ALALISVOOL ALALISVOOL Elektrivool Elektrilaengute suunatud liikumine I, A 1A – voolutugevus mille korral juhi ristlõiget läbib sekundis elektrihulk 1 q. Juhid Dielektrikud ALALISVOOL Elektromotoorjõud (emj) ja pinge Elektrilaengute ümberpaigutamise töö U, V 1V – pinge, mille puhul tehakse laengu 1C ümberpaigutamisel tööd 1J. emj allikad: aku, generaator, foto- ja termoelement ALALISVOOL Elektritakistus Juhtme omadus takistada laengu liikumist R, Ω Oomtakistus Juhtivus ALALISVOOL Elektritakistus
ElektroTehnikaalused Elektriahela parameetrid Pinge U (1V) suurus mis iseloomustab elektrivälja Voolutugevus I (1A) - juhiristlõiget läbinud elektrihulk ühes sekundis Takistus R (1) - takistuse järgi elektriahelale või selle osale rakendatud pinge ja seda elektriahelat või osa läbiva voolutugevuse suhe . Võimsus P (1W) - Elektriahelas tehtav töö ühes sekundis Vooluring (elektriring) Vooluahel(elektriahel) Kui omavahel juhtmetega ühendada vooluallikas,elektritarviti ja lüliti tekib vooluahel . Kui vooluahelas lüliti sulgeda tekib vooluring . Keemilised vooluallikad ja patareid
90° all välja sirutatud pöial näitab osakesele mõjuvat lorentzi jõudu Inklinatsioon- Nurk maa magnetvälja ja maa horisontaalpinna vahel Deklinatsioon- nurk maa geograafilise põhjapooluse ja ma magnetilise lõunapooluse vahel 1 tesla- Selline magnetvälja tugevus, mis tekib kui voolutugevus juhtmes on 1A ja iga meetri kohta mõjub jõud 1N 1 amper- eelektrivoolu tugevus, mille korral juhi ristlõiget läbib sekundis elektrihulk 1 C Ferromagneetik- Aine, mis tugevdab talle mõjuvat magnetvälja tuhandeid kordi (Fe, Cr) Parramagneetik- aine, mis veidi tugevdab talle mõjuvat magnetvälja (al, volfram) Diamagneetik- aine, mis veidi nõrgendab talle mõjuvat magnetvälja (Au, Ag) Magnetiline infosalvestus põhineb tekitatakse ferromagneetikus domeene ja pärast loetakse neid Kruvireegel- Kui parema keermelise kruvi kulgemise suund ühtib magnetvälja suunaga, siis kruvipea pöörlemise suund on elektrivoolu suunaks
Keemilised vooluallikad Keemiline vooluallikas elektrienergia allikas, mis muudab aktiivainete keemislise energia vahetult elektrienergiaks. Vooluallikaid liigitatakse Galvaanielemendid ühekordselt kasutatavad Akud korduv kasutatav Nimipinge uue elemendi klemmipinge teatud kindla koormusvoolu korral sisetakistus elemendi takistus, mida on avaldatud elemendi elektroodi ja elektrolüüt teda läbivale voolule. mahtuvus elektrihulk erienergia elemendi mahtuvus ja pinge korrutis mahuühiku kohta säilimiskestus säilimiskuupäev 2. Alalisvoolu korral voolutugevus ja suund ajas ei muutu. 3. Vahelduvvooluks nimetatakse voolu, mille voolutugevus ja suund ajas perioodiliselt muutuvad. Krichoffi esimene seadus Vooluahela punkt, kus ühendatakse mitu juhet nimetatakse hargnemis punktiks. Krichoffi esimene seadus vooludest hargnemis punktidest. Hargnemis punkti saabuvate voolude summa
elektrihulga ja vastava aja suhtega. Voolu tugevust mõõdetakse i=q/t ---q=it---t=q/i kus i- voolutugevus , t-aeg , q-elektrihulga suurus e kulon. Voolutugeveust mõõdetakse ampermeetriga. Ampermeeter töötab elektrivoolu magnetilisel ja mehaanilisel toimel. Elektrivoolu intevsiivsus sõltub laengu suurusest eristatakse tugevat voolu ja nõrka voolu. Tugevool on see kui vooluringi läbib ajaühikus suur elektrihulk. Si-süsteemis on voolutugevuseks 1A (amper). 1A on voolutugevus mis läbib ühes ajaühikus e ühes sekundis ühe meetri pikkuse juhib ristlõiget ühe kuloni suure elektrilaengu. 1C=6*1018e- 1A=1c/s si- süsteemis on elektihulga ühikuks 1kulon. 1kulon on elektrilaen mis läbib ühes ajaühikus ristlõiget voolu tugevus on juhis 1 amper 1C=1A*1s Teisendamine:1A=1000mA 1KA=1000A 1m A =1000 mikro amp 1MA=1000000A
20 Mehaaniline jõud on seda tugevam, mida suuremad on kehade elektrilaengud ja mida väiksem on nende vahekaugus. Üksiku elektroni laeng on praktiliseks kasutamiseks liiga väike. Elektronide hulka mingil kehal nimetatakse elektriliseks laenguks ja tähistatakse rahvusvaheliselt Q tähega. Elektrilaengu mõõtühikuks valiti kulon, mida tähistatakse C tähega (venekeelses kirjanduses K). 1kulon on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 sekundi jooksul kui voolutugevus on 1 amper ehk 1kulon = 1 ampersekund. Mõtisklus 1. Millest oleneb laengutevahelise jõu suurus? 2. Milline elektrihulk on üks kulon? 1. Mehaanilise jõu suurus oleneb laengute suurusest ja nende vahekaugusest. Mehaaniline jõud on seda tugevam, mida suuremad on kehade elektrilaengud ja mida väiksem on nebde vahekaugus, 2. Elektrihulk on 1 kulon kui juhi ristlõiget läbib ühe sekundi jooksul vool üks amper.
