Elektrivool

Q: Kuidas see on võimalik?

Vastus leiad õppematerjalist: Elektrivool

Tepper, Kristina

Elektrivool (1)

Kutsekool - Füüsika - Füüsika

1 Hindamata

Esitatud küsimused

Kuidas see on võimalik?

Tartu Kutsehariduskeskus
Toiduainete tehnoloogia osakond
Kristina Tepper
Elektrivool
Referaat
Juhendaja Dmitri Luppa
Tartu 2011

Sisukord

1.Elektrivool ja selle mõõtmine 3
2.Galvaanielement 5
3.Galvaanielement vooluahelas 7
4.Ohmi seadus. Takistus 9
5.Takistite jada- ja rööpühendus 11
6.Voolutugevuse ja pinge mõõtmine 13
7.Elektromootorjõud ja klemmipinge 14
8.Elektritakistuse olenevus temperatuurist. Ülijuhtivus. 15
9.Joule’i-Lenzi Seadus 17
10.Elektrivoolu võimsus ja töö 19
11.Vahelduvvoolu võimsus ja töö 21

Elektrivool ja selle mõõtmine

Elektrijuhid on materjalid, mis sisaldavd palju vabu elektrone. Need on soojuslikus uitliikumises, milles elektronide kiirused on väga suured – umbes 1000 km/s. Et see liikumine toimub juhuslikult kõigis suundades, siis keskmiselt on elektronid juba paigal.
Harilikult kasutame palju elektrijuhte, millele on antud juhtme kuju. Kui juhtme kahe punkti vahel luua elektripotnetsiaalide erinevus, saavad elektronid täiendava triivliikumise madalama potentsiaali poolt kõrgema potentsiaali suunas. Sellel triivliikumisel ei ületa elektronide keskmine kiirus harilikult 0,1 cm/s.
Elektronide suunatud triivliikumist, mille põhjustab elektripotentsiaalide erinevus, nimetatakse elektrivooluks .
Voolu suunaks loetakse seejuures elektronide triivile vastupidist suunda. Elektrivoolu tugevust saab mõõta juhtme ristlõiget läbinud elektrilaengu kogusega. Voolutugevus SI ühikus on 1 amper (Tähis A):
Elektrivoolu tugevus 1 amper, kui juhtme ristlõiget läbib 1 sekundi jooksul laeng 1 kulon.
Elektrivooluga on seotud järgmine paradoks: elektronide suunatud triivi kiirus juhtmes on väga väike, kuid ometi süttib elektrilamp silmapilkselt, kui me lülitile vajutame. Telefoniliinis kannavad elektrisignaalid teate edasi ülisuure kiirusega, mis on lähedane valguse kiirusele . Kuidas see on võimalik?
Paradoksi lahendus on selles, et lülitist lambini ei liigu mitte juhtmes olevad elektronid, vaid elektriväli, mis paneb elektronid korraga liikuma kogu juhtme ulatuses, Siin on täielik analoogia vee voolamisega torustikus. Kui avame veekraani, ei pea me ootama, kuni vee molekulid Ülemiste järvest kraanini jõuavad. Vee surve mõjul hakkab vesi liikuma kogu toru pikkuses.
Elektrivoolude liigutamine toimub selle järgi, kuidas muutub voolutugevus ajas.
Kui elektrivoolu tugevus jääb nii suuruse kui suuna poolest kogu aeg ühesuuruseks, siis on tegemist alalisvooluga.
Kui me lühistame laetud kondensaatori plaadid juhtme abil, siis läbib juhet vooluimpulss.
Euroopas on olmevooluvõrgus vahelduvvoolu võnkesagedus 50Hz.
Elektrivoolu iseloomust sõltuvad ka mitmesugused selle vooluga kaasnevad nähtused, millega tutvume edaspidi.

