Füüsika teise suulise arvestuse teooriapiletid (0)

FÜÜSIKA
TRAFO TÖÖPÕHIMÕTE
Trafo tootab elektromagnetilise induktsiooni alusel. Koosneb kahest mähisest ja raudsüdamikust. Mähiseid nimetatalse primaarbooliks ja sekundaarbooliks. Trafo alandab kõrgepingeliinidest tulnud pinget,et seda kodus kasutada saaks
PILET1
1. Mis on alalisvool
Alalisvool- vool,mille suund ja tugevus ajas ei muutu. Võrgust sõltumatu vooluallikas , suund plussilt miinusele. Ohmi seadus I=U/R
2)Vahelduvvoolu võimsus ja töö. Efektiivne võimsus, efektiivne pinge ja efektiivne voolutugevus .
Vahelduvvoolu võimsus ja töö- N(võimsus)=U(pinge)*I(voolutugevus) P(töö)=I2*R. Voolusuund muutub perioodiliselt. Pinget ja võimsust saab mõõta transformaatoriga. Tööd saab arvutada samade valemite abil, mis alalisvoolulgi, ainult voolutugevuse ja pinge püsiväärtuste asemel tuleb valemitesse panna nende suuruste efektiivväärtused. Vahelduv töö, kui paigal olevat juhti läbib vool, eraldub temast elektrivoolutööga võrdne soojushulk .Q=A=IUT=I2Rt
*Efektiivne pinge- vahelduvvoolu pinge muutus ajas. Koduse pisikupesa klemmidel 230V, teataval hetkel on vastava siinuseliselt muutuva pinge max väärtus ruutjuur2 X korda suurem.
*Efektiivne voolutugevus- Vahelduvvoolu efektiivväärtuseks nimetatakse sellist alalisvoolu tugevust, mille korral eraldub vahelduvvooluringis võrdse aja jooksul sama suur soojushulk kui alalisvoolu korral. I=Im/ruutjuur2
*Efektiivne võimsus- muutuv elektrivool
PILET2
1.Kuidas jaotatakse materjalid elektrijuhtivuse järgi?
Kolmeks: Pooljuhid ,mille elektrijuhtivus pole niivõrd hea(räni), dielektrikud, mille vabade laengute kandjate arv on väike e. Juhib halvasti(kumm,klaas), juhid, mis juhivad elektrit hästi,see sisaladab rohkelt vabalt liikuvaid lanenguga osakesi(vask)
2.Elektrivoolu töö ja võimsuse arvutamine.
2) Elektrivoolu töö avaldub A=UIt, kus U-pinge(V), I-voolutugevus (A), t-aeg(s). Elektrivoolu võimsus( vattides W) (N) avaldub N=UI, kus U-pinge, I-voolutugevus.
PILET3
1.Mis on vahelduvvool ?
Elektrivool,mille suund ja tugevus perioodiliselt muutvad. Nim, ka siinusvooluks, sest graafik on nagu siinusgraafik. Alalisvoolu ees on mitmeid eeliseid : nt on vahelduvvoolumootorid lihtsamad,odavamad ja töökindlamad.
2.Juhi takistus. Eritakistus.
Iseloomustab teatud kindlast materjalist elektrijuhivõimet avaldada teda läbivale voolule takistust. Sõltub aine keemilisest koostisest ja struktuurist e. Aatomite paikemisese viisist. R=U/I. Juhi takistus sõltub materjalieritakistusest, juhi pikkusest, ristlõikepindalast ja temperatuurist.
PILET4
Kirjelda voolutugevusi ja pingeid jadaühenduses . Kuidas arvutada üksikul takistil eralduvat soojushulka?
Jadaühenduses vool ei hargne. Kõik elemendid on ühendatud vooluahelasse järjestikku.
Takistite kogutakistus võrdub üksikute takistuste summaga . R = R1 + R2 + R3
Kogupinge on võrdub osapingete summaga. U = U1 + U2 + U3
Voolutugevus on kõikides juhtides sama. I = I1 = I2 = I3
Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga , juhi takistusega R ja voolu kestusega t (Lenzi seadus) Q = I2R t
PILET4
2.Juhi takistuse sõltuvus temperatuurist.
