Töö elektriväljas 1. Millest on tingitud potensiaalne energia? Keha vastastikmõjust teiste kehadega välja vahendusel 2. Millest sõltub ja ei sõltu töö, raskus ja elektriväljas? Ei sõltu liikumistee ehk trajektoori kujust, sõltub ainult jõujoone sihis sooritatud nihkest 3. Nimeta suurused,mis kirjeldavad elektrivälja võimet teha laengu nihutamisel tööd. Potensiaal ja pinge 4. Millal on kehal potensiaalne energia? Kui keha asend võimaldab väljal teha keha nihutades tööd 5. Miks kahaneb potensiaalne energia ja mille mõjul? Sest,töö varu kulutatakse ära. Välja jõudude mõjul 6. Nimeta tööd valemeid! A=F s cos A=m g h A=q E s 7
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 nulltasemeks valitakse keha selline asend, millest keha edasi liikuda ei saa negatiivselt laetud plaat. ELEKTRIVÄLJA POTENTSIAAL *Potentsiaal näitab, kui suur on selles punktis ühikulise positiivse laenguga keha
............................1 1.Elektrilaeng. Elektroskoop................................................................................... 2 2.Coulombi seadus................................................................................................. 2 3.Elektriväli. Elektrivälja tugevus............................................................................ 3 4.Homogeenne elektriväli....................................................................................... 6 5.Töö elektriväljas. Potentsiaalne energia..............................................................7 6.Elektrivälja potentsiaal. ....................................................................................... 9 7.Elektriline pinge. ................................................................................................10 8.Juht elektriväljas................................................................................................ 12 9.Dielektrik elektriväljas..........................
soojusvõhkmine. Kokkuvõttes pööravad nad vaid voolutihedus j. Oletame, et dielektrikus on ainult osaliselt elektrivälja suunas ehk dielektrik ühemärgilised laengukandjad, siis j=nqvk , kus q- polariseerub. Katsed näitavad, et dipoolide laengukandjate laeng ning vk laengukandjate täieliku pöördumist elektrivälja suunas ja keskmine kiirus elektriväljas E polarisatsiooni külastumist ei toimu. Kuna Ohmi seadus differentsiaalkujul on: j=vE , kus v mahueritakistus Dipoolpolarisatsioon on võimalik ainult siis, kui Järelikult vE= nqvk , millest v= nqvk/E=nqu , kus molekulaarsed jõud ei tõkesta dipoolide u vabade laengukandjate liikuvus ehk suunatud orienteerumist elektriväljas
Potentsiaal: = 3. Elektriline pinge. Elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahe. Kahe punkti vaheline pinge näitab, kui suurt tööd teeb elektriväli ühikulise positiivse laenguga keha viimisel ühest punktist teise. Sammupinge: Mida rohkem on inimese üks jalg, seda suurem potentsiaalide erinevus(pinge) tekib kahe jala vahel. Piksevarras: Välk tahab lüüa teraviku pihta ja seepätast suutema tõenäosusega lööb ta piksevarda pihta kui maja pihta. 4. Juht elektriväljas. Juhi sattumisel elektrivälja hakkavad vabad laengukandjad juhis liikuma, kuna väli mõjutab neid jõuga. Pos laengukandjad liiguvad elektrivälja suunas ja neg vastassuunas. Seal, kus välja jõujoonued juhti sisenevad, tekib neg laeng. Pinnale, millest jõujooned väljuvad, ilmub pos laeng. Elektriväli kutsub juhis esile laengukandjate ümberpaiknemise ja juhi eri osade laadumise. Seda nim elektrilise induktsiooni nähtuseks. Tekkivaid laenguid nim indutseeritud laenguteks. 5
üksteisega paralleelsed sirged 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 19 Laengu pindtihedus · Kui laeng q on ühtlaselt jaotunud mingil pinnal pindalaga S, siis on laengu pindtihedus jääv ning Ühtlaselt laetud lõpmatu tasandi elektrivälja tugevus on igas ruumipunktis ühesugune selle pinna läheduses. 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 20 Töö laengu liikumisel elektriväljas · Kui laeng nihkub välja jõujoonte sihis lõigu d2- d1= d võrra , siis tehtud töö on d1 d2 Töö, mida elektriväli q teeb laengu liikumisel E ühest väljapunktist teise, ei sõltu trajektoori kujust. B 22.11
