Elektrilaengud ja elementaarosakesed (0)

Elektrilaengud ja elementaarosakesed.
Kehad koosnevad molekulidest ja aatomitest, aatoum jaoutub tuumaks. Tuum prootoniteks, neutroniteks ja elektronideks-tiirlevad tuuma ümber. Aatomi osakesi, mida ei saa enam jaotada, nim elementaarosakesteks ( elektron , prooton , neutron ).
Mingid jõud hoiavad osakesti omavahel koos, seovad aatomeid molekulides ja molekule tahketes kehades . A ja M vastamõju seadusi seletatakse sellega, et osakstel on elektrilaeng .
Vana-kreeka: Hõõrusid merevaigust esemeid karusnaha või villaga , mistõttu see oli võimeline kergemaid kehi enda külge tõmbama. 16 saj, Ingl teadlane Gilbert : Hõõrus klaaspulka siidika, niiet see tõmbas külge kergemaid kehi.
Järeldus: On olemas 2’t liiki elektrilaenguid. Klaaspulk -POS, Eboniit-NEG. Prooton-POS, Elekton -NEG, Neutron-NEUTRAL.
Kasutades spets riista – elektroskoopi, mis koosneb metallvardast ja osutist, tehti kidlaks, et elektronlaenguga kehad võivad nii tõmbuda kui tõukuda. Samamrgilised- tõukuvad, erimärgilised- tõmbuvad.
Iga elektrilaengu ümber on alati tema elektriväli- materiaalne keskkond, milles toimub ühe laetud keha mõju teisele laetud kehale. Ühele laetud kehale mõjuv jõud on tingitud teist laetud keha ümbritsevast elektrivälja mõjust temale.
Elektrivälja olemasolu tehakse kindlaks tema mõju järgi mingile proovilaengule- väikesele laetud kehale või osakesele. Elektriväli on mateeriaekisteerimise vorm ja ta eksisteerib sõltumata meist ja meie teadmistest tema kohta. Väljal on kindlad omadused.
Coulombi (kuloon) seadus
Füüsika osa, mis tegeleb liikumatute elektrilaengute uurimistega, nim elektrostatikaks, mille põhiseaduseks on kahe liikumatu punktikujulise laetud keha või osa vastastikuse mõju seadus. Selle avastas 1785 a Coulomb . Tema katsed näitasid, et 2 seisvat punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga F, mis on võrdeline nende laengute absoluutväärtuse korrutisega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse r ruuduga.
Elektrilaengu ühik(SI)- kulon C. Kulon on laeng, mis läbib ühes sekundis juhi ristlõiget, kui voolutugevus on 1A. Võrdetegur k=9*10 . Selle asemel kasut ka elektrilist konstanti - vaakumi dielektriline läbitavus.
Üks kulon on väga suur laeng, võib kasutada ka CGS süst ühikut- Lü(laenguühikut).
Elektrilaengu jäävuse seadus
Elektriliselt isoleeritud süsteemis (süsteemis, kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on igasuguse kehade vastastikmõju korral laengute algebraline summa jääv.
Looduses ei teki ega hävi kunagi ühemärgilisi elektrilaenguid. Kui tekib +laeng, siis peab tekkima ka –laeng. Samuti ei saa nad teineteisest sõltumatult hävida. Võrdse absoluutväärtusega erimärgilised laengud võivad teineteist neutraliseerida.
Elektrilaengute tekkimine ja kadumine on põhjustatud elektronide üleminekust ühtedelt kehadelt teistele. Kui NEUTR keha saab elektoni juurde, saab ta NEG laengu. See keha aga (kui ta oli neutr.), mis andis elektrone ära, sai POS laengu.
Elektrivälja tugevus
See on füüsikalie suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. E=F/q. Kasutades Coulobumi seadust:
Elektrivälja tugevus on vektoriaalne suurus. Kogu väljatugevus mingis punktis võrdub kõikide väljatugevuste vektorite summaga.
Elektrivälja jõujooned
Joon, mille igast punktist tõmmatud puutuja siht ühtib väljatugevuse vektoi sihiga. Inglise teadlane Faraday mõtles selle välja. Elektrivälja jõujooned algavad POS laengutel ja lõppevad NEG või suunduvad lõpmatusse. Jõujooned ei lõiku. Nad on välja jaotuse kirjeldamise näitlik viis ja nad pole reaalsemad kui meridiaanid ja paralleelid gloobusel .
Homogeenne elektriväli
Elektriväli, mille tugevus on igas ruumipunkts nii suuruselt kui ka suunalt ühesugune. Nt 2he erinimeliselt laetud metallplaadi vaheline elektriväli on homogeenne. Homogeense elektrivälja jõujooned on üksteisega paralleelsed.
Juhid elektriväljas
Juhtides (eelkõige metallides) esineb laetud osakesi, mis võivad elektrivälja mõjul juhi sees vabalt umber paikneda. Need on vabad laengud. Metallides on need elektronid.