Galvaanielement

Kuni 18. sajandi lõpuni osati elektripotentsiallide vahet (seega ka elektrivoolu) tekitada ainult hõõrdeelektri abil. Nii saadi küll suurim potentsiaalide erinevus, kuid suhteliselt lühiksei ja nõrku vooluimpulsse.
Aastal 1800 avastas Itaalia füüsik A. Volta, et happelahusesse paigutatud kahte metalli või ka söepulga ja metalli vahel tekib püsiv elektripotentsiaalide erinevus. Nii ehitas Volta esimese püsivoolu andva elemendi, mida nimetatakse galvaanielemendiks. Selle elemendi põhimõtteskeemi kujutab joonis.
Lihtsa galvaanielemendi skeem.
Joonisel kujutatud element töötab järgmiselt.
Väävelhape lagundab aegapidi tsinkelektroodi. Kusjuures vabanev tsink läheb lahusesse positiivsete ioonidena. Elektronid jäävad elektroodi ja annavad sellele negatiivse laengu. Positiivsete tsingi ioonide mõjul väljuvad süsielektroodist elektronid, mistõttu süsi omandab positiivse laengu.
Galvaanielemente on valmistatud väga mitmesugustest materjalist elektroodidega. Olulisemad neist, antuna nn. pingeras on: +C, Pl, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Zn, Al, Mg, Na - .
Kui võtta siit reast ükskõik missugused kaks metalli galvaanielemendi elektroonideks, siis vasakpoolsetest saab anood , parempoolsetest katood . Elemendis olevat vedelikku nimetatakse elektrolüüdiks. Et galvaanielemendiga oleks lihtsam ümber käia, muudetakse elektrolüüt lisaainete abil harilikult zeleetaoliseks või päris tahkeks (saadakse kuivelement ).
Galvaanielement töötab nii kaua, kuni keemiliste protsesside tulemusena üks elektrood laguneb. On ka niisuguseid elemente, mida saab taastada, kui juhtida neist läbi vastupidiselt suunatud vool. Niisuguseid elemente nimetatakse akumulaatoriteks ehk akudeks.

Galvaanielement vooluahelas

Vooluahelasse ühendatakse galvaanielement nii, nagu on näidatud juuresoleval joonisel. Voolu tarbijat on siin kujutatud elektripirnina. Joonisel on sama ühendus kujutatud tingmärkide abil.
Keemiline reaktsioon vooluallikas hoiab klemmide vahel põsivat pinget, nii et vooluahelas toimub pidev elektronide ringvool läbi voolutarbija ja galvaanielemendi. Voolu pidev jätkumine on võimalik ainult seetõttu, et elemendis toimuvad keemilised reaktsioonid asendavad kogu selle energia, mille tarbija ära kulutab .
Pinge galvaanielemendi klemmide vahel ei ole kuigi suur, ainult 1-2 voldi piires. Et saada kõrgemat pinget, on vaja ühendada järjestikku mitu elemnti. Valem: U=U1+U2+U3.
Niisugust jadaühenduses galvaanielementide kogumit nimetatakse galvaanipatareiks või lihtsalt patareiks. Igapäevases elus nimetatakse tihti patareiks ka üksikut galvaanielementi, näiteks seda, mis pannakse elektronkäekella või lauakella toiteallikaks.
Jadaühenduses galvaanielementide klemmipinged liituvad. Näiteks moodustavad kolm jadaühenduses 1,5 voldist elementi patarei , mille klemmipinge on 4,5 V.
Galvaanielementide rööpühendamine pinget ei tõsta. Näiteks kolme elemendi rööpühendamine on samaväärne sellega, nagu oleks me elemendi asendanud kolm korda suuremate plaatidega elemendiga. See tähenda, et rööpühenduses on kolmest elemndist koosneval vooluallikal kolm korda rohkem keemilist energiat kui ühel elemendil. Valem: U=U1=U2=U3.
Patarei energiamahutavust mõõdetakse ampertundidega (tähis A*h). Ampertundide arv näitab seda, mitme tunni jooksul suudab patarei anda üheamprist voolu enne kui ta „tühjaks saab“.

