Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Elektrivälja, selle tugevus ja valemid". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
elektr, jõujoon, potents, dielekt, jõujooned, vektor, enrgia, laengud, punktlaengu, vaakumis, vahendaja, mateeria, aineks, vektorid, homogeenne, sirged, tihedamalt, lõppevad, induktsioon, vastassuunas, dielektrikud, voolutugevus, mahtuvusEkvipotensiaalpind on selline mind mille iga punkti potentsiaal on samasugune/ekvalentne. NB! ekvipotensiaali pinnad ja E=1. Punktlaeng on keha mille mõõtmeid ei arvestata ja keha laengut vaadeldakse koonduna ühte punkti. NB! Keha võib punktlaenguks siis kui kehade vahelised kaugused on tunduvalt suuremad kehamõõtmetest. Kuloni seadus on õige ka ühtlaselt laetud kerade korral. Sel juhul tähendab r-kehade kespunktide elektrivälja jõujooned on omavahel alati risti. A=F*s*cosa. Juht elektriväljas, pinge näitab elektriliste jõudude poolt ühik laengu vahelist kaugust. Aine dielektriline läbitavus näitab mitu korda antud aine nõrgendab laengute vahelist mõju võrreldes vaakumiga. E= F0/F E-aine dielektriline ümberpaigutamisel tehtavat tööd. U=A/q U-pinge (v-volt) A-töö (j-dzaul) q-laeng(c). NB! Pinge on alati kahe punkti vahel. U=A/q=Ep 1- läbitavus F0- laengute vaheline mõjujõud vaakumis (N) F- aines(N)
keha laeng (c), q2- 2.keha laeng, r- kaugus kehade vahelisest kaugusest (m), - aine dielektriline läbitavus (-). Keha võib lugeda punktlaenguks siis, kui tema kaugus teistest kehades on suurem tema läbimõõdust. Kerade puhul keskpunktide kaugus. Ühtlaselt laetud sfääri sees olevate punktlaengutele mõjuvate jõudude summa on 0. näiteb, mitu korda väheneb kahe laetud osakese vaheline mõju antud aines võrreldes vaakumiga. F0/F, kus F0- laengute vaheline mõjujõud vaakumis, F- -- II--aines. ELEKTRIVÄLI. Üks laeng tunnetab teist tänu elektriväljale. Elektriväli on laetud osakeste vahelise mõju vahendaja. Elektriväli levib vaakumis valguskiirusega. Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub paiknevale ühingu laengule. E F/q, kus E- elektrivälja tugevus (v/m), F- jõud (N), q laeng (c). Elektrivälja jõu jooned on jooned, mille puutuja siht mistahes punktis ühtib elektrivälja tugevuse vektori sihiga. Elektrivälja jõujoonte omadused:
...................... 12 9.Dielektrik elektriväljas........................................................................................ 13 10.Elektrimahtuvus. Kondensaatorid....................................................................14 1. Elektrilaeng. Elektroskoop. 2. Coulombi seadus. Ülesann e 1 Leidke tõmbejõu F, millega elektron ja prooton mõjutavad teineteist vesiniku aatomis. Osakeste vahekauguseks loeme vesiniku aatomi raadiuse 5,3 10 -11 m. Ülesann e 2 Kahe punktlaengu vahel, millest ühe väärtus on 10 pC, seisab klaas ( = 7). Laengute vahekaugus on 10 mm ja nendevaheline jõud on 7 10 -4 N. Milline on teise laengu suurus? 3. Elektriväli. Elektrivälja tugevus. Kuloni seaduse järgi mõjutavad elektrilaengud teineteist. Tekkib küsimus: Kuidas see toimub? Mehaanikast on teada, et kehad mõjutavad teineteist vahetult kontaktil, näiteks põrkumisel, hõõrdumisel jne. Elektrilisel mõjutamisel üks laeng mõjutab teist ka täielikus tühjuses!
