sisemine elektriväli). See nõrgendab välist elektrivälja mingi arv korda ( korda). = Fvaakum / Fdielektrik = Evaakum / Edielektrik 10.Mis on dielektriline läbitavus? Dielektriline läbitavus iseloomustab aine polariseerumisvõimet. 11.Kondensaator, selle ehitus ja otstarve. Konspektis: Kondensaatorid on seadmed, mida kasutatakse elektrilaengute kogumiseks ja säilitamiseks. Kondensaatori moodustavad kaks plaati, mis on teineteisest eraldatud dielektrikuga. Neid laetakse vooluallikast. Laengu kogunemisel plaatidele tekib nende vahele elektriväli, pinge suureneb pidevalt, lõpuks võib toimuda läbilöök.
elektromagneetilistes vastastkimõjudes. ühik: C tähis: q 1= 1,6 * 10(-19)C Voolutugevus- füs. suurus, näitab kui suur laeng läbib juhi ristlõiget 1 sek. jooksul. tähis: I ; ühik: A Kokkuleppeliselt on voolu suund vastupidine!! Coulombi seadus: Kahe keha vahel mõjuv jõud on võrdeline mõlema laengu korrutisega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. Elektrostaatika uurib paigalseisvate laetud kehade uurimisega. Dielektriline läbitavus on füs suurus ,mis näitab mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem ,kui antud aines. tähis: E(ümar) Elektrostaatiline väli on mõjupiirkond,mis asub paigalseisvate laetud kehade vahel. Jõu suurus sõltub laengute vahelisest kaugusest. Elektrivälja tugevus füs. suurus,mis näitab kui suur jõud mõjub selles väljas kehale,mille laeng on 1C tähis: E ühik: N/C E= F/q E=k*q/r²
Laengu jäävuse seadus- elektriliselt isoliseeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus, mille kehtivuse aluseks on laengud tekivad elektronide liikumise tõttu Laetud kehad mõjutavad- erinimelised tõmbuvad, samanimelised tõukuvad. Columbi seadus-Kahe laetud keha vahel mõjuv jõud on võrdeline kummagi keha laenguga ja pöördvõrdeline kehade vahekauguse ruuduga K näitab seda kui kaks 1c suurust laengut, mis on teineteisest 1m kaugusel mõjutavad jõuga 9*109. Dielektriku dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis. Dielektrikud on isoleerivad ehk elektrit mittejuhtuvad ained. Sisaldavad vähe vabu laengukandjaid. Tekkiv elektrivool on nõrk või olematu. Elementaarlaeng on laeng, mida omavad elementaarosakesed prooton ja neutron. Elektronidel on elem.laeng -1,6*10-19 C. Ja prootonitel+1,6*10-19 C.
Vastavalt juhendaja poolt antud tööülesandele lülitatakse pingeallikas sisse ja reguleeritakse vastav pinge elektroodidele, fikseerides ühtlasi ka aja. Ettenähtud aja möödudes lülitatakse pinge välja ja määratakse piirpinna edasiliikumise ulatus ja suund (kumba elektroodi poole piirpind nihkus) KATSEANDMED Potentsiaalid Elektroodide Piirpinna Elektroforeesi Külgvedeliku Külgvedeliku e vahe vaheline edasinihkumine aeg t viskoossus dielektriline elektroodidel kaugus L h läbitavus U V m m s mPa*s 150 0,233 0,005 1500 0,8902 78,53 Elektrokineetiline potentsiaal ( ) arvutatakse järgmise valemi abil: = E 0 v , kus
ε= C x =C 1−C2 tan δ= ∙ 1 ε0 ∙ S C1 −C2 Q 1 ∙ Q2 2 C 1−C2 Q1 ∙ Q2 Pa=U ∙ ω ∙C ∙ tan δ Qx = ∙ C1 Q1−Q2 ε - dielektriline läbitavus, C x – mahtuvus [F], ε0 −12 - elektriline konstant ( ε 0 =8,85 ∙10 ), S – elektroodi pindala [m2] , H – Dielektriku paksus [m], U – kondensaatorile rakendatud pinge [V], ω - pinge nurksagedus [] 1 s , tan δ – kaonurk. 4