Ohmi seadus. Takistus

Elektrivool tekib vooluahelas sel juhul, kui patarei on tekitanud ahela erinevate punktide vahel pinge. Saksa füüsik G.S Ohm uuris, kuidas oleneb voolutugevus pingest . 1826. aastal avastas ta seaduse:
Alalisvoolu tugevus I vooluahela lõigus on võrdeline selle lõigu otspunktide vahelise pingega U.
Seda seadust nimetatakse Ohmi seaduseks ja avaldatakse järgmise valemi kujul:
, kus R kannab juhtmelõigu elektritakistuse nime.
Takistuse mõõtühikuks on 1 oom (tähis Ω).
Kui pinge juhtmelõigu otste vahel on 1 volt, siis kuulub see 1-oomise takistusega juhtmes esile 1-amprise voolu:
või
Ohmi seadus kehtib peamiselt metallist elektrijuhtides; muudes materjalides on kõrvalekaldumised sellest küllaltki suured.
Metalljuhtme korral on selle takistus võrdeline juhtmelõigu pikkusega l ja pöördvõrdeline juhtme ristlõike pindalaga S:
Võrdetegur
oleneb juhtme materjalist: seda tegurit nimetatakse materjali eritakistuseks. Mida väiksem on juhtme materjali eritakistus , seda paremini see materjal voolju juhib.
Kolm parimat metallist elektrijuhti on hõbe, vask ja alumiinium ; kõigil neil on eritakistus suurusjärgus 10-8Ω*m. Raua eritakistus on sellest umbes 10 korda suurem. Dielektrikutel on eritakistus väga suur. Näiteks klaasil on see 109-1012*m.

Takistite jada- ja rööpühendus

Jadaühenduse juhul on kõiki takisteid läbiva voolu tugevus I. Potentsiaalide erinevuse takistite otstel saame avaldada Ohmi seaduse kaudu.
, , ,
kus R1, R2, R3 on takistite takistused. Suurused U1, U2 ja U3 nimetatakse ka pingelanguks vastavalt takistustel R1, R2 ja R3.
Pingelang kõigil kolmel takistusel kokku tuleb:
U= U1+U2+U3=I(R1+R2+R3).
Saime Ohmi seaduse kogu vooluringi kohta, kusjuures R=R1+R2+R3 on kolme jadalülituses oleva takisti kogutakistus.
Jadaühenduses on takistite kogutaksitus võrdne üksikute takstite takistuste summaga .
Rööpühenduse koguvool I jaguneb vooluringis kolme harru I1, I2 ja I3, nii et
I=I1+I2+I3.
Kõigil takistitel on üks ja seesama pingelang U. Vastavalt Ohmi seadusele saame avaldada voolutugevused läbi takistite
, , .
Kui liidame need valemid saame:
Saime Ohmi seaduse kogu vooluringi jaoks.
kus vooluringi takistus R tuleb arvutada valemist
Kõigis neis ja teistes analoogilistes arvutustes on eeldatud, et vooluringi moodustavatel juhtmetel endil märkimisväärset takistust ei ole.

Voolutugevuse ja pinge mõõtmine

Kõige tavalisemad laboratooriumiriistad on voltmeeter elektripingete mõõtmiseks ja ampermeeter voolutugevuse mõõtmiseks.
Voltmeeter mõõdab tarbijal toimuvat pingelangust ja see lülitatakse voolutarbijaga rööbiti.Et voltmeeter moodustab peavooluringile haruvoolu , siis on oluline, et see haruvool oleks võimalikult väike ja muudaks vähe voolutugevust peavooluringis. Selleks peab voltmeeter olema võimalikult suure sesetakistusega.
Ampermeetri ja voltmeetri põhimõtteskeem. G tähistab galvanomeetrit, R´ eeltakistit voltmeetriks ja R šunti1 ampermeetris. R on galvanomeetriomatakistus.
Ampermeeter ühendatakse voolutarbijaga jadamisi ja see mõõdab tarbijat läbiva voolu tugevust. See tähendab, et ampermeetri oma sisetakistus peab olema võimalikult väike ega tohi voolutugevust oluliselt mõjutada.
Ampermeeter peab olema võimalikult väikese sisetakistusega.
Nii voltmeetri kui ampermeetri põhiosaks on nõrkade voolude mõõtmiseks määratud riist – galvanometer (selle ehitusest tuleb veel juttu ).
Voltmeetris on galvanomeetriga järjestikku suur elektritakisti R´, mistõttu voltmeetrit läbib ainult nõrk vool.
Ampermeetri puhul pole oluline peamine osa voolust galvanomeetrist mööda juhtida. Selleks kasutatakse väikese takistusega otsejuhtijat – šunti. Galvanomeetrist läheb nüüd läbi ainult nõrk haruvool, mida galvanometer registreerib.
Voltmeetri ja mapermeetri skaala on kalibreeritud nii, et galvanomeetri osuti näitab vastavalt kas pingelangust tarbijal või voolutugevust vooluringis.