1. Kehade elektriseerimise võimalused: kehade vahetul kokkupuutul (vähemalt üks keha laetud)/ kehade vastastikusel hõõrumisel (hõõrdumisel). 2. Elektrilaengud: positiivne ,,+" ja negatiivne ,,-" 3. Elementaarlaeng- elementosakese laeng |e|=1,6*10 -19 C, elektronil, prootonil 4. Elektrilaengu jäävuse seadus: elektriliselt isoleeritud süsteemis on summaarne laeng muutumatu. q1+q2+q3+...+qn=0 5. Coulombi seadus: kaks punkti kujulist laetud keha mõjutavad teineteist vaakumis jõuga, mis on võrdeline nende laengute abs. väärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nende laengute vahelise kaugusega. F=(k|q1||q2|)/R2 6. [1C] laeng, mis läbib juhi ristlõiget 1s jooksul, kui juhis on vool tugevusega 1A 7. Punktlaeng on laeng, millel puuduvad mõõtmed või laengut omava keha mõõtmed on nii tühised võrreldes tema kaugusega teistest elektrilaengut omavatest kehadest või osakestest 8
ELEKTER 1. AT 11. kl 1. Sõnasta Coulomb'i seadus, kirjuta seaduse kohta valem + selgitus. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja sõltub keskkonnas, kus laengud paiknevad. q1 q 2 Nm2 F =k Kus k =9109 r2 C2 F laengutevaheline jõud (N), q1;q2 laengud ©, suhteline dielektriline läbitavus, r laengute vahekaugus (m) 2. Kirjuta laengutevahelise jõu arvutamise valem SI-süsteemis, kui laengud ei asu vaakumis. Selgita tähtede tähendused ja kirjuta vastavad ühikud.
Füüsika KT kordamisküsimused 1. Elementaarlaeng on väikseim iseseisvalt eksisteeriv laeng, mille suurus on 1,6*10-19 Prootonil on laeng +e Elektronil on laeng e Neutronil laeng puudub 2. Laeng näitab, kui tugevasti keha osaleb elektromagnetilises vastastikmõjus. 3. Samanimelised laengud tõukuvad ja erinimelised laengud tõmbuvad. 4. Laengu jäävuse seadus ütleb, et elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus. 5. Negatiivne ioon ehk anioon on negatiivse elektrilaenguga ioon, mis moodustub elektronide lisandumisel. Positiivne ioon ehk katioon on positiivse elektrilaenguga ioon, mis moodustub elektronide lahkumisel. 6. Elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine. Voolu suunaks on kokkuleppeliselt valitud positiivsete laengukandjate liikumise suund
E-vektor suunatud piki selle joone puutujat.| Homogeenne-elektriväli, mille E-vektor on kõigis ruumi punktides ühesugune nii pikkuselt, kui suunalt. Jõujooned||.| Töö-jõu ja nihke korrutis. Ei raskusväljas ega elektriväljas ei sõltu töö liikumistee ehk trajektoori kujust. Pot. väli-väli, milles töö ei sõltu liikumistee kujust. Pot. e on tingitud keha vastastikmõj teiste kehadega välja vahendusel. Pot.e on tingitud keha vastastikmõj teiste kehadega välja vahendusel. Punktlaengu q pot energia homogeenses elektriväljas tugevusega E on esitatav kujul Ep=qEd, kus d on selle kaengu kaugus energia nulltasemest.|Välja pot-näitab,kui suur on vaadeldavas punktis ühikulise + laenguga keha pot en. Potentsiaal aga näitab, kui suur on selles pubktis ühikulise ppositiivse laenguga keha pot en. Ühesugust pot omavate elektvälja punktide hulka nim ekvipotentsiaalpinnaks. |Elekt pinge-elektrivälja kahe punkti pot vahe. Kahe punkti vaheline pinge näitab,kui suure
