Elektromagnetismi teooriaeksami kordamismaterjal (0)

Laeng
Laeng on omadus. Laeng näitab, kui tugevasti osaleb keha elektromagnetilises vatastikmõjus. Vektoriaalne suurus. q [1C]=[1A*s]
Kui kehas tekitatakse laengu puudujääk (nt. soojuslikult, hõõrdumise, kiirgusega jne), siis omandab ta vastupidise laengu.
Kehas on alati täisarv elementaarlaenguid. q=+/-N*e
Neutraalne aine
Neutraalne aine on selline, kus kõigi laengute summa on 0.
Voolujuhid, pooljuhid , dielektrikud
Voolujuhid – laeng kandub hästi üle ühelt kehalt teisele
Pooljuhid – teatud tingimustel kannavad ( isolaatorid )
Dielektrikud – ei juhi/ei kanna laenguid
Anioon, katioon .
Anioon – kaotanud elektroni, positiivne
Katioon – saanud elektroni, negatiivne
Punktlaeng
Laetud keha, mille mõõtmed võib jätta arvestamata.
Elektrivälja tugevus
Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. ( Jagame proovikehale(teine laetud keha) mõjuva jõu ja sellele kehale mõjuva laenguga, saame elektrivälja tugevuse) E=F/q E-[1N/C] (vektoriaalne suurus)
Jõujoon
Jõujoon on kujuteldav joon, mis näitab välja kuju. Jõud mingis punktis on jõujoone suunaline. Mida tihedamalt on jooned, seda tugevam väli.
Välja potensiaal
Elektrivälja potensiaal on töö, mida tuleb teha positiivse ühiklaengu viimiseks sellisesse punkti, kus elektriväli ei mõju.
[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.)
Näitab, kui suur
mõjub selles punktis ühikulise laenguga kehale. =A=F*d=E*d =>
Samapotentsiaalpind
Kinnine pind, mis ühendab sama potentsiaaliga välja punkte. (jõujooned ja samapot.pinnad aitavad meil mõista elektrivälja geomeetriat.
Pinge
Kahe punkti potentsiaalide vahe.
[1V]. See pot. energiate vahe näitab millist tööd on keha võimeline tegema. =Ed
Kui laeng liigub elektriväljas..
Siis ta teeb tööd.
Vaba laengukandja
– laeng, mis võib juhis vabalt liikuda
Juht elektriväljas
Kui juht satub elektrivälja, siis hakkavad mõjuma Culonilised(ei oska kirjutada) jõud. Vabad laengukandjad hakkavad liikuma jõu suunas ja väli nõrgeneb.
Dielektrikud elektriväljas
Dielektrikul kuuluvad suurem osa laengukandjaid molekulide koosseisu, seega saavad nad vähe liikuda. Nad saavad liikuda molekuli (aatomi) piires. Sellest tuleneb, et dielektrikud vähendavad laengutevahelist mõju.
Dipool
Molekul , mille laengud paiknevad välja mõjul ümber.
Elektriline mahtuvus
Mahtuvus on süsteemi omadustest sõltuv konstant, mis iseloomustab aine laadumise võimet. Mahtuvus sõltub pingest , laengust, pindalast, plaatidevahelisest kaugusest ja dielektrilisest läbitavusest.
Jadamisi
, rööbiti C=
Elektrivool
Elektrivool on laengute suunatud liikumine
Voolutugevus
Skalaarne suurus. Voolutugevus on tuletis aja järgi.
Voolusuund on positiivselt laetud osakeste suund.
Alalisvool
Igas ajaühikus läbib juhi ristlõiget võrdne laeng.
Elektromotoorjõud