õõtühik d Elektrotehniline suurus Mõõtühik Suuruse nimetus Tähis Nimetus Tähis Potensiaal, pinge, emj. , U, E volt V Elektrilaeng Q kulon C Elektrihulk q kulon C Mahtuvus C farad F Induktiivsus L henri H Aktiivvõimsus P vatt W Näivvõimsus S voltamper VA
Hargnemise järgi Elektriahelad mittehargnevad hargnevad Segaahel Jada ahel rööpahel Voolu liigi järgi elektriahelad Vahelduvvoolu Kolmefaasilised Alalisvoolu Elektriahela parameetrid Pinge U V- pinge on suurus mis iseloomustab elektrivälja Voolutugevus I A- juhi ristlõiget läbinud elektrihulk 1 sekundis Takistus R oom – elektriahelale või selle osale rakendatud pinge ja seda elektriahelat läbiva voolutugevuse suhe Võimsus P W – elektriahelas tehtud töö 1 s Takisti Elektriahela passiivne osa on takisti Takistite jadaühendus R=R1+R2+R3 Paralleelühendus 1 1 1 R R1 R2 R1 R2 R R1 R2 Pooljuht dioodid Kehade mahtuvusele avaldavad mõju lähedal asuvad teised kehad mida lähemal on kehad
paralleelses, lõpmatu pikas, kaduvväikese ringikujulise ristlõikega, vaakumis teineteisest ühe meetri kaugusele paigutatud juhtmes tekitaks nende juhtmete vahel jõu 2·107 njuutonit juhtme meetri kohta." Elektronide arv, mis läbib juhtme ristlõiget 1 sekundis, on võrdeline voolutugevusega. Amper on nime saanud elektromagnetismi avastaja André-Marie Ampère'i järgi. 1 amper on elektrivoolu tugevus, mille korral juhi ristlõiget läbib sekundis elektrihulk 1 kulon. 1-amprine vool tekib 1-oomise elektritakistuse korral 1-voldise potentsiaalide vahe juures. 2 ANDRE-MARIE AMPERE André-Marie Ampère sündis 20. jaanuar 1775. Ta oli prantsuse füüsik ja matemaatik. Teda peetakse üheks peamiseks elektromagnetismi avastajaks.
Keemilised vooluallikad Keemilised vooluallikad on vooluallikad, millega saadakse elektrivoolu redoksreaktsioonide kulgemisel vabaneva energia arvel. Elektrienergia saamiseks kulutatakse elektrokeemiliselt aktiivseid aineid aineid, mis astuvad redoksreaktsioonidesse elektroodidel, liites või loovutades seejuures elektrone. Keemiliste vooluallikate tähtsaimad iseloomustussuurused on elektromotoorjõu, tööpinge, mahutavus (vooluallikast saadav elektrihulk) ja tööiga. Nad jagunevad 3 rühma: galvaanielementideks, akudeks ja kütuselementideks, kuigi kahel viimasel on sarnasusi galvaanielementidega. Galvaanelemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende ainete läbireageerimise järel muutub galvaanielement vooluallikana kasutamiskõlbmatuks.Tänapäeval on galvaanielementidest kasutusel põhiliselt
elektrolüüt teda läbivale voolule. Koormamisel jääb allika klemmipinge väiksemaks ava-ahelapingest vooluallika sisetakistusel tekkiva pingelangu võrra. Järelikult mida väiksem on vooluallika sisetakistus, seda vähem tema pinge koormamisel langeb, ja seda tugevamat voolu on element suuteline tarbijale andma. Sisetakistus suureneb elemendi säilitamisel, kasutamisel, samuti temperatuuri alanemisel. o Mahutavus ehk nimilaeng on elektrihulk, mida värske primaarelement (galvaanielement) või laetud aku on võimeline andma teatud kindlatel tühjendustingimustel; seda väljendatakse ampertundides (Ah). o Energiatihedus ehk erienergia väljendab vooluallika energiasisaldust vatt-tundides (Wh) allika massiühiku kohta (ühik enamasti Wh/kg) või mahuühiku kohta (ühik nt Wh/dm2). o Säilimiskestus ehk säilivus on ajavahemik, mille lõppedes toatemperatuuril säilitatud primaarelemendil on alles veel 90% esialgsest
Elektrotehniliste suuruste tuletatud mõõtühikud (Tabel 8) Elektrotehniline suurus Mõõtühik MÕÕTÜHIKUD 5 Suuruse nimetus Tähis Dimensioon Nimetus Tähis Potentsiaal, pinge, emj. ,U,E m2 kg s3 A1 volt V Elektrilaeng q As kulon C Elektrihulk q As kulon C Mahtuvus C m2 kg-1 s4 A2 farad F IndUKtiivsus L m2 kg s2 A2 henri H Aktiivvõimsus P m2 kg s3 vatt W Näivvõimsus S m2 kg s3 voltamper VA
Alalisvoolu saamiseks kasutatakse sageli keemilisi vooluallikaid. Need koosnevad positiivsest ja negatiivsest elektroodist ning elektroodide vahet täitvast elektrolüüdist ning muundavad keemilise energia vahetult elektrienergiaks. Keemilised vooluallikad on: a) ühekordselt kasutatavad - galvaanielemendid ja kuivelemendid b) korduvalt kasutatavad akumulaatorid Keemiliste vooluallikate tunnussuurusteks on: 1)nimipinge voltides (V) 2)mahtuvus ampertundides (Ah) elektrihulk, mida värske element on võimeline andma kindlatel tühjendustingimustel. 3)säilimisaeg ajavahemik, mille lõpul on toatemperatuuril säilitatud allikas alles veel kindel osa (nt. 90 %) mahtuvusest. Säilitamise piiraeg on elemendile märgitud. Kütuseelement Kütuseelemendi tööpõhimõtte avastas juba 1839.a uelslasest jurist ja füüsik sir William Robert Grove (1811-1896). Kütuseelemendis toimub kütuse elektrokeemiline oksüdatsioon