tekitavad kaks võrdse suuruse ja paraleelse asetusega, kuid erinimeliste elektrilaengutegametallplaatiplaadivahelisse ruumi. Elektrivälja olemasolu aitavavad tuvastada (kindlaks teha) tema põhitunnus ja iseloomulikud omadused. Elektrivälja põhitunnus: Elektrivälja mistahes punktis asuvale elektrilaenguga kehale mõjub alati kindla suuruse ja suunaga elektrijõud. Seega, kui laenguga kehale mõjub elektrijõud, siis asub see keha kindlasti mingi teise elektrilaenguga keha elektriväljas. Elektrivälja iseloomulikud omadused; *pole vahetult inimmeeltega tajutav; *levib tühjuses kiirusega, mis on võrdne valguskiirusega (300 00km/s); *on ulatuselt lõpmatu, kuid nõrgeneb kiiresti kauguse suurendades; *on pidev ja katkematu; *ei sega teisi elektrivälju; *omab energiat 4. Elektrivälja visualiseerimine Elektrivälja visualiseerimiseks e. piltlikuks kujutamiseks kasutatakse jooni, mille abil saab määrata elektrivälja mistahes punktis mõjuva elektrijõu suuna
tekitatud väljade tugevuste vektorsummana: E = E1 + E2 + E3 + ...En ; Töö laengu nihkumisel elektriväljas A elektriväljas asetsevale laetud kehale mõjub jõud F , kui laeng sooritab nihke s , siis see jõud teeb töö: A = q E d , kus d on alg- ja lõpp-punkti kauguste vahe mõõdetuna piki välja; Elektriväljas asetseva aetud keha potentsiaalne energia Wp: Wp = q E d , kus d on keha kaugus mingist 0-ks loetavast kaugusest mõõdetuna piki välja;
Mahutavus ja kondensaator kahekeha vaheline mahtavus näitab, kui suure laengu üleviimisel ühelt kehalt teisele, tekib nende vahele ühikute pinge.C=Q/U, C-mahtuvus, Q-laeng(C), U-pinge(V). Kondesaator on seade, mis on loodad kindla mahtuvuse saamiseks. Plaatkondensaator koosneb kahest tasaparalleelsest juhtivast ainest plaadist, mille vahel on dielektrikiht. E= Q/EE0s, E- elektrivälja tugevus, Q-laeng, E- aine dielektriline läbitavus. C=EE0S/d. Kondesaator elektriväljas- U.A/q, A= Uq, A=Uq/2. W=Uq/2=CU2/2=q2/2c. W= kondensaatori energia, U= pinge, q= laeng, C= mahtavus. Rööpühenduse valem: C=q/U Mahutavus ja kondensaator kahekeha vaheline mahtavus näitab, kui suure laengu üleviimisel ühelt kehalt teisele, tekib nende vahele ühikute pinge.C=Q/U, C-mahtuvus, Q-laeng(C), U-pinge(V). Kondesaator on seade, mis on loodad kindla mahtuvuse saamiseks. Plaatkondensaator koosneb kahest tasaparalleelsest juhtivast ainest plaadist, mille
Töö elektriväljas. Tööks nim. Jõu ja nihke korrutist. A=qEs; A=elektrivälja töö (J); q=laeng (C); E=elektrivälja tugevus; s=nihe Töö elektriväljas on null kui laeng liigub risti elektrivälja jõujonntega. Töö ei sõltu trajektoori kujust. Potentsiaalne energia. Potentsaailne energia on tingitud keha vastastikmõjust teiste kehadega välja vahendusel. Ep=qEd; Ep=potentsiaalne energia (N/C); q=laeng (C); E=elektrivälja tugevus; d=kaugus 0-tasemest Potentsiaal ja ekvipotentsiaalpinnad Potentsiaal näitab kui suur on selles punktis ühikulise positiivse laenguga keha potentsiaalne energia
Elektrostaatika 1.Millega võrdub punktlaengu potensiialne energia elektriväljas. Valemid tähistused. Võrdub elektrivälja tugevusest, kehade kaugusest potentsiaali 0tasemest ja laengust Valem: 2Miks on elektrostaatiline väli potensiaaliväli Elektrostaatiline väli tekib seisvate laetud kehade ümber ja potensiaaliväli 3. Mida näitab elektrivälja punkti potensiaal(potensiaali mõiste) Potentsiaal on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrivälja punkte 4.Millest sõltub punktlaengu ümber elektrivälja punkti potesiaal. Valem tähistused
* Väljal on võrreldes ainega mõningaid erilisi omadusi. * Üks väli ei sega teist. * Elektromagnetväli ja gravitatsiooniväli pole ruumis piiratud (,vastavad jõud mõjuvad ka suurtel vahekaugustel). * Elektriväli pole kuuldav ega kombatav, aga tal on oluline osa nägemisaistingute tekkimisel. *Väli ja aine võivad vastastikku ka teineteiseks muunduda. 3. Elektrivälja tugevus * Elektrivälja tugevus näitab kui suur jõud mõjub laengule selles väljas. * Elektriväljas kehtib liitumise põhimõte 4. Elektrostaatiline, homogeenne, potentsiaalne väli * Elektrostaatiline väli * Teineteise suhtes paigal seisvate laetud kehade vastastikmõju. * Laetud kehade paigalseis on tähtis * Homogeenne elektriväli * Raskusjõu väli. * Välja jõujooned on omavahel paralleelsed sirged, mille vahekaugus ei muutu.
