4 4,69 6,5 p= 102300 Pa 6 5,95 5,5 d= 0,18 mm 8 8,54 5,9 = 1,014 Pa/K 10 9,8 5,4 2 3.Graafikud 3 4 4. Järeldus ,,Teravik tasapind" graafikult on näha, et elektriväljatugevus saavutab oma maksimaalse väärtuse vahekaugusel 12mm, pärast seda hakkab elektriväljatugevus vaikselt langema. ,,Tasapind tasapind" graafiku joon on sujuvalt langev, mingeid kriitilisi punkte ei esine. See on põhjendatud ühtlase välja tekkimisega. Paberi korral saavutas elektriväljatugevus oma suurima väärtuse siis, kui paberit oli kõige vähem. Edasisel paberi lisamisel hakkas elektriväljatugevus langema. Erinevus tekkis ainult 8
Elektriväli on elektrilise vastastikmõju vahendaja. Iga laeng tekitab enda ümber välja mida teised laengud tunnevad. Elektriväli levib vaakumis ja metallides valguskiirusena. Koosneb osakestest(footonid ehk valgusfondid). Aine ja väli on mateeria Ep2//q=Ep1/q-Ep2/q=f1-f2. Pinge on potentsiaalide vahe U= f 1-f2. Elektriline induktsioon st + laengud kogunevad ühte otsa ja teise otsa. nn eksisteerimise vormid. Coulombi valemiga. Elektriväljatugevus näitab elektriväljas paiknevale tühiklaengule mõjuvat jõudu. E= F/q E-elektrivälja tugevus Selle tulemusena saab summaarne elektriväli nulli sees, võrdseks nulliga. Kogu piht saab ühesuguse potentsiaali. Juhi välispind on (V/m) F-jõud(N) q-laneg(c) F= q1q2/Er 2. Elektriväljatugevus on vektor mis on suunatud positiivse laengule mõjuvale suunas. Elekriväljajõujooned on jooned mille puutuja siht mis tahes punktis ühtib elektrivälja tugevuse vektori sihiga antud punktis
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
Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 3. Elektrivälja tugevus. Valem, ühik, suund. Jõujoon. Superpositsiooniprintsiip elektriväja jaoks. Kaasaegne ettekujutus väljast on: Vastastikmõju toimib läbi ruumis leviva välja. Elektrostaatikas vaatleme statsionaarset välja. Elektrivälja olemasolu selgub jõust, mis mõjub välja paigutatud laengule. Samal ajal, selgub ka asjaolu, et välja paigutatud keha omab laengut. Elektriväljatugevus on välja jõukarakteristik. 4. Punktlaengu elektrivälja tugevuse valemi tuletus lähtudes Coulomb' seadusest. 5. Elektriväljatugevuse vektori voog. Joonis, valem. 6. Gauss'i teoreemi tuletus. Kui on suvaline pind, siis integraal. Gauss'i teoreem määrab E vektori voo läbi suvalise kujuga kinnise pinna, mis ümbritseb laenguid. Vaatame ühte laengut, mille ümber kujutame kinnise pinna. Korrastasime suvalise pinnatüki kerapinna osana, mis toetub ruuminurga elemendile d.
Dielektrikud sisaldavad väga vähe vabu laengukandjaid. Pooljuhid on vahepealse juhtivused, laengukandjad ei ole küll vabad, kuid neid saab suhteliselt kergesti vabadeks muuta. Elektriväli- ümbritsed laetud keha ja tekitab kehade vahelist vastasmõju, Kätkeb endas jõu tekkimise võimalust. Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. ( ühik: njuuton kuloni koht) elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega Punktlaeng- positiivse punktlaengu välitugevus on positiivne ja negatiivsel punktlaengul negatiivne Punktlaengu elektrivälja tugevus sõltub ( kuidas/ välja muutusest) 1. Laengu suurusest q 2. Laengu kaugusest r 3. Keskkonna dielektrilisest läbitavusest Elektrostaatika uurimisvaldkond- laetud kehade vastastikmõju uurimine
Ülesandes elektriväljatugevuse kohta füüsikas : 1. Elektrivälja mingis punktis, mõjub laengule 2 monoculonit, jõud 0,4 mikronjuutonit. Leida elektriväljatugevus selles punktis? Antud on : Lahendus: Q=2,- nC=2 E==0,2 F= 0,4 ,- µN= 0,4 Leia E=? Vastus: Elektrivälja töö selles punktis on 200 N/C 2. Kui suur jõud mõjub laengule 12 nCulonit mis on paigutatud punkti mille välja tugevus on 2 KVolti/ meetrikohta? Antud on : Lahendus: Q=12 F=E E= 2 F= 2 Leia F=?