vaheaegadega ühekordselt; peale tühjenemist neid ei ole võimalik laadida. Akud- korduvalt kasutatavad, s.t. peale tühjenemist võib neid laadida elektrivooluga ja seejärel korduvalt kasutada voolu tarbimiseks. 10. Mis on aku mahtuvus? Akumulaatori võime salvestada elektrienergiat. Aku mahtuvust mõõdetakse laengu suurusega, mida võib anda laetud aku tühjenemisel. 11. Mis on ampertund? Ampertund on aku mahtuvuse ühik. Ah (ampertund) on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 h jooksul, kui voolutugevus on 1 A. 12. Mida võimaldab akude või galvaanielementide jadaühendus? kasutatakse juhul, kui üks element või aku ei kindlusta elektriseadisele vajalikku pinget 13. Mida võimaldab akude või galvaanielementide rööpühendus? kasutatakse juhul, kui üks element või aku ei kindlusta elektriseadisele vajalikku voolutugevust 14. Mis on elektriahela passiivosised? · takistid · induktiivpoolid
vaheaegadega ühekordselt; peale tühjenemist neid ei ole võimalik laadida. Akud- korduvalt kasutatavad, s.t. peale tühjenemist võib neid laadida elektrivooluga ja seejärel korduvalt kasutada voolu tarbimiseks. 10. Mis on aku mahtuvus? Akumulaatori võime salvestada elektrienergiat. Aku mahtuvust mõõdetakse laengu suurusega, mida võib anda laetud aku tühjenemisel. 11. Mis on ampertund? Ampertund on aku mahtuvuse ühik. Ah (ampertund) on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 h jooksul, kui voolutugevus on 1 A. 12. Mida võimaldab akude või galvaanielementide jadaühendus? kasutatakse juhul, kui üks element või aku ei kindlusta elektriseadisele vajalikku pinget 13. Mida võimaldab akude või galvaanielementide rööpühendus? kasutatakse juhul, kui üks element või aku ei kindlusta elektriseadisele vajalikku voolutugevust 14. Mis on elektriahela passiivosised? · takistid · induktiivpoolid
3. Dielektrik- isolerained materjal mis ei juhi elektrid(kummi, silikoon, BVS, räni) 4. Pooljuht- juhtida voolu ühes suunas (dioodid, räni, transistorid, 5. Vooluring- moodustavad juhtmete abil ühendadud vooluallikas ja tarviti A)siseahel- vooluallikas endas kulgeb vooluring (ilma juhtmeta) B)välisahel- tarviti juhe vooluallikas. 6. PINGE- elektromootorjõu osa mis kuulub takistuse ületamiseks välisahelas mõõtühik (V) volt 7. VOOLUTUGEVUS- Aja ühikus läbiv elektrihulk(1A) Amper. 8. TAKISTUS- elektri juhi osutatav vastupanu (vastupanu ja Ø) oom 2 9. VÕIMSUS- elektrivoolu poolt 1 s. tehtud töö W 10.Alalisvool- nimetatakse voolu, mille suund ja tugevus ajas ei muutu 11. Vahelduvvool- nimetatakse elektrivoolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad 12. Ohm`i seadus- I= U/R U= I x R R= U/I KODUNE Ülesanne nr. 1
voolule. Koormamisel jääb allika klemmipinge väiksemaks ava-ahelapingest vooluallika sisetakistusel tekkiva pingelangu võrra. Järelikult mida väiksem on vooluallika sisetakistus, seda vähem tema pinge koormamisel langeb, ja seda tugevamat voolu on element suuteline tarbijale andma. Sisetakistus suureneb elemendi säilitamisel, kasutamisel, samuti temperatuuri alanemisel. [1] Mahutavus Mahutavus ehk nimilaeng on elektrihulk, mida värske primaarelement (galvaanielement) või laetud aku on võimeline andma teatud kindlatel tühjendustingimustel; seda väljendatakse ampertundides (Ah). [1] Energiatihedus Energiatihedus ehk erienergia väljendab vooluallika energiasisaldust vatt-tundides (Wh) allika massiühiku kohta (ühik enamasti Wh/kg) või mahuühiku kohta (ühik nt Wh/dm2).[1] Säilimiskestus Säilimiskestus ehk säilivus on ajavahemik, mille lõppedes toatemperatuuril säilitatud
õppeaines: ELEKTROTEHNIKA Õpperühm: Üliõpilane: Kontrollis: Tallinn 2010 SISUJUHT 2 OTEHNIKA PÕHISUURUSTE VAHELISED SEOSED Elektrotehnika põhisuurused: · pinge - suurus, mis iseloomustab elektrivälja · voolutugevus juhi ristlõiget läbinud elektrihulk ühes sekundis · takistus elektriahelale või selle osale rakenda- 3 tud pinge ja seda elektriahelat või ahela osa läbiva voolutugevuse suhe · võimsus elektriahelas tehtav töö ühes sekundis 4 TAKISTITE VÄRVIKOODID Püsitakistitele on määratud E-sarja standardväärtused: 10; 12; 15; 18; 22; 27; 33; 39; 47; 56; 68 ja 82 kokku 12 takistuse väärtust.