Nakke suurendamiseks lisatakse kruntvärvidele taimseid õlisid. Kruntvärv peab sisaldama samu side- ja täiteaineid mis värvid.. Värvimisviisid Värvimisviisi valik sõltub värvist, eseme kujust, nõutavast kvaliteedist ja olemasolevatest seadmetest. Värvimisviisist sõltub otseselt värvikulu ja tööjõudlus. Masinate ja seadmete värvimisel kasutatakse järgmisi värvimisviise: pintsliga värvimine, õhuvoolus pihustamine, survepihustamine, elektriväljas pihustamine, elektriväljas sissekastmine, ülevalamine. Enne värvimist tuleb värvitav pind ja värv tööks ette valmistada. Kõik värvid enne kasutamist tuleb hoolikalt segada. Segamise käigus lisatakse lahustid ja vedeldid, et saavutada värvile vajalik viskoossus. Värvi viskoossus määratakse värvi viskosimeetriga. Õhuvoolus pihustamise seade koosneb värvipihustist, kompressorist, ressiiverist ja õhupuhastist. Õhuvoolus pihustamise värvipihusteid on kahte tüüpi: madalrõhu (0,25...0,3 MPa)
sellesse punkti asetatavat proovilaengu potentsiaalse energia ja suuruse suhet. Ekvipotentsiaalpind on selline pind mille iga punkti potentsiaal on sama. Elektriväljade jõujooned on ekvipotentsiaalpindadega alati risti. Pinge näitab elektrivälja poolt laengu ümber paigutamise tehtava töö ja laengu suuruse suhet. Tõõtegijateks on elektrilised jõud. Pinge on potentsiaalide vahel, pinge saab olla ainult kahe punkti vahel. Pinget mõõdetakse voltmeetriga. Juht elektriväljas, kui juht asetatada elektrivälja, siis tema ühte otsa kogunevad teise + laengud. Seda nähtus nim. elektriliseks induktsiooni nähtuseks. Selle tulemusena saab sumaarne elektriväli juhi sees võrdseks nulliga. Juht omandab ühesuguse potendsiaali. Juhi välispind on eksvipotentsiaalpind. Dielektrik elektriväljas polaarsete dielektrik molekulid on diipolid. S.t , et molekuli + lanegukese ja - laengukese ei ühti. Mittepolaarsetel molekuli laengukese ja pluss laengukese ühtivad. Nt:
Elektrostaatiline induktsioon-nähtus kus vabad laengud kogunevad juhi pinnale.Juhi sees elektriväli puudub. Dielektrikul puuduvad vabad laetud electronic Polaarne die. ´+ ja - laengu asukohad ei ühti Mittepolaarne die. + ja - laengu asukohad ühtivad. Dielektriku dielektriline läbiatavus....näitab,mitu korda väli dielektrikus on väiksem elektriväljas vaakumis .Valem.... Välise elektrivälja mõjul kvartskristalli mõõtmed perioodiliselt vähenevad.KVARTSKELL Elektrimahutavus-nimetame ühe juhi laengu ja juhtide potensaalide vahe suhet. Valem+tähis Iseloomustab juhtide võimet saleslady elektrilaengut. Kondensaator-on mõeldud laengute salvestamseks,koosneb kahest juhist mis on omavahel dilektriku kihiga joonis... Plaatkondensaator-mahutvus sõltub geomeetrilistes suurustes. D-katte vahekaugus S-unique pindala
Ligikaudu võib homogeenseks nimetada kahe erinimeliselt laetud metallplaadi vahelist elektrivälja. Homogeense elektrivälja jõujooned on üksteisega paralleelsed sirged. 8. Mis on elektriväli, tema graafiline kujutamine positiivse, negatiivse ja mitme laengu vastasmõju korral. E vektori suuna määramine. Elektriväli on eriline keskkond, mis eksisteerib elektrilaenguga keha ümber ja mille abil laetud kehad üksteist mõjutavad. Jõujoonte suunaks võetakse elektriväljas positiivse laengu liikumise suund. + - + - - + - + + + + - 9.Mis on elektrivälja punkti potentsiaal? Definitsiooni valem ja 11. Väljatugevuse ja potentsiaali vaheline seos homogeensed ühik
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:
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 Elektrimahtuvus C F farad (C/V) Elektrimahtuvus C=q/U Elektrivälja Ee Elektrivälja energia Ee=CU2/2 energia Elektrivälja fii V volt (J/C) potensiaal Dielektriline läbitavus Seadused ja printsiibid:
teooria). 2. Elektriväli. Selle tugevus, levimiskiirus Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. Positiivse punktlaenguga väljatugevus on positiivne ja negatiivsel punktlaengul negatiivne. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Elektriväli levib kiirusega 300 000 km/s. E=f/q=k*(Q*q/r2 q)=k*(Q/r2) 3. Kuidas märgitakse elektrivälja joonistel? Joonis 4. Töö elektriväljas. Mis see on, millest sõltub töö suurus, kes teeb tööd? Tööd tehakse siis, kui kehale mõjub jõud ja keha selle mõjul liigub. Töö elektriväljas sõltub jõujoone suunas sooritatud nihkest. Elektriväljas mõjub laetud osakestele elektrijõud. Kõikides elektriseadmetes liiguvad elektronid. Elektriseadmetes liiguvad elektronid elektrivälja mõjul ja teevad tööd. A=E*q*s A=F*s*cos
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
elektrivälja potentsiaalne energia Wp=Eqd; Elektiväla punkti potentsiaal fii()=Wp/q; pinge U=A/q; mahutuvus C=q/U F-jõud, q-laeng, s-nihe, dkaugus nullivoost, U-pinge Sammupinge-kui välk lööb maase. Siis maapinna potentsiaal välgu tabatud kohas on oluliselt erinev maa üldisest. Mida rohkem on inimse üks jalg välgutabamuse välgu tabamuse kohale lähemal kui teine,seda suurem pinge tekib kahe jala vahel. Nt. teleri kineskoop 15-25 kV, autoaku 16V, elektrikalad 600V Juht elektriväljas. Juhi sees elektriväli puudub Dielektrik elektriväljas- nõrgendab elektrivälja Varjestamine seisneb selles, tundlik seade kaitstakse elektiväljade eest metallist ümbrise alla Kondensaatorit kasutatakse-välklambis, akud, arvuti klaviatuuris.
