ELEKTRIVOOL Ajas muutuv magnetväli kutsub esile elektrivoolu. Seda nähtust nimetatakse elektromagnetiliseks induktsiooniks Muutuvat magnetvälja ja sellega koos ka elektrivoolu saab tekitada põhimõtteliselt kahel viisil: 1. Liigutades magnetit juhtme suhtes ( M. Faraday katse) 2. Liigutades juhet magnetvälja suhtes ( generaator) MICHAEL FARADAY (1791-1867) · Inglise keemik ja füüsik · Magnetvälja jõujooned · Elektromagnetiline induktsioon · Elektrolüüsi seadused Pinge magnetväljas liikuva juhi otstel U = v l B sin v - juhtme liikumise kiirus (m/s) l juhi pikkus (m) B magnetinduktsioon (T) nurk kiiruse ja magnetvälja suuna vahel Magnetvoog Oletame, et meil on suletud juhtmekontuur, mis paikneb homogeenses (selline magnetväli, kus magnetvälja jõujooned on paralleelsed sirged) magnetväljas B Magnetvoog läbi pinna S näitab,
Ülesanne: Papptorukesele keriti 400 keerust koosnev juhtmepool, mille takistus alalisvoolule oli 4. Pooli otste külge ühendati tester, mis töötas mõõtepiirkonnal 100mV (testri takistus 1k). Kui pooli sisse pisteti 1 sekundi jooksul püsimagnet ristlõike- pindalaga 0,5 cm2, siis hälbis testri osuti väärtuseni 10 mV. Kui palju muutus magnetvoog ühes keerus? Kui suur on magnetinduktsioon selle püsimagneti sees? 5. Lenzi reegel Elektromagnetiline induktsioon on oma olemuselt alalhoidlik nähtus. Induktsioonivool soodustab alati olemasoleva olukorra säilimist. Lenzi reegel: a) Induktsioonivool toimib alati vastupidiselt voolu esile kutsuvale põhjusele. b) Induktsioonivoolu suund on selline, et tema magnetväli takistaks muutust, mis voolu põhjustab c) Kui välismõju tingib magnetvoo kasvu kontuuris, siis on induktsioonivoolu magnetväli välise magnetvälja suhtes vastassuunaline. Kui aga välismõju
Lenzi reegli praktiline rakendamine: 1. Määrame olemasoleva magnetvälja jõujoonte suuna 2. Teeme kindlaks kas magnetvoog kasvab või kahaneb 3. Vastavalt Lenzi reeglile määrame tekkiva magnetvälja suuna 4. Magnetvälja järgi määrame voolusuuna Induktsiooniseaduse rakendusi Tänu elektromagnetilisele induktsioonile tekivad elektrit juhtivas materjalis ringikujulised voolud, mida nim. pöörisvooludeks Kahjulikud induktsioonivoolud · Trafo südamikud (pöörisvoolude vähendamiseks tehakse trafode südamikud õhukestest lehtedest) Kasulikkus · Magnetsummuti (osutis tekivad pöörisjooned, mis takistavad osuti liikumist) · Induktsiooniahi (tekitatakse pöörisvoolud ja selle tagajärjel soojenevad) · Magnetkandjatelt info lugemine (erineva magneetumisega piirkonnad tekitavad elektromotoorjõu) · Elektrikarjus (traadis on vool, loom läheb vastu traati maandab, tekib voolukatkestus,
vastupidine. Vooluringi katkestamisel aga on pool ja patarei ühesuguse polaarsusega. 7. Kontuuri induktiivsusteguri (induktiivsuse) kui kontuuri eneseinduktsiooni seisukohalt iseloomustava suuruse määratlus (tuletamine elektromagnetilise induktsiooni seadusest), selle ühik SI-s voolutugevuse muutumise kiiruse kaudu (?) Eneseinduktsiooni suurust määrab võrdetegur elektromootor jõu ja voolutugevusemuutumise kiiruse vahel L on juhi induktiivsus mis näitab kui suur endainduktsiooni emj tekib selles juhis voolutugevuse ühikulise muutumise ajaühiku jooksul 8. Transformaatori ehitus ja tööpõhimõte. Transformaator on elektrimagneetilisel induktsioonil põhinev seade vahelduvpinge ja voolutugevuse muutmiseks. Trafo koosenb vähemalt kahest mähisest, mis on keritud ühisele, raudplekilehtedest koosnevale kinnisele südamikule. Primaarmähisele rakendatud pinge tekitab seles vahelduv voolu mis omakorda tekitab muutuvat magnetvälja