Elektrinähtuste tekkepõhjuseks on asjaolu, et maailmaruumi kogu aine sisaldab elektriliselt aktiivseid algosakesi elektrone prootoneid ioone jms Elektrilise aktiivsuse annab osakestel nende elektrilaeng elektrilaeng on elektriõpetuse keskne mõiste. Elektrilöaeng kui füüsikaline suurus iseloomustab keha või aineosakese elektrilise aktiivsuse astet ja näitab kui tugevasti osaleb keha või osake elektrinähtustes. Elektrilanegu tähiseks on keha korral täht Q ja punktlaengu korralt täht q. Punktlaneguks nimetatakse laetud kehi mille mõõtmed on tühiselt väikesed võrreldes nende vahekaugusega. Punktaleng on keha mudel mille korral keha laengut võib vaadelda koondununa ühte punkti. Elektrilaengu mõõtühikusks SI-s üks kulon (1 C) Ühikut nimetatakse nii prantsuse füüsiku Ch. A. De Coulomb`i järgi. 1 C on väga suur elektrilaeng. Näit. Kaks 1 C suurust elektrilaengut, mis asetsevad teineteisest 1 km kaugusel mõjutavad teineteist veel 9000 njuutinilise
Elektrinähtuste tekkepõhjuseks on asjaolu, et maailmaruumi kogu aine sisaldab elektriliselt aktiivseid algosakesi elektrone prootoneid ioone jms Elektrilise aktiivsuse annab osakestel nende elektrilaeng elektrilaeng on elektriõpetuse keskne mõiste. Elektrilöaeng kui füüsikaline suurus iseloomustab keha või aineosakese elektrilise aktiivsuse astet ja näitab kui tugevasti osaleb keha või osake elektrinähtustes. Elektrilanegu tähiseks on keha korral täht Q ja punktlaengu korralt täht q. Punktlaneguks nimetatakse laetud kehi mille mõõtmed on tühiselt väikesed võrreldes nende vahekaugusega. Punktaleng on keha mudel mille korral keha laengut võib vaadelda koondununa ühte punkti. Elektrilaengu mõõtühikusks SI-s üks kulon (1 C) Ühikut nimetatakse nii prantsuse füüsiku Ch. A. De Coulomb`i järgi. 1 C on väga suur elektrilaeng. Näit. Kaks 1 C suurust elektrilaengut, mis asetsevad teineteisest 1 km kaugusel mõjutavad teineteist veel 9000 njuutinilise
Elektriväli laengute vahelise mõju vahendaja. Elektrivälja tugevus antud punktis võrdub sellesse puntki viidud proovi laengule mõjuva jõu ja laengu suuruse suhtega. Elektrivälja tugevus on vektor, mille suund ühtib positiivsele laengule mõjuva kehale. Elektrivälja jõu jooned on jooned mille puutuja siht, mis tahes puntkis üthib elektrivälja tugevuse Vektori sihiga antud punktis. Elektrivälja, mille väljuv tugevus on igas punktis samasuur ja suund samas suunas nim. homegeenseks elektriväljaks. Elektrivälja jõujoonte omadused: nad ei lõiku, mida tihedamalt paiknevad jõujooned seda tugevamad on elektriväli, ajas muutumatu elektrivälja korral saavad jõu jooned alguse kas
korrutisega ja pöördvõrdeline nende kauguse ruuduga.F= (N),k-9* , -aine dielektriline läbitavus.Punktlaeng-keha, mille mõõtmeid ei arvestata ja selle keha kogu laengut vaadeldakse koonduduna ühte punkti.Pl võib vaadelda keha kui keha mõõtmed on tunduvalt väiksemad kehade vahelisest kaugusest.NB. -8,85* F/m(elektrikonstant)Aine dielektriline läbitavus-näitab mitu korda on elektrilaengule mõjuv jõud dielektrikus nõrgem kui vaakumis. = /F ( laengule mõjuv jõud vaakumis,F-laengule mõjuv jõud aines)Elektriväli-elektrilaengute vahelise mõju vahendaja. Iga laeng tekitab oma elektrivälja, mida teised laengud tunnetavad.Väli-üks mateeria eksisteerimise vorm, teine on aine.Tänapäeval vaadeldakse ka välju koosnevana osakestest.Elektrivälja vahendav osake on valguskvant e. Footon.Elektrivälja tugevus-näitab elektriväljas paiknevale ühiklaengule mõjuvat jõudu