1 Elektrilaeng ja elektriväli (põhikooli füüsikakursusest) Elektrilaeng on füüsikaline suurus, mis iseloomustab laetud kehade elektrilise vastastikmõju tugevust. Elektrilaengu tähiseks on Q. Keha elektrilaeng on elementaarlaengu täisarvkordne Q = ± ne. Elektrilaengu ühikuks on 1 kulon, lühendatult 1 C. Sellele ühikule on nimi antud prantsuse füüsiku ja inseneri Charles Augustin de Coulombi (1736-- 1806) auks, kes avastas elektriseeritud kehade vastastikmõju seaduse. 1 kulon on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 sekundi jooksul kui voolu- tugevus on 1 amper ehk 1 kulon = 1 ampersekund Elektrilaenguga kehasid ümbritseb elektriväli, mis vahendab laetud kehade vastastikmõju. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma.
1 Elektrilaeng ja elektriväli (põhikooli füüsikakursusest) Elektrilaeng on füüsikaline suurus, mis iseloomustab laetud kehade elektrilise vastastikmõju tugevust. Elektrilaengu tähiseks on Q. Keha elektrilaeng on elementaarlaengu täisarvkordne Q = ± ne. Elektrilaengu ühikuks on 1 kulon, lühendatult 1 C. Sellele ühikule on nimi antud prantsuse füüsiku ja inseneri Charles Augustin de Coulombi (1736— 1806) auks, kes avastas elektriseeritud kehade vastastikmõju seaduse. 1 kulon on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 sekundi jooksul kui voolu- tugevus on 1 amper ehk 1 kulon = 1 ampersekund Elektrilaenguga kehasid ümbritseb elektriväli, mis vahendab laetud kehade vastastikmõju. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma.
Pinge mõõtühik on volt (lühend V). Sulle teada pinged on taskulambi patareil 4,5V, elemendil ehk ümargusel patarel 1,5V, auto akul 12V, valgustuseks kasutataval vooluvõrgul 230V ja tööpinke käivitaval vooluvõrgul 400V. Vooluallikate erinevaid nimipingeid võib võrrelda erineval kõrgusel olevate veeanumatega. Voolutugevus on elektri (laengute) hulk, mis läbib juhtme ristlõiget ühes sekundis. Ristlõige on see pind, mida näed kui vaatad juhtme otsa. Mida suurem elektrihulk läbib juhtme ristlõiget ühes sekundis, seda suurem on voolutugevus. Suurema ristlõikega juhe talub suuremat voolutugevust. Voolutugevuse mõõtühik on amper (lühend A). Sinu tuba valgustavat lampi läbib vool tugevusega kuni 0,5A, triikrauda läbib vool kuni 4A, elektrikeevituse kasutamisel läbib elektroodi vool tugevusega üle 100A. Juhi takistus. See on juhtmes tekkiv vastupanu voolule. Takistus sõltub: · juhtme materjalist · juhtme pikkusest
Hargnemispunkti suubuvate voolude summa on võrdne sealt väljuvate voolude summaga. Joonisel toodud sõlme kohta võib siis kirjutada I1 + I2 = I3 + I4 ehk, kui viia kõik voolud võrrandi ühele poole: I=0 Voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Sel joonisel loetakse sõlme suunduvad voolud positiivseteks, sõlmest väljuvad voolud negatiivseteks. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik. 15. Kirchoffi teine seadus Kirchhoffi teine seadus Vooluringis toimivate elektromotoorjõudude summa on võrdne kõigi selle kontuuri takistustel esinevate pingelangude algebralise summaga. E=I*R E=I*R E Ro + R Seda võib vaadelda kui laiendatud Ohmi seadust.