töö jagada elektrilaengu suurusega. 13. Missuguseid aineid nimetatakse elektrijuhtideks? Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur. 14. Missugune füüsikaline suurus iseloomustab energeetiliselt elektrostaatilist välja? Energeetiliselt iseloomustab elektrostaatilist välja potentsiaalide vahe. 15. Mida näitab valem ? F=k q1q2 r2 Valem näitab Coulomb´i seadust. 16. Mida näitab ainete dielektriline läbitavus? Aine dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem jõust antud aines. 17. Missugustes ühikutes mõõdetakse pinget? Pinget mõõdetakse voltides. 18. Kumbal joonisel on tegemist samanimeliste laengute elektrivälja jõujoontega? Joonisel A 19. Missuguseid aineid nimetatakse dielektrikeks ehk isolaatoriteks? Dielektrikud on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga väike. 20. Mida näitab valem ? U=Aq Valem näitab pinget ehk potentsiaalide vahet. 1
molekulid võivad sisaldada veel hapniku, väävli, lämmastiku, kloori, kroomi ja joodi aatomeid. Elementorgaanilised ühendid sisaldavad peale süsiniku, vesiniku ja eelnimetatud halogeenide aatomite veel mõne muu elemendi, näiteks räni (räniorgaanilised materjalid), fluori (fluororgaanilised materjalid), fosfori (fosfororgaanilised materjalid) jne. Tootmise seisukohast võib eristada looduslikke ja sünteesmaterjale. Isoleermaterjalide polarisatsioon ja dielektriline läbitavus Isoleermaterjalide üheks olulisemaks omaduseks on võime elektriväljas polariseeruda, mis seisneb aatomite või molekulide positiivsete ja negatiivsete laengukeskmete nihkumises või polaarsete molekulide (dipoolide) orienteerumises välja sihis. Polariseerumise tulemusena tekivad isoleermaterjali vastaspindadel erinimelised laengud (joon. 2). Joon. 2. Dielektriku polariseerumine elektriväljas
diipolid. S.t , et molekuli + lanegukese ja - laengukese ei ühti. Mittepolaarsetel molekuli laengukese ja pluss laengukese ühtivad. Nt: Süsihappe gaas. Kui polaarses dielektrikus tekitab elektriväli, siis hakkavad diipolid orienteeruma välise välja sihiks. Kuna diipolile enda vastu elektriväli on välisele vastu summaarne elektriv. nõrgeneb. Mittepolaarsete dielektri molekulid hakkavad elektrivälja mõjul polarseerima. Jällegi hakkab selle tulemusena väliline väli nõrgenema. Aine dielektriline läbitavus näitab mitu korda on elektrivälja aines nõrgem kui elektrivaakumis. Mahutavus ja kondensaator kahekeha vaheline mahtavus näitab, kui suure laengu üleviimisel ühelt kehalt teisele, tekib nende vahele ühikute pinge. Kondesaator on seade, mis on loodad kindla mahtuvuse saamiseks. Plaatkondensaator koosneb kahest tasaparalleelsest juhtivast ainest plaadist, mille vahel on dielektrikiht. Elektriväli laengute vahelise mõju vahendaja
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. Lineaartakistite voolutugevus on võrdeline talle mõjuva pingega
Radar Radar tuleb inglis keelest, radio detective and ranging. Selles kasutatakse elektromagnetlaineid liikuvate või liikumatute objektide kauguse, kõrguse, kiiruse ja liikumise suuna määramiseks. Radiosignaal saadetakse suundantenni abil eetrise. Signaal peegeldub objektidelt ja saabub tagasi vastuvõtjasse, selle tagasi jõudmise aja järgi arvutatakse objekti asukohta. Objekti kiiritamisel raadiolainetega suunatakse radari antenn teravasse ruuminurka elektromagneetiline impulss, kestvusega alla 1 mikrosekundi, mis peegelduvad objektidelt, mille dielektriline ja magnetiline läbitavus erineb keskkonna omast. Objekti otsides muudetakse antenni suunda, objekti kaugust mõõdetakse ajas mis kulus impulsil edasi tagasi liikumiseks, 1ms vastab 150 m. Objekti asukohat määratakse suundantenni asendi järgi momendil, kui objektilt peegeldunud signaal on maksimaalne. See väljendub ekraanile tekiva täpina mille ...