(Emj on põhjus, mis tekitab ja säilitab vooluringis elektrivoolu.) Suurust, mis on võrdne pos. Ühiklaengu kohta tuleva kõrvalmõjudega nim. emj.-ks. Kõrvalmõjusi tekitab ja säilitab vooluallikas .
(Emj on arvuliselt võrdne suletud vooluringi kõigi osade pingelanguste summaga )
Elektrivool metallides
Metallid omavad kindlat kristallvõre , mille sõlmedes asuvad positiivselt laetud ioonid . Nende vahel ruumis asetsevad vabad (oma aatomiga mitte seotud) elektronid. Nad liiguvad kaootiliselt kuid, kui ühendada suletud vooluringi, siis tuleb juurde ka suunatud liikumine.
Kui ioon saab kin. energiat(el. Põrkub iooniga ), siis ta hakkab võnkuma oma tasakaaluasendi ümber. =>aine/materjal soojeneb
l-juhi pikkus, ρ-juhi eritakistus , S-juhi
Ristlõikepindala. Suurimad juhtivused: puhas hõbe , kuld (hea, sest ei oksüdeeru) ja plaatina .
Juhi eritakistus
Sõltub aine ehitusest ja temperatuurist.
,ρ-eritakistus temperatuuuril T [1Ω*m], -eritakistus temp T=0ᵒC , α- võrdetegur.
Elektrivool pooljuhtides
Materjalid, mis tavaolukorras elektrit ei juhi, kuid soojenedes ja aatomitele energiat juurde andes juhivad. Elektrivoolu kandjateks pooljuhis on elektronid ja augud. Doonorlisandid- annavad hea meelega elektrone ära, akseptorlisandid- võtavad elektrine juurde. Doonor + akseptor = pn-siire. Pn-siirde tagajärjel tekib AUKJUHTIVUS.
Elektrivool vesilahustes
Vesi, kuhu on lisatud elektolüüdid. Kõige tuntum . Kui elektron antakse ära, siis NaCl laguneb. Kloor läheb +ile ja Naatrium – ele.
Elektrivool gaasides
Väga halvad juhid, aga erinevad põhjused ( kuumutamine , radioaktiivsete- või röntgenkiirte mõju) võivad gaaside juhtivust suurendada. Kuumenemisel või kiirguse toimel osa gaasi aatomeid ioniseerub (aatomid lagunevad positiivselt laetud ioonideks ja elektronideks). Mida kõrgem temp. seda rohkem tekib ioone, seda paremini juhib gaas elektrit. (sõltuv gaaslahendus ).
Fotoionisatsioon
Elektron saab energia väljalendamiseks footonilt.
Sõltumatu gaaslahendus
Vool gaasis tekib väliste ionisaatorite tõttu. Põhjuseks tugev elektriväli.
Sädelahendus
Kui vooluallikas pole võimeline pikema aja jooksul sõltumatut elektrilahendust säilitama. (tekib läbilöök). Nt kondensaatorid , äikese välk
Huumlahendus
Toimub gaasi rõhu langemisel torus (mingi pinge juures tekivad ioonid ja tekib helenduv plasma , mis täidab kogu toru) nt. päevavalguslampides
Elektrikaar
(Kestev sõltumatu gaaslahendus). Kõrgel pingel. Ioonid põrkuvad vastu katoodi, lüües välja elektrone. Nt röntgenlambid ja ka keevitmine
Korona lahendus
Püha elmo tuled. Tekib tihti mittehomogeense elektrivälja puhul.(on näha mõnikord äikesetormi ajal kõrgepinge liinide juures-halb)
Elektivoolu töö ja võimsus
Töö, mida vool on võimeline tegema.
ja
Kui aga kogu energia muutub soojuseks(A=Q), siis
(Joule-Lenzi seadus)
Võimsus- ühes ajaühikus tehtud töö.
=> N=UI.
Termoelektrilised nähtused
??????????????
Magnetism