Takistuse suurenedes temperatuur suureneb. Sest mida suurem on temperatuur, seda rohkem ioonid võnguvad ja seda rohkem segavad nad elektronide suunatud liikumist.
PILET5
1. Elektrienergia .
Elektrienergia on elektromagnetvälja energia. Saadakse mõnda teist liiki energiat, lihtne üle kanda, muundub kasulikuks energiaks elektritarvitites, elektrimootorites, küttekehades, valgustites.
2.Mis on pooljuhid ja kus neid kasutatakse? Pn- siire , dioodid, transistorid .
Pooljuhid: vahepealse elektrijuhtivusega. Laengukandjad ei ole alati vabad, kuid neid saab kergesti vabadeks muuta. Sõltub temperatuurist, peale langevast valgusest, lisandite sisaldusest põhiaines. Nende tingimuste muutmisel kergest reguleeritav. Leiab kasutust tänapäeva elektroonikas, nt raadio
Pn- seire takistatakse pooljuhtide abiga, mis laseb ühes suunas voolu läbi ning teises mitte. Saab valmistada dioode, mille abil voolu alandada.
Dioodid: elektronseadetis, millele on ühesuunaline elektrijuhtivus. Põhiülesanne Vahelduvvoolu alandamine .
Transistor: Pooljuhihelates elektriahelate lülitamiseks ja helisignaalide võimendamiseks.
PILET6
1.Mis on võnkering ja kuidas on seotud võnkeringi parameetrid väljakiiratava elektromagnetlaine parameetritega?
Võnkering: induktiivpoolist ja kondensaatorist koosnev elektriahel , milles on võimalik elektrivõnkumine. Sellises ahelas muutub kondensaatori elektrivälja energia pooli magnetvälja energiaks ja vastupidi. Kasutatakse vajaliku sagedusega signaalide välja arendamiseks või tõkestamiseks.
2. Elektrikaitsmed .
Elektrikaitsmed kaitsevad ülemäärase voolutugvuse eest, elektrisüsteemi kõige nõrgem lüli.
SULAVKAITSE : ülepinge tekkides kaitse sulab ning vooluring katkeb
AUTOMAATKAITSE : kaitselüliti on lüliti, mis voolutugevuse liigsel suurenemisel , nt lühise või ülekoormuse korral vooluahela automaatselt katkestab. Saab uuesti sisse lülitada.
BIMETALLIKAITSMED: automaatkork, mis liigsuure voolu läbiminekul soojeneb ning siis kõverdub ja ühenduse -.katkestab. Jahtudes taastab vooluringi.
PILET7
1.Voolutugevus.
Voolutugevus, mõõtühik amper (A),vahelduvvooluahelas suureneb. Võrdub ajaühikus ristlõike pindala läbinud elektrilaenguga. I=U/R või I=q/t. Elektrivool on elektronilaengute suunatud liikumie elektriahelas .
2.Generaatori tööpõhimõte
Generaatori töö põhimõte on oma ringliuglemisega toota voolu. Töö põhineb pinge tekkemises juhis, mis asub muutuvas elektriväljas. Vahelduvvoolugeneraator on kaasajal põhiliseks vooluallikaks. Võimusus on elektrijaamades üle 1MW. Veel on ka alalisvoolumootoreid.
PILET8
1.Elektromagnetismi olulisemaid rakendusi, näiteks raadioside , televisioon , radarid , globaalne punktiseire (GPS).
1)Raadioside- info antakse edasi magnetlainete abil läbi õhu, eesmärk on ühenduse loomine, signaalide edastamine . Televisioon-levib raadiosignaalidega. Radarid-elektromagnetlaineid kasutatakse objektide kauguse, kõrguse, kiiruse ja liikumissuuna kindlaks tegemiseks. Globaalne punktiseire(GPS)-võimaldab määrata vastuvõtja täpse asukoha ja ajahetke
2.Mis on siseenergia ja mis on soojusenergia .
