Elerin Ehte ELEKTROMAGNETILINE INDUKTSIOON 1. Magnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat pinda selle pinna suuruse ja asendi tõttu magnetväljas. Magnetvoog sõltub nurgast magnetvälja suuna ja juhtmekeeru pinna normaali vahel. Valem: =BS cos Tähis: (Fii) Ühik: 1 Wb (veeber) Üks veeber on magnetvoog, mis läbib 1m2 suurust magnetvälja suunaga ristuvat pinda, kui välja magnetinduktsioon on 1 T. 2. FARADAY KATSED Faraday hakkas oma katsetusi tegema, siis kui ei leidnud raamatust vastuseid looduse küsimustele. Michael ei armastanud kasutada valemeid
Elektrivooluga juhtmele magnetväljas mõjuva jõu F suuruse määrab voolutugevus, juhtme pikkus ja magnetvoo tihedus e. magnetiline induktsioon B. Mõjuva jõu suunda saab määrata ,,vasaku käe reegliga": Kui vasak käsi asetada nii, et magnetvälja jõujooned suunduvad peopessa ja sõrmed näitavad voolusuunda, näitab pöial vooluga juhile mõjuva jõu suunda. Kui vooluga juhtmeid keerata mähiseks nii, et vool oleks igas keerus samasuunaline, siis on iga juhtmekeeru magnetvälja jõujooned samuti samasuunalised ja liituvad juhtmeid ümbritsevaks ühiseks magnetväljaks. Kui sellesse pooli paigutada pehmest terasest südamik, siis südamik magnetiseerub. Selle elektromagneti magnetvälja tugevus sõltub mähise keerdude arvust ja mähist läbiva voolu tugevusest. Mida rohkem on masinas mähiseid, seda ühtlasem on pöörlemiskiirus. Püsimagnetist poolused, mis tekitavad magnetvälja, on kinnitatud silindrilise
i = - induktsioni elektromotoorjõud t magnetvoo muut t- ajavahemik, mille vältel magnetvoog muutus /t magnetvoo muutumise kiirus Miinusmärk tuleneb Lenzi reeglist: induktsioonivoolu suund on selline, et tema magnetväli takistab induktsioonivooli esile kutsuvat magnetvoo muutumist. Induktsioonivool toimib alati vastupidiselt voolu esile kutsuvale põhjusele. Kui magnetvoog läbi juhtmekeeru kasvab ja tema muut on positiivne, siis induktsiooni elektromotoorjõud üritab tekitada sellise suunaga induktsioonivoolu, millest tingitud magnetväli kahandaks magnetvoogu juhtmekeerus. Elektromagnetilise induktsiooni seadusele võime anda erikuju kui induktsioonivool tekib juhtme liigutamisel magnetväljas. Sellisel juhul on laenguid liikuma panevaks jõuks Lorentzi jõud. vBl sin Endainduktsiooniks nimetatakse induktsiooni elektromotoorjõu tekkimist juhis sellese juhis
ALALISVOOLU ELEKTRIMASINAD 1. Millisel füüsikalisel nähtusel põhineb alalisvoolu elektrimootori töö? Töö põhineb füüsikast tuntud elektromehaanilisel nähtusel, et magnetväljas asetsevale vooluga elektrijuhtmele mõjub jõud, mis paneb selle juhtme liikuma magnetväljaga risti olevas suunas 2. Millisel füüsikalisel nähtusel põhineb elektrigeneraatori töö? Elektromagnetilise induktsiooni nähtusel. 3. Milles seisneb elektrimasinate pööratavuse printsiip? 4. Mis on elektrimasina põhiosad? Ergutusmähis, ankur, hari, lamell, kommutaator, ankrumähis. 5. Kuidas tekitatakse püsiergutusega elektrimootoris magnetväli? Magnetväli tekitatakse nn poolustega, selleks on ergutusmähis, mis on keritud ferromagnetilisest ainest südamikule. Poolused on kinnitatud silindrilise terasikke külge (joonisel ei ole näidatud), mis on ühtlasi elektrimootori kereks ja magnetahela osaks. Ergutusmähise või püsimagnetite abiga. 6. Kuidas tekita...
