ELEKTROSTAATIKA
Elektrilaeng- osakese elektriline vastastikmõju seda ümbritsevate kehadega sõltub selle
elektrilaengust. Samanimelite laengutega kehad tõukuvad, erinimelised tõmbuvad. Sama hulga ni neg
kui ka pos korral on kehad neutraalselt elektriseeritud, vastasel juhul keha omab laengut ja on kas
positiivselt või negatiivselt elektriseeritud.
Elektrijuhid- materjalid, millede küllaldane arv laetud osakesi võivad vabalt ümber paikneda,
isolaatorid ehk mittejuhtide laetud osakesed ei oma vabaltliikumist.
Colomb’i seadus- kirjeldab elektrostaatilisi jõude kahe väikese liikumata laengu q1 ja q1 vahel, mis
asuvad üksteisest kaugusel r
F=
1
4 πε
0
|
q
1||q2|
r2
ε
0= 8 ,85∗10
−
12 C2/N∗m2
vaakumi dielektriline läbitavus
1/4 πε0=k=8,99∗10
9 N∗m2/C2
Laetud elementaarosakeste korral on nendevaheline gravitatsiooniline vastastikmõju võrreldes
elektrilise vastastikmõjuga tühine ja seda pole vaja üldjuhul arvestada.
Elementaarlaeng- kõik suurtel kehadel olevad laengud on mingi vähima laengu täisarvkordsed.
Elementaarlaeng on jääv suurus ja isolaatorite süsteemi kogulaeng on muutumatu
q=e=1,60∗10
−
19C
Elektriväli
seotud keha elementaarlaenguga ja esineb laetud kehade ümber
põhiomaduseks on laetud kehade mõjutamine
elektriväli levib vaakumis valguse kiirusega
Elektrivälja tugevuse vektori definitsioon- elektrivälja tugevus E
→
suvalises punktis on
defineeritud elektrostaatilise jõu F
→
kaudu, mis mõjub sellesse punkti asetatud positiivsele
proovilaengule q0
E
→
=
F
→
q
0
Suund on määratud positiivse laengule mõjuva suurusega.
Elektrivälja jõujooned- võimaldavad visualiseerida elektrivälja suurust ja suunda. Elektrivälja vektor
välja suvalises punktis on seda punkti läbiva jõujoone puutujavektor. Jõujoone tihedus mistahes välja
piirkonnas on võrdeline elektrivälja suurusega antud piirkonnas Jõujooned alagavad positiivsest
laengust ja lõppevad negatiivses laengutel.
Elektrivälja superpositsiooniprintsiip- kui antud punktis tekitavad elektrivälja mitmed laengud, siis
kogu elektrivälja tugevus on võrdne potentsiaalide summaga.
E= E1 + E2 +...+ Ei=ΣEiEi
Punktilaengu elektriväli- punktilaeng q elektriväli E
→
punktis, mis asub kaugusel r laengust,
avaldab kujul
E
→
=
F
q
→
=
1
4 πε
0
q
r2 punktilaengu väli E on suunatud laengust eemale, kui laeng on
positiivne ja laengu poole, kui laeng on negatiivne
Tasandi elektrivali – E=σ/2ε0σ/2ε0
Erinimeliselt laetud tasandi elektrivali – E=σ/2ε0σ/ε0
Sfääri elektrivali – kui r>R(kogu valja tekitav laeng q jaab pinna sisemusse), kus r – kaugus
keskpunktist ja R – sfaari raadius, siis E(r) =σ/2ε0 1/(4πε0)*q/r2 kui r=σ/2ε0R, siis E(R) =σ/2ε0 σ/ε0 kui r
E(r)=σ/2ε00
Pideva laengujaotuse elektriväli- pideva laengujaotuse elektrivälja tugevuse leidmiseks jaotame
kogulaengu diferentsiaalseteks osadeks ja käsitleme neid kui punktilaenguid, millede summaarse
elektrivälja tugevuse saab leida integreerides üle kõigi diferentsiaalsete laengute elektrivälja tugevuste.