(Elektrivool) Elektrivooluks nimetatakse elektrilaenguga osakeste suunatud liikumist. Laetud osakesi, mis saavad aines vabalt liikuda, nimetatakse vabadeks laengukandjateks. Vabad laengukandjad hakkavad suunatult liikuma elektrijõu mõjul Elektrivool tekib siis, kui on täidetu kaks tingimust: 1) on olemas vabad laengukandjad, mis saavad hakata liikuma, 2 )vabadele laengukandjatele mõjuvad jõud. Teatavasti mõjub elektrijõud laetud kehadele elektriväljas .Järelikult selleks, et tekiks elektrivool, tuleb aines tekitada elektriväli. Elektrivoolu suunaks loetakse positiivse laenguga osakeste liikumie suunda. Seega, elektrivool vooluallikaga ühendatud juhis on suunatud vooluallika positiivselt pooluselt negatiivsele. Elektrijuhtideks nimetatakse aineid, milles on suur hulk vabu laengukandjaid. Mittejuhis elektrivoolu ei teki, sest mittejuhis pole vabu laengukandjaid. Elektrivool metallides:Metallid on tahkes olekus kristallilise ehitusega
E iseloomustada suurusega , kus ε on elektriline konstant. Veel kehtib D0 0 E +Q ’ kondensaatorile - ( Q 0+ Q ’ ) seos D0 0 . Juhul, kui kondensaatori plaatide vahele asetatakse dielektrik, siis dielektriku molekulid elektriväljas polariseeruvad. Kui plaatide vahele panna dielektrik, siis see polariseerub ja tekipb lisalaeng plaatidele – indutseeritud dipool. Polarisatsiooninähtuse iseloomustamiseks kasutatakse tavaliselt mõistet polariseerumus P. Polarisatriooni sõltuvus E-st: P a E , a - absoluutne dielektriline vastuvõtlikkus. Valemi sulgudesse jäävat osa tähistatakse 1 ja D 1 0 E
Jõud mingis punktis on jõujoone suunaline. Mida tihedamalt on jooned, seda tugevam väli. Välja potensiaal Elektrivälja potensiaal on töö, mida tuleb teha positiivse ühiklaengu A φ= viimiseks sellisesse punkti, kus elektriväli ei mõju. q [J/C]= Volt. (Kui asetame laengu elektrivälja, hakkab see liikuma. Seega omab laetud oskake elektriväljas potentsiaalset energiat ning kui tal on võimalik liikuda, siis ta teeb tööd.) E pot Näitab, kui suur mõjub selles punktis ühikulise laenguga kehale. E pot φ=Ed =A=F*d=E*d => Samapotentsiaalpind Kinnine pind, mis ühendab sama potentsiaaliga välja punkte. (jõujooned ja samapot.pinnad aitavad meil mõista elektrivälja geomeetriat. Pinge U=φ1−φ 2
korral muutub spontaanse polariseerituse suurus, mille tulemuseks on otsene piesoefekt. Piesoelektriline efekt tekib ka mõnede teiste materjalide, nt. kvartsi korral. Võib väita, et piesoefekti ei teki kristallides, millel on sümmeetriakese, s. t. polarisatsioon tekib vaid mittesümmeetriliste kristallide puhul. PIESOEFEKT - mehaanilised deformatsioonid põhjusatvad laengute liikumist kristallis ja vastasnimelised laengud kogunevad kristalli vastasservadele. Vahelduvas elektriväljas hakkab kristallplaat võnkuma. Peale looduslike on veel tehiskristallid ( senjettsoolad, durnaliin jne.). Tänu piesoefektile käitub kristallplaat KS elektriväljas väga stabiilselt ja kõrge Q, LC võnkeringina.
Viimistlemine Elektriväljas Viimistlemist elektriväljas nimetatakse ka veel elektrostaatiliseks pealekandmiseks Kuidas toimib / käib ? Elektrostaatilisel aerosool- või pulbervärvimisel pihustatud värviosakesed laetakse elektriliselt, mistõttu nad tõukuvad üksteisest ja jaotuvad düüsist väljumisel ühtlaselt. Värvitav pind laetakse vastasmärgiga laenguga või maandatakse, mille tagajärjel laetud värviosakesed tõmbuvad pinnale ja moodustavad ühtlase kihi. Selline meetod on palju efektiivsem kui suruõhuga värvimine, sest tagab ühtlasema kihi ja suurendab katmise efektiivsust. Lisaks saavad raskesti ligipääsetavad kohad kergemini kaetud Laadimine Pihustatud aerosooliosakesi ka laetakse, seda elektriliselt kasutades kolme põhilist meetodit: Otsene laadimine: Elektrood pannakse värvireservuaari või värvitorustikku. Pihuse laadimine: Pihustatud vedelik satub elektrivälja düüsist väljudes. Elektriväli tekitatakse elektrostaatilise induktsiooni...