vastastikmõjus, samuti osakese või makroskoopilise keha omadust tekitada elektromagnetvälja ja alluda selle toimele. Seda omadust kirjeldatakse ka elektromagnetiliste jõudude tekitamisena ja nendele allumisena. Elektrilaeng esineb kahel kujul, mida tinglikult nimetatakse positiivseks elektrilaenguks ehk positiivseks laenguks ja negatiivseks elektrilaenguks ehk negatiivseks laenguks. 2. Elektrilaeng kui füüsikaline suurus Elektrilaeng ehk laeng ehk elektrihulk on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilises vastastikmõjus ja elektromagnetvälja tekitamise ning sellele allumise intensiivsust ja viisi.Elektrilaengu väärtus on positiivse laengu puhul positiivne arv ja negatiivse laengu puhul negatiivne arv. Neutraalsele osakesele või kehale võidakse omistada elektrilaengu väärtus 0. Elektrilaeng ehk elektrihulk kui füüsikaline suurus iseloomustab ka näiteks muutuva elektrilaenguga keha elektrilaengu
oksüdeerumisprotsessi ja oksüdeerija redutseerumisprotsessi ruumilisel eraldamisel võimalik saada elektrivoolu. Sel juhul muundatakse keemiline energia vahetult elektrienergiaks. Niisuguseid keemilisi vooluallikaid nimetatakse elektrokeemilisteks elementideks. (Ahmetov, 1974:198) Keemiliste vooluallikate tähtsaimad iseloomustussuurused on elektromotoorjõud (tekitab ja säilitab suletud vooluringis elektrivoolu (ENE 2, 1987:525)), tööpinge, mahutavus (vooluallikast saadav elektrihulk) ja tööiga. Keemilised vooluallikad jagatakse kahte suurde liiki: ühekordse kasutusega (galvaanielemendid) ja mitmekordse kasutusega (akumulaatorid ehk akud). On olemas ka kütuseelemendid, mida võib käsitleda galvaanielementide erijuhtumina. (Timotheus, 1999:259) 1.1. Galvaanielemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende
1. Elektrivool- elektrilaenguga osakeste suunatud liikumist, I A. 1A voolutugevus mille korral juhi ristlõiget läbib sekundis elektrihulk 1 q. Juhid Dielektrikud Jaguneb: Alalisvool- vool, mille suund ja tugevus ajas ei muutu. Vahelduvvool- vool, mille suund ja tugevus ajas perioodiliselt muutuvad Voolutugevus on arvuliselt võrdne ajaühikus juhi ristlõiget läbinud elektrilaengu suurusega. Vabadeks laengukandjateks nimetatakse laetud osakesi, mis saavad aines vabalt liikuda. Elektrivoolu suunaks loetakse positiivse laenguga osakeste liikumise suunda.
ELEKTRIAHELA PARAMEETRID: P R P pinge U [V] -suurus, mis U iseloomustab elektrivälja I P IR voolutugevus I [A] -juhi ristlõiget läbinud elektrihulk ühes sekundis U I R takistus R -elektriahelale või selle [] pinge ja seda elektri- osale rakendatud U R P IU ahelat või ahela osa läbiva voolutugevuse I suhe P I 2R
ELEKTRIAHELA PARAMEETRID: P R P pinge U V -suurus, mis U iseloomustab elektrivälja I P IR voolutugevus I A -juhi ristlõiget läbinud elektrihulk ühes sekundis U I R takistus R -elektriahelale või selle pinge ja seda elektri- osale rakendatud U R P IU ahelat või ahela osa läbiva voolutugevuse I suhe P I 2R
oksüdeerumisprotsessi ja oksüdeerija redutseerumisprotsessi ruumilisel eraldamisel võimalik saada elektrivoolu. Sel juhul muundatakse keemiline energia vahetult elektrienergiaks. Niisuguseid keemilisi vooluallikaid nimetatakse elektrokeemilisteks elementideks. (Ahmetov, 1974:198) Keemiliste vooluallikate tähtsaimad iseloomustussuurused on elektromotoorjõud (tekitab ja säilitab suletud vooluringis elektrivoolu (ENE 2, 1987:525)), tööpinge, mahutavus (vooluallikast saadav elektrihulk) ja tööiga. Keemilised vooluallikad jagatakse kahte suurde liiki: ühekordse kasutusega (galvaanielemendid) ja mitmekordse kasutusega (akumulaatorid ehk akud). On olemas ka kütuseelemendid, mida võib käsitleda galvaanielementide erijuhtumina. (Timotheus, 1999:259) 1.1. Galvaanielemendid Galvaanielemendid on keemilised vooluallikad, milles on elektrienergia saamiseks võimalik ainult ühekordne elektrokeemiliselt aktiivsete ainete kasutamine, sest nende
oksüdeerivale elektroodile. Nõnda on redutseerija oksüdeerumisprotsessi ja oksüdeerija redutseerumisprotsessi ruumilisel eraldamisel võimalik saada elektrivoolu. Sel juhul muundatakse keemiline energia vahetult elektrienergiaks. Niisuguseid keemilisi vooluallikaid nimetatakse elektrokeemilisteks elementideks. Keemiliste vooluallikate tähtsaimad iseloomustussuurused on elektromotoorjõud (tekitab ja säilitab suletud vooluringis, tööpinge, mahutavus (vooluallikast saadav elektrihulk) ja tööiga. Keemilised vooluallikad jagatakse kahte suurde liiki: ühekordse kasutusega (galvaanielemendid) ja mitmekordse kasutusega (akumulaatorid ehk akud). On olemas ka kütuseelemendid, mida võib käsitleda galvaanielementide erijuhtumina. 12. Metallide saamine ühenditest, elektrolüüs, korrosioon Metallide saamine ühenditest Vähesed metallid looduses ehedalt. Enamik metalle saadakse maakidest metalli ühend mingi teise elemendiga
igaüks võimsusega 435 kW ning pöörete arvuga 375 minutis. Generaatorid andsid vahelduvvoolu, mis juhiti Tallinna Põhja Paberi ja Puupapivabrikusse. Esimesel tööaastal tootis jaam 3 834 950 kWh elektrienergiat. Järgmisel aastal oli toodang kõigi aegade suurim 6 476 915 kWh. Edasi kõikus toodang 3,54,5 milj. kWh piires, jõudes 6 milj. kWh piirimaile veelkord 1928. aastal. Aastail 19391940 langes toodang alla 3 milj. kWh. Toodetud elektrihulk sõltus nii tarbimisest kui ka veeoludest. Tuleb siiski märkida, et jaama projektikohane aastatoodang 5 milj. kWh oli garanteeritud isegi keskmiste vooluhulkade juures. Maksimaalse vooluhulga korral võinuks jaam toota üle 6,5 milj. kWh aastas. 1941. aastal hävitasid taganevad vene väed jaama, säilisid pais ja kalatrepp ning jaamahoone veealune osa. Aastail 19481952 koostas projekteerimise instituudi Gidroenergoprojekt Leningradi osakond jaama taastamise projekti
aga saab elektrone juurde. Üksikult võttes toimuvad mõlemat liiki laengud mittelaetud kehadesse ühteviisi tõmbuvad kergelt laenguta esemeid enda külge. Tõmbuvad / tõukuvad mehaanilise jõuga, mille suuruse määrab laengute suurus ja vahekaugus. Meh jõud on seda tugevam, mida suuremad on nende kehade laengud ja mida väiksem on nende vahekaugus. Elektronide hulk = laeng = tähis Q. Ühik kulon. Keha omab laengu 1C, kui mahutab endas 6,25 * 10 astmel 18 elektroni laengu. 1C on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 sek jooksul, kui voolutugevus on 1 amper ehk 1C = 1 ampersekund. Elektriväli Elektriväljaks nim elektrilaengut kandva keha ümbrust, kus ilmnevad elektrilised jõud, mis avaldub mehaalinise jõuna teistele laetud osakestele. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saaab kindlaks teha laetud kehaga.