Elektriväli juhi sees ja juhid elektriväljas – Elektrivali makroskoopses juhis soltub eeskatt temas
sisalduvate vabade laengukandjate maarast. Vastavalt laengute liikuvusele liigitatakse ained
juhtideks (laengud liiguvad vabalt), pooljuhtideks (laengud norgalt seotud, vabanevad valismojul) ja
dielektrikuteks (Laengukandjad seotud) Juht elektriväljas – Laengud hakkavad valja toimel umber
paiknema, kuni neile mojuv joud muutub 0ks, mis juhtub, kui valjatugevus juhi sees on 0 voi
elektrivalja potentsiaal on kogu juhi ulatuses konstantne.Samuti on joud 0, kui koik laengud on
kogunenud juhi pinnale voi E vektor on juhi pinnanormaal. Kui asetada juhtivast ainest keha
elektrivalja, siis votavad vabad laengud sellise asukoha, et valjatugevus juhi sees oleks 0.
Töö laengu liikumisel elektriväljas
-Laengule mõjub elektriväljas jõud, kui laeng liigub, siis elektrivälka jõud teevad tööd.
-Elektrivälja jõujoone- on sellised jooned, mis igas punktis tõmmatud puutja siht ühtib -
elektrivälja tugevuse vektori sihiga. Suund plussilt miinusele. Homogeenne elektriväli-
elektrivälja tugevus kõikides puntkides on ühesugune, seega laengu liikumise jõujooned on
paralleelsed ja ühesuguse tihedusega.
Töö ei sõltu trajektoorist, vaid punktide vahelisest kaugusest d, mis möödetud piki
jõujoont A=σ/2ε0Eqd E-elektrivälja tugevus, q-laeng, d-punktide vaheline kaugus piki jõujoont
Pinge elektriväljas- kahe punkti vaheline pinge on võrdne laengu ümberpaigutamisel ühest
punktist teise tehtava töö ja laengu suhtega.
U=
A
q J/C=σ/2ε0V(volt)
Potentsiaal-Jouvaljas asuval kehal on pot energia, mille arvelt valja joud teevad tood. Valja
potentsaal antud punktis on arvuliselt vordne pot energiaga, mida omab antud valja punktis pos
uhiklaeng. φ=WP/qp, kus φ – potentsiaal, Wp – pot energia antud valja punktis, qp – laengu suurus
antud valja punktis. φ=E/q
Konservatiivsete jõudude väli – Elektrivalja sarnasus raskusjou valjaga – too ei soltu keha
trajektoorist vaid nihkest joujoonte suunas.
Elektriväli dielektrikus- Kui dielektrik asetada välisesse elektrivälja muutub dielektrik
polaarseks ja omandab dipoolmomendi. Elektriväli püüab korrapärastada dipoolmomente,
soojusliikumine segab seda.
Suhteline dielektriline läbitavus Naitab, mitu korda on laengute vaheline joud
keskkonnas vaikesem kui vaakumis
. ε = F0/F
Senjettdielektrikud- prototüübiks nn. Seignette'i sool (KNaC4H4O6 4H2O), ained mis sarnaselt
magnetväljale ferromagneetikutes säilitavad elektrilise polarisatsiooni ka pärast väljast eemaldamist.
Piesoelektriline efekt- kristalsete ainete mõõtmete muutumine elektrivälja toimel. See nähtus
võimaldab lihtsa mehaanika abil luua häid elektrivõngete stabilisaatoreid (kristall resoneerib
elektrivõngetele, mille võnkesagedus ühtib kristallplaadi mehaanilise omavõnkesagedusega).
Elektreedid on teatavad dielektrilised materjalid, mis sobivates tehnoloogilistes tingimustes tugeva
elektrivälja abil elektriseerituna säilitavad kestvalt oma polariseerituse ka seda põhjustanud
elektrivälja toime lakkamisel.
Kondensaator- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud
elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=σ/2ε0qU1-U2 Kondensaatori mahtuvus on laeng, mis
tuleb viia kondensaatori ühelt juhilt teisele, et muuta nende potensiaalide vahet ühiku võrra.
Plaatkondensaatori elektrimahtuvus on võrdeline dielektriku läbitavusega, plaadi pindalaga ja
pöördvõrdeline plaatidevahelise kaugusega. C=σ/2ε00 Sd Laetud juhi energia võrdub laadimisel
tehtud tööga. dA=σ/2ε0dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=σ/2ε0U*q2 Kondensaatori energia
võrdub W=σ/2ε0C*U22 NB! Pindala, kui ka magtuvus suureneb rööbiti ühedamise korral.
C=σ/2ε0C1+C2..., jadamaisi 1/C=σ/2ε01/C1+1/C2...
Elektrivälja energia-Letud kondeka katete vahelises ruumis on elektrivali, mille energia avaldub
kujul E=σ/2ε0CU2/2, kuna U=σ/2ε0Ed, siis on el valja energia vordeline ka valjatugevuse ruuduga.
