ELEKTROSTAATIKA Füüsikaliste suuruste tähised ja mõõtühikud: Valemid: Elektrilaeng q C - kulon Elektrivälja tugevus E=F/q Jõud F J dzaul Punktlaengu elektrivälja E=k*(q/r2) tugevus Elektrivälja E N/C njuutonit kuloni Laengutevaheline mõjujõud F=k*(q1*q2/r2) tugevus kohta Kaugus laengust r M meeter Töö elektriväljas A=Es=Eqs Pinge U V volt (J/C) Elektriline pinge U=A/q Töö elektriväljas A J dzaul Elektrivälja potensiaal fii=Ep/q Elektrimahtuvus C F farad (C/V) Elektrimahtuvus C=q/U
Arvestus " Elektrostaatika" Füüsikaliste suuruste tähised ja mõõtühikud: elektrilaeng: q/1C(kulon) jõud: F/ 1N(njuuton) elektrivälja tugevus: E / 1C/N kaugus laengust: r/ pinge: U/ 1V/(volt) töö elektriväljas: A/ J(dzaul) elektrimahtuvus: C/ 1F(farad) elektrivälja energia: E/ N(njuuton) elektrivälja potensiaal: sabaga p/ 1V(volt) Valemid: elektriväljatugevus: E(vektor)= F(vektor)/q punktlaengu elektriväljatugevus: E= k*q/r ruuduga laengutevaheline mõjujõud: F= q1*q2/ r ruuduga töö elektriväljas: A= E*q*s elektriline pinge: U= A/q elektrivälja potensiaal: sabaga p= Ep/q elektrimahtuvus: C= q/U elektrivälja energia: Ep= E*q*d Seadused ja printsiibid: Coulumbi seadus: Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga. F= k*q1*q2/r ruuduga
AT 11. kl 1. Sõnasta Coulomb'i seadus, kirjuta seaduse kohta valem + selgitus. Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja sõltub keskkonnas, kus laengud paiknevad. q1 q 2 Nm2 F =k Kus k =9109 r2 C2 F laengutevaheline jõud (N), q1;q2 laengud ©, suhteline dielektriline läbitavus, r laengute vahekaugus (m) 2. Kirjuta laengutevahelise jõu arvutamise valem SI-süsteemis, kui laengud ei asu vaakumis. Selgita tähtede tähendused ja kirjuta vastavad ühikud. q 1 °q 2 -12 C2 F= Kus 0=8,8510
TTÜ Mäeinstituut 2 *** AAGB41 Puur- ja lõhketööde projekteerimine lubjakivikarjäärides väikelaenguaukudega Sisukord 1.Projekti andmed........................................................................................................................4 2.Laengute arvutus.......................................................................................................................4 2.1Suhteline laengutevaheline kaugus.................................................................................4 2.2Vähima vastupanujoone pikkus......................................................................................4 2.3Laengusamm reas............................................................................................................4 2.4Ridadevaheline kaugus................................................................................................... 4 2
Väljatugevus -Elektriväli ümbritseb iga laetud keha; ülesanne on kanda edasi elektrilist mõju; omab energiat, kuid ei ole tajutav. -Välja isel. suurus on elektrivälja tugevus: suurus, mis näitab ühiklaengule mõjuvat jõudu ehk iseloomustab väljas olevaid jõudusid. Valem/ühik: E=F/q;[E]=N/C=V/m -Väljatugevus on vektoriaalne suurus (laengutevaheline jõud on alati kindlasuunaline). -Mingi punkti väljatugevus on võrdeline väljatekitaja laenguga ja pöördvõrdeline kauguse ruuduga. Valem: Ea=k*q/r² -Jõujooned: mõttelised jooned, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat. Potentsiaal -Igal väljal on energia, mis isel. võimet teha tööd. -Energia isel. kasutatakse mõistet potentsiaal: elektriväljas ühiklaengu potentsiaalne energia.