Elektromootorjõud ja klemmipinge

Elektripatarei elektromotoorjõuks nimetatakse tema elektroodivahelist pinget juhul, kui patareist voolu ei võeta. Kui aga patarei on lülitatud vooluringi, tuleb silmas pidada, et ka patareil endal on sisetakistus, millel tekib samuti pingelaeng. Kui mõõta elektroodivahelist pinget nüüd, tuleb see mõnevõrra väiksem, kui on elektromotoorjõud. Vooluringi lülitatud patarei elektroodivahelist pinget nimetatakse klemmpingeks.
Olgu näiteks patarei, mille sisetakistus on 0,1 oomi ja eletromotoorjõud 12V, lülitatud vooluringi ja põhjustagu see seal voolu tugevusega 10A. Vastavalt Ohmi seadusele on sel juhul pingelaeng patarei sisetakistusel
10A*0,1Ω=1V
Selle patarei klemmipinge antud vooluahelas on siis 12-1=11 volti . See tähendab, pingelang kogu välises vooluringis on 11 volti, pingelang patarei sisetakistusel on 1V.
Pingelangust patarei sisetakistusel on tingitud näiteks see, et põlevte laternatega auto käivitamisel nõrgenebautolaternate valgus. Käivitamisel kasvab oluliselt akult võetava voolu tugevus. Sellele vastavalt suureneb ka pingelang aku sisetakistusel ning aku klemmipinge väheneb. Seetõttu väheneb ka laternaid läbiva voolu tugevus ja laternate valgus muutub nõrgemaks.

Elektritakistuse olenevus temperatuurist. Ülijuhtivus.