Superkondensaatorid- ülikondensaator on elektrotehniline seadis, mille abil saab elektrostaatilist
e salvestada süsinikelektroodide pinnale. Superkondensaator on väga suure mahtuvusega
kondensaator.
ELEKTRIVOOL
Elektrivoolu tekkimise tingimused- elektrivälja olemasolu ja vabade laetud osakeste olemasolu. On
kolme liiki toimeid: magnetiline, soojuslik(va. üldjuhid), keemiline(einete eraldumine
elektrolüüdist).
Elektronmotoorjõud- Suurust mis on võrdne positiivse ühiklaengu ümberpaigutamiseks tuleva
kõrvaljõudude tööga nim. elektromotoorjõuks E. E=σ/2ε0A/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=σ/2ε0U/R Kogu vooluringi kohta:
I=
ε
R+r
Voolutugevus suletud vooluringis on võrdne vooluallika elektromotoorjõu ja vooluringi
kogutakistuse suhtega. Vooluringi kogutakistuse alla mõeldakse vooluringi välisosa vooluallika
sisetakistuse summat. ε =IR+ Ir kus IR on U vooluallika klemmipinge U=ε−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
Joulei- Lenzi seadus-Juhis eralduva soojuse hulk on võrdeline tema takistusega, voolutugevuse
ruudu ja ajaga. Q=σ/2ε0RI2t, kus A=σ/2ε0Q1+Q2...
Voolu võimsus- võrdub pinge ja voolutugevuse korrutisega, iseloomustad elektrivoolu tööd ühes
ajaühikus. N=σ/2ε0UI Jadaühenduse korral N=σ/2ε0I2R; N=σ/2ε0A/t, rööpühendusel N=σ/2ε0U2/R
Voolu soojuslik toime- metallide takistus muutub madalatel temperatuuridel (moni K) tuhiseks –
ulijuhtivus. Sel juhul kaob ka voolu soojuslik toime. Kui vahendada voolutugevust n korda siis
vahenevad soojuslikud kaod ulekandeliinis n2 korda.
Takistuse soltuvus juhi materjalist ja mootmetest - R=ρl/Sl/S , kus ρ on aine eritakistus ja
iseloomustab materjali (uhik Ω*m) Soltuvus temperatuurist – metalli takistus suureneb temp
toustes lineaarselt, madalatel temperatuuridel aga muutub huppeliselt 0ks. R=R0(1+άt)t), kus R0 on
takistus 0'C juures ja ά takistuse temp. tegur.
Ülijuhtivus- füüsikaline nähtus, kus aine eritakistus muutub nulliks madalatel temperatuuridel
Kirhoffi seadused-1. Sõlmes koonduvate voolude algebraline summa on võrdne nulliga Ik=σ/2ε00
Ahela sõlmeks nim punkti, kus koondub rohkem, kui kaks juhet.
2. Kinnises kontuuris võrdub emj. algebraline summa pingelangude (IR) algebralise summaga.
IkRk=σ/2ε0Ek Kirchoffi märgireegel: summa element võetakse miinusmärgiga, kui alamahela
ümberkäigusuund on vastassuunaline vooluallika polaarsusega (elektromotoorjõu märk) või voolu
suunaga takistil (pingelangu märk).
Keeruliste vooluringide lahendamine- jadalülituse kogutakistus on võrdne selle elementide
takistuste summaga.
Rööplülituse kogutakistuse pöördväärtus (ahela kogujuhtivus)
on võrdne selle elementide takistuste pöördväärtuste (juhtivuste) summaga.
Kombineeritud lülitus, nagu nimigi ütleb, sisaldab korraga nii jada- kui rööpühendusi. Pingete-
voolude arvutamisel jagatakse ahel osadeks, mida arvutatakse eespool toodud valemite abil.
MAGNETVÄLI
Vooluga juhile magnetväljas mõjuv jõud- jõu suund on alati risti nii voolusuuna kui ka
magnetvälja jõujoonte suunaga. Kui juht on risti magnetvälja jõõujoontega, saab jõusuuna määrata
nn. vasaku käe reegliga. Reegel: kui magnetvälja jõujooned suunduvad peopessa ja
väljasirutatud sõrmed näitavad elektrisuunda väljasirutatud pöial näitab juhile mõjuvat jõu suunda.
