Elektri alused (0)

Elektri alused
Taavi Nurk
Mis on elekter
Elekter on vabade elektronide vool ühest
molekulaarolekust teise
Elektri liikumise (voolamise) eelduseks on
vabade elektronide olemasolu
Negatiivselt laetud elektronid liiguvad positiivse
pooluse suunas
Materjalide omadused
JUHT­ materjal mis juhib elektrit
(Conductor)
MITTEJUHT ­ materjal mis ei juhi elektrit
(Insulator)
POOLJUHT ­ materjal mis teatud tingimustel
juhib elektrit (Semi Conductor)
ÜLIJUHT ­ materjal millel on väga väike takistus
(Super Conductor)
Põhimõisted
Pinge- kahe punkti potentsiaalide vahe
mõõdetakse Voltides V
Voolutugevus- laengute hulk mis läbib juhti
mõõdetakse Amprites A
Takistus- juhi omadus elektronide liikumist
takistada, mõõdetakse Oomides
Võimsus- tööhulk mida vool on võimeline
tegema, mõõdetakse Wattides W
Annaloog näide V ja A
Voltide arv näitab potentsiaali teha tööd
Kui võtta kaks objekti, üks 1kg ja teine
10kg ja need kukutada maha ühe meetri
kõrguselt siis rohkem tööd teeb objekt
mille mass on suurem kuigi potentsiaal
(läbitav vahemaa) on sama
Selle analoogi põhjal on volt objekti
kaugus maast ja amper on objekti mass
mis teeb tegelikku tööd
Seepärast pole kümneid tuhandeid volte
staatilist elektrit elule ohtlik, elektronide
potentsiaal teha tööd on küll suur aga
tegelik elektronide liikumiskiirus on üsna
väike
Elektrijuhid
On elemendid mis sisaldavad vabasid
elektrone, enamik metalle on selliseid,
metallisoolad on samuti elektrijuhid, vesi
oma naturaalses olekus on samuti
elektrijuht sest sisaldab metalle ja sooli
mis on elektrijuhid.
Elektrit mitte juhtivad
On elemendid millel puuduvad vabad
elektronid, paber, kumm ja enamus
orgaanilistest ainetest on sellised. Vesi
destilleeritud olekus ei juhi elektrit, kuna
puuduvad metallid ja soolad.
Pooljuhid
On elemendid, mis teatud tingimuste
olemasolul juhivad elektrit, tingimuste
puudumisel ei juhi elektrit
Ülijuhid
On elemendid mille elektriline takistus
absoluutse nulli juures on üliväike
( temperatuuri 0 Kelvin e. -273.15 °C juures )
Elektri liigid
Elektri esinemisvorme on kaks
Dünaamiline elekter ­ elektronid on
pidevas voolavas liikumises, elektronid
liiguvad voolu juhtiva materjali sees
Staatiline elekter ­ elektronid pole pidevas
voolavas liikumises, elektronid korjuvad
pinna kohale
Alalisvool
Pinge on püsiva väärtusega (elektronid liiguvad voolavalt
ühes suunas)
Kasutatakse lühikeste vahemaade taha saatmiseks
Arvuti seadmed vajavad oma tööks sellist liiki voolu
Vahelduvvool
Pingeväärtus muutub positiivsest negatiivseks palju kordi
sekundis (elektronid liiguvad edasi ja siis tagasi)
Saab saata üle pikema vahemaa, elektrivõrkudes liigub
sellist liiki vool
Sellist liiki vool tuleb arvuti jaoks muuta alalis-vooluks
Alalisvool ja vahelduvvool
Direct curent DC Alalisvool
Altered curent AC Vahelduvvool
Elekter mis voolab elektrivõrgus ja mida
me seadmete tööks kasutame on
dünaamiline
Elekter mis korjub esemete hõõrdumisel
mingi aine pinna kohale, tekitades selle
peale elektrivälja on staatiline
Elekter ja magnetism
Elekter ja magnetism on omavahel seotud,
kui juhis liiguvad elektronid, tekkib selle
juhi ümber magnetväli, samuti on võimalik
magnetväljaga sundida elektrone liikuma
Võrguvoolu standardid
Euroopa standard 220-240V 50Hz ~3A
Ameerika standard 110-115V 60Hz ~6A
Enne mistahes seadme vooluvõrku
ühendamist tuleb veenduda: mis
standardile vastab seade, millisele
vooluvõrk. Vale standardiga seadme
vooluvõrku lülitamine toob tavaliselt kaasa
seadme hävimise
220V toitekaabel maandusega
(mandri euroopa)
Maandus
MAANDUS
kontaktid
110V maandusega toitekaabel (US)
240V toitekaabel kaitsmega
(UK, Austraalia)
Alloleval pildil on kujutatud toiteplokil olev
lüliti, millega on võimalik seade muuta kas
euroopa või ameerika standardiga
ühilduvaks.