juhtmekeerus induktsioonivool täpselt samamoodi nagu püsimagneti korral (kui nihutada üht juhet teisele lähemale, siis lõikavad ühe vooluga juhtme magnetvälja jõujooned teistvooluta juhet). Nii on see muidugi eeldusel, et juhtmekeerdu lähendatakse poolile ja pooli magnetväli on suunatud alt üles. Vasaku käe reegli kohaselt on induktsioonivoolu suund vastupidine voolu suunale indutseerivat magnetvälja tekitavas poolis. Juhtmekeeru kaugenemisel poolist on ka induktsioonivool suunatud vastupäeva. Mõlemad vaadeldavad voolud on sel juhul samasuunalised. ● Voolu muutmine juhtmes. Vooluga juhtme liikumine tekitab magnetvälja vahendusel voolu naaberjuhtmes. Kui võtta kaks paralleelset sirgjuhet, millest üks on läbi lüliti ühendatud vooluallikaga, siis lüliti sulgemisel suureneb voolutugevus juhtmes nullist kuni mingi lõppväärtuseni I. Vastavalt kasvab ka selle voolu magnetväli
4. Lenzi reegel, selle rakendamine induktsioonivoolu suuna määramiseks kontuuri läbiva kindla suunaga välja magnetvoo vähenemisel ja suurenemisel. Indutseeritava elektromotoorjõu ja voolu suunda saab määrata Lenzi reegli järgi: Indutseeritava emj. poolt põhjustatava voolu suund on alati niisugune, et ta töötab vastu voolu tekitavale nähtusele, s.t. püüab säilitada väljakujunenud olukorda. Kui magnetvoog läbi juhtmekeeru kasvab ja tema muut on positiivne, siis induktsiooni emj üritab tekitadasellise suunaga induktsioonivoolu, millest tinitud magnetväli kahandaks magnetvoogu juhtmekeerus (mõjuks negatiivselt). Sel juhul võime induksiooni emj lugeda negatiivsex. 5. Elektromagnetilise induktsiooni seaduse kasutamine homogeenses magnetväljas ühtlaselt pöörlevas kontuuris (mähises) indutseeriva e.m.j. avaldise saamiseks (vahelduvvoolu generaator). Selle (induktsiooni emj) võnkumise kujutamine graafiliselt
Energia jäävuse seadusest. 10. Mida näitab magnetvoog? - Magnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat pinda selle pinna suuruse ja asendi tõttu magnetväljas. 11. Magnetvoo ühik ja millega on see samaväärne? - - 1 Wb (veeber). Magnetvoog on võrdeline koosinusega nurgast magnetvälja suuna ja pinna normaali vahel. 12. Millest sõltub magnetvoog? Magnetvoog sõltub nurgast magnetvälja suuna ja juhtmekeeru pinna normaali vahel. 13. Mis põhimõttel tekib induktsiooni elektromotoorjõud liikuvas juhis, valem, tähised? Kui induktsioonivool viib positiivse ühikulise laengu üks kord läbi tekkiva vooluringi, siis kõrvaljõu poolt selleks tehtavat tööd nimetatakse induktsiooni elektromotoorjõuks. (Ümar)E elektromotoorjõud = Ak töö / q - laeng 14. Mis on pööriselektrivälja tekke põhjuseks, millised on selle välja jõujooned?
Vahelduvvool Vahelduvvoolu generaator- Kui juhtmekeeru üks ots 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- näi...