Kui juht paikneb risti jõujoontega, on jõud maksimaalne, kui juht paikneb paralleelsete
jõujoontega, siis temale jõud ei mõju. F=B∗I∗l *sin α Jõu arvväärtus on võrdeline
voolutugevuse ja juhi pikkusiega. Võrdetegur iseloomustab magnetvälja ja teda nimetatakse
magnetindukstiooniks ehk magnetnivootiheduseks.
B=
F
I∗l*sin α
=
N
A∗m *sin 90 Ühik 1
T(tesla) on selline magnetvälja magnetindukstioon, milles 1m jõujoontega risti paikneval 1A
voolutugevusega juhile mõjub jõud 1N.
Vooluga raam magnetväljas ja selle kasutamine- vooluraamile magnetväljas mõjuv jõumoment
M=2 Fd=2 B∗I∗l∗d , kus 2*l*d=σ/2ε0S-raami pindala.
Sirgvoolu tekitatud magnetvälja jõujooned kujutavad kontsentrilisi ringe ümber vooluga juhtme.
Magnetvälja suund määratakse parema käe kruvi reegli järgi: kui voolu suund ühtib kruvi
edasinihkumise suunaga, siis magnetvälja suund ühtib kruvipea pöördumise suunaga.
Magnetvälja suund ringvoolu sees määratakse parema käe kruvi reegli järgi: kui kruvi pööramise
suund ühtib ringvoolu suunaga, siis magnetvälja suund ühtib kruvi edasinihkumise suunaga.
Paralleelsete voolude vastastikmõju- paralleelsete voolude vastastikmõju iga vooluelement ühes
juhtmes asub magnetväljas mis on tekitatud teise juhtme voolu poolt ehk F=σ/2ε0K*I*1*I2*l/d
Ampri definitsioon- Amper on elektrivoolu tugevus, mis kahte lõpmatult pikka ja paralleelset
teineteisest vaakumis 1 m kaugusel asetsevat kaduvväikese ringikujulise ristlõikega sirgjuhet läbides
tekitab nende juhtide vahel iga meetripikkuse lõigu kohta jõu 2·10-7 N.
Lorentzi jõud- Lorentzi jõuks nimetatakse elektromagnetväljas liikuvale elektrilaengule mõjuvat
jõudu. Liikuvale osakesele mõjub niielektriväljast põhjustatud jõud
kui ka magnetväljast
põhjustatud jõud
. Kogu osakesele mõjuv jõud on seega:
kus
on osakesele mõjuv jõud jõud (njuutonites N),
on elektrivälja tugevus (voltides meetri kohta V/m),
on magnetiline induktsioon (teslades T),
on osakese laeng (kulonites C),
on osakese kiirus (meetrites sekundis m/s).
Kui osake liigub magnetväljas (st E=σ/2ε0 0), saab Lorentzi jõu suunda määrata
vasaku käe reegli abil.
Lorentzi jõud on oma nime saanud Hollandi füüsiku Hendrik Lorentzi järgi.
Massipektomeeter- mõõdat laetud osakeste massi ja laengu suhet(m/z, kus m on iooni mass, z
iooni laeng. Kasutatakse osakeste molekulmassi määramiseks jne.
Kosmiline kiirus on vähim algkiirus, mis tagab mingile kindlale orbiidile jõudmise.
Maa magnetväli-
planeet Maad ümbritsev ligikaudu magnetdipooli ülesehitusega magnetväli,
mis tuleneb planeedi seesmistest füüsikalistest protsessidest.
Suhtelina magnetiline läbitavus- magnetväli võib välismagnetvälja nii tugevndada kui ka
nõrgnedada.
μ=
Baines
Bvaakum Paramagneetikud >=σ/2ε01, Diamagneetikud <=σ/2ε01, ferromagneetikud
>>1, ferromagneetikud säilitavad magnetilise kadumisel oma välimised omadused.
Näitab mitu korda on magnetvälja tihedus selles keskkonnas suurem kui vaakumis.
ELEKTROMAGNETILINE INDUKTSIOON JA VAHELDUVVOOL
Magnetvoog
on füüsikaline suurus, mis näitab magnetilist suutlikust läbida vaadeldavat pinda
Tähis: (Fii)
Ühik: 1 Wb (veeber)
Põhivalem:
kus (Fii) on magnetvoog,
on pinna magnetinduktsioon on pinna pindala ja (beeta) on nurk
pinna normaali ja magnetvälja suuna vahel.