Superkondensaator on väga suure mahtuvusega kondensaator. Superkondensaatorid, täpsemalt elektrilised kaksikkihilised või elektrokeemilised kondensaatorid võivad talletada palju suurema elektrilaengu kui tavapärased kondensaatorid. See on võimalik tänu kahekordsele kihile, mis moodustub nende seadmete elektrolüüdi ja elektroodi piiripinnal elektrivoolu mõjul. ELEKTRIVOOL Elektrivool Vabade laengute suunatud liikumine. I = e*n*S*v, kus I on voolutugevus (A), e on elementaarlaeng (e=1.6*10^19 C) n on vabade elektronide konsentratsioon (n=N/V m-3), S on juhi ristlõike pindala ja v on vabade elektronide triivimise kiirus. Alalisvool Elektrivool, mille suund ei muutu ja mille voolutugevus oluliselt ei muutu. Voolutugevus Näitab kui suur laeng läbib juhi ristlõiget ajaühikus. I=q/t [A=C/s] Elektrivoolu tekkimise tingimused Elektrivälja ja vabade laetud osakeste olemasolu. Elektromotoorjõud
üldjuhid), keemiline(einete eraldumine elektrolüüdist). Elektronmotoorjõud- Suurust mis on võrdne positiivse ühiklaengu ümberpaigutamiseks tuleva kõrvaljõudude tööga nim. elektromotoorjõuks E. E=A/q (V)volt. On võrdne vooluallika maksimaalse klemmipingega. Ohmi seadus- Vooluahelat läbiva elektrivoolu tugevus on võrdelin lõigu otste potentsiaalide vahega ja pöördvõrdeline lõigu takistusega. I=U/R Kogu vooluringi I= kohta: R + r Voolutugevus suletud vooluringis on võrdne vooluallika elektromotoorjõu ja vooluringi kogutakistuse suhtega. Vooluringi kogutakistuse alla mõeldakse vooluringi välisosa vooluallika sisetakistuse summat. = IR + Ir kus IR on U vooluallika klemmipinge U = - Ir Lühis- olukord, kus välisosa takistus muutub nulliks. Voolu töö-El voolu tooks nim olukorda, kus voolu liikumisel juhis teeb elektrijoud laengukandjate liikumist pidurdavate osakeste vastu tood. A=I*U*t
1. Elektromagnetvõnkumised a) Mõiste: emv-ks nimetatakse laengu, voolutugevuse ja pinge perioodilist muutumist Elektromagnetvõnkumised jagunevad: Vabad elektromagnetvõnkumised Sunnitud magnetvõnkumised b) Võnkering süsteem, milles toimuvad vabad emv. Koosneb poolist ja kondensaatorist. Võnkeringi joonis. C kondensaatori mahtuvus L pooli induktiivsus c) Thomsoni valem - saab arvutada võnkumiste perioodi võnkeringis. T= T- võnkumiste periood [s] ; L- induktiivsus [H] ; C- mahtuvus [F] d) Vahelduvvool sunnitud emv, mille puhul voolutugevus muutub ajas harmooniliselt. Vahelduvvoolu tekitakse generaatorite abil. Generaatori põhiosad: Magnetväljas pöörlev juhtme keerd indutseeritakse emj Püsimagnet tekitab magnetvälja
3.Magnetvoog *magnetvoog on füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju magnetvälja jõujooni läbib mingit magnetväljas olevat pinda *pinda läbiv magnetvoog sõltub: 1)magnetvälja magnetinduktsioonist B (T) 2)pinna suurusest S (M2) 3)nurgast pinnanormaali ja B vahel Beeta *magnetvoog arvutatakse järgmisest valemist ...=BScos... *magnetvoo tähtis on .... Ja mõõtühik veeber (Wb) *1Wb on magnetvoog läbi 1 m2 suuruse pinna siis kui see pind paikneb risti jõujoontega magnetväljas mille induktsioon on 1T *pinda läbiv magnetvoog on maksimaalne, kui pind on risti magnetväljaga ja null siis, kui pind paikneb magnetvälja sihis *EMI nähtuse võib sõnastada: Suletud kontuuris tekib elektrivool siis, kui muutub selle kontuuriga piiratud pinda läbiv magnetvoog Elektromagnetilise induktsiooni seadus EMI nähtuse kvantitatiivseks iseloomustamiseks ei sobi induktsioonivoolu tugevus, kuna see sõltub kontuuri takistusest. Selleks sobib elektomotoorjõud(emj), mis ei sõltu kontuuri omadustest.