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). Elektriväli on elektrilise vastastikmõju vahendaja
Elektromagnetism 6. Elektriväli Märksõnad: elektrilaeng, laengu jäävuse seadus, punktlaeng, Coulomb'i seadus, elektrivälja tugevus, töö elektriväljas, pinge, elektrimahtuvus, plaatkondensaator. Oskused: ülesannete lahendamine laengu jäävuse seaduse, Coulomb'i seaduse, elektrivälja tugevuse ja töö kohta elektriväljas. kus k elektriline konstant, q elektrilaeng, F jõud, r kaugus kahe laengu vahel, E elektrivälja tugevus, A töö, l nihe, potentsiaalide vahe, U pinge kondensaatori plaatide vahel, C mahtuvus, plaatkondensaatori mahtuvus, 0 elektriline konstant, dielektriku dielektriline läbitavus, S kondensaatori plaadi pindala, d kondensaatori plaatide vaheline kaugus. Elektrilaenguks nimetatakse füüsikalist suurust, mis iseloomustab elektromagnetilist
Elektromagnetism 6. Elektriväli Märksõnad: elektrilaeng, laengu jäävuse seadus, punktlaeng, Coulomb'i seadus, elektrivälja tugevus, töö elektriväljas, pinge, elektrimahtuvus, plaatkondensaator. Oskused: ülesannete lahendamine laengu jäävuse seaduse, Coulomb'i seaduse, elektrivälja tugevuse ja töö kohta elektriväljas. kus k elektriline konstant, q elektrilaeng, F jõud, r kaugus kahe laengu vahel, E elektrivälja tugevus, A töö, l nihe, potentsiaalide vahe, U pinge kondensaatori plaatide vahel, C mahtuvus, plaatkondensaatori mahtuvus, 0 elektriline konstant, dielektriku dielektriline läbitavus, S kondensaatori plaadi pindala, d kondensaatori plaatide vaheline kaugus. Elektrilaenguks nimetatakse füüsikalist suurust, mis iseloomustab elektromagnetilist
laengule mõjuv jõud, kui laengu suurus on +5.0 nC? 71. Kui suur on elektrivälja tugevus 2.0 m kaugusel punktlaengust, mille suurus on 4.0 nC? 72. Punktlaeng suurusega 8.0 nC asub koordinaatide alguspunktis. Leida elektrivälja tugevuse vektor punktis, mille koordinaadid on x=1.2 m ja y=-1.6 m. Keskkonna mõju jätta arvestamata. 73. Prooton (laeng +1.602·10-19) liigub homogeenses elektriväljas, mille tugevus on1.5·107 N/C, piki välja jõujoontega paralleelset sirglõiku pikkusega 0.50 m. Leida a) prootonile mõjuv jõud, b) selle jõu poolt tehtav töö, c) alg- ja lõpppunktide potentsiaalide vahe 74. Kaks punktlaengut paiknevad vaakumis teineteisest 10.0 cm kaugusel. Esimese laengu suurus on +12 nC, teise suurus on 12 nC. Leida elektrostaatilise välja
C = (o**S)/d (ühik F) 9. Kondensaator on kehade süsteem, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. Alalisvoolu ei lase läbi, vahelduvat laseb. Kondensaatorite rööpühendusel on kogu mahtuvus võrdne üksikute mahtuvuste summaga. C = C1 + C2 + C3 ... Jadaühenduse korral on mahtuvuse pöördväärtus võrdeline üksikute mahtuvuste pöördväärtuste summaga. 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 10. Elektriväljaenergia sõltub välja tugevusest ja potentsiaalist. Laetud keha võib elektriväljas omada energiat. Elektriväljas sõltub energia nii laengu suurusest kui ka elektrivälja tugevusest. Wp = (CU2)/2 11. Et tekkiks elektrivool peab leiduma vabu laengukandjaid ja neile peab mõjuma elektrijõud. 12. Alalisvoolu nimetatakse elektrivoolu, mille tugevus ja suund ajas ei muutu. 13. Valentselektronid on laengukandjad, mis on metalli väliskihi elektronid. Juhtivuselektronid on valentselektronid, mis võivad vabalt liikuda kogu metalltüki ulatuses. 14
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 Laetud osakesele, mis asub elektriväljas E, mõjub elektrostaatiline jõud F , mille suund ühtib vektori E suunaga, kui osakese laeng on positiivne ja vastassuunalike kui osakese laeng on negatiivne. 6. Elektrivälja potentsiaal. Elektrivälja potentsiaal on füüsikaline suurus, mis võrdub mingisse elektrivälja punkti asetatud elektrilaengu potentsiaalse energia ja laengu suuruse suhtega. Elektrivälja potentsiaal võrdub tööga, mida tuleb teha (positiivse) ühiklaengu viimiseks antud
Kahe lähestikku asetatud erinimelise ja kahe samanimelise elektrijõuga keha eletrivälja jõujooned Erinimeliste laengute koosmõjul tekkiva elektrivälja jõujooned liituvad ühisteks joonteks. Samanimeliste lanegutega kahedelt väljuvad jõujooned püüavad teinteist tõugata ja nimetuda omvahel parallelseks. Kahe erimõrgilise laenguga plaadi vahel homoheense elektrivälja jõujoond on suunatud ühesugune Elektrivälja tugevus Mingile puntklaenule või elektrilaengule kehale elektriväljas mõjuv jõud sültub selle punktlanegu enda elektrilanegust, Jõu ja laengu suhe punktlanegus elektrilaengust aga enam ei sõltu ning sobib eseloomsutama elektrivälja. Seda suhet nimetatakse elektrivälja tugevnemiseks ja tähistatakse tähega E E=F/q või E=F/Q Kus E (N/C) elektrivälja tugevus F (N) punktlaengule või elektrilaneguga elektriväljas mõjuv elektrijõudu q(C) või Q(C) punktlaneguga või elektrilaengugua elektrilaengu suurus.