Elektrotehnika kordamisküsimuste vastused TTK (2/2) Vahelduvvoolu periood. Ajavahemikku, mille vältel muutuv suurus teeb ühekordselt läbi kõik oma muutused, nimetatakse perioodiks, tähistatakse tähega T ja mõõdetakse sekundites. Vahelduvvoolu sagedus. Perioodide arvu sekundis ehk perioodi pöördväärtust nimetatakse vahelduvvoolu sageduseks ja tähistatakse tähega f. Sageduse mõõtühikuks on herts (Hz) Vahelduvvoolu nurksagedus. juhtmekeeru pöörlemissagedus ehk nurksagedus = / t on võrdne täisvõngete arvuga 2 sekundi jooksul. ALALISVOOLU ELEKTRIMASINAD 2,5-8 kahtlane! ! ! http://ekool.tktk.ee/mod/resource/view.php?id=6555 Millisel füüsikalisel nähtusel põhineb alalisvoolu elektrimootori töö? Lühidalt: Kõikide elektrimootorite töö põhineb füüsikast tuntud elektromehaanilisel nähtusel, et magnetväljas asetsevale vooluga elektrijuhtmele mõjub jõud, mis paneb selle juhtme
sümmentrilised rootori pöörlemistelje (2) suhtes. Juhtmekeerud lülitavad kordamööda vooluringi läbi grafiitvarraste, mida nimetatakse harjadeks (3), vedrud (4) suruvas harjasid vastu rootori kontaktrõngast (5), kontaktrõngal paiknevad vaskplaadid on juhtmekeerdude otsteks. Vooluringi osaks on just see juhtmekeerd, mille plaadid on kontaktis harjadega. Rootor koos oma juhtmekeerdudega asub püsimagneti (6) magnetväljas. Juhtmekeeru kõikudele AB ja CD mõjuvad Ampèire'I seaduse kohaselt jõud F ja F' , need jõud panevad rootori pöörlema. On oluline, et juht läbib just seda juhtmekeerdu, mis antud hetkel asetseb paralleelselt magnetvälja jõujoontega. Sel juhul on magnetjõudude pöörav toime maksimaalne. Kui vool läbiks magnetvälja jõujoontega ristuvat raami, siis mõjuksid jõud F ja F' samal sirgel. Nad vaid venitakse juhtmekeerdu laiemaks, kuid ei suudaks teda pöörata. §16. Lorentzi jõud
1. Muudame poolide vaheline kaugus. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline magnetinduktsiooniga B 2. Muudame poolide südamiku ristlõikepindalat. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline pindalaga S, mida läbivad muutuva magnetvälja jõujooned. 3. Muudame poolide vahelist nurka. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline koosinusega nurgast juhtmekeeru normaali ja magnetvälja suuna vahel. Magnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat pinda. 1 Wb(veeber) 1Wb = 1T 1m2 Magnetvoog = B S cos B on magnetinduktsioon S pinna pindala nurk pinna normaali ja magnetvälja vahel
laetud kehad elektrilises vastastikmõjus. Elektrilaengu ühikuks on 1C Elektrilaenguid on kahte liiki: positiivne ja negatiivne. Samaliigilise elektrilaenguga kehad tõukuvad, eriliigilise laenguga tõmbuvad. 27. Mis on elektromagnetiline induktsioon? ELEKTROMAGNETILISEKS INDUKTSIOONIKS nimetatakse elektrivoolu tekkimist suletud juhis, kui juht lõikab magnetvälja jõujooni. Igasugune magnetvälja muutumine juhtmekeeru ümber põhjustab induktsioonivoolu. 28. Nimeta BOHR´I POSTULAADID! · Elektron liigub aatomis ainult teatud kindlatel lubatud orbiitidel. Lubatud orbiitidel liikudes elektron ei kiirga. · Elektroni üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele, kiigab või neelab aatom valgust kindlate portsjonite ehk kvantide kaupa. 29. Kuidas vahelduvad aastaajad? AASTAAJAD (talv, kevad, suvi, sügis) tulenevad sellest, et Maa tiirleb ümber päikese ja
püsimagneti väljale. Induktsioonivool takistab sellesama magnetvälja kasvu, mis voolu esile kutsus. Tasub ka rõhutada, et induktsioonivool on olemas vaid seni, kuni juhtmekeerd püsimagneti jõujoonte suhtes liigub. Kui lõpeb liikumine, siis saab laengukandjatele mõjuv Lorentzi jõud nulliks, sest v=0. Vooluga juhtme liikumine teise juhtme suhtes- Magnetvälja põhjustajana võib püsimagneti asemel kasutada ka vooluga pooli. Vooluga pooli nihutamisel juhtmekeeru suhtes tekib keerus induktsioonivool. Kui me asendame kujutatud katses püsimagneti pooliga, siis tekib ülemises juhtmekeerus induktsioonivool täpselt samamoodi nagu püsimagneti korral. Nii on see muidugi eeldusel, et juhtmekeerdu lähendatakse poolile ja pooli magnetväli on suunatud alt üles. Pooli magnetväljal on selline suund juhul, kui vool pooli keerdudes kulgeb ülalt vaadates vastupäeva (meie silme ees vasakult paremale).