OHMI SEADUS VOOLURINGI OSA KOHTA. TAKISTUS. Eriliiki juhtidel sõltub voolutugevus pingest erinevalt. Pinge voolu tunnusjoone saamiseks tuleb mõõta erinevate pingeväärtustele vastavad voolutugevused. Ohmi uuris katseliselt voolu ja pinge vahelist seost metalljuhtide korral ja tegi kindlaks seaduspärasuse. Voolutugevus I juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega U. I=U/R. Juhi takistus on üks oom, kui juhi otstele rakendatud pinge 1V takistab juhis voolu 1A, seega 1oom= 1V/1A. Ohmi seadus kehtib ka elektrolüütide lahuste kohta. Voolu korral pooljuhtides, gaasides jne on sõltuvus I ja U vahel tunduvalt keerukam. Takistus on peamine juhi elektrilisi omadusi iseloomustav suurus. Ta sõltub juhi materjalist ja mõõtmetest ühtlase ristlõikega juhi takistus. Aine eritakistus
4 15 Elektronmotoorjõud- Suurust mis on võrdne positiivse ühiklaengu ümberpaigutamiseks tuleva kõrvaljõudude tööga nim. elektromotoorjõuks E. E=A/q (V)volt. On võrdne vooluallika maksimaalse klemmipingega. Ohmi seadus- Vooluahelat läbiva elektrivoolu tugevus on võrdelin lõigu otste potentsiaalide vahega ja pöördvõrdeline lõigu takistusega. I=U/R Kogu vooluringi kohta: Voolutugevus suletud vooluringis on võrdne vooluallika elektromotoorjõu ja vooluringi kogutakistuse suhtega. Vooluringi kogutakistuse alla mõeldakse vooluringi välisosa vooluallika sisetakistuse summat. kus IR on U vooluallika klemmipinge Lühis- olukord, kus välisosa takistus muutub nulliks. Voolu töö-El voolu tooks nim olukorda, kus voolu liikumisel juhis teeb elektrijoud
This study material has been compiled in the framework and by financial support of the Leonardo da Vinci pilot project International Curricula of Mechatronics and Training Materials for Initial Vocational Training, EE/99/1/87301/PI.1.1.A./FPI. The content of the publications is the sole responsibility of its authors and in no way represents the opinions of the Commission or its departments. 2 Sisukord 1 Alalisvool 3 1.1 Vooluring (põhikooli füüsikakursusest) 3 1.2 Elektromotoorjõud (allikapinge), sisepingelang ja pinge 4 1.3 Elektrivool 5 1.4 Voolutihedus 8 1.5 Elektritakistus 8 1.6 Takistuse sõltuvus temperatuurist 10 1.7 Ohmi seadus 12 1
Faraday seadus määratakse induktsiooni emj Em=B*S*w Kolmfaasilis voolu ühendusviisid: Kolnurkühendus neutraali pole, pinge nurkade vahel 400V Tähtühendus neutraalis pinget pole, faasipinge 230V, liinipinge 400V, koormus peaks faaside vahel olema võrdne Aktiivtakistus tavaline takistus, eraldub soojus, põhjustatud laengukandjate ja aineosakeste vastastikmõjust, U ja I vahel faasivahet pole Induktiivtakistus põhjuseks induktiivpool, põhjuseks endainduktsioon, põhimõttliselt lisavooluallikas, mis takistab voolu muutumist, soojust ei eraldu, voolu kasvu korral pool salvestab energiat, kahanedes annab võrku tagasi, I jääb Ust T:4 võrra maha XL=w*L Mahtuvustakistus põhjuseks kondensaator, ühel plaadil tekib laeng, mis indutseerib laengu ka teisele plaadile, vahelduvvoolu tõttu plaadi laeng muutub ja muutub ka indutseeritud laeng, teisel pool tekib vool, püüab voolu muutumist takistada, soojust ei eraldu, U jääb Ist T:4 võrra