erinimeliste laengutega, siis tekitavad nad homogeense elektrivälja. Jõujoonte tihedus on plaatide sisepindadel ühesugune, ainult plaatide äärtel on jõujooned kõverdunud ja nende tihedus on erinev. Laengud paiknevad ainult plaatide sisepinnal. Homogeenne väljatugevus on igas punktis nii suuruselt kui suunalt ühesugune , või homogeenne välja jõujooned on omavahel paralleelsed sirged , mille vahekaugus ei muutu. Homogeene elektriväljatugevus arvutatakse valemiga : E= Kui laetud liikuv osake satub homogeensesse elektrivälja risti jõujoontega , siis liigub ta edasi paraboolselt
vastastikmõju uurimisega. Coulumb s- kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ning pöördvõrdeline nende laengute vahelise kauguse ruuduga. Võrdetegur k kaks ühe kuloni suurust laengut mõjutavad vaakumis teineteist 1m kauguselt jõuga 9 x 109N. Aine di elektriline läbitavus ainet iseloomustav suurus, mis näitab mitu korda nõrgeneb elektrilaengute vastastikmõju keskkonnas võrreldes vaakumiga. Elektriväljatugevus näitab kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. Jõujooned mõttelised kõverad, mille abil piltlikult kujutatakse elektrivälja ning mille suund välja mistahes punktis ühtib posit laengule mõjuva jõu suunaga. Homogeenne elektriväli muutumatu tugevusega elektriväli. Kaugmõju t kaks keha suudavad mõjutada teineteist kaugelt läbi tühjuse. Lähimõju t kehad puutuvad kokku nähtamatu vastastikmõjuga.
Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 1 on suhteline dielektriline läbitavus. Vaakumis =1 3. Elektrivälja tugevus, valem, ühik, suund. Jõujoon. Superpositsiooniprintsiip el. väjale. Kaasaegne ettekujutus väljast on: Vastastikmõju toimib läbi ruumis leviva välja. Elektrivälja olemasolu selgub jõust, mis mõjub välja paigutatud laengule. Samal ajal, selgub ka asjaolu, et välja paigutatud keha omab laengut. Elektriväljatugevus on välja jõukarakteristik. Antud valem on rakendatav igasuguse kerasümmeetrilise välja kuju korral. Elektrivälja iseloomustatakse graafiliselt jõujoontega. Jõujoon on joon, mille igas punktis elektriväljatugjatugevus on jõujoonte arv pinnaühikusevuse vektor on puutujaks. Igas punktis on vaid üks elektriväljatugevuse väärtus ja suund. Seega jõujooned ei lõiku. Elektriväljatugevus on jõujoonte arv pinnaühikus. 4
Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 1 on suhteline dielektriline läbitavus. Vaakumis =1 3. Elektrivälja tugevus, valem, ühik, suund. Jõujoon. Superpositsiooniprintsiip el. väjale. Kaasaegne ettekujutus väljast on: Vastastikmõju toimib läbi ruumis leviva välja. Elektrivälja olemasolu selgub jõust, mis mõjub välja paigutatud laengule. Samal ajal, selgub ka asjaolu, et välja paigutatud keha omab laengut. Elektriväljatugevus on välja jõukarakteristik. Antud valem on rakendatav igasuguse kerasümmeetrilise välja kuju korral. Elektrivälja iseloomustatakse graafiliselt jõujoontega. Jõujoon on joon, mille igas punktis elektriväljatugjatugevus on jõujoonte arv pinnaühikusevuse vektor on puutujaks. Igas punktis on vaid üks elektriväljatugevuse väärtus ja suund. Seega jõujooned ei lõiku. Elektriväljatugevus on jõujoonte arv pinnaühikus. 4
Juhtide jadaühendus: F h = N (hõõrdejõud) E =k (punktlaengu I =I1 =I2 R 2 Transformaatorid: N = mg cos (kaldpinnal; elektriväljatugevus) N U U =U 1 +U 2 horisontaalpinnal =0) K = 1 = 1 = 1 q 2 N 2 U 2 R = R1 + R 2 = tan (hõõrdetegur kaldpinna =