NB! Valele võrguvoolu standardile
lülitamine ja võrku ühendamine toob
kaasa seadme hävimise
Toite seadmed
Toiteseadmete ülesandeks on arvutile
piisava ja pideva toite energia olemasolu
tagamine
Toiteplokk (Power Supply Unit) on seade
mis muundab võrguvoolu arvuti seadmete
jaoks sobivateks väärtusteks
Aku
Seade mis suudab endasse elektrienergiat
salvestada, elektronid salvestuvad keemilise
protsessi tulemusena, akusid on võimalik
taaslaadida
Akude elektrimahutavust mõõdetakse Amper
tundides (AH)
Ampertund (AH)
Näitab kui suurt voolutugevust suudab aku
endast tunni jooksul väljastada
Näitab aku vastupidavusaega
1000 mAH (milliampertundi) = 1 AH
AA ja telefoni akud
Akude kolm põhitüüpi (kuivakud)
NiCd ­ Nikkel Kaadium
NiMH ­ Nikkel metall hüdriid
Li-Ion ­ Liitium Ioon
Lisaks on kasutusel ka Plii happeakusid
(Pb lead Acid battery) mida kasutatakse
suuremate seadmete puhul, näiteks UPS
akudena
NiCd
Kõige vanem akutüüp
Aku tuleb enne taaslaadimist täiesti tühjaks
laadida, et vältida akumälu tekkimist
Aku võimaldab ~1000 taaslaadimist
Akut võimalik üle laadida (põhjustab aku
riknemist või isegi purunemist)
Tundlik suurte temperatuuride suhtes
NiCd akud on väga keskkonnaohtlikud
Akumälu tekkimine
Aku "mäletab" taset mida kasutatakse
enne taaslaadimist, näiteks kui
regulaarselt laadida akut peale 75%
kasutamise hakkab aku käituma nagu see
75% olekski aku täismahutavus, raisates
seega 25% aku tegelikust mahutavusest
NiMH
Akude teine generatsioon
Akumälu tekkib väga vähe
Akukemikaalid pole nii ohtlikud kui NiCd
akudel, siiski tuleb akud ohutult utiliseerida
Smart Battery ­ tehnoloogia välistab aku
ülelaadimise
Parema akuvastupidavusega kui NiCd
Smart Battery
Tehnoloogia kus aku külge on ehitatud
elektroonikaskeem mis kontrollib aku olekut,
välistab ülelaadimise
Seadmed on disainitud kasutamaks kindlaid
akutüüpe, Li-Ion akut kasutavas seadmes ei tohi
kasutada vanemaid akutüüpe, smart battery
tehnoloogiat mittetoetavasse seadmesse ei või
smart battery akusid paigaldada ja ka vastupidi
Li-Ion
Kõige enamkasutatavam uus akutüüp
Väga suure vastupidavusega
Patareimälu ei tekki
Li-Ion akud võivad ülelaadimisel
plahvatada, Li-Ion akud kasutavad kõik
Smart Battery tehnoloogiat mis välistab
aku ülelaadimise
Aku-laadija (AA ja AAA)
Patarei
Patarei on element millest keemilise
reaktsiooni tulemusena vabanevad
elektronid, patareisid ei saa taaslaadida
Patarei tüübid
Happepatareid ­ Acid battery
Aluselised patareid ­ Alkaline battery
Vananedes võivad patareid hakata
lekkima tekitades korrosiooni ja rikkudes
seadmeid, eriti happepatareid
NB! Patareid ja akud sisaldavad tihti
keskkonna ohtlike aineid, seepärast tuleb
kasutusest eemaldatud akud ja patareid
viia spetsiaalsetesse kogumispunktidesse
Toiteadapterid
On seadmevälised elektrivoolu muundurid, mille
ülesanne on vahelduvvool muuta seadmele
sobivate näitajatega alalisvooluks
NB! Toiteadapterid on disainitud toitmaks
kindlaid seadmeid, seega ei tohi seadmetel
kasutada suvalisi adaptereid, vaid ainult neid
mida tootja aktsepteerib, või mis on täpselt
samade elektriliste näitajatega
Toiteadapter /alaldi
UPS ­ Uninterruptible Power
Supply ­ Katkematu toite allikas
Akuga varustatud seade, ülesandega
seadmetele toiteenergia lühiajaline tagamine
võrguvoolu katkestuse korral, samas siluvad
enamik UPS-e võrguvoolu, kompenseerides
kõikumise ja on kaitseks ka ülepinge korral, ei
kaitse äikse löögi eest !