kontuuris tänu voolutugevuse muutumisele selles kontuuris, mis põhjustab magnetvoo muutumise läbi kontuuri poolt ümbritsetud pinna; EMI seadus eneseinduktsiooni jaoks eneseinduktsiooni emj on võrdeline kontuuris kulgeva I elektrivoolu tugevuse muutumise kiirusega Ei = -L ; t Kontuuri induktiivsus (eneseinduktsiooni tegur) L eneseinduktsiooni seisukohalt kontuuri iseloomustav suurus, mis sõltub kontuuri kujust, mõõtmetest ja kontuuri asukohas keskkonna suhtelisest magnetilisest läbitavusest; 1 H (henri) sellise kontuuri induktiivsus, milles voolutugevuse muutumise kiirusel 1 A/s indutseeritakse kontuuris eneseinduktsiooni emj suurusega 1 V (dünaamiline määratlus); sellise kontuuri induktiivsus, milles kulgeva voolu tugevusel 1 A tekib läbi kontuuriga ümbritsetud
Ak=pöörisel. Jõudude töö, mis tehakse laengu q ümberpaigutamiseks suletud kontuuriulatuses. Q-elektrilaengu suurus. Induktsiooni põhiseadus. I= E i/R Ei= - /t . - magnetvoog -magnetvoomuut t-ajavahemik (Ei= -n* /t n- keerdude arv poolis) (Ei= - S*B/t) = 2-1 Induktsiooni elektromotoorjõu tekkimist juhis selles juhis esineva elektrivooli tugevuse muutumise tõttu nim. Endainduktsiooniks. Ei= -L * I/t, 1H I- voolutugevuse muut L-induktiivsus. I/t- voolutugevuse muutumise kiirus. Induktiivsus on võrdne induktsiooni emj. Poolis, kui pooli läbiv muutumise kiirus on 1t/s. Induktiivsus sõltub juhi mõõtmetest ja kujust. Voolu kasvamine juhis takistab endaind. Kasvu, seetõttu ei saavuta vool vooluringi sulgemisel oma püsivat väärtust kohe. Endaind. Voolu alal hoida, seetõttu ei katke vool vooluringi väljalülitamisel silmapilkselt, see ilmub sädemena lüliti klemmidel. Elektromagnetväli. Muutuv elektriväli ja muutuv magnetväli on teineteisest lahutamatud, sest * muutuv
ks veeber (1 Wb) on magnetvoog, mis lbib 1 m2 suurust magnetvlja suunaga ristuvat pinda, kui vlja magnetinduktsioon on 1T. Seega 1 Wb= 1T * 1m2 Kehtib Faraday induktsiooniseadus, mille kohaselt juhtmekontuuris tekkiv induktsiooni elektromotoorjud on vrdeline magnetvoo muutumise kiirusega. SI-ssteemi korral ??- on magnetvoo muutus kontuuris ?t- ajavahemik, mille jooksul see muutus toimus LENZI REEGEL Elektromagnetiline induktsioon on oma olemuselt alalhoidlik nhtus. Induktsioonivool soodustab alati olemasoleva olukorra silimist Kehtib Lenzi reegel, mille kohaselt induktsioonivool toimib alati vastupidiselt voolu esile kutsuvale phjusele Lenzi reeglit vljendab miinusmrk Faraday induktsiooniseaduses ENDAINDUKTSIOON. INDUKTIIVSUS Endainduktsiooni nhtuseks nimetatakse elektromagnetilise induktsiooni alaliiki, mille korral magnetvoo muutus on phjustatud voolu
Pinget tähistatakse U tähega. Laengu nihutamiseks ühest punktist teise teeb elektriväli tööd, mille suurus jagades laengu suurusega saame potentsiaalide vahe. 2. Alalisvool. Ohmi seadus ALALISVOOL on laengute korrastatud liikumine. Alalisvoolu SUUND positiivsete laengute liikumise suund. Alalisvoolu TUGEVUS ajaühikus juhi ristlõiget läbinud laeng Voolutugevuse ühik on amper (A) OHMI SEADUS VOOLURINGI OSA KOHTA U pinge juhi otstel I voolutugevus R juhi takistus Takistuse ühik on oom: 1 = 1V / 1A Juhi takistus oleneb juhi materjali eritakistusest , juhi pikkusest l ja ristlõike pindalast S Temperatuuri tõustes juhi takistus kasvab: R0 juhi takistus temperatuuril 0ºC OHMI SEADUS KOGU VOOLURINGI KOHTA EMJ vooluallika elektromotoorne jõud Rs vooluallika sisetakistus Rv ahela välistakistus Alalisvoolu töö: A = IUt (Joule'iLenzi seadus) Alalisvoolu võimsus: N = IU 3. Kirchhoffi seadused.