Elektromagnetilise induktsiooni nahtus – Kinnises juhtivas kontuuris tekib magnetilise
induktsiooni voo muutumisel labi selle kontuuri poolt piiratud pinna elektrivool. Induktsioonvoolu
suurus on maaratud ainult voo muutumise kiirusega (dϕ/dt) Pooriselektrivalja joujooned on
kinnised kontuurid.
Elektromagnetilise induktsiooni seadus – Induktsiooni emj on arvuliselt vordne kontuuri labiva
magnetvoo muutumise kiirusega έ= Δϕ/Δt
Lenzi reegel – Induktsioonvool on alati suunatud selliselt, et ta mojub vastu teda esilekutsuvale
pohjusele. e=σ/2ε0 -ϕ.
Eneseinduktsiooni nahtus – Muutuv vool indutseeriv emj samas juhis, mis puuab takistada
voolukasvu. Isel elektrivooli inertsust.
Induktiivsus- eneseinduktsiooni elektromotoorjõud on võrdeline voolutugevuse muutmumise
kiirusega, mida nimetatakse ka juhi induktiivsuseks.
L=
E∗ΔII
ΔIt
1 A=
1N∗1 A
1s
ühik 1H, on sellise juhi induktiivsus, milleks voolumuutmine 1A
võrra 1-es sekundis tekitab eneseinduktsiooni elektromotoorjõu 1V. Suurt induktiivsust omavad
ferromagneetilisest ainest südamikuga poolid. Iseloomustab elektrivoolu inertsust voolutugevuse
muutumise suhtes.
Magnetvälja energia. Magnetvälja tekitamiseks tuleb kulutada elekrienergiat ja vastupidi: kadumisel
indutseerib magnetväli elektromotoorjõu ja voolu, see tähendab, et magnetvälja energia muundub
elektrienergiaks.
Energia, mis salvestub magnetväljas voolu suurenemisel nullist I-ni, väljendub valemiga
E
m=
LI
2
2
EM
Magnetvälja energia dþaulides
L
Induktiivsus henrides (H)
I
Vool amprites
induktiivtakistus RL=2 πf ∗L mahtuvustakistus
R
c=
1
ωCC
=
1
2π fC kogutakistus
X=σ/2ε0sqrt(Rruut+(Xc-Xl)ruudus)
Vahelduvvoolu tekitamine – vahelduvvool e elektrivool, mille korral voolutugevus perioodiliselt
muutub. Eestis 50 Hz. Juhtivast materjalist raam pindalaga S pannakse magnetvaljas poorlema
nurkkiirusega ω. Raamis tekib emj, mis muutub harmooniliselt, max emj on vordeline magnetilise
induktsiooni, raami pindala ja ω ga. Kui raam uhendada vooluringi, tekib vahelduvvool, mis
muutub harmooniliselt i=σ/2ε0I0sinωt funts jargi. Vahelduvvoolu tekitab generaator.
Voolutugevuse ja pinge efektiivvaartused – voolutugevuse efekt vaartus on alalisvoolutugevus,
mille korral eraldub juhis samasugune soojushulk nagu vahelduvvoolu korral. Kui vahelduvvoolu
efekt vaartus on 1A, siis I=σ/2ε0Im/√2. Pinge efektiivvaartus U=σ/2ε0Um/√2 Efektiivpinge 237V
Mahtuvuslik ja induktiivne takistus – mahtuvustakistuse puhul voolutugevuse maksimum
ennetab pingemaksimumi π/2'ndik perioodi vorra Rc=1/ωCC. Induktiivse takistuse puhul on
voolutugevuse max pinge mksimumist π/2'ndik perioodi vorra hiljem. RL=ωCL
Faaside vahe pinge ja voolutugevuse vahel-
φ=α tan
(
Xc−X
L
R
)
Ohmi seadus vahelduvvooluringis(näitab kuidas 3 takistust koos mõjuvad)- Vahelduvvoolu korral
kehtib seos
, kus
I on juhis kulgeva ja vooluahelat läbiva voolu tugevus
U on pinge
Z on vahelduvvoolu vooluringi lõigu näivtakistus.