5. Selgita Coulomb'i seadust. Seadus: 2 laengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengute vahelise kauguse ruuduga. Selgitus: Suur kaugus, suur jõud. Väike kaugus, väike jõud. q= +-n*e q elektrilaeng (C) kulon, n elektronide arv, e elektroni laeng, elementaarlaeng, e=1,6*10 ^-19 C F=kq*q^2/r^2 F jõud (N), k elektriline konstant, k=9*10 ^9 (N*m^2/C^2), g1 ja q2 elektrilaengud (C) kulon, r laengutevaheline kaugus (m) I=q/A I voolutugevus (A), q elektrilaeng (C), t aeg (s)
Tähis-e,Prootonil +e ja elektronil -e.'' 4.Laengu jäävuse seadus-Elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv suurus.5.Elektrijõuks nimetatakse jõudu, mille abil üks laetud keha mõjutab teist laetud keha. Tugevus sõltub elektrilaengute suurusest ja nende vahelisest kaugusest. 6.Coulomb´i seadus- Mida suuremad on kehade elektrilaengud, seda suuremad on neile kehadele mõjuvad elektrijõud.F-N-laengute vahel mõjuvad jõud; q1 ja q2 - C - laengute suurused; r-m-laengutevaheline kaugus; F=k*q 1*q2/ ja siis see tagurpidi 3= suhteline dielektriline läbitavus. 7.Elektriväli-Elektrilaengute mõjul tekkiv ja neid mõjutav väli. Elektrostaatiline-Liikumatute laengute elektriväli. Omadused: pidev,katkematu,lõpmatu,levib ühtlase kiirusega 3000000km/s mõjub elektrilaengutele mingi jõuga. 8.Elektrivälja tugevus antud punktis võrdub sellesse punkti asetatud laengule mõjuva jõu ja laengu suhtega. E=F/Q. E=elektrivälja tugevus, F=jõud ja Q=punktlaengu suurus. 9
F jõu suurus s nihke pikkus Kiiruse muutmiseks vajalik töö ja kineetiline energia v kiirus A töö F jõu suurus s nihke pikkus 4 a kiirenduse suurus m mass v kiiruse suurus t aeg Ekin kineetiline energia Elektrostaatilise jõu ületamiseks tehtav töö ja potentsiaalne energia F jõu suurus 0 elektrostaatiline konstant q1 ja q2 kaks laengut keskkonna dielektriline läbitavus r laengutevaheline kaugus F jõuvektor ds nihe dA elementaartöö ds nihke suurus nurk jõuvektori ja nihkevektori vahel Epot potentsiaalne energia Q proovilaeng q välja tekitav laeng elektrostaatilise välja potentsiaal U pinge d laengu tee pikkus E väljatugevuse suurus Gravitatsioonijõu ületamiseks tehtav töö ja potentsiaalne energia. Mehaanilise energia jäävuse seadus A - töö m1 ja m2 kaks massi r massidevaheline kaugus gravitatsioonikonstant
c) Tüdruku kiirus oli enne põrget suurem d) Poisi kiirus oli enne põrget suurem 7) Jõumoment mingi punkti suunas on suurim, kui a) Jõud on rakendatud sellele punktile võimalikult lähedale b) Jõud on rakendatud sellest punktist eemale (?) c) Jõuvektor on risti sellest punktist jõu rakenduspunkti viiva kohavektoriga d) Jõuvektor on pralleelne sellest punktist jõu rakenduspunkti viiva kohavektoriga 8) Tõukejõudude töö laengutevaheline kauguse suurenemisel on a) Positiivne b) Negatiivne c) Null 9) Kui kehale mõjub ainult üks jõud, mis teeb negatiivset tööd, siis keha kineetiline energia a) Kasvab b) Kahaneb c) Ei muutu 10) Seadus, mis väidab, et tehtav töö on alati väiksem kui soojusmasinale antav energia, nimetatakse a) Energia jäävuse seaduseks b) Töö-energia teoreemiks c) Termodünaamika esimeseks seaduseks d) Termodünaamika teiseks seaduseks
11.klass. III Kurssuse järelvastamine. Coulombi seadus.(sõnastus ja valem,tähtede tähendused) Kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga ja sõltub keskkonnas, kus laengud paiknevad. q1 q 2 N⋅m2 F =k k =9⋅109 r2 C2 F – laengutevaheline jõud (N), q1;q2 – laengud c, ε – suhteline dielektriline läbitavus, r – laengute vahekaugus (m) Kirjuta elektrivälja tugevuse definitsioonvalem, tähtede tähendused valemis ja mõõtühik. Elektrivälja tugevuseks nimetatakse elektrivälja punktis laengule mõjuva jõu ja F N laengu suuruse suhet. Valem: E= q Ühik: 1