FÜÜSIKA KORDAMINE KT nr 7 1. Sõnasta elektromagnetilise induktsiooni nähtus, kelle poolt ja millal nähtus avastati? Magnetiline induktsioon on nähtus, mille tulemusena tekib elektrivool suletud voolukontuuris, kui selle kontuuriga piiratud tasapinda läbivate magnetvälja induktsiooni joonte arv muutub. Avastati M.Faraday poolt 29.aug. 1831.a. 2. Sõnasta elektromagnetilise induktsiooni seadus, valem, tähised valemis? Suletud voolukontuuris indutseeritud elektromotoorjõud on võrdne pinda läbiva magnetvoo muutumise kiirusega. i - induktsiooni elektromotoorjõud [V]
kui ka elektrivälja olemasolu Elektromotoorjõud [V] =Av/q -on suurim pinge,mida antud vooluallikas on üldse suuteline tekitama. Määramiseks tuleb mõõta pinge voolu puudumisel.vooluallika elektromotoorjõud on vooluallikat isel.suurus. elektromotoorjõud on arvuliselt võrdne väliste jõudude tööga, mida tehakse ühikulise laengu ümberpaigutamisel kogu suletud vooluringis. =IR+Ir ->I= /R+r. Ohmi seadused vooluringi osa ja suletud vooluringi kohta- vooluringi osas on voolutugevus võrdeline pingega selle osa otstel I~U, kus I=U/R.voolutugevus ahelas on võrdeline elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline kogutakistusega =IR+Ir, I=/R+r Voolu töö ja võimsus-elektrivoolu tööks nim seda, kui voolu kulgemisel juhis teeb elektrijõud laengukandjate liikumist pidurdavate jõudude vastu tööd.Üldiselt on juhis tehtav töö selline: A=IUt. Elektrivoolu võimsuse saab aga : N=IU(alalisvool) N=IUcos(vvool).
Takistite jada- ja rööpühendus + ül 17. Eeltakisti arvutus 18. Energiaallikate jada- ja rööpühendus + ül 19. Energiaallikate vastulülitus 20. Liitahelate arvutamine Kirchoffi seaduste abil + ül 21. Liitahelate arvutamine sõlmepinge meetodil + ül 22. Takistite kolmnurk ja tähtühenduse teisendamine + ül 23. Liitahelate arvutamine kontuurvoolumeetodil + ül 24. Elektromagnetilise induktsiooni mõiste 25. Eneseinduktsioon 26. Vastastikune induktsioon 27. Induktiivsus poolide jada- ja rööpühendusel 28. Siinuselise elektromotoorjõu saamine 29. Faas, algfaas ja faasinihe 30. Voolu ja pinge keskväärtus 31. Voolu ja pinge efektiivväärtus 32. Vektordiagramm + ül 33. Aktiivtakistusega vooluring + ül 34. Induktiivtakistusega vooluring + ül 35. Mahtuvustakistusega vooluring + ül 36. Võimsused vahelduvvooluringis + ül 37. Aktiiv ja induktiivtakistusega vooluring + ül 38
Kuid nii öeldes peame mõistma pinge all kõigi liikumapanevate jõudude (ka kõrvaljõudude) tööd ühikulise laengu nihutamisel. Olles selles kokku leppinud, võime EMJ käsitleda kui kõikide pingete summat kinnises vooluringis. Mingi juhtmelõigu liigutamisel magnetväljas tuleb teha tööd mitte ainult mehaanilise hõõrdejõu ületamiseks, vaid ka laengukandjate liikumapanemiseks juhtmega ühendatud vooluringis, juhul kui see vooluring on olemas. Elektromagnetilist induktsiooni võib vaadelda kui omalaadset ,,lisahõõrdumist" magnetväljas. Kui induktsioonivool viib positiivse ühikulise laengu üks kord läbi tekkiva vooluringi, siis kõrvaljõu poolt selleks tehtavat tööd nimetatakse induktsiooni elektromotoorjõuks. Ülaltoodu põhjal võib induktsiooni elektromotoorjõudu tõlgendada ka kui pinget, mis tekib katkestuskohas, kui me kasutame elektromagnetilisel induktsioonil põhinevat vooluallikat ja katkestame kuskil