laengukandjaid, nõrk elektrivool, nt plastid, gaasid Pooljuhid- laengukandjad ei ole alati vabad, aga neid saab kergesti vabadeks muuta, laengukandjate arv tugev sõltuvus temp, valgusest, lisandite põhiainest jne. Laialdane kasutus elektroonikas. Teatud tingimustel muutub iga dielektrik juhiks. Juhid juhivad, sest on olemas vabad laengukandjad. Elektrivool- nähtus, kus laengud suunatult liiguvad. Iseloomustav suurus, voolutugevus I Voolutugevus- näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget (voolu suunaga rustuv lõike pindala) Voolu suund- positiivsete laengukandjate liikumise suund (neg, liiguvad kokkulepitud suunale vastupidiselt) Voolutugevuse ühik on 1A Elektriline põhiühik, teised tuletatakse tema abil. Laeng q ei saa mõõta vaid arvutada Vooluallika mahtuvus- max laeng, mille vooluallikas suudab vooluringist läbi viia
e = -1,6010-19 C . 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 3 Elektri jäävuse seadus · elektriliselt isoleeritud süsteemis (s.o. süsteemis, kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi laengute algebraline summa jääv: · q1 + q2 +... + qn = const. (1) · Seda eksperimentaalselt avastatud fakti · nimetatakse elektrilaengu jäävuse seaduseks. 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 4 LAENGUD LOODUSES · Looduses ei teki ega hävi kunagi ühemärgilisi elektrilaenguid. · Mingi positiivse elektrilaengu + q tekkimisega kaasneb alati temaga absoluutväärtuselt võrdse negatiivse laengu - q tekkimine. · Positiivne ja negatiivne elektrilaeng ei saa eraldi, teineteisest sõltumatult, hävida. · Võrdse absoluutväärtusega erimärgilised laengud võivad ainult teineteise neutraliseerida. 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 5 AATOMI EHITUS
ei võrdu süsteemi alguses ja lõpus mõõdetava pingega. Ekvipotentsiaalpind on mõtteline välja pind, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal. Ühe ja sama ekvipotentsiaalpinna kõikide punktide potentsiaalide vahe võrdub nulliga. Seega võrdub nulliga ka elektrivälja jõudude töö laengu liikumisel seda pinda mööda. Siit järeldub, et ekvipotentsiaalpinda mööda liikuvale laengule mõjuv jõud F on risti kiirusvektoriga. Järelikult on elektrivälja jõujooned risti ekvipotentsiaalpinnaga. Punktlaengu ekvipotentsiaalpindadeks on seda laengut ümbritsevad kontsentrilised kerapinnad. Homogeense elektriväljaekvipotentsiaalpinnad on jõujoontega ristuvad tasandid. Elektrivälja tugevuse ja pingevaheline seos: Olgu meil 2 tasaparalleelse terasplaadi vahel homogeenne elektriväli. Olgu nende plaatide vaheline kaugus d, arvutame millega võrdub elektrivälja
Elektrilaengu väärtus on positiivse laengu puhul positiivne arv ja negatiivse laengu puhul negatiivne arv. Neutraalsele osakesele või kehale võidakse omistada elektrilaengu väärtus 0. 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.
1. Elektrivälja olemus ja omadused; laengute vastastikune toime; elektrivälja tugevus. Elektrilaeng Elektromagnetiline vastasmõju on seotud elektrilaenguga, mida on kahte liiki (+ ja -), mille algebraline summa elektriliselt isoleeritud süsteemis ei muutu ja mis saab olla vaid elementaarlaengu täisarvkordne 1C (1 kulon) on laeng, mis läbib juhi ristlõiget sekundis, kui voolutugevus on 1 A (amper) Prootoni ja elektroni laengud on võrdsed, erinev on mass Laengute jäävuse seadus Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi elektrilaengute algebraline summa jääv Laengud tekkivad ja kaovad alati paarikaupa s.t. samasuured pos. ja neg. laeng korraga Coulomb´i seadus Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga , mille moodul on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.