t. Abs.õhuniiskus, grammi kuupmeetri kohta. Suhteline õhuniiskus = /0*100% Küllastusolekule vastavat temperatuuri nimetatakse kastepunktiks. [ELEKTER] Laengute jäävuse seadus: isoleeritud süsteemis on kõigi osakeste q1+q2+q3=const. laengute algebraline summa jääv. Coulombi seadus ehk eletrostaatika põhiseadus: kaks laengut mõjutavad teineteist jõududega, mis on võrdeline laengute F-laengutevaheline jõud (N) absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise q1 ja q2-laengute abs.väärtused (C), kauguse ruuduga. r-kaugus(m), k-võrdetegur ( ) Elementaarlaeng Elektrivälja põhiomadus: see mõjub välja sisse asetatud laengule mingi jõuga: elektrijõuga
kehade vahekaugusega. Neid kehi nimetatakse punktlaenguteks. Kontrollküsimused 2.Kuidas sõltub elektrijõud kahe laetud osakese vahel nendevahelisest kaugusest? Vastus: pöördvõrdeline kaugus ruuduga 3.Kuidas sõltub elektrijõud kahe laetud osakese vahel osakeste laengutest? Vastus: võrdeline kummagi laenguga 4.Kaks laengut asuvad teineteise läheduses. Ühte laengut suurendati 4 korda. Mitu korda peab muutma laengutevahelist kaugust ja kuidas, et laengutevaheline jõud ei muutuks? Vastus: suurendama 2 korda NB! Esimene küsimus ei avanenud! Eletriväli Elektrivälja tugevus Elektrivälja tugevus- näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. Väljatugevus on suunda omav suurus, seetõttu võib väljatugevust nimetada ja E-vektoriks. Ühik: 1N/C (njuuton kuloni kohta) Tähis: E Kontrollküsimused 1
Tahkes kehas paiknevad aineosakesed korrapäraselt. Kui keha kokku surutakse, siis aineosakesed lähenevad üksteisele, tekib osakestevaheline tõmbejõud. Keha venitamisel aineosakesed kaugenevad üksteisest, tekib aineosakeste vaheline tõmbejõud. Elastsusjõud moodustub osakestevahelisest jõududest. Elektrilaenguga osakeste vahel ja laetud kehade vahel mõjuvaid jõude nimetatakse elektromagnetjõududeks. Kuna elastsusjõu on põhjustanud laengutevaheline vastasmõju, kuuluvad nad oma olemuselt elektromagnetjõudude hulka. Ka dünamomeetri töö põhineb deformatsiooninähtusel. Dünamomeetri abil võrreldakse mõõdetavat jõudu dünamomeetri vedrus tekkiva elastsusjõuga. Hooke'i seadus väidab, et kehas tekkiv elastsusjõud Fe on võrdeline keha pikkuse muutusega (pikenemisega) x: Fe = - k x . Miinusmärk Hooke'i seaduses näitab, et elastsusjõud on deformeeriva jõu suhtes vastassuunaline. Võrdetegurit k nimetatakse jäikusteguriks
ühest olekust teise võrdub siseenergia muut üleantud ∆U-siseenergia muut, Q-soojushulk soojushulga ja tehtud töö vahega. (J), A-töö Termodünaamika II printsiip: soojust ei saa üle kanda külmemalt kehalt soojemale eilma, et sellega kaasneks teisi muutusi nendes kehades või neid ümbritsevates kehades. Coulombi seadus ehk eletrostaatika põhiseadus: q ¿q kaks laengut mõjutavad teineteist jõududega, mis on F=k 1 2 2 F-laengutevaheline r võrdeline laengute absoluutväärtuste korrutisega ja jõud (N) pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga. q1 ja q2-laengute abs.väärtused (C), r-kaugus(m), k-võrdetegur 9∗109 ( N∗m 2
nymaks kasuteguri % Gaasi rõhk ja ruumala p1V1=p2V2 ; p1/V2=p2/V1 p1/2 gaasi esialgne/lõplik rõhk (Pa) V1/2 gaasi esialgne/lõplik ruumala (m3) Coulombi seadus F=k*q1*q2/e*r2 k võrdetegur 9*109, e 1 vaakumis q elektrilaeng (C) r laengutevaheline kaugus (m) F jõud elektrilaengute vahel (N) Ampere'i seadus F=B*I*l*sin alfa; F jõud (N) kui risti e 90 O, F=B*i*l B magnetiline induktsioon (T) I soolutugevus (A) l juhtme pikkus (m) 1. SI-süsteemi põhiühikud pikkus, meeter, m; mass, kilo, kg; aeg, sekund, s; elektrivoolu tugevus, amper, a. 2. Newtoni I seadus.