Aine & väli on mateeria vormid. Nende ühised jooned: 1.võivad teineteist muundada. 2.on olemas vähimad proportsioonid(ainel-algosakesed,väli-kvandid) Nende erinevused: 1.erinevad aineosakesed ei saa olla samas ruumipunktis, väljad saavad. 2.aine- osakestel on olemas kindlad mõõtmed,väljadel pole, nt elektriväli väheneb minnes laetud kehast kaugemale. Elektrostaatiline elektriväli-väli, mis tekib paigalseisvate laetud kehade ümber. Elektriväljatugevus (E) näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikuliselt positiivse laenguga kehale.(vektoriaalne suurus) Superpositsiooniprintsiip- laetud kehade süsteemivälja tugevuse leidmiseks tuleb üksikute kehade E-vektoreid liita. Elektrivälja jõujoon- mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat. Homogeennseks nim elektrivälja, kus e-vektor on kõigis ruumipunktides ühesugune, suuruselt ja suunalt
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 paralleelsed ja sirged, Töö elektriväljas ei sõltu trajektoori kujust vaid jõujoone sihis sooritatud nihkest A=F*s*cosa. AeEp=m*g*h)=A=E*q*d. A-töö(J) E-elektriväljatugevus (V/m) q-laeng(c) d-kaugus neg.plaadist. Ep=Eqd Ep-potensiaalne energia(J),potentsiaalne väli on väli, milles töö ei sõltu liikumistee kujust, kuna tema kirjeldamisel võib kasut. Potensiaalse en. mõistet.punktlaengu potensiaalse en. arvutamine homogeenses väljas- wp=q*E*d,d-laengu kaugus en. nulltasemest. Potentsiaal näitab, kui suur on selles punktis ühikulise positiivse laenguga keha potentsiaalne energia. =wp/q,=E*d,=k*q/r, k= 9x109 Nxm2/C2, el
· Aine ja välja sarnasused : 1) Aine ja väli võivad neisse kätketud energia ulatuses teineteiseks muunduda. 2) Nii ainel kui ka väljal on vähimad portsjonid ( ainel algosakesed , väljal kvandid) · Superpositsiooniprintsiip laetud kehade süsteemi väljatugevuse leidmiseks tuleb üksikute kehade E vektorid liita · Homogeenseks nimetatakse elektrivälja , mille E- vektor on kõigis ruumipunktides ühesugune nii pikkuselt kui ka suunalt. · Elektriväljatugevus näitab kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. · Energia on füüsikaline suurus , mis iseloomustab keha või välja võimet teha tööd. · Elektrivälja potensiaal näitab , kui suur on vaadeldavas punktis ühikulise positiivse laenguga keha potensiaalne energia. · Ekvipotentsiaalpinnaks nimetatakse ühesugust potentsiaali omavale elektrivälja punktide hulka. · Pingeks nimetakse elektrivälja kahe punkti potensiaalide vahet.
9.Kuidas joonisel määratakse elektrijõu suunda antud punktis, kus asub laeng? 10.Mida nimetatakse homogeenseks elektriväljaks? 11.Mida nimetatakse elektrivooluks? 12.Mida nimetatakse juhiks,dielektrikuks ja pooljuhiks? 13.Mida nimetatakse voolutugevuseks? Anna valem ja valemis esinevate suuruste nimetused ja mõõtühikud. 14. Mida näitab mõõtühik üks amper? 15.Mida nimetatakse vooluallika mahutavuseks? Kirjuta selle mõõtühik. 16.Ülesanded: voolutugevus, elektriväljatugevus, Coulomb´i seadus Vastused: 1.Elektrilaeng-keha omadus osaleda elektri ja magnetnähtustes.Tähis-q ja ühik 1C. 2.Elektroskoop-Mõõteriist, millega saab teha kindlaks elektrilaengu olemasolu. Põhineb samanimeliste laengute tõukumisel. 3.Elementaarlaeng-vähim looduses esinev laeng. Tähis-e,Prootonil +e ja elektronil -e.'' 4.Laengu jäävuse seadus-Elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus.5.Elektrijõuks nimetatakse jõudu, mille abil üks laetud keha mõjutab teist
Suhteline dielektriline läbitavus ehk keskkonna dielektriline läbitavus on füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusest vaakumis. Suhtelist dielektrilist läbitavus tähistatakse tavaliselt . See avaldub konkreetse keskkonna korral: 6 Mis on elektrostaatiline väli?Elektrostaatiline väli on ajas muutumatu elektriväli. 7 Mida näitab elektrivälja tugevus, kuidas leitakse? elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. Kui me tähistame elektrivälja tugevuse tähega ja mõõtühikuks SI-süsteemis on volti meetri kohta (V/m), võime kirjutada on punktlaeng on punktlaengule mõjuv jõud. 8 Mis on homogeenne elelktriväli?Homogeenne elektriväli on elektriväli, mille tugevus on igas ruumipunktis nii suuruselt kui suunalt ühesugune