soojusliikumine segab osakeste orienteerumist magnetväljas. Ained jagunevad: para-, dia- ja ferromagneetikuteks. Paramagneetikud: ~>1 (väga vähe suurem, nt alumiinium, hapnik, volfram). Paramagneetikud tugevdavad veidi välist magnetvälja. Diamagneetikud: ~<1 (väga vähe väiksem, nt kuld, hõbe, räni). Diamagneetikud nõrgendavad veidi välist magnetvälja. Ferromagneetikud(FM): >>1 (palju suurem, u 1000-10000 korda, nt raud, teras,nikkel, koobalt).Omavad praktilit tähtsust, magnetiline induktsioon sõltub fm-u varasemast magnetilisest olekust. Jaotatakse omakorda pehmeteks ja kõvadeks FM-ks vastavalt sellele, kui lihtsalt nad ümbermagneetuvad. Kasutatakse nt tundlike mõõteseadmete ,,kaitsmiseks" väliste segavate magnetväljade eest. 3. Elektromagnetilise induktsiooni seadus: Induktsioon elektromotoorjõud ona arvuliselt võrdne kontuuri läbiva magnetvoo muutumise kiirusega. Induktsiooni seadus ehk Faraday seadus, valemi kujul: =-(/t), kus =
1)magnetvoog-füüsikaline suurus, mis võrdub pinda läbiva magnetilise induktsiooniga ja pinna suuruse korrutisegal. ÜHIK- Wb(veeber); tähis =B*s*cos s=pindala m2; B=magnetiline induktsioon (T); =nurk ja pinna ristsirge vahel 2)Kuidas määrata induktsioonivoolu suunda (Lenzi reegel)?- Induktsioonivoolu suund on selline, et tema magnetväli takistaks muutust, mis voolu põhjustab. 3)Mis on elektromagnetiline induktsioon?- nähtus, mis seisneb elektrivoolu tekkimises suletud juhis, kui juhiga piiratud pinda läbib muutuv magnetvoog. 4)eneseinduktsioon- nähtus, kus voolutugevuse muutusega kaasnev magnetvoo muutus põhjustab induktsiooni emj. juhtmes endas. Lenzi reegli kohaselt, kui: *VOOL JUHIS KASVAB=eneseinduktsioon takistab seda kasvu ehk vool ei saavuta vooluringi sulgemisel oma püsivat väärtust kohe *SAAVUTAB PÜSIVA VÄÄRTUSE=lõppeb magnetvoo muutumine ehk i=0
IV. ELEKTROMAGNETILINE INDUKTSIOON §18. Induktsioonivoolu suund Seni vaatlesime ajas muutumatuid elektri- ja magnetvälju. Ajas muutuv magnetväli tekitab elektrivälja ja ajas muutuv elektriväli tekitab magnetvälja. Elektromagnetiline induktsioon on elektrivoolu tekkimine suletud juhtmekeerus kui see paikneb ajaliselt muutuvas magnetväljas. Mida kiiremini muutub magnetvälja jõujoonte arv seda suurem on tekkinud voolu tugevus. Magnetvälja jõujoonte arvu muutumise põhjus ei ole oluline. See võib muutuda näiteks voolutugevuse muutumise tõttu välja tekitavas juhis. See võib muutuda näiteks välja tekitavas juhis või kontuuri liikumise tõttu mittehomogeenses magnetväljas, kus üleminekul ühest
4.Potentsiaal. 1. Mida nimetatakse potentsiaaliks? Kuidas potentsiaali tähistatakse? 2. Millega võrdub resulteeriv potentsiaal kui mingis punktis tekitatakse potentsiaal korraga mitme laengu poolt? 3. Mida nimetatakse pingeks? Kuidas pinget tähistatakse? 4. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem. Mõõtühikute kümnendliited Nimetada tähtsamaid konstante. 5.Alalisvool (põhikoli füüsikakursusest). 1. Nimetada vooluahela osad. 2. Mis on vooluring? Kas vooluahelas võib olla ka mitu vooluringi? 3. Mida tehakse kestva voolu saamiseks vooluahelas (eesmärk, kuidas seda tehakse)? 4. Mis ülesanne on vooluallikal? 5. Mis on tarviti? Tuua näiteid? 6. Mis on tarviti ülesanne? Tuua näiteid. 7. Juhtmete ülesanne. 8. Lüliti ülesanne. 6.Elektriskeemid. 1. Joonestada lihtsaim taskulambi vooluring või selle skeem. 2. Mida nimetatakse elektriskeemiks? 3. Mis kasu on elektriskeemidest? 4. Struktuurskeem. 5. Põhimõtteskeem. 6
Et vool ei lakkaks peab juhi osade potensiaalide vahet säilitama. Sellega peab äravoolanud laengud mingit teist teed mööda endisele kohale tagasi viima. Neid tagasiviivaid jõude nim kõrvalisteks jõududeks. Kõrvalisi jõude tekitav seadeldis kannab vooluallika nime. Juhte millede potensiaalide vahet säilitatakse, nim vooluallika klemmideks. Kui voolu suund juhis ei muutu, siis nim voolu alalisvooluks. Elektrivoolu iseloomustatakse tugevusega. Voolutugevus on võrdne ajaühikus juhi ristlõiget läbiva laenguga. I=dq/dt Voolutugevuse ühikuks on (A)amperVoolutugevus on antud kohas vooluga risti asuvat pindalaühikut läbiv voolutugevus. j=dI/dS; j =env , kus j- voolu tihedus (A/mm) e-laengukandjate laeng, n-laengukandjate arv, v -laengukandjate suunatud liikumise kiirus. 4p