r em 3 *10 2 __________________________ F=? lahendus k * q1 * q 2 F *r2 9 * 10 9 * 2 * 10 6 * 4 * 10 9 F 1 * (3 *10 2 ) 2 8 * 10 6 4 8 * 10 2 N 0,08 N 10 2 *10 8 C kaks ühesugust punktlaengut asetsevad teatud dielektrikus 9 * 10 2 N laengutevaheline jõud on ja nendevaheline kaugus 4 millises dielektrikus laengud asuvad? antud q1 2 * 10 8 C q 2 2 * 10 8 C F 9 * 10 2 N r 4mm __________________________ ? lahendus k * q1 * q 2 k * q1 * q 2 F *r2 *r 2 F kq1 q 2 F *r2 9 * 10 9 * 2 *10 8 * 2 *10 8
r q1 q 2 r q 2 vastastikune mõju on määratud Coulombi seadusega: F = k , kus r2 r 1 1 r k SI = , elektriline konstant 0 = , r - ühe laengu kohavektor teise suhtes, 4 0 4 9 10 9 r laengutevaheline kaugus r = r . Laengutevahelisedr mõjud toimivad elektrivälja kaudu, mida iseloomustatakse elektrivälja r F tugevusega E = - see on vektor, mis on samastatav ühikulisele proovilaengule q r mõjuva jõuga. Punktlaengu q elektrivälja tugevus kohavektoriga r määratud punktis: r r 1 q r r r
Esimene laeng suurusega +1.0 nC asub 2.0 cm kaugusel koordinaatide algusest, teine laeng suurusega 3.0 nC asub 4.0 cm kaugusel koordinaatide algusest. Milline on kolmandale, koordinaatide alguses asuvale laengule mõjuv jõud, kui laengu suurus on +5.0 nC? (1*2 + 3*4)/5 3. Kui suur on elektrivälja tugevus 2.0 m kaugusel punktlaengust, mille suurus on 4.0 nC? 4. Ühte laengut suurendati neli korda. Mitu korda peab suurendama laengutevahelist kaugust, et laengutevaheline jõud ei muutuks? 5. Punktlaeng suurusega 8.0 nC asub koordinaatide alguspunktis. Leida elektrivälja tugevuse vektor punktis, mille koordinaadid on x=1.2 m ja y=-1.6 m. Keskkonna mõju jätta arvestamata. -8,0 * 1, 2 * i + (-8.0)*(-1,6)*j = -11i + 14j N/C 6. Ühesugused kuulid on lükitud ühe ja sama niidi otsa ja riputatud statiivi külge. Mõlema mass on 0.20 g. Kuulidevaheline kaugus on 3.0 cm.
ioniseeritakse nt elektronidega pommitades, mistõttu lagunevad proovi molekulid laenguga fragmentideks. Fragmendid aga lahutatakse vastavalt massi/laengu suhtele, neid kiirendades ja viies elektri- või magnetvälja. Fragmente detekteerib nt elektronkordisti vastavalt fragmendirohkusele. Keemiliselt seotud statsionaarsete faaside süntees. C18 või C8 on kovalentselt seotud silikageelile; kovalentne side räniga. Ioonkromatograafia olemus Laengutevaheline vastasmõju analüüdi ja stats.faasile immobiliseeritud ioonide vahel. Anioonkromatograafia - kvaternaarsed aminorühmad, DEAE (dietüülaminoetaan); positiivse laenguga ioonid seovad anioone. Katioonkromatograafia - sulfoonhappe rühmad, karboksüülrühmad; negatiivse laenguga ioonid seovad katioone. pH muutmisega: nõrkade hapete lahutamine tugeval anioonvahetajal tugevate hapete lahutamine nõrgal anioonvahetajal Eksklusioonkromatograafia
F = 7,14 x 10-4 N. /9 x 10 9x5 x 10 12 = k = 9 x 10 9 Nm2/C2 q2 = 49,98 x10 4 x 36 x 10 6 / q2 = ? / 45 x 10 3 = = 1799,28 x10 10/ 45 x 10 3 = =39,984 x 10 -7 40 x10 -7 = 4 x 10 6 C 3. Kaks ühesugust punktlaengut, 2 x 10 8 C , asetsevad mingis dielektrikus. Laengutevaheline jõud on 9 cN ja nendevaheline kaugus 4 mm. Millises dieektrikus laengud asuvad? Andmed Lahendus q1 = q2 = 2 x 10 8 C F = ( kq1q2 )/ r2 F = 9 cN = 9 x 10 2 N = ( kq1q2 )/ F r2 r = 4 mm = 4 x 10 3 m = (9 x 10 9x 2 x 10 8 x 2 x 10 8 )/ k = 9 x 10 9 Nm2/C2 / (9 x 10 2 x (4 x 10 3 )2= =
aga tõmbejõud. Punktlaengute2 vahelist jõudu F kirjeldab Coulomb'i seadus: Kaks punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengute korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse r ruuduga q q F =k 122 . r Võrdetegur k oleneb mõõtühikute süsteemist. SI-süsteemis k = 9 . 109 N . m2 / C2. Laengutevaheline jõud on suunatud piki laenguid ühendavat sirget. Jõu suunda võib kirjeldada märgiga arvväärtuse ees. Tõukejõudu loetakse kokkuleppeliselt positiivseks (laengud samamärgilised, nende korrutis positiivne), tõmbejõudu aga negatiivseks (laengud erimärgilised, korrutis negatiivne). Võrdeteguri k väärtus oleneb kasutatud mõõtühikute süsteemist. 2 Punktlaenguks nimetatakse laetud kehi, mille mõõtmed on väga väikesed võrreldes kehadevaheliste kaugustega.
annaabi.ee 