Kahe lähestikku asetatud erinimelise ja kahe samanimelise elektrijõuga keha eletrivälja jõujooned Erinimeliste laengute koosmõjul tekkiva elektrivälja jõujooned liituvad ühisteks joonteks. Samanimeliste lanegutega kahedelt väljuvad jõujooned püüavad teinteist tõugata ja nimetuda omvahel parallelseks. Kahe erimõrgilise laenguga plaadi vahel homoheense elektrivälja jõujoond on suunatud ühesugune Elektrivälja tugevus Mingile puntklaenule või elektrilaengule kehale elektriväljas mõjuv jõud sültub selle punktlanegu enda elektrilanegust, Jõu ja laengu suhe punktlanegus elektrilaengust aga enam ei sõltu ning sobib eseloomsutama elektrivälja. Seda suhet nimetatakse elektrivälja tugevnemiseks ja tähistatakse tähega E E=F/q või E=F/Q Kus E (N/C) elektrivälja tugevus F (N) punktlaengule või elektrilaneguga elektriväljas mõjuv elektrijõudu q(C) või Q(C) punktlaneguga või elektrilaengugua elektrilaengu suurus.
1.Elektrivälja töö arvutusvalemid: A=F × s × cos µ A= E × q × d (ainult homogeenses elektriväljas!) 2.Potentsiaalse välja tunnused: 1)Suurus sõltub nullnivoo valikust 2)Elektrivälja jõudude poolt tehtud töö ei sõltu keha trajektoori kujust vaid laengu alg ja lõppasukohast. Nullnivoo valikud: I elektrotehnikas valitakse tavaliselt maapind II elektroonikas on nullnivooks katoodipind (miinusklemm) III teoreetilises füüsikas on lõpmatus Homogeense elektrivälja mingi punkti energiat arvutatakse valemist: Wp= E × q × d d= anted punkti kaugus nullnivoost 3
vektor suunatud piki selle joone puutujat. Jõujooned on inimese poolt välja mõeldud abivahendiks elektrivälja kirjeldamisel. Tegelikkuses neid olemas ei ole 3. Elektriväljatugevuse ühikud Väljatugevuse ühikuks on njuuton kuloni kohta (1N/C). Rohkem kasutatakse ühikut üks volt meetri kohta (1V/m). 4. Elektriline pinge Elektrivälja kahe punkti potentsiaalide vahet nim elektriliseks pingeks. q1-q2=U= A/q [U]= [A] / [q]= 1J / 1C= 1V Homogeenses väljas U=A/q=Ed 5. Juht ja dielektrik elektriväljas Juht elektriväljas Et laetud osakesed võivad juhis vabalt liikuda, algab elektrivälja mõjul laengute ümberpaiknemine, mis kestab seni, kuni neile mõjuv jõud saab nulliks. See on võimalik, kui: · väljatugevus juhi sees on null; · elektrivälja potentsiaal on kogu juhi ulatuses konstantne; · kõik lisalaengud on koondunud juhi pinnale; · väljatugevuse vektor juhi pinnal on pinnaga risti.
· Väli on aineosakste vastastikmõju vahendaja · Elektrostaatiline väli teineteise suhtes paigal seisvate laetud kehade vastastikmõju vahendab väli Elektrivälja tugevus - kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale · (N/c) ,,njuuton kuloni kohta" · E vektor · Superpositsiooniprintsiip ehk liitumise põhimõte kehtib elektriväljas o Selle kohaselt võrdub laengute süsteemi väljatugevus üksikutest laengutest põhjustatud väljatugevuste vektoriaalse summaga Elektrivälja jõujoon mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat · Homogeenne elektriväli jõujooned on omavahel paralleelsed sirged, mille vahekaugus ei muutu Töö elektriväljas A = q E s ( q laeng, s nihe, E elektrivälja tugevus)
kehast eemale. - ..poole. Superpostitsiooniprintsiip e liitumise pm-laengute süst väljatugevuse leidmiseks tuleb üksikute laengute väljatugevusi vektoriaalselt liita.| Elektrivälja jõujoon-mõtteline joon, mille igas punktis on 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
laengutel ja lõppevad negat. või suunduvad lõpmatusesse. Elektriväli mille tugevus on igas ruumipunktis nii suuruselt kui ka suunalt ühesugune nim. homogeennseks. Tema elektrivälja jõujooned-üksteisega paralleelsed. Nt: 2 erinimeliselt laetud metallplaadi vaheline elektriväli- homogeenne. Juhtides (metallides ennem) esineb laetud osakesi mis võivad elektrivälja mõjul juhi sees vabalt ümber paikneda nim-vabadeks laenguteks (metallides on sellisteks- elektronid). Dielektrikud elektriväljas Kõik dielektriku laengud on seotud ja peaaegu pole üldse vabu laenguid.Kui paigaldada dielektrik elektrivälja, hakkavad ta molekulide + ja laengutele mõjuma vastassuunalised jõud.Selle mõjul venivad molekulid pikemaks ja asetuvad suunaga piki välja jõujooni polarisatsioon. Välja olemasolul asetsevad molekulid korrastatult, aga välja puudimisel kaootiliselt.Molekuli,mille laengud paiknevad välja mõjul ümber nim. Elektriliseks dipooliks