62. Elektrivälja tugevus. Valem, ühik, suund. Jõujoon. Superpositsiooniprintsiip elektriväja jaoks. Kaasaegne ettekujutus väljast on: Vastastikmõju toimib läbi ruumis leviva välja. Elektrostaatikas vaatleme statsionaarset välja. Elektrivälja olemasolu selgub jõust, mis mõjub välja paigutatud laengule. Samal ajal, selgub ka asjaolu, et välja paigutatud keha omab laengut. Elektriväljatugevus on välja jõukarakteristik. 63. Punktlaengu elektrivälja tugevuse valemi tuletus lähtudes Coulomb’ seadusest. 64
ENDALE selgeks. 1. Ptk Elektrivälja tugevus. Tee vihikusse lühike kokkuvõte, mis on elektrivälja tugevus, mida ta näitab, kuidas seda arvutatakse ja ühik(ud). Pane tähele, mille laengust välja tugevus sõltub. Lahenda järgnevad kaks ülesannet vihikusse, siia faili kirjuta ülesande taha ainult vastused. 2. Leia elektrivälja tugevus, kui laengule 40 nC mõjub jõud 8 µN. 200 N/C 3. Kui suur on punktlaengu 2 µC tekitatud elektriväljatugevus 0,2 m kaugusel sellest laengust? 4 50000 N/C Siit alates, palun kirjutage nüüd vastused siia dokumenti, et ma saaks need üle vaadata. Probleemsed kohad vaatame järgmisel nädalal üle. Ptk Voolu magnetväli. 4. Millise nähtuse avastas H. C. Oersted? Mille poolest oli tema avastus oluline? Oersted avastas, et juhet läbiv elektrivool avaldab magnetnõelale orienteerivat mõju. Magnetnõel pöördub juhtmega ristuvasse asendisse. Orienteerunud magnetnõel ei ole
Elektrivälja tugevus. ❖ Leia elektrivälja tugevus, kui laengule 40 nC mõjub jõud 8 µC. 40nC = 40x10-9 E = F:q -6 8 µC = 8x10 Valemis q on punktlaeng ja F on punktlaengule mõjuv jõud. Seega E = 8x10-6 / 40x10-9 = 200N/C ❖ Kui suur on punktlaengu 2 µC tekitatud elektriväljatugevus 0,2 m kaugusel sellest laengust? k = 9x109 Nm2/C2 q1 = 2x10-6 E1=k(q1/r2) r = 0,2 m Lahendus: E1=9x109 x (2x10-6/0,22) E1= 450000 = 4,5x10-5 Ptk Voolu magnetväli. ❖ Millise nähtuse avastas H. C. Oersted? Mille poolest oli tema avastus oluline? - Oersted avastas, et juhet läbiv elektrivool avaldab magnetnõelale orienteerivalt mõju
Elektrivälja iseloomustatakse füüsikalise suuruse elektrivälja tugevuse abil Punktlaeng on laetud keha, mille mõõtmeid antud tingimustes ei tule arvestada. 4. TÖÖ ELEKTRIVÄLJAS. (A) ei sõltu laengu liikumise trajektoori kujust, vaid ainult algus- ja lõpp-punkti kauguste vahest mõõdetuna piki jõujoont. Leiame homogeense elektrivälja töö, laengu q liikumise temas asendist 1 asendisse 2 mööda jõujoont Töö põhivalem A=Fs*cos A=qEs ( punktlaeng *elektriväljatugevus* pikkus) Väli teeb tööd vaid laengu liikumisel E sihis. Kui laeng liigub mööda kõverat punktist 1 punkti 2, siis väli teeb sama suure töö 5. ELEMENTAARLANEG vähim võimalik laengu väärtus (e=1.6 * 10 astmes -19). Elementaarlaeng on prootoni (positiivne) või elektroni (negatiivne) elektrilaeng. SUURUS iga keha laengu suurus on algosakeste laengute summa PIDEVUS-elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus 7
k = 9 x 109 ((N x m2)/c2) Kulooni jõu suuna määrab laengute märk. Elektriväli ja välja tugevus Elektrivälja iseloomustatakse välja tugevuse abil. Elektrivälja tugevuseks nim. laengule mõjuva jõu ja laengu suuruse suhet. http://gyazo.com/f93b101543acda75e1a3c7a1f0fece3d Elektriväljal on mitmeid omadusi kuid tema põhiomadus on see, et ta mõjub välja asetunud 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)
tõusuga suureneb juhtivus 2 korda. Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10-6...108 m. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatus jne.). Pooljuhid on kas keemilised elemendid või keemilised ühendid. Pooljuhtelemente on üldse 13, kuid enamkasutatavad on germaanium, räni, seleen, telluur, arseen ja fosfor. Germaanium (Ge) on perioodilisussüsteemi IV rühma element, välimuselt hõbehall, metalse läikega, raskesti töödeldav ja rabe, sulamistemperatuur 958,5 °C. Temast valmistatakse pooljuhtdioode ja transistore, mis võivad töötada temperatuuridel 60...+70 °C.
Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 62. Elektrivälja tugevus. Valem, ühik, suund. Jõujoon. Superpositsiooniprintsiip elektriväja jaoks. Kaasaegne ettekujutus väljast on: Vastastikmõju toimib läbi ruumis leviva välja. Elektrostaatikas vaatleme statsionaarset välja. Elektrivälja olemasolu selgub jõust, mis mõjub välja paigutatud laengule. Samal ajal, selgub ka asjaolu, et välja paigutatud keha omab laengut. Elektriväljatugevus on välja jõukarakteristik. 63. Punktlaengu elektrivälja tugevuse valemi tuletus lähtudes Coulomb' seadusest. 64. Elektriväljatugevuse vektori voog. Joonis, valem. 65. Gauss'i teoreemi tuletus. Kui on suvaline pind, siis integraal. Gauss'i teoreem määrab E vektori voo läbi suvalise kujuga kinnise pinna, mis ümbritseb laenguid. Vaatame ühte laengut, mille ümber kujutame kinnise pinna. Korrastasime suvalise pinnatüki kerapinna osana, mis toetub ruuminurga elemendile d
Elektromagnetvälja energia muutub ruumis antud ajahetkel vastavalt vektoritelt E ja B muutumisele. Laine kannab endaga energiat, mis levib lainelevimissuunas kiirusega c. Energia muutub mistahes ruumi osas aja jooksul perioodiliselt. Laine levimiskiirus võrdub laine pikkuse ja sageduse korrutisega: c=landbaf. §33. Elektromagnetlainete kiirgamine Intentiivsete elektromagnetlainete tekitamiseks on tarvis küllalt suure sagedusega elektromagnetvõnkumisi. Elektriväljatugevus E ja magnetinduktsioon B hakkavad sel juhul kiiresti muutuma. Võnkeringi võnkesagedus omega0 = 1/ruutjuur LC on seda suurem, mida väiksemad on võnkeringi induktiivsus L ja mahtuvus C. Sel viisil on võimalik tekitada kõrgsagedus võnkumisi. Tavaline võnkering kujutab endast peaaegu suletud võnkeringi, mis kiirgab elektromagnetlaineid väga nõrgalt. Saksa füüsik H. Hertz arvas, et ruumis lainena leviva võnkumise saamiseks tuleb kasutada avatud
Ekvipotentsiaalpind on mõtteline välja pind, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal. 15 Joonis 2 Elektrivälja Joonis 1.Elektriväli jõujooned 5.Elektriväljtugevus(+valem ja mõõtühik) Elektrivälja tugevus ehk elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. Kui me tähistame elektrivälja tugevuse tähega ja mõõtühikuks SI-süsteemis on volti meetri kohta (V/m), võime kirjutada: , kus on punktlaeng, on punktlaengule mõjuv jõud. 6. Elektrivälja potentsiaal ja ekvipotentsiaalpinnad (+ valem ja mõõtühik) 16.ELEKTRIVÄLI AINES 1.Juht,juht välises elektriväljas, indutseeritud laeng (+ joonis)
Valem, ühik, suund. Jõujoon. Superpositsiooniprintsiip elektrivälja jaoks. ⃗ F V Valem: ⃗ E= Mõõteühik Si süsteemis: 1 q0 m Elektrivälja jõujoon on joon, mille igas punktis elektriväljatugevuse vektor on puutujaks. Jõujooned lähtuvad positiivsest laengust ja lõpevad negatiivsetel laengutel. Superpositsiooniprintsiip: Punktlaengute süsteemi poolt tekitatud elektriväljatugevus on üksikute laengute poolt tekitatud elektriväljatugevuste vektoriaalne summa antud ruumipunktis Punktlaengu elektrivälja tugevuse valemi tuletus lähtudes Coulomb’ seadusest k∗1 ∗q0∗q1 ε Coulumbi valem: 2 ∗⃗r ⃗ r F= ❑ r ⃗
Uurimiseks kasutatakse proovilaengut q'. F = q E E - elektrivälja tugevus proovilaengu ümber. F 1N V E= ühik - 1SI E = =1 E-d nimetatakse ka elektrivälja jõu q 1C m karakteristikuks 1 q Punktlaengu elektriväljatugevus - E = e 4 r 2 n Punktlaengute süsteemi elektriväljatugevus - E = i =1 E i - superpositsiooni printsiip dq dq dq Ruumtihedus - = ; pindtihedus - = ; joontihedus - = dV dS dl 1 r dV
A= (voolutöö (Ws); t- tarbimis aeg (s) 9. Vooluallika elektromotoorjõud on 9 volti ja sisetakistus 18 oomi, Kui suur on pinge tarbijas, kui selle takistus on 27 oomi, skeem? 10. Punktlaengud + 0,8µC ja -0,2 µC, paiknevad 12 cm kaugusel. Kui suure jõuga nad teineteist mõjutavad? Tõmbe- või tõukejõud? 11. Mis on elektrivälja tugevus, suund ja ühik? Punktlangu elektivälja tugevus, valem? Elektriväljatugevus elektiväljas positiivsele laengule mõjuva jõu ja laengu suuruse suhe. E= F/q E - väljatugevus antud punktis ( N/C või V/m ); F laengule mõjuv jõud (N); q laengu suurus (C) E=kQ/r² 12. Mis on Lorenz'i jõud ja kuidas määratakse selle suunda? Reegel? Lorenz'i jõud - magnetväljas liikuvale elektrilaengule mõjuv jõud. Lorentzi jõu suunda saab määrata vasaku käe reegliga.