• vool on liikuv laeng
  
• kui laengud liiguvad, tekib muutuv elektriväli
  
• muutuv elektriväli tekitab magnetvälja (alalisvool muutumatu magnetvälja, vahelduvvool muutuva magnetvälja)
  
• magnetile tekitavad magnetvälja mikrovood (elektronide liikumised)
  
• Ampere seadus , kus - magnetinduktisoon [1T]
  
• Kehtib vasaku käe reegel . ( magnetilise induktsiooni jõujooned suunduvad peopessa ja väljasirutatud sõrmed näitavad voolusuunda, siis pöial näitab juhtmele mõjuva ampere jõu suunda)
  
• Magnetväli on suunatud põhjapooluse poolt lõunapooluse poole.
  

Homogeenne magnetväli
Magnetvälja induktsioonivektorid on ühe suuna ja suurusega. Biot - Savart ´i seadus.
Para-, dia- ja ferromagneetikud
Paramagneetik- nõrgendab elektrivälja; Diamagneetik - tugevdab veidi elektrivälja; Ferromagneetik- tugevdab tuhandekordselt elektrivälja
Töö vooluga juhtme liigutamisel magnetväljas ja magnetvoog
????
Magnetvälja tugevus
Iseloomustab ainult makrovoolude poolt tekitatud magnetvälja. Magnetväljatugevus
antud punktis iseloomustab magnetvälja ruumi mingis punktis ega sõltu keskonna magnetilistest omadustest, vaid ainult välja tekitavast makrovoolude suurusest ja juhtme kujust.
Magnetväljade kuju
Sirgjuhtme magnetväli on ringikujuline (ümber juhtme). Magnetvälja suund määratakse kruvi reegli abil.
Püsimagnet

• 
  

Laengu jäävuse seadus
Elektriliselt isoleeritud süsteemi summaarne laeng on jääv.
Culon´i ehk Coulombi seadus:
Jõud, millega üks punktlaeng mõjub teisele on võrdeline mõlema laengu suurusega ja pöördvõrdeline laengute vahekauguse ruuduga .
Jõu siht ühtib laenguid läbiva sirge sihiga.
Superpositsiooni printsiip
Elektriväljad on sõltumatud, laengule mõjub summaarne väli.
Gaussi teoreem
Elektrivälja tugevuse voog läbi kinnise pinna on võrdne selle pinna sisse kinni jäävate laengute summadega.

• Kui pind ei ümbritse laengut, siis voog on võrdne nulliga. Ф=0
  
• Kui pind ümbritseb punktlaengut, siis voog on võrdne selle punktlaengu laenguga ja pöördvõrdeline -ga.
  

Ohmi seadus e. Kirchhoffi reeglid

• Homogeenset metalljuhti kulgev voolutugevus on võrdeline pingega juhis.
  

JADAÜHENDUS:
RÖÖPÜHENDUS :
Faraday seadus
Elektrolüüsil eraldunud aine mass m on võrdeline elektrolüüti läbinud energiaga.
, kus k-võrdetegur (elektrokeemiline ekvivalent )
Faraday induktsiooniseadus
Seaduspära, mille järgi on elektromagnetilise induktsiooni emj võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega
Joule-Lenzi seadus
Juhis elektrivoolu toimel eraldunud soojushulk on võrdeline voolutugevuse ruuduga, juhi takistuse ja voolu toimumise ajaga .
Ampere seadus
Kui kahe paralleelse teineteisest 1m kaugusel vaakumis asuva ühesuguse muutumatu voolutugevusega lõpmata pikka ja lõpmata peenikese sirgjuhtme vahel tekib iga meetrise lõigu kohta jõud 2,7*N, siis nendes juhtmetes olev elektrivoolutugevus on 1 A.
Biot-Savart´i seadus
Saab rakendada ükskõik millise kujuga juhtmele .
ja
ehk
* ehk
-keskkonna magnetiline läbitavus [1H/m]
-vaakumi magn . läbitavus =4π*H/m
–suhteline magn.läbitavus (vaakum/keskkond)
Lorenzi jõud
Jõud, millega magnetväli mõjutab laetud osakest.
vaheline nurk. (ÜKSIKUTE laengute kohta)
Tuletuskäigud

Sissejuhatus

Elektrostaatika

Elektrivälja tugevus

Välja potentsiaal

Välja graafiline kujutamine

Pinge

Voolujuht elektriväljas

Dielektrik välises elektriväljas

Elektriline mahtuvus, kondensaator

Laetud kondensaatori energia

Kondensaatorite jada ja rööpühendus

Elektrivool

EMJ

Ohmi seadus /Kirchhoff

Elektrivool metallides

Elektrivool pooljuhtides

Elektrivool vesilahustes

Elektrivool gaasides

Elektrivoolu töö ja võimsus

Termoelektrilised nähtused

Maa magnetväli, ampere seadus ja magnetvälja induktsioon

Homogeenne magnetväli , biot-savarti seadus

Töö vooluga juhtme liigutamisel magnetväljas ja magnetvoog

Magnetvälja tugevus

Magnetväljade kuju ja püsimagnet

Lorentsi jõud

Elektromagnetiline induktsioon ja intensiivsus

Induktsioooni voolu rakendamine

Vahelduvvoolu iseloomustavad suurused

Voolu impedants

Maxwelli võrrandd