Kui elektrijuhtme temperatuur tõuseb, suureneb juhtmes olevate vabade elektronide uitliikumise kiirus. See häirib rihkem elektronide triivliikumist, mis toimub elektrivälja toimel. Nii võib arvata, et juhtme temperatuuri tõusmisel tema takistus suureneb. Mõõtmised näitavad, et nii see ongi. Takistuse suurenemine juhtme temperatuuri tõusmisel on igal metallil erineva suurusega; keskeltläbi on see 0,5% temperatuuri tõusu ühe kraadi kohta.
Juhtme temperatuuri langus toob endaga kaasa eritakistuse vähenemise. Ertiti põneva nähtusega puutume mõnede ainete juures kokku siis, kui aine temperatuur langeb allapoole teatud kriitilist temperatuuti Tk. Öeldakse, et aine muutub ülijuhiks. See tähendab, et aine eritakistus muutub kriitilise temperatuuri juures äkki nulliks. Olgu märgitud, et kriitiline temperatuur on igal ainel isesugune.
Aine ülijuhtivuse avastas hollandi füüsik H. Kamerlingh-Onnes juba 1911. aastal, kui ta uuris elavhõbeda käitumist ülimadalatel temperatuuridel. Selgus nimelt, et elavhõbeda jahutamisel 4,3 kelvini kraadini, kadus äkki elavhõbeda eritakistus täielikult. Elavhõbeda eritakistus sai nulliks.
Nüüdisajaks on avastatud ülijuhtiv olek mõnelsajal metallisulamil ja- ühendil. Ülijuhte on avastatud ka orgaaniliste ühendite ja polümeeride seast.
Alates 1986. aastast on avastatud järjest ülijuhte, mille kriitiline temperatuur on kõrgem kui 25 K; neid nimetatakse kõrgtemperatuurilisteks üldjuhtideks.
Esimene seletus ülijuhtivusele leiti aastal 1957. Selle teooria kohaselt ühinevad aines olevad vabad elektronid kriitilisel temperatuuril elektronipaarideks (nn. Cooperi paarid), mille vastastikmõju kristallvõre aatomitega kaob. Elektronipaarid triivivad elektrivälja mõjul edasi nagu vabad osakesed. See ongi elektrivool, mille takistus on null. Ülijuhtivuse mehhanismi variante on hiljem leitud veel teisigi.
Tuginedes teooriale, et ülijuhtivas olekus on aine eritakistus väiksem kui 10-26 Ω*m. Tegelikkuses tähendab see, et ülijuhtivas vooluringis võib vooluimpulss vabalt ringleda aastaid, ilma et see kustuks.
Mõningaid ülijuhte.
Aine
Kriitiline temperatuur Tk (K)
Zn
0,88
Sn
3,7
Hg
4,1
Pb
7,2
Sulam Nb-Ti-Zr
9,7
YBa2Cu3O7
93
On materjale, mille kriitiline temperatuur on juba üle 120 K.
Füüsikalaborites kasutatakse ülijuhtivust juba küllalt sageli (enamasti ülijuhtiva mähisega elektromagnetites). Ülijuhtivuse kasutamisel on peamiseks probleemiks voolujuhtmete jahutamine allapoole kriitilist temperatuuri. Üldiselt tehakse seda veeldatud heeliumi abil, mis on küllaltki kulukas. Mõningate ülijuhtide kriitiline temperatuur on aga nii kõrge, et jahutamiseks piisab juba veeldatud lämmastikust, mille veeldamistemperatuur on 77 K ja mille hind ei ole kõrge. On lootust, et lähemal ajal võivad rakendust leida ka lämmastikuga jahutavad ülijuhid. Samal ajal jätkub uute ülijuhitavate ühendite sünteesimine lootuses avastada ained, mis on ülijuhtivad juba toatemperatuuril.

Joule’i-Lenzi Seadus

Et elektrivooluringi juhtmed elektrivoolu mõjul soojenevad, selle avastas inglise füüsik
J.P. Joule 1841. aastal. Järgmisel aastal kordas tema avastust ja formuleeris täpse seaduse Tartu päritolu füüsik E. Lenz .
Seadus, mis kannatab mõleme mehe nime, kõlab nii:
Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t.
Lühidalt,
Q=I2Rt.
Sellest seadusest tuleneb, et igas vooluringis, mis on sisse lülitatud, juhtmed mõnevõrra ka soojenevad. See tähendab, et pärast vooluringi sisselülitamist selle takistus mõnevõrra suureneb.
Joule´i-Lenzi seadusandis esimese täpse arvulise seose elektrivoolu energia ja soojusenergia vahel. Samal ajal, 19. sajandi keskel arenes hoogsalt ka termodünaamika, mis sidus soojusenergia teiste energialiikidega ja tööga. Seega võib öelda, et 19. sajandi keskkümnenditel hakkas kujunema üldine energia jäävuse seadusele tuginev füüsikaline maailmapilt.
Energia jäävuse seadus erineb teistest jäävusseadustest selle poolest, et energia konkreetseid esinemisvorme, energialiike on palju: kineetiline energia, potentsiaalne energia, soojusenergia, elektrienergia ja veel mitmeid teisi. Energia saabjäävusseaduse kohaselt muutuda ühest liigist teise, kuid üldenergia muutub selle juures alati mingi osa muundavasr energiast soojuseks. Soojusenergia on ainuke, milleks võivad kõik teised energialiigid täielikult muunduda.
Kui energia muundumisprotsessid toimuvad inimese loodud seadmetes, siis huvitab inimest alati see, kui suur osaenergiast just nii muundus , nagu inimene seda soovis. Muundumisprotsessi kasutegur näitab, kui suur osa muundunud energiast oli inimesele vajalik. Nii on kasutegur kõige subjektiivsem füüsikaline suurus. Energia muundumist, mida inimene ühes seadmes kasulikuks loeb, võib ta mõnes teises seadmes hoopis kahjulikuks pidada. Näiteks elektrienergia muundumine soojuseks on elektriradiaatoriks inimesele kasulik, elektrimootoriks on aga sama protsess pigem kahjulik.