pingel. Nende puuduseks on mahtuvuse suur temperatuurisõltuvus, mahtuvuse kadumine seismisel (peale kuuekuulist seismist on soovitatav nad uuesti formeerida tööpingest väiksemal pingel) ja mahtuvuse kadumine väikesel tööpingel. Tantaal-elektrolüütkondensaatorid on nn. kuivad, kuna nad ei sisalda vedelat elektrolüüti. Anoodiks on tantaali tükike, mille pind oksüdeeritakse elektrolüütiliselt. Saadud oksiidikihi Ta2O dielektriline läbitavus on 25, mis võimaldab saada suuremaid mahtuvusi väiksemate gabariitide juures. Katoodiks on tantaalitükikesele kantud grafiidi ja hõbeda segu. Taolise kondensaatori ehitus on kujutatud joonisel 2.5 JOON.2.5. Omadustelt on tantaal-elektrolüütkondensaatorid igati paremad kui alumiinium-elektrolüütkondensaatorid, kuid nad on ka märksa kallimad. Elektrolüütkondensaatorite parameetrid on toodud võrdlevalt tabelis 2.2. Tabel 2.2
vastav pinge elektroodidele, fikseeritakse ühtlasi ka aeg. Ettenähtud aja möödudes lülitatakse pinge välja ja määratakse piirpinna edasiliikumise ulatus ja suund ehk kumma elektroodi poole piirpind nihkus. Katseandmed Potentsiaalide Elektroodide Piirpinna Külgvedelik Külgvedeliku Elektrofo- vahe vaheline u viskoossus dielektriline elektroodidel U kaugus L edasinihkumine h reesi aeg t η läbitavus ε 130 V 0,22 m 0,014 m 1500 s 0,00101 Pa.s 80,08 Elektrokineetiline potentsiaal (ζ ) arvutatakse valemiga: E 0 v , kus
niiskus GB DVD: 120 mm, DIVX 80 mm krüpteeringut Paksus: 1,2 mm CD: Korduvkasutatav plaatides on dielektriline kiht, kuhu kirjutamisel märgitakse samuti niinimetatud lohukesed Flash mälud Vesi 512 baidist 256 Erineva Kiip, mille kilobaidini suurusega, lugemine/kirjutami
Ep=Uq/2 ; Ep=CU2/2 (C=2Ep/U2); Ep=q2/2C (C=q2/2Ep). Ep-elektrivälja energia (J), U-pinge (V), q-laeng (c), c- mahtuvus (f). Elektrivälja energiatihedus näitab selle elektrivälja ruumala ühiku energiat. W=Ep/V, kus W-energiatihedus (J/m2); Ep-energia (J); V-ruumala (m2). W=0E2/2, kus - aine dielektriline läbitavus, E- elektrivälja tugevus (V/m), 0-8,85*10-12 (F/m). C=q/U ; E=q 0S Alalisvoolu tekkeks: 1)aine oleks juht; 2)ajas muutumatu elektriväli tekitada. I=enSv, kus I-voolutugevus (A), e- elementaarlaeng 1,6*10 -19C, n-juhtimiselektronide kontsentratsioon (1/m2), S- juhtme pindala (m2), v elektronide suunatud liikumise kiirus (m/s). Ohmi seadus: voolutugevus mingis lõigus on võrdeline lõigu otstele rakendatud
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