EMI
Electro Magnetic Interference
(Elektromagnetiline mõju)
Kui elektronid voolavad läbi juhi siis tekib
selle ümber elektromagnetväli, ühe juhi
ümber tekkiv elektromagnetväli võib
mõjutada elektrone mis liiguvad teises
vahetusläheduses olevas juhis
RFI
Radio Frequency Interference
(Raadio sageduslik mõju)
Raadiosignaali ribalaiuste kasutus on
reguleeritud sideameti poolt, erinevad
sagedusalad on erinevate ülekannete
jaoks, kuid vigased elektriseadmed võivad
eetrisse kiirata signaalimüra mis segab
teiste raadioseadmete tööd
Äike
Äike on looduslik nähtus, millel on
elektroonikakomponentidele hävitav mõju,
ainus viis seadet täielikult pikse löögi eest
kaitsta on eemaldada kõik toitejuhtmed kui
ka võrgu kommunikatsiooniks kasutatavad
metallkaablid
Maandus
Ground
Maandus on 0 voldine ühendus
elektriseadme ja maa vahel, ühendus
mittevajaliku voolu ärajuhtimiseks
NB! Kõik elektriseadmed peavad olema
korrektselt maandatud, maandus kaitseb
üldiselt nii äikese kui ka staatilise elektri
mõju eest.
Ülepingekaitse
Surge Suppressor
Seade mille ülesanne on kaitsta liigsuure
võrgupinge eest, seadme sees on kaitse
mis hävib kui võrguvool on liiga tugev,
katkestades nii vooluahela
Pingemõisted
Ülepinge ­ lubatud maksimumist tugevam vool
Alapinge ­ lubatud miinimumist väiksem vool
Kõikumine ­ elektrivoolu pinge/voolutugevuse
muutumine aja jooksul
Seadmed on alati ettenähtud töötama kindlate
elektriliste näitajatega, liigsuur- või liignõrk
elektrivool kui ka tugev kõikumine mõjutavad
tugevalt komponentide eluiga ja stabiilset töötamist.
Ohutus
Elekter on meie igapäevane abiline ja
teener, kui aga seda valesti käsitleda
võivad tagajärjed osutuda eluohtlikuks
Kui oled elektriseadmetega ettevaatamatu
võid muutuda ise osaks vooluahelast mida
elektronid läbivad
Amprid ja voldid
Kõige ohtlikumaks elektri juures on
voolutugevus e. Amprid,
Pinge e. Voltidehulk madala voolutugevuse
juures pole nii eluohtlik
Elektrisokk võib põhjustada südame seiskumise
või ja/või ränki põletushaavu
Tähelepanu !
Elektriseadmeid ei ole mõistlik ise
remontida, kui puuduvad spetsiaalsed
oskused ja töövahendid, odavam on osta
uus komponent, kui hakata riskima tervise
ja varalise kahjuga
FRU (Field Replaceable Unit) tähistab
seadet mida ise ei remondita vaid vigane
seade asendatakse uuega
Tule kustutus
Elektri seadmete või pingestatud juhtmete
kustutamiseks tohib kasutada:
B klassi pulberkustuti
Süsihappegaaskustutit
Testimise vahendid
Multimeeter on mitmekülgne aparaat
vooluomaduste ning komponentide mõõtmiseks
ja testimiseks,
Elementaarsed testimisvõimalused on:
Alalispinge ACV
Vahelduvpinge DCV
Alalisvool DCA
Takistus