kôrgematel temperatuuridel. Ferromagneetikud on ained, millel on suur magnetiline läbitavus. Nad säilitavad magnetvälja ka välise magnetvälja môju lakkamisel. Ferriitidel on lisaks omadus mitte juhtida elektrivoolu. Ferromagneetikuid iseloomustatakse nn. Curie temperatuuriga. See on igale ainele iseärane kôrgeim temperatuur, mille ületamisel neil kaovad magnetilised omadused. Elektromagnetilise induktsiooni nähtus seisneb selles, et muutuv magnetväli, läbides suletud juhtmekeeru, tekitab selles induktsioonivoolu. Induktsioonivoolu suund sôltub magnetvälja muutumise suunast ja (püsi)magneti poolusest, mis jääb juhtmekeeru poole. Voolutugevus sôltub magnetvälja muutumise kiirusest ja juhtme takistusest. Induktsioonivoolu suunda määratakse Lenzi reegliga : induktsioonivoolul on selline suund, et tema magnetväli püüab takistada voolu esile kutsunud magnetvoo muutust. Elektromagnetilise induktsiooni seadus :
1. Muudame poolide vaheline kaugus. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline magnetinduktsiooniga B 2. Muudame poolide südamiku ristlõikepindalat. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline pindalaga S, mida läbivad muutuva magnetvälja jõujooned. 3. Muudame poolide vahelist nurka. Elektromagnetiliste nähtuste kirjeldamiseks vajalik suurus võrdeline koosinusega nurgast juhtmekeeru normaali ja magnetvälja suuna vahelMagnetvoog näitab, millisel määral läbivad magnetvälja jõujooned vaadeldavat pinda. B on magnetinduktsioon S pinna pindala nurk pinna normaali ja magnetvälja vahel Üks veeber (1 Wb) on magnetvoog, mis läbib 1 m2 suurust magnetvälja suunaga ristuvat pinda, kui välja magnetinduktsioon on 1T. 8. Faraday induktsiooniseadus Induktsioonivool ja ka vastav emj on seda suuremad, mida kiiremini magnetvälja muutus toimub.