Vahelduvvoolu korral esineb kolme liiki elektritakistust: aktiivtakistus ( ), induktiivtakistus (
) ja mahtuvustakistus (
).X=σ/2ε0sqrt(Rruut+(Xc-Xl)ruudus)
Vahelduvvoolu võimsus ja võimsustegur- P =σ/2ε0 I *U* cosφ, kus. I - voolutugevuse efektiivväärtus,. U
- pinge efektiivväärtus ja φ - voolutugevuse ja pinge faaside vahe Voimsus on maksimaalne kui pinge
ja voolutugevus on samas faasis (cosα=σ/2ε01)
Võimsus tegur
cos ϕ=
R
Z
Pingeresonants- See tähendab, et madala sageduse juures on ülekaalus mahtuvustakistus ja kõrge
sageduse juures induktiivtakistus. Sujuval sageduse muutmisel võib leida sageduse, mille juures
pingekolmnurk taandub sirglõiguks. Vool on pingega faasis. ja vooluringi kogutakistuse määrab
ainult aktiivtakistus. Niisugust olukorda nimetatakse pingeresonantsiks ja sagedust
resonantssageduseks. Xl=σ/2ε0Xc ja järelikult Ul=σ/2ε0Uc, kus Uc-Ul=σ/2ε00
Kolmefaasiline süteem- Kolmefaasilist vahelduvvoolusüsteemi kasutatakse elektrijõumasinates
ning ülekande- ja jaotusvõrkudes. Sellise süsteemi eeliseks on elektriliinide ja trafode väiksem
materjalikulu. Veelgi olulisem on, et kolmefaasilise voolu pöörlev magnetväli võimaldab ehitada
töökindlaid ning väga lihtsaid elektrimasinaid
Elektrienergia ülekanne- elektrienergia on üks laiemalt tarbitavaid energiavorme ning suur osa
erinevatest allikatest saadavast primaarenergiast muudetakse elektrienergiaks. Elektrit toodetakse
elektrijaamades, kõrgepingeülekandevõrkude kaudu kantakse üle tarbimispiirkondadesse ning
jaotatakse tarbijatele kesk- ja madalpingejaotusvõrkude abil.[1] Elektrijaamades toodetud
elektrienergiat ei saa suurtes kogustes salvestada, vaid tuleb kasutada otsekohe peale saamist,
seepärast on vaja elektrienergiat üle kanda ka suurte kauguste taha. Elektrienergia transportimise
oluliseks probleemiks on võrkude energiakaod. Kuna ülekandekaod on väiksemad kõrgemate
pingete kasutamisel, siis kasutatakse transpordiks kõrget pinget, mida tarbija poole järjest
alandatakse.
ELEKTROMAGNETVÕNKUMINE JA LAINE
Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagnetiline vabavõnkumine.
Võnkering koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist.
Vaba elektromagnetvõnkumine – Kondensaator hakkab tuhjenema ja tekitab induktiivpoolis
muutuva voolu. Kui kondensaator on tuhjenenud, siis vool ei lakka, vaid kondekas laadub uuesti,
kuid vastupidiselt esialgse olukorraga. Tekib vaba elektromagn. vonkumine, mis on sumbuv ja
harmooniline. Thompsoni valem vonkeperioodi kohta: T=σ/2ε02π√LC , kus L=σ/2ε0vonkeringi indukt, C
kondeka mahuvus.
Thomsoni valem-Võnkeperiood on võrdeline ruutjuurega induktiivsusest
ja mahtuvusest. T =2 π √ L⋅C L- võnkeringi induktiivsus, C- võnkeringi
mahtuvus (ω=sqrt1/LC)sqrt1/LC)
Elektromagnetiline isevõnkumine – tekib vonkeringis, kuhu antakse perioodiliselt energiat juurde.
Vonkuv susteem taiendab ise valisest energiaallikast oma energiavarusid. N: korgsagedusgenekas
Kõrgsagedusvonkumiste saamine – Tagasiside- Vastuvotjaks peaks olema samasuguste
parameetritega avatud vonkering nagu saatjal. Vastuvotu vonkeringis toimub sobiva vonkumise
eraldamine resonantsi abil. Omasagedusest erinevad vonkumised sumbuvad.
Avatud võnkering – Kondeka plaatide teineteisest kaugemale nihutamisel ja nende pindalade
vahendamisel ning pooli pikemaks venitamisel (juhtmeks) vonkeringi sagedus suureneb.
Suurenevad nii elektrivalja kadu plaatidel kui magnetvalja kadu poolis. Avatud vonkeringis on
vaike induktiivsus ja mahtuvus, kuid suur korgesageduslik elektromagnetvali.
Elektromagnetlaine abil info edastamine – Saateantennist edastatud elektromagnetlained levivad
vastuvotuantennini kutsudes selles esile saateantenniga sarnase sagedusega elektromagnetvonkumised.
TV pohimote: Raadiolainete joudmisel vastuvotjani eraldatakse moduleeritud
korgsagedusvonkumisest madalsageduslik komponent ja taastatakse moduleeriv vonkumine.