Joonisel toodud sõlme kohta võib siis kirjutada I1 + I 2 = I 3 + I 4 , ehk, kui viia kõik voolud võrrandi ühele poole: I1 I 2 + I 3 + I 4 = 0 , või kõige üldisemal kujul I =0 , ( on kreeka suurtäht sigma, algebralise summa sümbol) ehk: voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Sel joonisel loetakse sõlme suunduvad voolud positiivseteks, sõlmest väljuvad voolud negatiivseteks. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik. 1.11 Kirchhoffi teine seadus Vooluringis toimivate elektromotoorjõudude summa on võrdne kõigi selle kontuuri takistustel esinevate pingelangude algebralise summaga. E =I R 17 Seda võib vaadelda kui laiendatud Ohmi seadust. Ühe toiteallika puhul E
Joonisel toodud sõlme kohta võib siis kirjutada I1 + I 2 = I 3 + I 4 , ehk, kui viia kõik voolud võrrandi ühele poole: I1 I 2 + I 3 + I 4 = 0 , või kõige üldisemal kujul I =0 , ( on kreeka suurtäht sigma, algebralise summa sümbol) ehk: voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Sel joonisel loetakse sõlme suunduvad voolud positiivseteks, sõlmest väljuvad voolud negatiivseteks. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik. 1.11 Kirchhoffi teine seadus Vooluringis toimivate elektromotoorjõudude summa on võrdne kõigi selle kontuuri takistustel esinevate pingelangude algebralise summaga. E =I R 17 Seda võib vaadelda kui laiendatud Ohmi seadust. Ühe toiteallika puhul E
Joonisel toodud sõlme kohta võib siis kirjutada I1 + I 2 = I 3 + I 4 , ehk, kui viia kõik voolud võrrandi ühele poole: I1 I 2 + I 3 + I 4 = 0 , või kõige üldisemal kujul I =0 , ( on kreeka suurtäht sigma, algebralise summa sümbol) ehk: voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Sel joonisel loetakse sõlme suunduvad voolud positiivseteks, sõlmest väljuvad voolud negatiivseteks. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik. 1.11 Kirchhoffi teine seadus Vooluringis toimivate elektromotoorjõudude summa on võrdne kõigi selle kontuuri takistustel esinevate pingelangude algebralise summaga. E =I R 17 Seda võib vaadelda kui laiendatud Ohmi seadust. Ühe toiteallika puhul E
kehal järelikult võib laengu suurust mõõta elektronide hulgaga. 7 Üksiku elektroni laeng on praktiliseks kasutamiseks liiga väike. Elektronide hulka mingil kehal nimetatakse elektriliseks laenguks ja tähistatakse rahvusvaheliselt Q tähega. Elektrilaengu mõõtühikuks valiti kulon, mida tähistatakse C tähega (venekeelses kirjanduses K). Keha omab laengu 1 C kui ta mahutab endas 6,2510 18 elektroni laengu. 1kulon on elektrihulk, mis läbib juhi ristlõiget 1 sekundi jooksul kui voolutugevus on 1 amper ehk 1kulon = 1 ampersekund. 1.5 ELEKTRIVÄLI Elektriväli tekib laetud keha ümber. Elektriväljaks nimetatakse elektrilaengut kandva keha ümbrust, kus ilmnevad elektrilised jõud, mis avaldub mehaanilise jõuna teistele laetud osakestele. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektri- välja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga.