Columb’i seadus: Coulomb’i seadus: kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade laengutega ning pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. Jõu siht ühtib laenguid läbiva sirge sihiga.. Kehtib ainult punktlaengute jaoks. k∗q2 k∗q ₁∗q ₂ F= ; F= r ❑2 ühik on N r ❑2 2. Elektriväli. Elektriväljatugevus ja elektrijõud. Punktlaengu elektriväljatugevus. Punktlaengute süsteemi elektriväli. Elektriväli on seotud keha elementaarlaenguga ja esineb laetud kehade ümber, põhiomaduseks on laetud kehade mõjutamine. Elektriväli levib vaakumis valguse kiirusega. El. välja iseloomustavad el. välja tugevus ja potentsiaalne tugevus. σ E= Elektriväli mõlemal pool tasandil on homogeenne. 2ϵ0
Wieni II seadus ütleb, et absoluutselt musta keha maksimaalne kiirgusvõime B (m,T ) kasvab koos temperatuuri 5-nda astmega. kus c'' = 1.30110-5 W /(m3 K5) 33.Elektriväli, elektrivälja tugevus Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektrilaenguid. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Elektriväli on elektromagnetvälja piirjuht. elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. 34. Coulomb'i seadus Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad. 35.Ohmi seadus Suletud mittehargnevas vooluahelas on voolutugevus (I) võrdeline elektromotoorjõudude (E) summaga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega (r).
On vooluallika maksimaalne pinge ja näitab kui suur kogu töö tehakse, et ühikuline positiivne laeng viia läbi kogu vooluringi. Ühik on V 25. Faraday seadus (VÜT). Faraday induktsiooniseadus ütleb, etinduktsiooni emj on võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega. Induktsiooni elektromotoorjõud on pinge, mis tekib magnetväljas liikuva juhtme otste vahel. Magnetvoog näitab milmääral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat panda. 26. Mida näitab elektrivälja tugevus (VÜT). elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. 27. Lenzi reegel Joule'i-Lenzi seadus on füüsikaseadus, mille kohaselt elektrivoolutoimel juhis eralduv soojushulk on võrdne voolutugevuse ruudu, juhi takistuse ja voolu kestuse korrutisega Valem: 28. Henry seadus. Ütleb, et eneseinduktsioon EMJ on võrdeline induktiivsusega ja voolu muutumise kiirusega Valem: 29. Mis on elektromagnetiline induktsioon?
tööks. ● transformaator- elektromagnetilisel induktsioonil põhinev staatiline energiamuundur, mis võimaldab muuta vaheldubpinget ja vastavalt vahelduvvoolu, seejuures sagedust muutmata. 35. Pooljuhid, pooljuhtide oma –ja lisandjuhtivus ● pooljuhid- elektrimaterjalid, mille elektriline eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne. ● pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest, valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest(temp. elektriväljatugevus jne) ● head pooljuhid- germaanium, räni, seleen ● pooljuhtide lisandjuhtivus on üldiselt väikee, nii, et puhtalt pooljuhid on juhtlivuselt lähedasemad rohkem isolaatoritele, kui juhtudele.
muuta voolu muutus mehaaniliseks liikumiseks või mehaaniline liikumine elektrisignaaliks. SPIDOMEETER, INDUKTSIOON PLIIT, METALLI DETEKTOR, LENNUJAAMA TURVAVÄRVAD. 10)POOLJUHID JA ELEKTROLÜÜDID Pooljuhid erinevad metallidest suurema eritakistuse ja selle ümberpööratud temperatuurisõltuvuse poolest. Pooljuhtmaterjalide eritakistus oleneb eelkõige: koostisest (väga olulised on lisandid) § valmistamise tehnoloogiast § välis-mõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.) TEMPERATUURI SÕLTUVUS: Madalatel temperatuuridel on pooljuhid praktiliselt isolaatorid § Temperatuuri tõusmisel tõuseb ka elektronide liikumise kiirus ja järelikult energia GRAAFIK: LISANDPOOLJUHID: Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti § Lisanditega pooljuhte nimetatakse legeeritud pooljuhtideks, kus põhiaine kristallvõresse on viidud lisandaine aatomid.