laengule elektrijõuga. http://gyazo.com/ae7c5bf9635334b58168fb34670c897b Punktlaengu elektriväljatugevus on võrdeline välja tekitava laengu suurusega ja pöördvõrdeline kauguse ruuduga. http://gyazo.com/349e893cb8c4364013ac550640bbf5a7 Kuna elektrivälja tugevus on rektoriaalne suurus siis kehtib super positsiooni printsiip. Printiip: Kui mitu laengut tekitavad antud punktis elektriväljal, siis resultantvälja tugevus on võrdne nende vektorsummaga. Töö, laengu liikumisel elektriväljas http://gyazo.com/8c5d9e608ff4e2f8f2a295cf32f4f196 (nool pildilt) Homogeenne väli ( ühesugune väli) sd = vahemaa. Mille laeng läbib elektriväljas liikumisel. Elektrivälja 2 punkti vaheline pinge on 1V kui elektriväli teeb 1C suuruse laengu ümber paigutamisel tööd 1J http://gyazo.com/ead44fd9975991401733e111114bebaa Elektri mahtuvus ja kondensaator On suurus, mis iseloomustab juhtide võimet salvestada elektrilaenguid. See sõltub juhtide
abil. Kui sellele mõjub kindlasuunaline jõud siis on tegemist elektriväljaga. Elektriväli on tugev laetud keha läheduses ning laetud kehast eemal elektriväli nõrgeneb. Mida suurem on laetud keha elektrilaeng, seda tugevam on elektriväli. Paigaloleva laetud keha elektrivälja nimetatekse elektrostaatiliseks väljaks. Paigalseisvate laetud kehade elektrivälja inimene oma meeleorganitega ei tunneta seetõttu ei saa ta oma meelteorganite abil kindlaks teha, kas ta asub elektriväljas. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Elektrivälja põhitunnus on vastastikune keha panna liikuma. Mõisted: elektriväli, elektrostaatiline väli
On olemas nt magnetväli ja gravitatsiooniväli. Kahe või enama laetud keha vahelist vastasmõju vahendab elektriväli. Elektrivälja inimene oma meeleorganitega ei tunneta. Elektrivälja olemasolu üle võib otsustada ainult tema toimete järgi. Elektriväli mõjub ainult laetud kehadele. Elektriväli ümbritseb kõiki laetud kehasid. See tekib keha laadumise korral momentaalselt ja levib ruumis väga suure kiirusega (300000000 m/s). Ühe laetud keha poolt tekitatud elektriväljas mõjub teisele laetud kehale elektrijõud. Elektrijõu mõjul hakkavad laetud kehad liikuma. Elektrijõud on seda tugevam, mida suuremad on laengud ja mida väiksem on nende laetud kehade vaheline kaugus. Paigalseisvate laetud kehade elektrivälja nimetatakse elektrostaatiliseks väljaks.
liikumatu laengu q1 ja q2 vahel, mis asuvad üksteisest kaugusel r. 4 0 r 2 0 = 8,85 *10 -12 C 2 / N * m 2 1 / 4 0 = k = 8,99 * 10 9 N * m 2 / C 2 Kuidas defineeritakse elektrivälja tugevust? elektrivälja tugevus E suvalises punktis on defineeritud elektrostaatilise jõu F kaudu, mis mõju välja asetatud positiivsele proovilaengule. F E= q0 Millega võrdub laengute ümberpaigutamisel tehtud töö elektriväljas? Punktide vahelise kauguse ja elektrivälja tugevusega A=Eqd Mida nimetatakse potentsiaalide vaheks ehk pingeks? Kahe punkti vaheline pinge elektriväljas on võrdeline elektriväljas tehtava töö laengu ühest punktist teise viimisel ja A U= q laengu suhtena. Milline on plaatkondensaatorite elektrimahtuvus? Võrdeline dieelektriku läbitavusega, plaadi pindalaga ja pöördvõrdeline plaatidevahelise kaugusega.
komponentide kättesaamine või lihtsalt aine olemasolu ja hulka määramine. On olemas statsionaarne faas(nt paber) mille peal on uuritav aine ja mobiilne faas. Vedelik hakkab kapillaarjõudude tomel mööda voolutusplaati üle voola,a ning sellega liiguvad kaasa ka analüüsitavad ained. Liikumiskiirused on erinevad. Nii jõuavad ained stardijoonest erinevatele kaugustele. Eristamiseks kasutakse ultraviolettlambi või kemikaali lahused. 12. Elektroforees Laetud osakesed liikumine elektriväljas alusel. Liikumine sõltub elektrilisest potentsiaalist ja summaarlaengust. Valkudel on erinev summaarlaeng, lahustavad naj elektriväljas. Levinum on geel-elektroforees. Lahustatavad komponendid jaotuvad liikuvuse alusel kandjal kitsaste vööndidena,mis on vaja indifitseerida. Geel-kandjate poorne struktuur tagab elektroforeesi suurema kiiruse ja lahutusvõime. Reguleerib valgumolekulide liikumist sõltuvalt mõõtmetest ja Mr-st. Kõike efektiivne on
nim. aku mahutavuseks ja mõõdetakse ampertundides (1A*h, suuruselt võrdne elektrilaenguga, mis tunni jooksul läbib juhi ristlõiget). Soojusallika siseenergia muundub elektrivälja energiaks termoelemendis. Mehhaaniline energia muundatakse elektrienergiaks elektrivoolugeneraatoris. Valgusenergia muundatakse elektrivälja energiaks fotoelemendis, mitu omavahel ühendatud fotoelementi moodustavad päikesepatarei. Elektrivälja võimet teha tööd laetud osakeste ümberpaigutamisel elektriväljas kirjeldab elektrivälja pinge. Mida suurem on juhis ümberpaigutatavate laetud osakeste kogulaeng, seda suurem on töö, mida elektriväli nende ümberpaigutamisel teeb. See oli kõik aku laadimise kohta.