5. Kirchoffi seadused; vooluallikate kasutegur; magnetväli vaakumis. Vooluahela punkti, kus ühendatakse mitu juhet, nimetatakse hargnemispunktiks ehk sõlmeks. Kirchhoffi esimene seadus on seadus vooludest hargnemispunktis: Kirchhoffi esimene seadus. Hargnemispunkti suubuvate voolude summa on võrdne sealt väljuvate voolude summaga. Voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik Kirchoffi teine seadus ehk suletud kontuuri seadus: potentsiaalide muutuste algebraline summa, mis on leitud suvalise vooluringi suletud kontuuri täielikul läbimisel, võrdub nulliga. Seadust võib selgitada ütlusega, et mäe igal punktil on ainult üks kõrgus. Kui
materjalidest · Elektrolüüsi M. Faraday seadus (+ valem) 1 Elektroodil eralduva aine mass on võrdeline ekektrolüüti läbinud laenguga Valem m=kq=kIt 2 Aine elektrokeemiline ekvivalent on võrdeline selle aine keemilise ekvivalendiga 1 Ar Valem k = F × z Mõlemad seadused saab ka kokku võtta ühte valemisse q Ar m= × , kus F z m = elektrodidel eralduva ainehulga mass q = elektrolüüti läbiv elektrihulk F = 96,5*106 nn Faraday arv Ar = aine aatommass z = aines olevate ioonide valentsarv · Kasutusalad 1) Hapniku tootmine allveelaevades ja kosmoseaparaatides 2) Vee elektrolüüsi abil vesiniku tootmine kütuseks 3) Elektrolüütiline poleerimine 4) Vanad esemete, nt müntide, puhastamine 5) Elektrosöövitamise abil tööriistadele tootjamärgi andmine 6) Keemilised vooluallikad: patareid, akumulaatorid, kütuseelement
pahupidi pöörata. Võrkudega liitmine Tuumajaama liitumisel elektrivõrkudega kujuneb peamiseks küsimuseks süsteemi võime kompenseerida võimalikke avariisid. Kui ühes Narva elektrijaama 200 MW põlevkivi elektriplokis juhtub avarii, siis elab kogu süsteem vahejuhtumi lihtsalt üle, sest kõrval töötab kuus-kaheksa samasugust. Kui seiskub näiteks tuumaelektrijaama 1600 MW reaktor, siis on kuri karjas, sest puudujääv elektrihulk tuleb leida mingitest teistest käeulatuses asuvatest energiaallikatest. Kahtlused, kas Eesti Energial tasub tuumaprojektiga pea ees tundmatusse hüpata, sarnanevad arutlusega: kas tasub omandada autojuhilube, kui liiklus on nii ohtlik. Valdav enamik Eesti naaberriike toodab märkimisväärse osa oma igapäevasest energiavajadusest tuumareaktorites. Üha karmistuvate ohutusnõuete tõttu ei lasta kõrvaltkiibitsejaid niisama lihtsalt tuumaklubi uksest sisse
Elektromotoorjõud on töö, mida teevad vooluallikas toimivad kõrvaljõud ühikulise laengu (1 C) üleviimisel. Elektromotoorjõud on võrdne potentsiaalide vahega vooluallika klemmidel välise ahela puudumisel. 2. Elektrivool: ühik, suund, valem Elektrivool on elektrilaengute suunatud liikumine. Voolu suunaks loetakse positiivselt laetud aineosakeste suunda, ehk elektroonide liikumise vastassuunda. Ühik= 1A; valem: I=Q/t (Q-elektrihulk; t-aeg) 3. Elektriline takistus ja juhtivus, eritaksitus ja erijuhtivus Elektritakistuseks nim. voolutugevuse sõltuvust peale pinge veel juhi omadustest. Takistus on juhi omadus avaldada vastupanu elektrivoolule R=U/I Elektrijuhtivus on takistuse pöördväärtus (G=1/R), mis näitab, kuidas antud juht juhib elektrivoolu. Eritakistus näitab, kui suur on sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ristlõikepindlalaga juhtme takistus.
vastupidi magnetvälja kadumisel indutseerib magnetväli elekto- motoorjõu ja voolu, see tähendab muutub uuesti elektri- energiaks? Selgita. 27.Millal on võimsuskadu suurem kas terassüdamikuga pooli ühendamisel vahelduvvoolu võrku või alalisvoolu võrku võrdsete voolude korral? 28.Kuidas muutub sageduse suurenedes aktiivtakistus (väheneb, suureneb, jääb samaks)? 36.Mahtuvus. 1. Mis on elektrilaeng? 2. Mis on elektrilaengu ühikuks? 3. Millal on elektrihulk 1 kulon? 4. Mis ümbritseb elektrilaenguga kehasid? 5. Kas inimene tunnetab elektrivälja? Kuidas saab elektrivälja olemasolu kindlaks teha? 6. Millest oleneb laetud keha ümbritseva magnetvälja tugevus? 37.Mahtuvuse mõiste. 1. Mida nimetatakse mahtuvuseks? 2. Millega mahtuvust mõõdetakse? 3. Mis ühikutes mahtuvust mõõdetakse? 4. Millal on mahtuvus 1 farad? Kas farad on suur või väike mahtuvusühik? 5. 1 mikrofarad ( F) = ... F. 6. 1 nanofarad (nF) = ... F. 7
Joonisel toodud sõlme kohta võib siis kirjutada I1 + I 2 = I 3 + I 4 , ehk, kui viia kõik voolud võrrandi ühele poole: I1 I 2 + I 3 + I 4 = 0 , või kõige üldisemal kujul I =0 , ( on kreeka suurtäht sigma, algebralise summa sümbol) ehk: voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Sel joonisel loetakse sõlme suunduvad voolud positiivseteks, sõlmest väljuvad voolud negatiivseteks. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik. 1.11 Kirchhoffi teine seadus Vooluringis toimivate elektromotoorjõudude summa on võrdne kõigi selle kontuuri takistustel esinevate pingelangude algebralise summaga. E =I R 17 Seda võib vaadelda kui laiendatud Ohmi seadust. Ühe toiteallika puhul E
üldisest nivoost madalamale. Vedeliku tôus kapillaartorus on : h = 2 / ( g . . r ) - vedeliku pindpinevustegur (roo) - vedeliku tihedus g = 9,8 m/s2 r - toru raadius Alalisvool Elektrivooluks nim. laetud osakeste suunatud liikumist. Positiivsete laengute liikumise suunda loetakse kokkuleppeliselt voolu suunaks. S. t. vooluallika "+" pooluselt "_" poolusele. Voolutugevus on füüsikaline suurus, mis näitab juhi ristlôiget ajaühikus läbinud laengut. I = q / t (A) q - laeng ehk elektrihulk (C). (Laeng on 1C (kulon) kui läbides juhi ristlôike 1s jooksul tekitab ta voolutugevuse 1A.) Elektrivoolu tekkimiseks peab aines leiduma piisavalt palju vabu laetud osakesi (juhtides) ja neile peab môjuma kindlasuunaline jôud, mille tekitab elektriväli. Elektrivoolu toimed on : 1) soojuslik - elektrisoojendusriistades 2) valguslik - elektrilampides 3) mehaaniline - elektrimootoris 4) keemiline - elektrolüüsil aku laadimisel 5) magnetiline - generaatoris, elektromagnetites.