– laeng, mis võib juhis vabalt liikuda Juht elektriväljas Kui juht satub elektrivälja, siis hakkavad mõjuma Culonilised(ei oska kirjutada) jõud. Vabad laengukandjad hakkavad liikuma jõu suunas ja väli nõrgeneb. Dielektrikud elektriväljas Dielektrikul kuuluvad suurem osa laengukandjaid molekulide koosseisu, seega saavad nad vähe liikuda. Nad saavad liikuda molekuli (aatomi) piires. Sellest tuleneb, et dielektrikud vähendavad laengutevahelist mõju. Dipool Molekul, mille laengud paiknevad välja mõjul ümber. Elektriline mahtuvus Mahtuvus on süsteemi omadustest sõltuv konstant, mis iseloomustab aine laadumise võimet. Mahtuvus sõltub pingest, laengust, pindalast, q S ε 0ε plaatidevahelisest kaugusest ja dielektrilisest läbitavusest. C= = U d 1 1 1
Elektrivälja kohta käib kaks teoreemi · Elektriväljad on sõltumatud; laengule mõjub summaarne väli. · Elektrivälja tugevuse voog läbi kinnise pinna on võrdne selle pinna sisse jäävate laengute summaga(gaussi teoreem) Coulomb'i seadus kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade laengutega ning pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. (Ilmne sarnasus ülemaailmse gravitatsioonijõuga) (k on võrdetegur, q on laengud, r on vahekaugus) Erinevalt grav-jõust, võib vastasmõjuks olla nii tõmbe-, kui tõukejõud. Antud valemit võib veidi ratsionaliseerida (asendame võrdeteguri) SI-süsteemis: Suurust nimetatakse elektriliseks konstandiks ehk vaakumi dielektriliseks läbitavuseks. Coulombi seaduses on tegemist punktlaengutega, jõud mõjuvad sirgjooneliselt. Staatiline elekter Alustame lihtsamast: elektriseerime erinevast materjalist esemeid (klaaspulk, eboniitpulk) ja üritame
ELEKTROSTAATIKA Füüsikaliste suuruste tähised ja mõõtühikud: Valemid: Elektrilaeng q C - kulon Elektrivälja tugevus E=F/q Jõud F J dzaul Punktlaengu elektrivälja E=k*(q/r2) tugevus Elektrivälja E N/C njuutonit kuloni Laengutevaheline mõjujõud F=k*(q1*q2/r2) tugevus kohta Kaugus laengust r M meeter Töö elektriväljas A=Es=Eqs Pinge U V volt (J/C) Elektriline pinge U=A/q Töö elektriväljas A J dzaul Elektrivälja potensiaal fii=Ep/q
Elektrilaengu jäävuse seadus. Coulomb`i seadus.Elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus.joonis(1)-- Neutroni lagunemine prootoniks ja elektroniks.joonis-2--Coulombi katses anti kuulidele A ja B ühenimelised laengud.Kuul A liikus kuulist B eemale.Kuuli A hoiti endisel kaugusel, väänati elastset traati mingi nurga võrra. Selle põhjal määrati kuulile mõjuv jõud. Coulombi seadus.-- Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga. Jõud on suunatud piki laenguid ühendavat sirget. Ta on samanimeliste laengute korral tõukejõud ja erinimeliste laengute jaoks tõmbejõud
HOMOGEENNE ELEKTRIVÄLI elektriväli, kus elektrivälja tugevus on igal pool üheusugne. *tekib kahe ühesuuruselt ja erimärgiliselt laetud tasase plaadi vahel. *Vektor E on välja igas punktis ühesugune nii pikkuselt kui suunalt *Homogeense elektrivälja jõujooned on omavahel paralleelsed sirged, mille vahekaugus ei muutu TÖÖ ELEKTRIVÄLJAS / POTENTSIAALNE ENERGIA *Potentsiaal ja pinge- suurused, mis kirjeldavad elektrivälja töö kaudu *Töö elektriväljas ei sõltu trajektoori kujust vaid jõujoone sihis sooritatud nihkest *Elektrivälja nimetatakse potentsiaalseks väljaks, s.t. töö ei sõltu trajektoori kujust. *Potentsiaalne energia on tingitud keha vastastikmõjust teiste kehadega välja vahendusel *Potentsiaalse energia
vahel, mis asuvad üksteisest kaugusel r 1 q1 q 2 F= 4 0 r 2 0 = 8,85 *10 -12 C 2 / N * m 2 vaakumi dielektriline läbitavus 1 / 4 0 = k = 8,99 * 10 9 N * m 2 / C 2 Laetud elementaarosakeste korral on nendevaheline gravitatsiooniline vastastikmõju võrreldes elektrilise vastastikmõjuga tühine ja seda pole vaja üldjuhul arvestada. Elementaarlaeng- kõik suurtel kehadel olevad laengud on mingi vähima laengu täisarvkordsed. Elementaarlaeng on jääv suurus ja isolaatorite süsteemi kogulaeng on -19 muutumatu q = e = 1,60 *10 C Elektriväli · seotud keha elementaarlaenguga ja esineb laetud kehade ümber · põhiomaduseks on laetud kehade mõjutamine · elektriväli levib vaakumis valguse kiirusega