Paljudel juhtudel on ekspositsiooni suurus (kokkupuute aeg ja hulk) väljaselgitamine juba keeruline katsealuste seas, kuna pole võimalik mõõta kvantitatiivselt inimese kokkupuudet raadiosageduslainetega igapäevaselt. Siiski on seadusandlusega määratud mitteioniseeriva kiirguse (kaasaarvatud madala ja ülimadalasagedusega raadiosageduslainete) piirväärtused. Sageduse 2- 300 GHz korral on lubatud kuni 61 V/m elektriväljatugevus, 0,16 A/m magnetväljatugevus ja 10 W/m2 võimsustihedus.9 Mobiiltelefonid ja wifi-seadmed on küllaltki uued nähtused meie ühiskonnas ning seetõttu pole võimalik ka määrata nende pikaajalist mõju tervisele. See raskendab ka sobivate piirmäärade rakendamist. Teadaolevalt pole ükski uuring veel uurinud nende seadmete mõju lastele pikema perioodi jooksul. Aina rohkem ja aina nooremad lapsed kasutavad pidevalt
Samuti on ekspositsiooni suuruse väljaselgitamine katsealuste seas keeruline, kuna pole võimalik mõõta kvantitatiivselt inimese kokkupuudet raadiosageduslainetega igapäevaselt. Seadusandlusega on siiski määratud mitteioniseeriva kiirguse (kaasa arvatud madala ja ülimadalasagedusega raadiosageduslainete) piirväärtused. Sageduse 2- 300 GHz korral 9 on lubatud kuni 61 V/m elektriväljatugevus, 0,16 A/m magnetväljatugevus ja 10 W/m 2 võimsustihedus. Kuna Wi-Fi seadmed on küllaltki uued nähtused meie ühiskonnas, siis pole võimalik määrata nende pikaajalist mõju tervisele. See raskendab ka sobivate piirmäärade rakendamist. 3.7 Muud elektriseadmed Arvuti ja teleri läheduses olev kiirgus on nõrk röntgenkiirgus, mis on tervisele kahjulik. Ekraanist eemaldudes suurem oht kaob. Seega ohutuse mõttes peaks olema monitorist vähemalt 60 cm kaugusel
φväljas=Er=K/ε*Q/r, kus ε on juhti ümbritseva keskkonna dielektriline läbitavus. φsees =φpinnas,kus εon juhi materjali dielektriline läbitavus. Välja nõrgenemist nullini kutsutakse elektristaatiliseks ekraneerimiseks. Juhi kiht võib olla väga õhuke. Metallkarbi või-võrgu sees olev kehade süsteem jääb väliste elektriväljade mõju eest kaitstuks. Nt kõrgepingeliinid ja piksekaitse. Teravike juures on elektriväljatugevus suurim. Suur väljategevus ioniseerib ja nii pannakse alus elektrit juhtivale voolukanalile piksevarda juures. Mida teravam on piksevarda ots seda suurem on tõenäosus välgukanali alguse tekkeks. Elektrone alati nii palju, et kokku on 0. Elektrostaatikas tähendab elektrimahtuvuse mõiste laengut, mis kulub keha laadimiseks teatud potentsiaalini. Keha ümbritsev elektriväli on seda suurem, mida suurem on keha elektrilaeng. Keha potentsiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga
..220 kV, ka kuni 500 kV) · gaasikaablid (kuni 220 kV) · PEX/XLPE kaablid (kuni 220 kV) · Erikaablid (kuni 400 kV) 57. Äikese ja välgu kujunemine Äikese kujunemine Maakera ja teda ümbritsev ionosfäär on laetud: · maa laeng on negatiivne · ionosfääri laeng on positiivne Seega moodustavad ionosfäär ja maakera suure kerakondensaatori, milles elektroodidevahelise dielektrikuna toimib atmosfäär. Maa pinna ja ionosfääri keskmine potentsiaalide vahe on umbes 300 kV Elektriväljatugevus maa pinna lähedal on keskmiselt 100...200 V/m. Elektriväljatugevus kõrgemal nõrgeneb ja 50 km kõrguselt algab ionosfäär. Atmosfäär ei ole ideaalne isolaator. Isegi ilusa ilmaga läbib seda lekkevool voolutihedusega ligikaudu 3pA/m2 , mis teeb kogu maakera pinna kohta 2kA. Lekkevool neutraliseerib ilusa ilmaga piirkondades osa maa negatiivsest laengust ja seega vähendab elektriväljatugevust "elektroodide" vahel. Tegelikult maa ja ionosfääri vaheline potentsiaalide vahe ei kao.
Pooljuhid Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede elektriline eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10- 6...108 Ωm. Pooljuhtmaterjalide eri-takistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.) Pooljuhid on kas keemilised elemendid või nende keemilised ühendid nagu germaanium, räni, seleen, telluur, arseen, fosfor, või ränikarbiid ning mitmesuguste metellide oksiidid (vaskoksiid, titaanoksiid jne.) ja sulfiidid (tsinksulfiid, hõbesulfiid, magneesiumsulfiid jt.).. Germaanium (Ge) on välimuselt hõbehall, metalse läikega, raskesti mehaaniliselt töödeldav ja rabe, sulamistemperatuur 958,5 °C., suhteline dielektriline läbitavus ε = 16.