Hz 1 kHz 1 MHz 1 GHz 1 THz Lainepikkus 300 km 30 km 3000 m 300 m 30 m 3m 3 dm 3 cm 3 mm 0,3 mm 6.3 Siinuselise elektromotoorjõu saamine Siinuselektromotoorjõudu võib saada, kui homogeenses magnetväljas konstantse nurkkiirusega pöörata juhtmekeerdu ümber telje, mis on risti magnetjõujoonte suunaga Kui juhtmekeeru pöörlemissagedus ehk nurk- sagedus = / t ja kui alghetkel t = 0 on keerd algasendis, nagu joonisel, horisontaalselt, siis keeru aktiivkülgedes indutseeritakse elektromotoorjõud 72 e1 = e2 = B l v sin a = B l v sin t. Kuivõrd keeru küljed on ühendatud jadamisi, siis keerus indutseeritud emj. e = e1 + e2 = 2 B l v sin t. Kui keeru asemel on pool, millel on w keerdu, siis on summaarne emj. w korda suurem: e = 2 B l w v sin t. Kui juhtmekeerd või pool on algasendis, siis
Ee t voolutugevuse ühikulisel muutmisel ajaühiku jooksul. L = , kus absoluutväärtuse märk I I rõhutab induktiivsuse positiivsust. Või teisel kujul Ee = -L (NB! Valemites on Ee asemel Ee, t samal põhjusel, mis eespool). Ühe juhtmekeeru korral näitab induktiivsus magnetvoo muutust , mille tekitab selles keerus ühikuline voolutugevuse muutus I. L = . I Induktiivsus kirjeldab laengukandjate liikumisel esinevat (magnetväljast tingitud) inertsust vaadeldavas juhis. Induktiivsuse tähendus elektrinähtuste kirjeldamisel on lähedane massi omale mehaanikas
Ee t voolutugevuse ühikulisel muutmisel ajaühiku jooksul. L = , kus absoluutväärtuse märk I I rõhutab induktiivsuse positiivsust. Või teisel kujul Ee = -L (NB! Valemites on Ee asemel Ee, t samal põhjusel, mis eespool). Ühe juhtmekeeru korral näitab induktiivsus magnetvoo muutust , mille tekitab selles keerus ühikuline voolutugevuse muutus I. L = . I Induktiivsus kirjeldab laengukandjate liikumisel esinevat (magnetväljast tingitud) inertsust vaadeldavas juhis. Induktiivsuse tähendus elektrinähtuste kirjeldamisel on lähedane massi omale mehaanikas
Induktiivsus iseloomustab inertsust elektrinähtustes. Juhtme induktiivsus on 1 henri (H), kui selles voolutugevuse muutus 1 (A) ampri võrra 1(s) sekundis tekitab endainduktsiooni elektromotoorjõu 1 volt ( V ). 3.3.4. Vahelduvvool. u, i t Vahelduvvooluks mimetatakse elektrivoolu, mille suund ja suurus (tugevus) perioodiliselt muutub. Tavaliselt tekitatakse vahelduvvoolu pöörleva juhtmekeeru(de) abil homogeenses (ühtlases, ühetaolises) magnetväljas. Keeru pöörlemisel ühtlase kiirusega indutseerub ta otstes muutliku suuruse ning suunaga pinge, mille suurus on võrdeline keerdude (keeru) pinda läbiva magnetvoo muutuse kiirusega. Magnetvoog on magnetilise induktsiooni ja tema vektoriga risti oleva pinna korrutis. = BS ,kus (Wb veeber) magnetvoog, B (T) magnetiline induktsioon, S (m2) antud pind magnetväljas. Jääva nurkkiirusega pöörlemisel tekib sinusoidaalselt
kõik jõujooned suubuvad juhtmega ümbritsetud tasapinda ühelt poolt ja väljuvad teiselt poolt. Keeru sees on magnetväli tugevam, seetõttu on seal jõujooni tihedamini kui väljaspool keerdu. 45 Elektrivoolust põhjustatud magnetväli muutub voolu viiekordistamisel viis korda tugevamaks. Sama tulemuse saab, kui keerata juhe viieks teineteise lähedal olevaks keeruks nii, et vool oleks igas keerus samasuunaline. Siis on iga juhtmekeeru magnetvälja jõujooned samuti samasuunalised ja liituvad juhtmeid ümbritsevaks ühiseks magnetväljaks. Nii saadud silinderpooli ehk solenoidi ümber tekib voolu toimel magnetväli, mis on täiesti sarnane püsimagnetit ümbritseva magnetväljaga. Magnetjõujoonte suunda aga samuti ka pooluseid pooli otstes saab määrata kruvireegli abil. kui kruvi pöörlemissuund ühtib voolu suunaga poolis, siis kruvi kulgeva liikumise suund ühtib magnetjõujoonte suunaga.