Siseenergia sõltub aineosakeste liikumise kiirusest, asendist. Muutub aine oleku ja temperatuuri muutumisel. Füüsikaline suurus soojushulgaks (Q) nimetatakse siseneenergia hulka, mis kandub ühelt kehalt teisele ja vastupidi.
Soojusenergia e. Soojus on aine molekulide korrapäratus liikumises ja omavahelistes põrkumistes kätkenud energia. Aineosakeste kineetiliste energiate summa.
Erisoojus on füüsikas soojushulk, mis on vajalik ühikulise massiga ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra.
Gaasi kogu siseenergia muutub tehtud töö ja saadud soojushulga arvelt.
Valem: U = A + Q. Kui tööd teeb gaas ise või toimub jahtumine , siis on mõlemad suurused negatiivsed, sest gaasi energia väheneb. Gaas teeb tööd paisumisel , ehk siis, kui muutub tema ruumala. Gaasi tööd saab arvutada valemist : A = pV, kus p - gaasi rõhk ja V - ruumala muutus.
PILET9
1.Mis on ideaalne gaas?
Ideaalne gaas- tegeliku (reaalse) gaasi mudel, kus a) molekulid loetakse punktmassideks, b) molekulide põrgetel seinaga nende kiiruste väärtus ei muutu, muutub ainult kiiruste suund. c) Molekulide vahelist vastastikmõju ei arvestata.
2.Gaasi olekuvõrrand.
pV=m/M*(R*T) p-rõhk (Pa), V-ruumala(m3), m-gaasi mass(kg) M- molaarmass (kg/mol), universaalne gaasikonstant R=8.31
PILET10
1.Soojusülekande liigid. Mehaaniline töö ja soojusenergia.
1) Soojusülekande liigid:
* soojusjuhtivus - soojus kandub osakestele, ilma, et aine ümber paigutuks. Metall on hea soojusjuht . Konvektsioon -soojus kandub edasi aine ümberpaigutamise tõttu, toimub vedelikes ja gaasides . Nt: hoovused. Soojuskiirgus - soojus kandub kiirgusena edasi. nt:päike.Meh. Töö- füüsikaline suurus, mis võrdub jõu ja selle mõjul keha poolt läbitud teepikkuse korrutisega Soojusenergia- kõigi osakeste liikumisnergiate summa.
2. Termodünaamika I printsiip.
Termodünaamika I seadus: Gaasi sisenergia muutub tehtud töö ja saadud soojushulga arvelt.
Valem: U = A + Q. Kui tööd teeb gaas ise või toimub jahtumine, siis on mõlemad suurused negatiivsed, sest gaasi energia väheneb. Gaas teeb tööd paisumisel, ehk siis, kui muutub tema ruumala. Gaasi tööd saab arvutada valemist: A = pV, kus p - gaasi rõhk ja V - ruumala muutus.
*Isohoorilisel protsessil kui ruumala ei muutu, gaas tööd ei tee.
*Isobaarilisel protsessil kehtib ülaltoodud valem.
*Isotermilisel protsessil, kui muutuvad nii ruumala kui rõhk, saab gaasi tööd arvutada graafikult isotermi alla jääva pindala arvutamisel ühikruudu meetodil.
PILET11
Termodünaamika II printsiip.
Termodünaamika II Kasulik töö tekib ringprotsessi siis, kui kokkusurumine toimub madalamal rõhul kui paisumine . Et aga väiksem rõhk antud ruumala juures tähendab madalamat temperatuuri, tuleb gaasi enne kokku surumist jahutada ja pärast kokku surumist soojendada.
2)Soojusmasina tööpõhimõte ja kasutegur.
Soojusmasin muundab soojushulga mehaaniliseks tööks. Masina tööks vajalikku soojust võib saada kütuste põletamisel, päikese- või tuumaenergiast või maa sisesest soojusest. Mehaaniline töö tehakse gaaside paisumisel, et aga masin töötaks pidevalt, tuleb paisunud gaas uuesti algolekusse kokku suruda.
95% tänapäevaenergeetikast põhineb soojusmasinatel. Soojusmasina kasutegur näitab, kui palju kogu tööst muudab soojusmasin kasulikuks tööks.