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. Elektrivälja tugevuse ühik on N/C. Punktlaengu elektriväli Lõputu tasandi elektriväli Superpositsiooniprintsiip: Punktlaengute süsteemi poolt tekitatud elektriväljatugevus on üksikute laengute poolt tekitatud elektriväljatugevuste vektoriaalne summa antud ruumipunktis. 2. Potentsiaal; elektriväli dielektrikutes; polarisatsioon; eriomadustega dielektrikud, piesoelektriline efekt. Elektrivälja potentsiaal on füüsikaline suurus, mis võrdub mingisse elektrivälja punkti asetatud elektrilaengu potentsiaalse energia ja laengu suuruse suhtega. φ=
Samuti kasutatakse punktmassi mõistet teoreetilistes mudelites ja harjutusülesannetest. 10. Elektriväli Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektrilaenguid. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Elektriväli on elektromagnetvälja piirjuht. Elektrivälja tekitab ka muutuv magnetväli. Sel juhul on tegemist pööriselektriväljaga. 11. elektrivälja tugevus Elektrivälja tugevus ehk elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. Kui me tähistame elektrivälja tugevuse tähega ja mõõtühikuks SI- süsteemis on volti meetri kohta (V/m), võime kirjutada , on punktlaeng on punktlaengule mõjuv jõud. 12. Elektrivälja jõujooned Elektrivälja jõujooneks nimetatakse mõttelist joont, mille igast punktist tõmmatud puutuja siht ühtib väljatugevuse vektori sihiga. Staatilise
10.Pooljuhid · Pooljuhid ja nende elektrilised omadused, temperatuuri sõltuvus (+ graafik) Elektriliste omaduste poolest (peamiselt elektrijuhtivus) asuvad pooljuhid juhtide ja dielektrikute vahepeal, nende eritakistus toatemperatuuril on vahemikus 10-5 108 m (metallide eritakistus 10-8 10-6 m). Pooljuhtmaterjalide eritakistus oleneb eelkõige: o koostisest (väga olulised on lisandid), o valmistamise tehnoloogiast, o välis-mõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.). Temperatuuri sõltuvus- Madalatel temperatuuridel on pooljuhid praktiliselt isolaatorid. Temperatuuri tõusmisel tõuseb ka elektronide liikumise kiirus ja järelikult ka energia. Mõne suurima energiaga elektron lahkub oma kohalt kristallstruktuuris ja liigub välise elektrivälja mõjul. Sellele kohale jääb struktuuris vaba koht (auk), mis samuti liigub välise elektrivälja mõjul, aga elektroniga vastupidises suunas
Igasugune laeng muudab teda ümbritseva ruumi omadusi, tekitab seal elektrivälja. Laengule mõjuva jõu suuruse järgi 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
, eritakistus , kaonurga tangens tan ja läbilöögitugevus El. Nende näitajate sisuga tutvume järgmistes alapunktides. 47) Pooljuhid ja nende kasutamine Pooljuhtideks nimetatakse elektrimaterjalide klassikalise liigituse alusel materjale, millede eritakistus on dielektrikute ja juhtide vahepealne, olles vahemikus 10 -6...108 m. Pooljuhtmaterjalide eritakistus sõltub eelkõige koostisest (väga olulised on lisandid), valmistamise tehnoloogiast ja välismõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatus jne.). Pooljuhid on kas keemilised elemendid või keemilised ühendid. Pooljuhtelemente on üldse 13, kuid enamkasutatavad on germaanium, räni, seleen, telluur, arseen ja fosfor. Germaanium (Ge) on perioodilisussüsteemi IV rühma element, välimuselt hõbehall, metalse läikega, raskesti töödeldav ja rabe, sulamistemperatuur 958,5 °C. Temast valmistatakse pooljuhtdioode ja transistore, mis võivad töötada temperatuuridel 60...+70 °C.
Pooljuhtmaterjalidele esitatavad nõuded on välja jõujoonte sihis. Elektrivälja eemaldamisel väga mitmekesised, olenedes nende omaduste taastub endine olukord. (takistuse, dielektrilise läbitavuse, elektromotoorse Igat elektroodidega varustatud ja elektri- jõu jms.) sõltuvusest mõnest pooljuhile mõjuvast ahelasse lülitatud dielektrikut võib vaadelda konden- suurusest nagu temperatuur, elektriväljatugevus, saatorina. Sellise kondensaatori elektroodidel olev valgustatus, niiskus jne. Väga oluline on lisandite laeng on mõju. Q = CU, Magnetmaterjale kasutatakse peamiselt elekt- kus C on kondensaatori mahtuvus ja U konden- riseadmetes magnetjuhtidena (elektrimootorites,
annaabi.ee 