S S a b Joonis 3.7. Elektromagnetilise induktsiooni nähtus. a – jõu tekkimine; b – elektromotoorjõu tekkimine Lisaks sellele ümbritseb magnetväli ka elektrivooluga juhet, nagu on näidatud Joonis 3.8,a. Tugevama magnetvälja saamiseks mähitakse juhe ümber südamiku ning saadakse induktiivpool, milles iga juhtmekeeru magnetväljad summeeruvad. Induktiivpooli magnetväli on illustreeritud Joonis 3.8,b. a b Joonis 3.8. Juhet (a) ja solenoidi (b) ümbritsev magnetväli 20 Indutseeritud elektromotoorjõud on seda suurem, mida suurem on magnetvoo tihedus B ja
Välja energia on alati võrdeline välja jõu kaudu kirjeldava suuruse ruuduga. Endainduktsiooni nähtus esineb juhul, kui juhis induktsiooni elektromotoorjõudu põhjustav magnetvoo muutus on tingitud voolu muutumisest juhis endas. Juhi induktiivsus L näitab, kui suur endainduktsiooni elektromotoorjõud tekib selles juhis voolu ühikulisel muutumisel ajaühiku jooksul, L = e / (I /t) või L = e / (dI /dt ). Sellest e = L dI/dt. Ühe juhtmekeeru korral näitab induktiivsus magnetvoo muutust , mille tekitab selles keerus ühiku- line voolu muutus I : L = /I. Induktiivsuse ühikuks on üks henri (1 H). Induktiivsus kirjeldab inertsi laengukandjate liikumisel vaadeldavas juhis (nagu mass mehaanikas). Üks henri (1 H) on sellise juhi induktiivsus, milles voolu muutumine kiirusega üks amper ühes sekundis kutsub esile endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt: 1 H = 1 V / (1 A/1 s) = 1 Wb / 1A.
Välja energia on alati võrdeline välja jõu kaudu kirjeldava suuruse ruuduga. Endainduktsiooni nähtus esineb juhul, kui juhis induktsiooni elektromotoorjõudu põhjustav magnetvoo muutus on tingitud voolu muutumisest juhis endas. Juhi induktiivsus L näitab, kui suur endainduktsiooni elektromotoorjõud tekib selles juhis voolu ühikulisel muutumisel ajaühiku jooksul, L = e / (I /t) või L = e / (dI /dt ). Sellest e = L dI/dt. Ühe juhtmekeeru korral näitab induktiivsus magnetvoo muutust , mille tekitab selles keerus ühiku- line voolu muutus I : L = /I. Induktiivsuse ühikuks on üks henri (1 H). Induktiivsus kirjeldab inertsi laengukandjate liikumisel vaadeldavas juhis (nagu mass mehaanikas). Üks henri (1 H) on sellise juhi induktiivsus, milles voolu muutumine kiirusega üks amper ühes sekundis kutsub esile endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt: 1 H = 1 V / (1 A/1 s) = 1 Wb / 1A.
Välja energia on alati võrdeline välja jõu kaudu kirjeldava suuruse ruuduga. Endainduktsiooni nähtus esineb juhul, kui juhis induktsiooni elektromotoorjõudu põhjustav magnetvoo muutus on tingitud voolu muutumisest juhis endas. Juhi induktiivsus L näitab, kui suur endainduktsiooni elektromotoorjõud tekib selles juhis voolu ühikulisel muutumisel ajaühiku jooksul, L = e / (I /t) või L = e / (dI /dt ). Sellest e = L dI/dt. Ühe juhtmekeeru korral näitab induktiivsus magnetvoo muutust , mille tekitab selles keerus ühiku- line voolu muutus I : L = /I. Induktiivsuse ühikuks on üks henri (1 H). Induktiivsus kirjeldab inertsi laengukandjate liikumisel vaadeldavas juhis (nagu mass mehaanikas). Üks henri (1 H) on sellise juhi induktiivsus, milles voolu muutumine kiirusega üks amper ühes sekundis kutsub esile endainduktsiooni elektromotoorjõu üks volt: 1 H = 1 V / (1 A/1 s) = 1 Wb / 1A.
annaabi.ee 