Elektriväljas asetsev juht elektriseerub, juhi sees tekib elektriväli, mis on vastupidine põhi-elektrivälja suunale. Resulteeriv väli juhis nõrgeneb.
Dielektrikud elektriväljas
Erinevalt juhtidest, ei ole neid vabu laenguid. Dielektriku laengud on seotud ja elektronid ning teised laetudosakesed kogu keha ulatuses liikuda ei saa.
Kui dielektrik paigutada elektrivälja, siis hakkavad tema molekulide POS ja NEG laengutele mõjuma vastassuunalised jõud. Nende jõudude toimel nihkuvad iga molekuli laengud. Molekulid venivad pikemaks ja asetuvad suunaga piki välja jõujooni. Niisugune laengute nihkumine on polarisatsioon.
Välja puudumisel- molekulid dielektrikus kaootiliselt. Välja olemasolul - molekulid korrastatult.
Dielektriku pinnale tekivad laengud, ühel pool POS, teasel NEG. Niisugust molekuli, mille laengud paiknevad välja mõjul umber, nim elektriliseks dipooliks. Väljatugevuse valem:
Töö elektriväljas
Igale elektriväljas asetsevale laengule mõjud ja sp tehakse iga laengu liiumisel teatud hulk tööd.
Oletame, et homogeensesse elektrivälja on asetatud POS laeng q. Elektrivälja tugevus sound on POS plaadiltA, NEG paalileB. Sellele laengule mõjub jõud F=qE,kuna E=F/q. Laengu ümberpaikemisel tehtud töö oleks: A=Fs cos ehk same A=qEs cos. Järelikult A=qEd.
Seega: töö laengute ümberreastamisel ühest punktis teise ei sõltu liikumise teest, vaid ainult nende punktide vahelisest kaugusest, mõõdetuna piki välja suunda.
Potensiaal ja potensiaalide vahe
Välja potensiaaliks nim suurust, mida mõõdetakse POS laengu ümberpaigutamisel lõpmatusest välja antud punkti tehtava töö ja ümberpaigutatava laengu suuruse suhtega. WAT????????????
Potensiaali suurust tähistatakse tähega . POS laetud kega elektrivälja potensiaalid on POS’d, NEG-NEG.
Välja kahe punkti potensiaalide vahet nim välja pingeks nende punktide vahel.
Praktilises elektrotehnikas võetakse potensiaalo nullpunktiks Maa pinna mistahes punkt. Tehtavat tööd saab määrarta valemiga A=qU
Potensiaali ja potensiaalide vahe ühikud
SI süst. Tööühik- dzaul , laenguühik- kulon. Seega potensiaali kui ka potensiaalide vahe ühikuks on üks ja sama ühik dzaul/kulon=volt(V).
Elektrimahtuvus
Juhi laengu ja tema potensiaali suhtega mõõdetav suurus. See iseloomustab juhi võimet salvestada elektrilaengut. Nagu ämber mahutab 11-12 l vett, nii ka mingi keha- juht on võimeline mahutama mingi kohuse laengut. Mahtuvuse ühik on farad (F)=kulon/volt
Faradi miljondik- mikrofarad
Mikrofaradi miljondik- pikofarad
Kondensaator
Koosneb 2’st juhist, mis on teineteisest eraldatud õhukese dielektriku kihiga . Lihtsama kondensaatori (plaatkondensaatori) mood 2 ühesugust dielektrikuga eraldatud paralleelset metallplaati. Plaadile andakse võrdsed, kuid vastasmärgilised laengud.
Kondensaatori laadimiseks tuleb ühendada tema plaadid pingeallika klemmidega.
Kondensaatori laeng määratakse ühe tema plaadi laengu järgi, seejuures mõeldakse laengu absoluutväärtust.
Kondensaatori elektrimahutavus
Füüsikaline suururs, mis võrdub kondensaatori ühe katte laengu q ja plaatide vahelise pinge U suhtega.
Kondensaatori mahtuvus sõltub kondensaatori kujust ja mõõtmetest, ning tema katete vahel olema dielektriku dielektrilisest läbitavusest. Plaatkonsentraatori mahtuvust mõõdetakse C=ES/2d.
Kui pinge plaati vahel on küllalt suur, siis võib tekkida dielektriku läbilöök.
Kondensaatori ehitus ja liigid
Kondensaatori katetena kasut. Õhukesi metallfooliume, mille vahel on enamasti parafinee, ritud paber, vilgukivilehed, keraamilise aine kihid või polüstürool lehed. Dielektriku liigi järgi nim kondensaatoreid paber-, vilgukivi -, polüstürool-, keraamilisteks või õhkkondensaatoriteks.
Fooliumi ja paberribad keeratakse rulli ning asetatakse mingisse kesta. Kestaslt tuuakse välja isoleeritud klemmid , mille kaudu võib kondensaatori lülitada vooluringi.
Raadiotehnikas kasutatakse laialdaselt muutuva mahtuvusega kondensaatoreid.
Kondensaatoreid kasutatakse raadioelektroonikas ja elektrotehnikaseadmetes elektrilaengu ja elektrivälja salvestitena.