PILET12
1.Millised on elektrienergia tootmise peamised allikad?
Taastuvad
Taasutamatud
päikeseenergia
põlevkivi
Tuuleenergia
Nafta
Hüdroenergia
Kivi-ja pruunsüsi
Geotermaalenergia (maa siseenergia)
Uraanimaak
Biokütus (puu,süsi,õled, sõnnik )
Maagaas
biomassienergia
turvas
2.Kuidas on energeetiline reostus seotud termodünaamika printsiipidega? Millega reostust vähendada?
Entroopia väljendab ülekantava soojushulga suhet temperatuuriga. Mida kõrgem on temperatuur, seda raskem on toota kasutuskõlblikku energiat. Maa on suletud süsteem saateainetele.
PILET13
1.Millised on Eesti ja ülemaailmse energeetika tähtsamad arengusuunad?
Põlevkivi tohusemat kasutust põlevkivijaamade uuendamise teel. Põlevkivi tootmise laiendamist. Taastuvate energiavarude rakendamist EL kehtestatud eesmärkidel. Tuule- ja hüdrojaamade juurdeehitamine. Küttepuidu kasutamine elektrienergia tootmiseks. Hoonete soojusisolatsiooni parandamist küttekulude vähendamise eesmärgil.Vähese energiamahukuse (nt teaduspohiste)tööstusharude laiendmine.
2.Millised protsessid on esitatud graafikutel. Millised nendest on isoprotsessid ?
Isotermilised, isohoorilised,isobaarilased,adiabaatilised. Gaasidel on 3 termodünaamilist parameetrit= rõhk,ruumala,temperatuur. Isoprotsessid on sellised gaasi parameetrite muutused, kus uks neist parameetritest jääb konstantseks.
PILET14
1.Mis on energia, millised on energia liigid?
Energia on keha võime teha tööd.Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele.Energia liigid:
*Mehaaniline energia (Kineetiline energia, potentsiaalne energia)
*Soojusenergia
* Tuumaenergia
*Elektrodünaamiline energia (Magnetiline energia, kiirgav energia)
* Elektrostaatiline energia
*Keemilise sideme energia
*Hüdrauliline energia
2.Kuidas arvutatakse mehaanilist tööd, energiat, võimsust? Kuidas arvutatakse gaasi poolt tehtud tööd?
Mehaaniline töö: A=Fs
Energia: E=A, Ep=mgh, Ek=mv2/2
Võimsus: N=UI, N=A/t
Mehaaniline töö (tähis A või W) A=F(jõud)*s( nihe )
Energia (tähis E, ühik J)
kineetiline energia E=mv2/2
Ülestõstetud keha potensiaalne energia
E=mgh
Ideaalgaasi kineetilise energia ja temperatuuri seos
E=2/3k*T
Deformeeritud keha potensiaalne energia
Ep=k(delta l)2(ruut)/2
Võimsus (tähis P või N, ühik W-vatt)
Mehaaniline võimsus
N=A/t või N=F*v
Elektrivoolu võimsus
N=A/t N=U*I N=U2(ruut)/R N=I2(ruut)*R
ENERGIA – Füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha või jõu võimet teha tööd. Energia tähis on E ja ühik SI-süsteemis on 1 džaul .
KINEETILINE ENERGIA – Energia, mis on tingitud keha liikumisest teiste kehade suhtes. Valemiks on Ek=mv2/2. Mõõtühikuks džaul.
POTENSIAALNE ENERGIA – Energialiik, mis on tingitud keha asendist ja mõjust teiste kehade suhtes. Valemiks Ep=mgh. Ühikuks 1 džaul.
SOOJUSENERGIA – Soojusenergia on soojusenergia, mida kasutatakse energeetilistel eesmärkidel. E=3/2kT
SOOJUSHULK – Füüsikaline suurus, mis iseloomustab soojusvahetuse teel ülekantud energiahulka. Soojushulka tähistatakse tähega Q. Q=c*m*deltat
TÖÖ – Füüsikaline suurus, mis iseloomustab ühelt punktilt teisele kantud energia hulka. Töö tähis on A. Mõõtühikuks džaul. Valemiks A=F*s
VOOLUTUGEVUS – Näitab, kui suur elektrilaeng läbib juhi ristlõiget ühes ajaühikus. Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga. Selle ühikuks on 1 Amper ja tähiseks A. Voolutugevust arvutatakse valemist I=q/t või I=U/R.