Elektrivoolu võimsus ja töö

Elektrienergia muundmisega muud liiki energias puutue kokkugal sammul. Mehaaniliseks tööks muudavad elektrienergiat elektrimootorid. Elektriradiaatoris, föönis ja paljudes teistes olmeriistades muundatakse elektrienergia soojuseks. Ka elektrilambi hõõgniidis tekib soojus, mis paneb niidi hõõguma ja valgust andma. Elektrienergia muudetakse soojusenergiaks ka hiigelsuurtes metallurgiaahjudes terase sulatamisel või alumiiniumi tootmisel.
Kõiki neid energia muundumise protsesse iseloomustab elektririista võimsus, s.o. elektrienergia hulk, mismuutub riistas või seadmes 1 sekundi jooksul mõnda muud liiki energiaks.
Elektrivõimsuse arvutamiseks meenutame, et laengu dg liikumisel läbi potentsiaalide vahe U muutub laengu energia dA=U*gq võrra. Kui see laengu liikumine toimus aja dt jooksul, siis energia muutus ajaühiku kohta tuleb
Energia muutus ajaühikus annab võimsuse N, laengu muutus ajaühikus aga voolutugevuse I:
Asendame need avaldised eelmises valemis, saame valemi elektriseadme võimsuse jaoks
I on siin elektriseadet läbivavoolu tugevus, U – pingelangus seadmel .
Elektrivõimsust mõõdetakse vattides :
Kui 1-amprine vool põhjustab seadmes 1- voldise pingelangu, on selle seadme võimsus 1 vatt.
Nii defineeritud võimsuse ühik langeb kokku mehaanikas kasutades võimsuse ühikuga. Meenutame, et
ja
, saame
Elektriseadmes muundatud elektrienergia muutub vastavalt seadme eesmärgile mõnda muud liiki energiaks. Kogu kasutatud elektrienergia muundumist soojuseks kirjeldab Joule´i-Lenz seadus. Muundumisel muuks energiaks läheb vastavalt entroopia kasvu seadusele alati mingi osa kasutatud energiast ka soojuseks.
Elektriseadme kasuteguriks loetakse suurust , kus E on seadmes kasutatud energia ja Ek saadud kasulik energia, mille saamiseks seade on loodud.
Näiteks elektriveduri kasutegur on umbes 0,9. See tähendab, et kasutatud elektrienergiast kulub elektrirongi edasiviimiseks 90%, 10% muutub aga hõõrdumisel vahetult soojuseks, mis hajub ümbritsevasse keskkonda.