teatud elementaarosakeste ülejääk osutub keha laetuks. Elektrilaengud on elementaarosakeste lahutamatuks omaduseks. El.laeng on min laeng, mida omavad elektron ja prooton. Vabad elektrilaengud on alati elementaarlaengu täisarv kordsed. See on konstant e=1,6·10-19 C Laengu(q) mõõtühik on 1 C (üks kulon). Üks C on laeng, mis läbib elektrijuhtme ristlõiget 1s jooksul, kui I juhtmes on 1 A. Coulomb'i seadus Kaks paigalolevat punktlaengut mõjutavad vaakumis teineteist jõuga, mis on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. qq F = k 1 22 r Punktlaeng on laetud keha mille mõõtmeid antud tingimustes ei tule arvutada. 9 Nm 2 1 Punktlaengu välja võrdetegur k = 9 10 , k= C2 4 0
Arvestus " Elektrostaatika" Füüsikaliste suuruste tähised ja mõõtühikud: elektrilaeng: q/1C(kulon) jõud: F/ 1N(njuuton) elektrivälja tugevus: E / 1C/N kaugus laengust: r/ pinge: U/ 1V/(volt) töö elektriväljas: A/ J(dzaul) elektrimahtuvus: C/ 1F(farad) elektrivälja energia: E/ N(njuuton) elektrivälja potensiaal: sabaga p/ 1V(volt) Valemid: elektriväljatugevus: E(vektor)= F(vektor)/q punktlaengu elektriväljatugevus: E= k*q/r ruuduga laengutevaheline mõjujõud: F= q1*q2/ r ruuduga töö elektriväljas: A= E*q*s elektriline pinge: U= A/q elektrivälja potensiaal: sabaga p= Ep/q elektrimahtuvus: C= q/U elektrivälja energia: Ep= E*q*d Seadused ja printsiibid: Coulumbi seadus: Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga. F= k*q1*q2/r ruuduga
Füüsika II I Elektrostaatika 1. Elektrostaakika väli vaakumis 1.1. Elektrilaengute vastastikune mõju Olemas + ja laenguid, elementaarlaeng e, mistahes laeng q on e kordne elektrilaeng on kvanditud q = ne n Z . Elektriliselt isoleeritud süsteemis on laengute algebraline summa muutumatu laengu jäävuse seadus. Elektrilaengu suurus ei sõltu taustsüsteemist. Punktlaeng laetud keha mõõtmeid ei tule arvestada q q
kaugusel r vaakumi dielektriline läbitavus aetud elementaarosakeste korral on nendevaheline L gravitatsiooniline vastastikmõju võrreldes elektrilise vastastikmõjuga tühine ja seda pole vaja üldjuhul arvestada. Elementaarlaeng- kõik suurtel kehadel olevad laengud on mingi vähima laengu täisarvkordsed. Elementaarlaeng on jääv suurus ja isolaatorite süsteemi kogulaeng on muutumatu Elektriväli · seotud keha elementaarlaenguga ja esineb laetud kehade ümber · põhiomaduseks on laetud kehade mõjutamine · elektriväli levib vaakumis valguse kiirusega Elektrivälja tugevuse vektori definitsioon- elektrivälja
elektrilaengute algebraline summa jääv. Laengud tekkivad ja kaovad alati paarikaupa s.t. samasuured positiivne ja negatiivne laeng korraga. 4. Coulomb´i seadus. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mille moodul on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. Samanimelised laengut tõmbuvad, erinimelised tõukuvad. 5. Elektrivälja jõujooned, punktlaengu, dipooli ja tasandi elektriväli. Elektrivälja suund ühtib proovilaengule mõjuva jõu suunaga. Elektrivälja jõujooned eemalduvad positiivsest laengust ja suunduvad negatiivse laengu poole. Elektrivälja jõujoonte tihedus iseloomustab elektrivälja tugevust. Elektrivälja, mille vektorid on kõikides punktides ühesuguse suuna ja suurusega, nimetatakse konstantseks elektriväljaks. Punktlaeng elektriväljas
+- ne. Elektrostaatika põhiseadused: 1) Laengu jäävuse seadus: elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv. 2) Coulombi seadus: kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga. Elektriväli on laenguid ümbritsev mateeria, millel pole massi, värvust, lõhna... jne, kuid on teatud hulk energiat, mille arvel võib väli teha tööd: nihutada teisi laengud. Täpsemaks kirjeldamiseks kasutatakse mõisteid: 1) Elektrivälja tugevus E- jõud, millega väli mõjutaks ühte kulonit antud punktis. Vastav def. valem E=F/q, siit tuleb E ühik: 1N/C. 2) Välja suund- ühtib + laengule mõjuva jõu suurusega. 3) Välja kuju- näidatakse joonistel jõujoontega., mis ühtib jõujoone puutuja suunaga. Jõujooned näitavad ka välja tugevust. Kuju põhjal liigitatakse a) homogeensed- jõujooned paralleelsed ja ühtlase tihedusega, b)
Elektrilaeng kui elementaarosakeste omadus – Keha omadusi kirjeldab elektrilaeng. Kõik kehad koosnevad laetud (elementaar)osakestest. SI=C (kulon) Coulombi’i seadus – 2 punktlaengut mõjutavad vaakumis teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga. Elektriväli – levib laetud kehade ümber ja lõpmatu kiirusega. Põhiomaduseks on mõjutada laenguid jõuga. Elektrivälja tugevus välja antud punktis – antud punktis proovilaengule mõjuva jõu ja selle proovilaengu suhe. Vektori suund on määratav positiivsele laengule mõjuva jõu kaudu.