PINGE – Füüsikaline suurus, mis iseloomustab kahe punkti vahelist elektrivälja potentsiaalide erinevust. Tähiseks on V. Ühikuks volt. Pinget saab mõõta voltmeetriga. U=A/Q või U=IR
VÕIMSUS – Füüsikaline suurus, mis näitab, kui palju tööd teeb jõud ühe ajaühiku jooksul. Tähiseks on W. Suuruse tähis on P. Ühikuks on vatt. Valemiks P=A/deltat
ELEKTRIVÕIMSUS – Näitab elektrivälja tugevust.
ELEKTRIENERGIA – Elektromagnetvälja energia. Saadakse mõnda teist liiki energiat muundades elektrijaamades. Seda on lihtne üle kanda ja see on suure kasuteguriga. Elektrienergiat arvestatakse kilovatt -tundides (kWh).
ELEKTRITAKISTUS – E takistus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab juhi omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju. Tähis on R ja ühikuks on oom. Valem R=U/I
ERITAKISTUS – On füüsikaline suurus, mis iseloomustab mingi kindla materjali omadust avaldada elektrilaengute liikumisele takistavat mõju. Tähis on roo ja ühikuks oommeeter.
ELEKTROMOTOORJÕUD – Mõõtühik on volt. 1 kuloni suuruse laengu ümberpaigutamiseks vooluringis tehakse tööd 1 džaul.
AINEHULK – Ainehulk on füüsikaline suurus, mis iseloomustab aine kogust osakeste arvu järgi. Tähiseks on n ja põhiühikuks on mol ( mool ). Valem on n=m/M (aine mass jagatud aine molaarmassiga).
TEMPERATUUR – Füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha soojuslikku olekut ehk soojustaset. Tähis on t ja seda mõõdetakse kelvinites.
RÕHK – Füüsikaline seadus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega. p=F/S.
Pascali seaduse järgi annavad vedelikud ja gaasid neile mõjuva rõhu edasi kõigis suundades võrdselt. Rõhu ühik SI – süsteemis on paskal (Pa). Veel mõõdetakse seda atmosfäärides (atm) ja baarides (bar).
RUUMALA – Füüsikaline suurus, mis kirjeldab keha mahtu või aine mahulist kogust. Tähiseks on V ja ühikuks m3.
BOLTZMANNI KONSTANT – Füüsikaline konstant, mis seob omavahel aineosakese energia ja aine temperatuuri. Tähiseks valemis on k. k=1,38*10-23 J*K (džaul korda kelvin ).
UNIVERSAALNE GAASIKONSTANT – Ideaalse gaasi paisumistöö. Tähiseks R. R=8.3 J*K*mol
AVOGADRO ARV – Aineosakeste arv 1- moolis ainehulgas. Tähiseks NA. Avogadro arv on 6,02* 1023 .
PIKKUS – Füüsikaline suurus, mis kirjeldab keha lineaarseid mõõtmeid. Tähis l ja ühik on 1 meeter.
TIHEDUS – Füüsikaline suurus, mis näitab aine massi ruumalaühikus. Sümboliks on roo ja ühikuks kg/m3. Valemiks on roo=m/V
MOLEKULIDE KONSENTRATSIOON – Molekulide arv ühes kuupmeetris. Tähis n või N.
ÜHE MOLEKULI KESKMINE KINEETILINE ENERGIA –
KASULIK TÖÖ – Töö, mida tehakse ilma kasutegurita.
KÜTTEVÄÄRTUS – Ühe massi – või mahuühiku kütuse põletamise korral eralduv soojushulk.
KOGUTÖÖ - Kogu tehtud töö
KASUTEGUR – Avaldub kehale antud koguenergia E suhtena : Ek/E