4§ELEKTROMAGNETILINE INDUKTSIOON 18. induktsioonivoolusuund Seni vaatlesime ajas muutumatuid elektri ja magnetvälju. Ajas muutuv magnetväli tekitab elektrivälja ja ajas muutuv elektriväli tekitab magnetvälja. Elektromagnetiline induktsioon on elektrivoolu tekkimine suletud juhtme keerus, kui see paikneb ajaliselt muutuvas magnetväljas. Mida kiiremini muutub magnetvälja jõujoonte arv, seda suurem on tekkinud voolutugevus. Magnetvälja jõujoonte arvu muutumise põhjus ei ole oluline. See võib muutuda näiteks voolutugevuse muutumise tõttu väljatekitavas juhis või kontuuri liikumise tõttu mittehomogeenses magnetväljas, kus üleminekul ühest ruumipunktist teise jõujoonte tihedus muutub. Joonis 1.Vaatleme katset. Teravikul võib vabalt pöörelda varras, mille otstesse on kinnitatud 2 alumiiniumrõngas. Ühes neist on pilu
Elektromagnetism – kiirendusega liikuvad laengud, kus on seotud omavahel elektri ja magnetväli, mõlemad väljad mõjutavad mõlemat välja Pööriselektriväli (mõiste ja eripärad) - kinniste, alguse ja lõputa jõujoontega väli, eripärad on need, et see väli pole potentsiaalne ehk seda välja ei saa kirjeldada potentsiaalse energia ja potentsiaali mõistega Elektromagnetiline induktsioon - elektrivälja tekkimine magnetvälja muutumise tagajärjel või juhtme liikumise tõttu muutumatus magnetväljas Induktsiooni elektromotoorjõud - töö, mida tehakse mitte-elektriliste jõudude ehk kõrvaljõudude poolt siis, kui laetud osake teeb suletud vooluringis ühe tiiru Faraday katsete kirjeldused Liikuv püsimagnet tekitab voolu lähedalasuvas juhtmes. Vooluga juhtme liikumine tekitab magnetvälja vahendusel voolu naaberjuhtmes
generaatorit ning graafikuks on siinusfunktsiooni graafik. Nt. T= (voolutugevuse mistahes väärtus kordub iga 0,02 s ehk 20ms järel) 8. 9. Elektromagneetiline võnkumine on laengu, voolutugevuse ja pinge perioodiline muutumine. Kui elektriväli ja magnetväli samaaegselt perioodiliselt muutuvad nimetatakse seda elektromagnetvõnkumiseks ning seda tekitab võnkering. 10. Võnkering on kondensaatorit (C) ja induktiivpooli (L) sisaldav vooluring, kus tekitatakse elektromagnetvõnkumine. (kasut. raadiosagedusliku 30kHz-300MHz filtrina) Võnkeringis muundub kondensaatori energia perioodiliselt pooli magnetvälja energiaks ja vastupidi. 11. Thomsoni valem ütleb, et võnkeperiood on võrdeline ruutjuurega induktiivsusest ja mahtuvusest. Sellega saab arvutada perioodi või sagedust. T= 2 T[S]-periood L[H]- induktiivsus C[F]- elektrimahtuvus 12. Elektromagnetlaineks nim
on ühendatud generaatori ühe kindla klemmiga K ja teine klemmiga L, siis juhtmemähise liikumisel läbi vertikaalasendi muutub väljundpinge polaarsus. a-b liigub üles ja paremale, e-d liigub alla ja vasakule, selle tulemusena muutub esialgne positiivne laeng K klemmil negatiivseka ja negatiivne laeng L klemmil positiivseks. K ja L klemmi vahel tekib sinusoidne vahelduvpinge. Vahelduvvool on elektrivool, mille voolutugevus ja reeglina ja suund muutuvad perioodiliselt. Osakeste liikumine on võnkumine ( triivi kiirus muutub perioodiliselt). f- voolutugevuse perioodiliste muutuste sagedus. T- periood, näitab ajavahemikku, mille tagant voolutugevuse mingi kindel väärtus kordub (i- hetkeväärtus, Im voolutugevuse amplituudväärtus, wt-faas, w- ringsagedus). Faas-f- näitab võnkeseisundit nurga ühikutes. Ringsagedus w- näitab ajaühikus faasinurga muutust radiaanides.
