Elekter ja Magnetism (0)

Elekter Ja Magnetism
Elekter
Elekter on nähtuste kompleks , mis põhineb elementaarosakeste teatud fundamentaalsel omadusel, mida nimetatakse elektrilaenguks. Positiivse või negatiivse elektrilaenguga osakesed tekitavad elektromagnetvälja ja alluvad selle toimele. Elektrienergia on elektrilaenguga osakeste suunatud liikumisel põhinev energialiik, mida on lihtne transportida ja muundada. Elektrit toodetakse elektrijaamades ning transporditakse elektriliinide ja trafode abil. Hüdroelekrijaamades toodetakse elektrit jõgede potentsiaalse energia arvel. Kuna mida suurem on vee langus seda suurem on ta potentsiaalne energia püütakse hüdroelekrijaamu ehitada suurte jugade äärde. Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus ) on seetõttu väike. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus . Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks.
Metallid on elektronjuhtivusega elektrijuhid. Nende juhtivus tuleneb metalliaatomite elektronkatte väliskihi elektronide ehk valentselektronide nõrgast sidemest aatomituumaga. Kõik metallid on keemilised elemendid, mis asuvad Mendelejevi tabelis boori ja polooniumit ühendavast diagonaalist vasakul. Neil on väliskihis alla nelja elektroni ning nad on valmis neid ära andma, et saavutada stabiilsemat olekut. Elektrone saab vähese energiakuluga aatomitest lahti kiskuda, nii et neist võivad saada elektrivoolu kandjad .Parimad elektrijuhid on kuld ja hõbe. Et need materjalid on kallid, kasutatakse nende asemel enamasti vaske, mis on samuti hea elektrijuht. Metalljuhte kasutatakse juhtmete ning elektriseadmete elektrit juhtivate detailide valmistamiseks.Elektrijuhtivus sõltub ka juhi temperatuurist.
Elektrivoolud kui magnetvälja allikad jagunevad omakorda makroskoopilisteks vooludeks nagu juhtivus– ja konvektsioonvool ning molekulaarseteks vooludeks nagu mikro – ja nihkevool, mis vastavad laetud osakeste liikumisele aine aatomites , molekulides ja ioonides.Muutuva vahelduvelektrivälja toimel tekib pöörismagnetväli. Pöörismagnetväljaga omakorda kaasneb elektrivool , mida kutsutakse nihkevooluks. Nihkevoolu olemust väljendavad Maxwelli võrrandid.Elektrivoolu suund on kokkuleppeliselt positiivsete laengukandjate liikumise suund (plussilt miinusele). Tegelikult on üldjuhul voolu suund vastupidine , kuna juhtmetes liiguvad negatiivselt laetud elektronid (miinuselt plussile). Elektrivõrguks nimetatakse ühtses süsteemis töötavat seadmete ja elektriliinide kogumit, mis on ette nähtud elektrienergia ülekandmiseks ja jaotamiseks. 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. Magnetväljaks nimetatakse liikuvate laetud kehade vahel mõjuva jõu välja. Magnetvälja tekitab elektrivälja muutumine. Püsimagnet on ka elektrivoolu puudumisel magnetvälja omav keha.. Püsimagneti omadusi määrab elektronide olemuslik magnetväli.
Magnetism
Magnetväljaks nimetatakse liikuva laetud keha poolt tekitatavat välja. Magnetvälja jõujooned on alguse ja lõputa, magnetväli on pöörisväli. Elektrivälja muutumine tekitab magnetvälja, mille kokkuleppelist suunda näitab orienteeritud magnetnõela põhjapoolus. Nähtust, mille korral magnetvälja paigutamise tulemusena tekitab aine ka ise magnetvälja, nimetatakse aine magneetumiseks. Magnetväli jaguneb voolu- ( juhet läbiv elektrivool avaldab magnetnõelale orienteerivat mõju (magnetnõel pöördub risti juhet), kahe paralleelse juhtme vahel mõjuvad juhtmega risti asetsevad jõud) ja püsimagnetväljaks (ümbritsetud alati magnetväljast, jaguneb tinglikeks põhja-ja lõunapooluseks, poolitamisel jääb kahe erineva poolusega püsimagnetiks, omadusi määrab eelkõige elektronide olemuslik magnetväli). Magnetinduktsioon näitab jõudu, mis mõjub ühikulise vooluga ja ühikulise pikkusega juhtmelõigule selle juhtmega ristuvas magnetväljas.
Magnetism on saanud nime magneesiakivi järgi antiikaja linnast Magnesiast. Üle 2000 aasta tagasi leidsid iidsed kreeklased , et magneesiakivi tükid tõmbavad külge mõningaid metalle. See kivi oli magnetiit , mis on rauamaagi liik. Magnet on objekt, mis käitub samal moel nagu magnetiit.
Mõned metallid, nende hulgas kroom, muutuvad nõrgalt magnetiliseks, kui läheduses on magnet. Seda magnetismi, mis kaob, kui magnet on eemaldatud , kutsutakse paramagnetismiks.
Ainult kolm metalli – koobalt , raud ja nikkel – on võimelised muutuma püsivalt magnetiseerituks, kui magnet on lähedale asetatud ja siis eemaldatud. Seda omadust kutsutakse ferromagnetismiks.
Varbmagnet võib külge tõmmata, üles korjata ja püsti hoida naelu, kirjaklambreid ja teisi väikesi rauast, niklist või terasest esemeid. (Teras on raua ja väikese hulga süsiniku ning teiste ainete segu.) Iga raua või terasetükk võib muutuda magnetiks, kui seda varvakujulise püsimagneti ühe otsaga mitu korda ühes suunas hõõruda. Kui objekt tõmmatakse varbmagneti külge, siis ta jääb kokku varbmagneti otstega või poolustega, kus magnetväli on kõige tugevam. Magneti üks pool püüdleb põhja poole, teine lõuna poole. Kahe magneti põhja- ja lõunapoolus tõmbavad teineteist külge. Samanimelised poolused põhi ja põhi või lõuna ja lõuna tõukuvad, surudes teineteist eemale.
Tähendused
FA = IBLsinα (juhe liigub)
FL = qvBsinα (aineosake liigub)
q – laeng
v – voolu kiirus (m/J)
α – nurk voolu suuna ja vektori vahel (°)
L – juhi induktiivsus (H)
ε – elektromotoorjõud (V)
φ – magnetvoog (Wb)
Δ – muutus