tekitada elektromagnetvälja ja alluda selle toimele. Seda omadust kirjeldatakse ka elektromagnetiliste jõudude tekitamisena ja nendele allumisena. Elektrilaeng esineb kahel kujul, mida tinglikult nimetatakse positiivseks elektrilaenguks ehk positiivseks laenguks ja negatiivseks elektrilaenguks ehk negatiivseks laenguks. Elektrilaenguta osakest või keha nimetatakse elektriliselt neutraalseks ehk neutraalseks. Elektrilaeng ehk laeng ehk elektrihulk on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektromagnetilises vastastikmõjus ja elektromagnetvälja tekitamise ning sellele allumise intensiivsust ja viisi. Elektrilaengu väärtus on positiivse laengu puhul positiivne arv ja negatiivse laengu puhul negatiivne arv. Neutraalsele osakesele või kehale võidakse omistada elektrilaengu väärtus 0. Elektrilaeng ehk elektrihulk kui füüsikaline suurus iseloomustab ka näiteks muutuva
Hargnemispunkti suubuvate voolude summa on võrdne sealt väljuvate voolude summaga. Joonisel toodud sõlme kohta võib siis kirjutada I1 + I 2 = I 3 + I 4 ehk, kui viia kõik voolud võrrandi ühele poole: I=0 Voolude algebraline summa sõlmes on võrdne nulliga. Sel joonisel loetakse sõlme suunduvad voolud positiivseteks, sõlmest väljuvad voolud negatiivseteks. Kirchhoffi esimest seadust võib võtta aksioomina, mis ei vaja tõestust, sest elektrihulk, mis ajahetkel hargnemispunkti kokku voolab, peab sealt samal ajahetkel ka ära voolama. Vastasel korral tekiks laengute kuhjumine või puudujääk, mis pole võimalik. Kirchhoffi teine seadus Vooluringis toimivate elektromotoorjõudude summa on võrdne kõigi selle kontuuri takistustel esinevate pingelangude algebralise summaga. E=I*R Seda võib vaadelda kui laiendatud Ohmi seadust. Ühe toiteallika puhul E I= Ro + R millest E = I * Ro + I * R ehk E=I*R
Skeemitehnika. SS-98. 1. M.Tooley “Everyday electronics data book” 2. Hessin “Impulsstehnika” 3. Horowits “The art of electronics” Skeemitehnika põhilised mõõtühikud Nimetus Tähistus Sümbol Kirjeldus Amper A I Voolutugevus juhtmes on 1A, kui juhtme ristlõiget läbib elektrilaeng 1 kulon 1. sekundi jooksul Kulon C Q Elektrilise laengu ühik e. Elektrihulk Farad F C Mahtuvus on 1F, kui potensiaalide vahe 1V tekitab mahtuvuse elektroodidel laengu. Henry H L Induktiivsus on 1H, kui voolumuutus kiirusega 1A sekundis tekitab induktiivsusel pinge 1V. Jaul J E Energiaühik. Oom R Takistuseühik. Siemens S G Juhtivuseühik. Sekund s t Ajaühik.
Elektrilaeng on kvanditud suurus, s.t talle saab lisada või ära võtta vaid kindla väärtuse. q= n* e kus n on elementaarlaengute hulk ja e on elementaarlaeng (1,6*10-19 C). Elektronilaeng ja prootonilaeng on väikseimad vabalt eksisteerivad laengud. (prootonis on u ja d (mingid kahtlased osakesed - prootonid ja neutronid koosnevad KVARKIDEST - elementaarosakesed) vahekorras u kvark (ülemine) ⅔*e ja d kvark (alumine) -⅓*e). Elektrilaeng ehk elektrihulk kui füüsikaline suurus iseloomustab ka näiteks muutuva elektrilaenguga keha elektrilaengu muutu ja mingit pinda läbivate osakeste elektrilaengute summat. Ka sel juhul võib elektrilaengu väärtuseks osutuda 0. Elektrilaengu tähis on tavaliselt Q või q. Elektrilaengu mõõtühik SI-süsteemis on kulon (tähis: C). Osakese elektriline vastastikmõju seda ümbritsevate kehadega sõltub selle elektrilaengust.
annaabi.ee 