Magnetism (takistuse- ja temperatuuritegur) näitab, kui suure osa võrra oma väärtusest 0°C juures muutub keha takistus temperatuuri tõustes 1°C võrra. 1T on sellise homogeense magnetvälja magnetiline induktsioon, mille korral vooluraamile pindalaga 1m 2 ja voolutugevusega 1A mõjub max pöördemoment 1Nm. Ampere'i jõuks F nim magnetväljas vooluga juhile mõjuvat jõudu. Jõu suunda määratakse vasaku käe reegli abil: kui induktsioonijooned suubuvad peopessa ja väljasirutatud sõrmed näitavad voolusuunda juhis, siis pöial näitab Ampere'i jõu suunda. F = BIl sin F = I ( d l × B)
1. Mis on elektromagneetiline induktsioon? (induktsiooni seadus) Elektromagnetiline induktsioon on nähtus, kus magnetvälja muutumine tekitab elektrivälja. Faraday induktsiooniseadus – induktsiooni elektromotoorjõud on võrdeline magnetvoo muutmise kiirusega. U=vBlsinα U-pinge (V), v-juhi kiirus (m/s), B-magnetiline induktsioon (T), l-juhi pikkus(m), α-nurk B ja v vahel 2. Mis on pööriselektriväli? Pööriselektriväli on elektriväli, mille jõujooned on alguse ja lõputa kinnised jooned ehk pöörised. Tekib magnetvälja muutumisel või elektromagnetilise induktsiooni tulemusena . 3. Millest sõltub elektromotoorjõu (emj) tekkimine magnetväljas liikuvates juhtides? Induktsiooni elektromotoorjõud on pinge, mis tekib magnetväljas liikuva juhtmelõigu otstele siis, kui juhtmes puudub vool.
Superkondensaator on väga suure mahtuvusega kondensaator. Elektrivoolu tekkimise tingimused - elektrivälja ja vabade laetud osakeste olemasolu Elektromotoorjõud – arvuliselt võrdne laengu ümberpaigutamisel kogu vooluringis tehtava töö ja selle laengu suhtega Ohmi seadus vooliringi osa kohta: Vooluahelat läbiva elektrivoolu tugevus (I) on võrdeline selle lõigu otste potentsiaalide vahega (U) ja pöördvõrdeline lõigu takistusega (R). Suletud mittehargnevas vooluahelas on voolutugevus (I) võrdeline elektromotoorjõudude (E) summaga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega (r). Kogutakistus koosneb väliosa - ja vooluallika sisetakistisest. Elektrivoolu töö on vooluringis elektrienergia teisteks energialiikideks muundumise mõõt ja võimsus iseloomustab elektrivoolu tööd ühes ajaühikus. Elektrivoolu töö vooluringi mingis lõigus on võrdne sellele lõigule rakendatud pinge, voolutugevuse ja tööks kulunud aja korrutisega N=A/t=I*U Vooluga juht soojeneb
Elektromgnetism käsitleb laetud osakeste mitteuhtlast liikumist ning elektri ja magnetvälja muundumist teineteiseks. Elektromagneetilise induktsiooni nahtuseks nimetatakse elektrivalja tekkimist magnetvalja muutumisel. Pööriselektrivaljaks nimetatakse elektrivälja, mille jõujooned on kinnised jooned ehk pöörised. Sellibe elektriväli tekib magnetvälja muutumisel. Endainduktsiooni nähtuseks nimetatakse Elektromagneetilise induktsiooni alaliiki, mille korral magnetvoo muutus on põhjustatud voolu muutusest vaadeldavas juhis endas. Üks veeber 1Wb on magnetvoog, mis läbib 1ruutmeetri suurust magnetvälja suunaga ristuvat pinda, kui välja magnetinduktsioon on 1T. Seega 1Wb=1T*1m^2 1H=1Wb/1A 1henri Induktsiooni elektromotoorjõuks nimetatakse tôöd, mida juhet liigutav jõud teeb ühikulise positiivse langu läbiviimisel vooluringist. Katkestatud vooluringi korral võr
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