Ühes ja samas ruumipunktis võib olla samaaegselt mitu välja 3. Kuidas määratakse elektrivälja tugevuse suurus? Kuidas suund? F E= , E suund ühtib positiivsele laengule mõjuva jõu suunaga. q Elektrivälja tugevus on arvuliselt võrdne jõuga, mis mõjub antud väljapunktis asuvale ühikulisele punktlaengule. Sama laenguga osakesed vähendavad üksteise väljatugevust. 4. Vördle laetud kehale mõjuvaid elektrijõude vaakumis, samade tingimusel samale kehale mõjuvate elektrijõududele, mis asuvad muus keskkonnas. Laengute vahel mõjuva jõu suurus sõltub keskkonnast, milles osakesed asetsevad vaakumis on vastastikmõju kõige tugevam, teistes keskkondades on samade laengute vastastikmõju elektriväli samal kaugusel nõrgem. 5. Mida iseloomustab keskkonna dielektriline läbitavus? Suurust, mis iseloomustab mitu korda on kuloniline jõud selles keskkonnas väiksem kui
r2 r 1 1 r k SI = , elektriline konstant 0 = , r - ühe laengu kohavektor teise suhtes, 4 0 4 9 10 9 r laengutevaheline kaugus r = r . Laengutevahelisedr mõjud toimivad elektrivälja kaudu, mida iseloomustatakse elektrivälja r F tugevusega E = - see on vektor, mis on samastatav ühikulisele proovilaengule q r mõjuva jõuga. Punktlaengu q elektrivälja tugevus kohavektoriga r määratud punktis: r r 1 q r r r E= e r , kus e r = - kohavektori suunaline ühikvektor. Punktlaengute süsteemi 4 0 r 2 r
Elektriväli-teineteise suhtes paigal seisvate laetud kehade vastastikumõju vahendaja,columbi seadus(F= k q1q2/ r2)El.välja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. E= F/q E-elektrivälja tugevus (V/m) F-jõud(N) q-laeng(c) F= q1q2/Er2, njuuton kuloni kohta on sellise el.välja tugevus, milles punktlaengule suurusega 1C mõjub 1N,el.välja jõujoon on mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat, positiivse punktlaengu e-vektor on suunatud laengust eemale, elektrivälja superpositsiooni printsiip-selle kohaselt võrdub laengute süsteemi väljatugevus üksikutest laengutest põhjustatud väljatugevuste vektoriaalse summaga, homogeenne on selline elektriväli mille väljatugevus on igas punktis suuruselt ja summalt sama. Jõujooned on
F võib otsustada välja intensiivsuse üle. E Vektorilist suurust nimetatakse elektrivälja tugevuseks antud punktis, kus q proovilaengule q mõjub jõud f. E – elektriväljatugevus – arvuliselt võrdne jõuga, mis mõjub antud välispunktis asuvale ühikulisele punktlaengule. Vektori E suund ühtib positiivsele laengule mõjuva jõu suunaga. Vektor E on suunatud piki laengut ja antud välja punkti läbivat sirget laengust eemale, kui see on pos, laengu poole, kui neg. Punktlaengu väljatugevus on võrdeline laengu q suurusega ning pöördvõrdeline laengu ja antud väljapunkti vahelise kauguse r 𝑞 𝑞 𝑘( 1 2 ) 𝑞 ruuduga.𝐸 = 𝑟2 𝑞2 = 𝑘 𝑟21
annaabi.ee 
