ELEKTER JA MAGNETISM (0)

ELEKTER JA MAGNETISM

Sissejuhatus
Esimesena kirjeldas elektrinähtust 6. sajandil e.m.a. Vana-Kreeka filosoof Thales. Ta avastas selle nähtuse merevaigu juures. Alles 16. sajandil tõestas Gilbert , et ka teistel ainetel on elektrilised omadused. Sõna elekter tuleneb Kreeka keelest, mis tähendab merevaiku, elektron . 18. sajandil avastati elektrilise vastastikmõju nähtus, alles 20. sajandil avastati elektrinähtust põhjustav elektriosake.
Magnetismi nähtust tunti ka juba Vanas-Kreekas, kui leiti kivim, mis suutis raudesemeid enda poole tõmmata. 19. sajandil avastasid Faraday ja Maxwell nende kahe nähtuse omavahelise seose ning, et neil on mõlemal ühine allikas ehk elektron. Neid kahte nähtust (ELEKTER JA MAGNETISM) käsitletakse elektromagnetilise vastastikmõjuna. Elektriväljaga kaasneb magnetväli ja vastupidi.
Looduses eksisteerivad vastastimõjujõu tüübid.

Gravitatsioon vastastikmõjujõud

Tugev vastastikmõjujõud

Nõrk vastastikmõjujõud

Elektromagnetiline vastastikmõjujõud – sellele jõule taanduvad ka elastsusjõud, lihasjõud, hõõrdejõud.
Elektrienergia kasutamise valdkonnad.

Elektroenergeetika
Seotod elektrienergia tootmisega näiteks: soojus , tuule, veest või muust energiast.

Elektriline infotehnika
Alguse sai telegraafi leiutamisega.

Elektrilaeng

Kahte keha omavahel hõõrudes anname neile kehadele elektrilaengu.
|-----|
Looduses esineb kahte liiki laenguid positiivsed ja negatiivsed. Nende vahel esinevad tõuke- ja tõmbejõud. Kõige väiksemat looduses esinevat laengu suurust nimetatakse elementaarlaenguks tähistatakse e+ või e-. Kuna elementaarosakesed on laenguga suurused, siis iga keha kogu laeng on võrdne algosakeste laengute summaga . Stabiilses tuumas on prootonite ja neutronite arv võrdne. Elektronide lisandumise või kadumisega aatomis tekivad ioonid . Selline elektronide kandumine põhjustabki erinimeliste laengute tekkimise. Nii nagu ei saa jagada elementaarosakest väiksemateks osadeks, nii ei saa jagada ka elementaarlaengut. Elektriliselt isoleeritud süsteemis on kogu laeng jääv suurus.

Elektrivool

Elektrit juhivad need materjalid, millel on piisavalt vabu laengukandjaid. Need laengud võivad liikuda elektrijõudude toimel kogu keha või aine koguse piires. Üldiselt liiguvad nad ringi kaootiliselt, kui aga neile mõjuvad suunatud elektrijõud, siis liiguvad nad kindlas suunas. Elektrivooluks nimetatakse vabade laengute kandjate suunatud liikumist. Mittejuhid ehk dielektrikud ehk isolaatorid vabu laengukandjaid on vähe. Pooljuhid vabu laengukandjaid on vähem kui juhtidel aga rohkem kui mittejuhtidel ehk keskmiselt. Tihti ei ole laengukandjad pooljuhtides vabad, aga neid saab vabaks muuta (temperatuuri tõstmisega, valgustamisega ja materjali sisse lisatakse lisandeid). Piiri nende kolme vahel tõmmata ei saa. Elektrivoolu iseloomustavaks suuruseks on voolu tugevus, mis näitab kui suur laeng läbib juhiristlõiget aja ühikus. Kokkuleppeliseks loetakse elektrivoolusuunaks positiivse laenguga osakeste suunda.
I – voolutugevus
q – elektrilaeng
t – aeg
Valem
I=q:t

Väli laengu ümber

Lanegute ümber tekib elektriväli ja selles piirkonnas on laeng võimeline mõjutama teisi kehi teatud elektrijõuga.
Välja omadused:

Üks väli ei sega teist välja

Välja mõju ei ole ruumis piiratud (väljast eemaldudes jõud väheneb)

Väli ei ole kuuldav ega kombitav, kuid tal on omadus olla nägevusaistingute tekitaja, sest valgus on olemuselt elektromagnetlaine

Elektromagnetlaine kannab edasi energiat

Aine vüib muunduda väljaks ja vastupidi
Paigalseisvate laetud kehade vahel on elektrostaatiline väli. Elektrivälja iseloomustavaks suuruseks on elektrivälja tugevus, mis näitab kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. Välja tugevus on suunaga ehk vektroiaalne suurus. Punktlaengu välja suurus on võrdeline laengu suurusega ja pöördvõrdeline vahekauguse ruuduga . Positiivse punktlaengu välja tugevus on positiivne ja vastupidi. Seda nimetatakse superpositsiooni printsiibiks ehk liitumise põhimõte. Laengute süsteemi väljatugevus võrdub üksikute laengute väljatugevuste summaga. Selleks, et elektrivälja kujutada kasutatakse elektrivälja jõujooni. See on mõtteline joon mille igas punktis on välja tugevus suunatud pikijoone puutujat. Seal kus väli on tugevam paiknevad jõujooned tihedamalt. Nii nagu raskuskiirendus Maal on muutumatu ehk homogeenne , nii võib ka elektriväli olla homogeenne ja seljuhul on välja jõujooned paralleelsed sirged , mille vahekaugus ei muutu.