Füüsika - Elektromagnetväli, Elektrivool, Elektromagnetlained (0)

1. Elektromagnetväli
1. Selgita elektrivoolu tekkimist.
2. Kirjuta ja selgita Faraday induktsiooniseadust.
3. Lenzi reegel
4. Eneseinduktsiooni mõiste.
5. Mahtuvus
6. Induktiivsus
7. Selgita valemid.
F=qvBsin; U=Bvlsin; C=q/u
2. Elektrivool
1. Elektrivoolu tekkemehhanism .
2. Takistus ja eritakistus . Takistus ja temperatuur.
3. Ohmi seadus kogu vooluringi kohta. Vooluallika elektromotoorjõud, sisetakistus .
4. Elektrivoolu töö ja võimsus, elektrienergia ja selle hind.
5. Vedelike, gaaside ja pooljuhtide elektrijuhtivus .
6. Pn- siire .
3. Elektromagnetlained
1. Nimeta elektromagnetlainete ühised omadusi ja nende kasutamist.
2. Defineeri lainepikkus , sagedus, periood, intensiivsus, amplituud .
3. Valguse saamine, levimine.
4. Valguse dualism -millal on valgus kui laine, millal kui osake.
5. Footoni energia valemid.
6. Difraktsioon , mis tingimustel see tekib.
7. Koherentsed valguslained .
8. Polariseeritud valgus.
9. Selgita mõisted - intrferents, käiguvahe.
Elektromagnetväli - vastused:
1. Elektrivool – laengukandjate (elektronide) suunatud liikumine. On vaja püsimagnetit, pooli ja galvanomeetrit. Magnetit poolis/poolis magnetit liigutades tekib muutuv magnetväli, mis tekitab voolu. Voolu saab ka juhtme liigutamisel magnetväljas (tekib pinge, pinge tekitab voolu).
2. Induktsiooni emj on võrdeline magnetvoomuutumise kiirusega. Faraday induktsiooniseaduse kohaselt tekib juhtmekontuuris induktsioonvool ja juhil on suutlikkus läbida vaadeldavat pinda.
- elektromotoorjõud, Φ - pinda läbiv magnetvoog , t – aeg, d – delta (tähistab muutumist).
3. Lenz tegi kindlaks, miks on Faraday valemis miinusmärk: induktsioonivool toimib alati vastupidiselt seda voolu esilekutsuvale põhjusele.
4. Eneseinduktsioon - Elektromagnetilist induktsiooni juhtmes põhjustab voolu muutumine juhtmes endas.
5. Mahtuvus näitab keha võimet salvestada energiat, laenguid.
C=q/U C – mahtuvus, Q – laeng, U – pinge
6. Induktiivsus näitab kui suur endainduktsiooni motoorjõud tekib selles juhis voolutugevuse muutusest ajaühiku jooksul.
L = e / dI/dt L – induktiivsus, (delta) I – voolutugevus , (delta) t – aeg, delta – tähistab muutumist
7. F=qvBsin – Lorentzi jõud – laetud osakestele magnetväljas mõjub jõud.
F- jõud, q-laeng, v-kiirus, B-magnetiline induktsioon .
U=Bvlsin – magnetväljas olev juhe liigub, temas tekib pinge ja pingest tekib vool.
U – pinge, B-magnetiline induktsioon, v-kiirus, l-juhtme(traadi) pikkus.
C=q/u – mahtuvuse valem. C-mahtuvus, q-laeng, U-pinge.
Elektrivool – vastused
1. Vooluallikas (aku), juht ( metall ), laengukandjad (metallides); kinnises vooluringis: vooluallikas (patarei), laengukandjad, tarbija (nt lamp), juhtmed nende vahel, lüliti.
2. Takistus - Takistuseks R nimetatakse juhi omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju.
R=U/I U-pinge, I- voolutugevus
Eritakistus – näitab, kui suur on mingist ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ristlõikepindalaga juhi takistus. Tähis roo.
R= ρl / S ρ-eritakistus, l-traadi pikkus, S-ristlõikepindala
Takistus ja temperatuur – temperatuuri määrab aineosakeste liikumine. Mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini liiguvad elektronid ja takistus suureneb.
3. Voolutugevus ahelas on võrdeline elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega:
I= ε / R+r (r-sisetakistus)
Vooluallika emj näitab, kui suure töö teevad kõrvaljõud selleks, et toimetada vooluringi suvalises punktis paiknev positiivne laeng läbi kogu vooluringi samasse punkti tagasi.