Kas inimene tunnetab oma meeleorganitega paigalseisva laetud keha elektrivälja? Ei tunneta. Mis on elektrivälja põhitunnuseks? Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga elektrijõud, mis paneb selle keha liikuma. Kuidas saab kindlaks teha elektrivälja olemasolu? Kui elektrilaenguga kehale mõjub elektrijõud, siis asub see keha kindlasti mingi laetud keha elektriväljas. Millest sõltub elektrivälja tugevus? Mida suurem on keha elektrileng seda suurem on elektriväli.
Jõu õlg on j mõjusirge kaugus keha Põrge: üksteise suhtes liikuvate kehade lähenemisel tekkiv lühiajaline vahelise nurga siinuse korrutisega F=IBlsin pöörlemisteljest.Nm (Njuutonit m kohta) Mo=rF;r-jõu õlg; F- jõud vastasmõju protsess, isel vastasmõju lühiajalisus, suured vastasmõju jõud Archimedese s:vedelikus/gaasis asetsevale kehale mõjub üleslükkej, =keha Jõujooned:mõeldavad jooned elektriväljas, mida mõõda liikuda sellesse ja kiirendused. Põrkuda saavad lõplike mõõtmetega kehad, punktmassi poolt väljatõrjutud vedeliku/gaasi kaaluga. välja asetatud keha. mudel ei ole kasutatav. Adiabaatiline protsess:süsteem pole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Joonkiirus:hetkkiirus, kui pika tee läbib keha ajaühikus mööda ringjoont
saab positiivne ioon-kui loovutab elektroni. bohri postulaadid 1) elektron liigub aatomis ainult teatud kindlal orbiidil, millel ta ei kiirga. 2)elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teise aatom kas kiirgab või neelab valgust kindlate portsjonite kaupa. Kui elektron läheb üle madalama energiaga energianivoole, siis kiirgab. Kui elektron läheb üle kõrgema energiaga energianivoole, siis neelab energiat. elektronvolt- energia, mille omandab elektron, läbides elektriväljas potensiaalide vahet 1 volt. planetaarmudeli vastuolud? 1. kui elektron kaotab energiat peaks elektron tuuma kukkuma. 2. elektron liigub kiirendusega, keha peaks ära lendama. kvandi energia e=hf e-kvandi energia, h= 6,6*10-34 j*s, f-sagedus. elektronis "lainetab"-tõenäosuslaine. elektroni lainelist iseloomu tõestas elektronide difraktsioonipilt. leiulaine-osakese leiutõenäosus antud punktis ja antud ajahetkel.
Elektrivoolu töö Elektrivool teeb väga mitmesuguseid töid, töö seisneb laetud osakeste ümberpaigutamises elektriväljas. Kokkuleppeliselt öeldakse, et tööd teeb elektriväli. Voolutöö , antud vooluringi osas on võrdne voolutugevuse, pinge ja töö tegemiseks kulunud aja korrutisega. A=IUT Kuna soojushulk on võrdne tööga siis võib kirjutada ka Q=IUT Veel mõningaid valemeid: I Voolutugevus (amprites ) U Pinge ( voltides) T Aeg ( sekundites ) Q Laengu suurus R Takistus A Töö A=QU A=RT ( jadaühenduse korral)
13. Mis juhtub leiulainega, kui lõpliku kõrgusega barjäär on väga õhuke? Leiulaine vöib leivda läbi barjääri,jätkudes teiselppol taas siinuslainena,kuigi tublisti kahenenud amplituudiga. 14. Selgita, mis on tunneliefekt? 0-st suurem tõenäosus leida osakest teisel pool barjääri ka siis, kui tema energia ei küüni potentsiaalibarjääri kõrguseni 15. Milles seisneb alfalagunemine? Alfaosakesed väljuvad tuumast tuneleerudes. Väga tugevas elektriväljas väljuvad elektronid ka kuumutamata ja valgustamata katoodist. 16. Mis on külmemissioon? Elektrostaatiline emissioon, autoelektroniemissioon, elektronide väljumine elektrijuhist tugeva elektrivälja toimel 16.1 Kus kasutatakse tunneliefekti? 17. Kuidas toimub elektronmikroskoobis objekti läbivalgustamine? Valgus kiiritatakse läbi elektronkimbust 18. Elektronmikroskoobi tööpõhimõte?
annaabi.ee 