Vahelduvvoolu võimsus ja töö

Tööstuses ja kodumajapidamises kasutatakse meil vahelduvvoolu sagedusega 50Hz. See tähendab, et voolu suund muutub 50 korda sekundis. Ka vahelduvvoolu võimsust ja tööd saab arutada samade valemite abil mis alalisvoolu korralgi. Ainult voolutugevuse ja pinge püsiväärtuste asemel tuleb valemitesse panna nende suuruste efektiivväärtused Ie ja Ue, mis leitakse valemist
ja ,
Kus Io ja Uo on võnkuva voolutugevuse ja võnkuva pinge maksimaalväärtused (võnkumise amplituudid; neid nimetatakse ka amplituudväärtusteks).
Eestis on vahelduvvoolu pinge amplituudväärtuseks Uo=310V. Pinge efektiivväärtuse tuleb sellele vastavalt . Selle pinge väärtusega võime teha kõiki vahelduvvoolu energiaga seotud arvutusi nagu alalisvoolu korralgi. Ka vahelduvvoolu voltmeeter ja ampermeeter näitavad pinge ja voolutugevuse efektiivväärtusi.
Vahelduvvoolu seadme võimsus arvutatakse valemist
Elektrienergia tarbimisel huvitab meid kasutatud energiahulk. Just seda mõõdabki elektriarvesti (rahvasuus nimetatakse voolumõõtjaks). Arvestusühikuks on seejuures kilovatt -tund (kW*h). 1 kilovatt-tund on energiahulk, mille kasutab 1kW võimusega elektririist 1 tunni jooksul.
1 kilovatt-tund võrdub 3,6 miljoni džauliga.
Korteri elektrijuhtmestik on ehitatud nii, et kõik kasutatavad elektririistad on omavahel rööpühenduses. Sellega on efektiivpinge kõigil riistadel 220 V ja riistu läbivad voolud liituvad sisendjuhtmes. Kui voolutugevus selles juhtmes liiga suureks läheb, eraldub juhtmest liiga palju soojust ning juhe võib „läbi põleda“ või põhjustada tulekahju. Et niisugused ootamatusi vältida, on igas korteris elektriarvesti juures kaitsmed, mis liiga tugeva voolu korral välja lülituvad. Harilikult on korterikaitsmed arvestatud 6, 10 või 15 amprile.
Igal elektririistal on märgitud selle võimsus N. Riista läbiva voolu tugevuse saame arvutada valemist , kus U= 220V . Näiteks elektripliidi võimsusega 880V läbib vool tugevusega 4A. Kolme niisuguse pliidi üheaegne sisselülitamine võib 10-amprised kaitsmed „välja lüüa“.
Ettevaatust ! 220-voldine elektripinge võib ebasoodsate asjaolude kokkulangemisel olla surmav !!!

.DOCX Laadi alla originaalfail 19 lk · .docx · 36 allalaadimist

100 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 100 punkti.

~ 19 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2011-11-12 Kuupäev, millal dokument üles laeti

36 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Kristina Tepper Õppematerjali autor

elektrivool

füüsika elektrivool

Sarnased õppematerjalid

doc

Alalisvool

..................................................................................................................................... 26 1. ELEKTRIVOOL. VOOLUTUGEVUS. Elektrivool laetud osakeste suunatud liikumine Elektrivool tekib, kui 1. Aines on liikumisvõimelised laetud osakesed 2. Elektrijõud Alalisvool on elektrivool, mille tugevus ja suund ajas ei muutu. Elektrivoolu iseloomustab voolutugevus Voolutugevus sõltub: 1. Laengukandjate kontsentratsioonist n 2. Laengukandjate keskmisest kiirusest v ainest 3. Juhi pikkusest ja ristlõige läbimõõdust S

Füüsika

doc

Elektrotehnika vastused

induktiivtakistuseks. Induktiivtakistus väljendab eneseinduktsiooni takistavat mõju voolu muutumisele. 14.Vool poolis Elektrivooluks nimetatakse laenguiga aineosakeste suunatud liikumist. Vabade elektronide korrapäratu soojusliikumine metalljuhtmes ei tekita veel elektrivoolu. Kui aga ühendada juhtme otsad toiteallikaga, mis tekitab juhtmes elektrivälja, hakkavad vabad elektronid välja mõjul ühesuunaliselt liikuma ja tekib elektrivool. Voolu tekkimiseks peab olema: 1. Pinge, mida tekitavad ja säilitavad toiteallikad 2. Kinnine vooluring. Lihtsaim vooluring koosneb toiteallikast, tarvitist, ühendusjuhtmest, lülist, mille otstarve on vooluring sulgeda või katkestada, ning vajadusel mõõteriistadest. Elektriahelaid kujutatakse skeemidel tingmärkide ja töhiste abil. Skeem on elektriseadmete üksikelementide ja nende omavaheliste seoste tignlik lihtsustatud kujutis, mis selgitab seadme