Telefon: info levib valguskaablis optilise elektromagnetlainena. Levib rislainena, kiirus lahedane
valguse kiirusele. Laine levimiskiirus oleneb keskkonna elektrilisest ja magnetilistest omadustest.
Moduleerimine-Raadiolainete levikut kindlustavad korge sagedusega lained, neid edastavad aga
madala sagedusega vonkumised. Moduleerimine ongi kandesageduste (korgete sageduste) mojutamine
madalate e edastussagedustega.
Resonants vastuvõtjas – Raadiotehnikas voimaldab resonants signaalide selektiivset vastuvottu e
raadio- voi tv-sagedusele haalestamist.
Demoduleerimine – kaugsides protsess analoogsignaalide vastuvotmiseks ja nende digitaalkujule
muundamiseks.
Analoogsinaal – signaal, milles andmeid esitav tunnussuurus voib igal hetkel omandada suvalise
vaartuse mingist kindlast vahemikust. Naiteks voib analoogsignaal tapselt jargida mingi teise
andmeid esitava fuusilise suuruse parameetreid. x(t)=σ/2ε0A cos(2πf t)
Digitaalsignaal – diskreetsignaal, milles andmed esitatakse lopliku arvu tapselt maaratletud
diskreetsete vaartustega, mida ta uks tunnussuurustest voib omandada ajas. ω=σ/2ε02πf;
x(n)=σ/2ε0A*cos(ωn+φ)
Elektromagnetlaine levimise soltuvus lainepikkusest – levikut kirjeldatakse lainepikkuse kaudu.
Laine levimise kiirus on v=f*λ Eristatakse skaala jargi – vasakul madalasageduslikud ja pikad,
paemal korgesageduslikud ja luhikesed lained. EML omadused soltuvad nende lainepikkusest.
Raadiolained on eml'dest koige pikemad. Luhemad lained levivad sirgjooneliselt ja ei levi tokete
taha. EML peegelduvad juhtidelt tagasi ja raadiolainete levikuks on tingimata vajalik ionosfaari
olemasolu.
OPTIKA
Geomeetrilise optika pohilised seadused – ehk kiirteoptika a) homogeenses keskkonnas levib
valgus sirgjooneliselt ja vaakumis kiirusega c=σ/2ε0300 000 km/s b) uks valguskiir ei sega teiste
levimist. Langev kiir peegeldub sama nurga alt tagasi, millega ta langeb. c) murdumisseadus – kahe
labipaistva keskkonna lahutuspinnal valguskiir murdub, langemis ja murdumisnurga siinus on jaav.
sinα/sinβ =σ/2ε0 n =σ/2ε0 v1/v2
Fotomeetria- optika haru, mis tegeleb valgusenergia mõõtmisega.
Valgusvoog- on kiirgusvoog, mis on fikseeritud silma kui instrumendi karakteristiku järgi. Ühik
luumen [lm] -> [Φ]SI = 1cd*1sr = 1lm.]SI =σ/2ε0 1cd*1sr =σ/2ε0 1lm.
Ruuminurk-
2
2
2
sin
)
sin
(
)
(
R
R
d
Steradiaan (tähis sr) on ruuminurga mõõtühik. Steradiaan on tipuga kera keskmesse toetuv
ruuminurk, mis eraldab kera pinnal raadiuseruuduga võrdse pindala.
Valgustugevus- on ühikulise ruuminurga kohta tulev valgusvoog. Valem:I=dΦ/dΩ. Ühik: [I]SI =σ/2ε0
1cd (kandela).
Valgustatus- ehk valgustustihedus E on füüsikaline suurus, mis iseloomustab pinnaühikule
langevat valgusvooguehk täpsemalt valgusvoo tugevust. Valgustatust mõõdetakse luksides (lx).
Lääts- on läbipaistvast ainest keha, mis koondab või hajutab valgust.
Läätsi liigitatakse kumer- ja nõgusläätsedeks. Kumerlääts on keskelt paksem,nõguslääts on aga keskelt
õhem kui servast. Kumerlääts koondab valgust, nõguslääts hajutab valgust. Läätsena toimib kumerate
pindadega läbipaistvast ainest keha siis, kui keha materjali murdumisnäitaja erineb ümbritseva
keskkonna murdumisnäitajast. Koondav lääts tekitab tõelise ümberpööratud suurendatud või
vähendatud kujutise või näilise päripidise suurendatud kujutise. Koondavat läätse saab kasutada
luubina. Hajutav lääts annab näilise päripidise vähendatud kujutise.