Vooluallika sisetakistus - takistuse suurus, mis arvuliselt võrdub elektromotoorjõu ja lühisvoolu tugevuse suhtega.
4. Elektrivoolu töö - füüsikaline suurus, mis arvuliselt võrdub juhi otstele rakendatud pinge, voolutugevuse ja töö sooritamiseks kulunud aja korrutisega.
A=UIt A-töö, U-pinge, I-voolutugevus, t-aeg
Elektrivoolu võimsus - füüsikaline suurus, mis võrdub elektrivoolu tööga ajaühikus. Elektrivoolu võimsus on võrdne pinge ja voolutugevuse korrutisega.
N=A/t=IU N-elektrivoolu võimsus, A-töö, t-aeg, I-voolutugevus, U-pinge
Elektrienergia – elektrilaenguga osakeste suunatud liikumisel põhinev energialiik. Laengukandjateks on elektronid. Elektrienergiat toodetakse elektrijaamades generaatorite abil.
Elektrienergia maksumus sõltub hinnast börsil, elektritarbimise suurusest ja elektrimüüjate konkurentsist.
5. Vedelike elektrijuhtivus – Laengukandjateks ioonid . Elektrit juhtiv vedelik on elektrolüüdi lahus. Puhas vesi elektrivoolu ei juhi, looduslik vesi sisaldab alati vabu ioone ja juhib elektrit.
Gaaside elektrijuhtivus - Gaasid on väga halvad elektrijuhid, gaasi aineosakesed paiknevad teineteisest väga kaugel ja neil on väga raske vabu laengukandjaid edasi anda. Gaas hakkab elektrit juhtima ioniseerimisel (aatomitest või molekulidest lüüakse välja elektrone).
Pooljuhtide elektrijuhtivus - Juhivad elektrit halvasti, sest nad vajavad eritingimusi, näiteks temperatuuri suurenedes suureneb pooljuhi juhtivus. Pooljuhtides ei ole laengukandjad vabad, kuid neid saab kergesti selleks muuta.
6. Pn-siire -  monokristalse pooljuhi  alas toimub üleminek aukjuhtivuselt (p-juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele)
Elektromagnetlained - vastused:
1. Elektromagnetlaine – elektromagnetväli, mis levib lainetena. Koosnevad elektri- ja magnetlainest. Levivad piiramatult, sirgjooneliselt ja valguse kiirusega, koosnevad elektromagnetväljast, ruumis võib neid olla palju. Kasutamine: arstiteadus , raadioside, televisioon , radarid , telefoniside , internet jpm.
2. Lainepikkus - kahe punkti vaheline kaugus. Näitab kaugust valguslaine kahes samas võnkebaasis oleva naaberpunkti vahel.
Sagedus - näitab, mitu võnget teeb laine ajaühikus.
Periood - näitab aega, mis kulub valguslainel ühe lainepikkuse läbimiseks.
Intensiivsus - näitab, kui palju energiat kannab valguslaine ajaühikus läbi pinnaühiku.
Amplituud - (elektromagnetlaine) maksimaalväärtus.
3. Valgus tuleb aatomist; elektronid koguvad energiat; tekib elektromagnetväli. Valguse levimine: peegeldumine , neeldumine või muutub mõneks teiseks energiaks. Tihedamas keskkonnas valguse levimine aeglustub.
4. Valgusel 2 omadust: levimisel käitub kui laine (sagedus väike) ; kiirgumisel ja neeldumisel käitub kui (valgus)osake.
5. Sagedus: E=hf (h-Plancki konstant, f-osakeste/footoni/valguslaine sagedus)
Lainepikkus: E=h× c/ λ (c-valguse kiirus, lambda -laine pikkus).
6. Tekkimise tingimused: amplituudid liituvad-samas faasis olevad lained liitumisel tugevdavad üksteist; liituvad lained- vastandfaasis olevad lained liitudes nõrgendavad üksteist.
7. Lained liituvad, neil on ühesugune lainepikkus ja sagedus, nende faaside vahe peab olema muutumatu.
8. On kristallid , mis lasevad valgust läbi ainult ühes suunas. Kui kaks sellist kristalli omavahel risti oleksid, siis ei saaks sealt valgus enam läbi.
9. Intrferents - valgus käitub nagu laine (levimisel).
Käiguvahe - teepikkuste erinevus/vahe.