Elektrotehnika ja elektroonika

pdf

Põhjalik ülevaade alalisvoolust

Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. 4 1.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. See on sea- de, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab pluss- potentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas. Energiaallikas liiguvad positiivsed laengud potent- siaali kasvamise suunas. Laengute ümberpaiknemi- ne allika sees on võimalik ainult kõrvaljõudude abil. Elektromotoorjõud E on kõrvaliste jõudude (mitteelektrilise energiaallika) poolt tehtud mõõt laenguühiku kohta Wk E= q Wk kõrvaliste jõudude tehtav töö dzaulides (J) q laeng kulonites (C)

Füüsika

pdf

Alalisvool

Füüsika

pdf

Alalisvool

Elektrotehnika

pdf

Elektroonika eksam

Kui vooluringis on vooluallika klemmide vahele lülitatud järjestikku mitu takistit, läbib neid kõiki võrdne vool. Pinge U, mis on rakendatud vooluahela otstele, sunnib elektrone või muid laengukandjaid liikuma kogu vooluringi ulatuses. Elektromotoorjõud- See on seade, kus eraldatakse erinimelised laengud. Selleks on vaja teha tööd. Allika üks klemm saab plusspotentsiaali ja teine miinuspotentsiaali. Kui allika klemmidele ühendada tarbija, läbib seda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Suletud vooluringis liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kahanemise suunas. Energiaallikas liiguvad positiivsed laengud potentsiaali kasvamise suunas. Laengute ümberpaigutamine allika sees on võimalik ainult kõrvaljõudude abil. Wk E= q kus WK kõrvaliste jõudude tehtav töö džaulides (J), q laeng kulonites (C) Elektromotoorjõud (EMJ, uuema nimetusega allikapinge) on põhjus, mis tekitab ja säilitab elektrivoolu suletud vooluringis

Elektroonika

docx

Alalisvool

ALALISVOOL Elektrivool metallides Voolu tekkimise tingimused: Esiteks, peab eksisteerima see, mis liigub, ja teiseks, peab esinema põhjus, mis tekitab liikumise. Alalisvooluks nimetatakse elektrivoolu, mille tugevus ja suund ajas ei muutu. Juhtivuselektronid metallis: metalli muudab juhiks suure hulga vabade laengukandjate olemasolu. Laengukandjateks on metalli aatomi väliskihi elektronid ehk valentselektronid. Valentselektrone, mis võivad vabalt liikuda kogu metallitüki ulatuses, nim. juhtivuselektronideks. Voolutugevust määravad suurused : suurust, mis näitab laengukandjate arvu aine ruumaalaühikus, nim. laengukandjate kontsentratsiooniks. Seega , kus N on laengukandjate arv ja V on vaadeldav ruumala. Voolutugevus . Ohmi seadus. Takistus ja eritakistus. Voolutugevuse sõltuvus pingest: Suurema pingega kaasneb suurem voolutugevus. Ohmi seadus väidab, et voolutugevus juhis on võrdeline juhi rakendatud pingega. Sellises sõnastuses tunta

Füüsika

docx

Elektrotehnika

katkestamata- Ampermeeter omab skaalal tähise : A, kA, mA, µA. Skeemi tähiseks A Voltmeeter ühendatakse rööbiti nende punktidega, mille vahelsit pinget soovitakse mõõta. Voltmeetri takistus on väga suur ning enamasti pole vaja arvestada seda nõrka voolu, mis teda tegelikult läbib. Elektromootorjõud Elektrivoolu tekitamiseks on vaja vooluallikat ehk täpsemini öeldes elektrienergia allikat. Kui allika klemmidele ühendada tarviti, läbib teda elektrivool, mis teeb kasulikku tööd. Laengute ümberpaiknemine allika sees on võimalik ainult kõrvaljõudude abil. Elektromootorjõud (emj, uuema nimetusega allikapinge) on põhjus, mis tekitab ja säilitab elektrivoolu suletud vooluringis. Ühikuks volt ehk V Elektromootorjõud on 1 volt, kui laengu 1C ümberpaigutamiseks allikas kulub tööd 1J. Kilovolt 1kV = 1000V Millivolt 1mV = 0,001V Mikrovolt 1µ = 0,000001V (kümme -6ndas)

Elektroonika

Rohkem sarnaseid