Läätse iseloomustavad suurused on fookuskaugus ja optiline tugevus.
Kiirte kaik –koonduv laats – optilise peateljega parallelne kiir labib peale laatses murdumist
fookuse, optilist keskpunkti labiv kiir ei muuda suunda, paralleelsete kiirte kimp koondub
fokaaltasandis. Hajuv laats – optilise peateljega paralleelne kiir murdub nii, et tema pikendus loikab
fookust. Optilist keskpunkti labiv kiir ei muuda suunda, fokaaltasandis koonduvad paralleelsete kiirt
pikendused.
Kujutise konstrueerimine – optilise peateljega paralleelne kiir labib fookuse, optilist keskpunkti
labiv kiir ei muuda suunda, paralleelsete kiirte kimp koondub fokaaltasandis.
Toeline kujutis – tekib kohas, kus koonduvad esemelt lahtuvad kiired.
Nailine kujutis – tekib kohas, kus koonduvd kiirte pikendused.
Optiline tugevus D=σ/2ε01/f [dptr]
Suurendus s – s=σ/2ε0H/h=σ/2ε0k/a
Sfaariline peegel – sile kerapinna osa, millelt valgus peegeldub. Jaotatakse nogusateks/kumerateks.
Analoogia laatsega: nogus peegel – koonduva laatse omadused; kumer peegel – nogusa laatse
omadused. Fookuskaugus f=R/2
Optilised riistad-luup – suurendusklaas, millena voib tootada iga kumerlaats ja mille optiline
tugevus jaab vahemikku 10-40 dptr, mis tagab suurenduse 2,5-10x
Mikroskoop – suurendus 20-2000x Koosneb 2st laatsest – objektiivist ja okulaarist. Ese asetatakse
mikroskoobi kasutamisel objektiivi fookuskaugusest vahe kaugemale, seljuhul saadakse esemest
suurendatud toelise kujutise, mida vaadeldakse omakorda okulaari kui luubiga ja saadakse
omakorda suurendatud kui nailine kujutis.
Teleskoop – koosneb objktiivist ja okulaarist. Kaugetest esemetest tuleb pikksilma paralleelne
kiirtekimp, mis tekitab kujutise objektiivi fookuses. Seda vaadatakse okulaari ja luubiga. Objektiivi
ja okulaari fookused langevad kokku ja pikksilmast valjub paralleelne kiirtekimp. Teleskoop
suurendab vaatenurka.
Valguse laineomadused – difraktsioon, interferents, polarisatsioon, dispersioon, peegeldumine,
murdumine.
Difraktsioon – laine paindumine tokete taha (varju piirkonda). Jalgitav vaikeste avade ja tokete
korral.
Interferents (max ja min) – Lainete liitumine, mille tulemusena lained tugevdavad voi
norgendavad teineteist. Maksimum, kui liituvad samas faasis olevad lained, kui kaiguvahe Δ on
taisarv lainepikkusi. Kui Δ=σ/2ε02k*λ/2, kus k=σ/2ε00,2,4 Miinimum, kui liituvad vastasfaasides olevad
lained, kui kaiguvahe on paaritu arv poollainepikkusi. Δ=σ/2ε02k+1*λ/2, kus k=σ/2ε01,3,5
Difraktsioonvore – kujutab endast paljude paralleelsete pilude susteemi. Seda isel vorekonstant
d=σ/2ε0a+b, kus a=σ/2ε0pilu laius ja b=σ/2ε0 piludevahelise ala laius. Kui vorele langeb valgus, mis sisaldab
erineva λ komponente, siis tekkivad maksimumid on jalgitavad erinevates suundades. d*sinα=σ/2ε0k*λ,
kus k=σ/2ε0 0,
}1,}2 jne.
Valguse polarisatsioon – Valgusallikast lahtuvas valguses toimuvad elektri-ja magnetvalja vonked
koikides valguse levimissuunaga risti olevates sihtides, polariseeritud valguses vaid uhes maaratud
sihis. Polarisatsioon naitab, et valguslained on ristlained.
Polaroid – kristall, mis vaanab valguslaine meile vajalikus suunas
Dispersioon – murdumisnaitaja soltuvus valguse lainepikkusest. Mida suurem on valguse sagedus,
seda suurem on murdumisnaitaja. N=σ/2ε0sinα/sinβ
Kõik kommentaarid