Kuidas arvutatakse kondensaatorpatarei mahtuvust kondensaatorite rööp-, jada- ja segaühendusel? IRDJUHT Irdjuht teistest kehadest eraldiseisev ja nendega mitte vastastikmõjus olev juht; Juhile laengu q andmisel muutub juhi potentsiaal võrra; Antud kuju ja suurusega juhi puhul jääb nende kahe suuruse suhe muutumatuks: C = q / Suurust C nimetatakse selle juhi elektrimahtuvuseks (lihtsamalt mahtuvuseks). Seega: Juhi mahtuvuseks C nimetatakse juhile antud laengu q ja selle tulemusena toimunud juhi potentsiaali muudu suhet: Juhi mahtuvus C on arvuliselt võrdne laenguga q, mida on vajalik juhile anda, et selle potentsiaal muutuks ühiku võrra. Mahtuvuse ühik tuleneb mahtuvuse määratlusest C = q / : [C] = 1C / 1V = 1F (farad) 1F on sellise juhi mahtuvus, millele laengu 1C andmisel muutub selle juhi potentsiaal 1V võrra
Kuidas arvutatakse kondensaatorpatarei mahtuvust kondensaatorite rööp-, jada- ja segaühendusel? IRDJUHT Irdjuht teistest kehadest eraldiseisev ja nendega mitte vastastikmõjus olev juht; Juhile laengu q andmisel muutub juhi potentsiaal võrra; Antud kuju ja suurusega juhi puhul jääb nende kahe suuruse suhe muutumatuks: C = q / Suurust C nimetatakse selle juhi elektrimahtuvuseks (lihtsamalt mahtuvuseks). Seega: Juhi mahtuvuseks C nimetatakse juhile antud laengu q ja selle tulemusena toimunud juhi potentsiaali muudu suhet: Juhi mahtuvus C on arvuliselt võrdne laenguga q, mida on vajalik juhile anda, et selle potentsiaal muutuks ühiku võrra. Mahtuvuse ühik tuleneb mahtuvuse määratlusest C = q / : [C] = 1C / 1V = 1F (farad) 1F on sellise juhi mahtuvus, millele laengu 1C andmisel muutub selle juhi potentsiaal 1V võrra
kahaneb. = kQ/r Kahe punkti vaheliseks pingeks nim langu ümberpaigutamiseks tehtud töö ja laengu jagatist. U=A/q Pinge näitab, kui palju tööd teeb elektriväli, paigutades ühest punktist teise 1C suuruse laengu. Juhtude süsteemil on võime hoida elektrilaengut. Seda omadust kirjeldab elektriline mahtuvus. ( tähis C ) Kallates mõlemasse pudelisse (üks suur, teine väike) võrdse koguse vett, tõuseb vee nivoo võikse mahtuvusega pudelis kõrgemale. Kahe juhi elektri mahtuvuseks nim ühe juhi laengus ja juhtidevahelise pinge jagatist. C = q/U Kondensaator laengu kogumiseks ja säilitamiseks. (plaatkondensaator) Juhid on sellised ained, kus on väga palju vabu laengukandjaid. Välise elektriväljamõjul (nähtus elektrostaatiline induktsioon) juhis jaotuvad vabad laengukandjad ümber. Selle tulemusena tekitavad vabad laengukandjad oma elektrivälja, mis on vastassuunaline välisele el.väljale ja kustutab selle juhi sees. Juhi sees el.väli puudub
Kõvakettal olevat informatsiooni on võimalik kustutada ja taas salvestada. Kõvaketaste mälumaht on viimastel aastatel tohutult tõusnud, alates 20GB. FDD diskett ehk flopi (FDD flopi disk drive). Diskett ehk väline andmekandja on õhuke metall või plastketas, mis on kaetud magnetilise kihiga. Ketas ise on ümbritsetud kaitsekestast, milles on avad, et kettaseade lugemis-salvestuspea pääseks magnetpinnale ligi. Tavaliselt on 3½ disketi mahtuvuseks 1,4MB, kuid reaalselt mahutab ta 1,38MB andmeid. Et disketile ehk flopile oleks võimalik andmeid salvestada ja lugeda on vaja disketiseadet. CD-ROM (compact disc - read only memory) on tänapäeval laialt levinud välismälu, mis on mitu korda parem disketist. Tavalise CD-plaadi puhul on võimalik seda ainult lugeda. CD-R ja CD-RW puhul on ka ise võimalik plaadile kirjutada. Sarnaselt disketiseadmele on olemas CD-seadmed, kuhu
ehk 1 kulon = 1 ampersekund Elektrilaenguga kehasid ümbritseb elektriväli, mis vahendab laetud kehade vastastikmõju. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma. Laetud keha ümbritsev elektriväli on seda tugevam, mida suurem on keha elektrilaeng. 5.2 Mahtuvuse mõiste Mahtuvuseks nimetatakse kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse laenguga, mis tõstab juhi pinget ühe ühiku võrra: Q C= U C mahtuvus faradites (F) Q elektrilaeng kulonites (C), 1 kulon = 1 amper · 1 sekund U juhi potentsiaal voltides (V) 1 farad on sellise elektrijuhi mahtuvus, millele 1 kuloni suuruse laengu andmine tõstab pinget 1 voldi võrra. Inglise füüsik Michael Faraday (1791--1867) on elektromagnetvälja mõiste looja.
ehk 1 kulon = 1 ampersekund Elektrilaenguga kehasid ümbritseb elektriväli, mis vahendab laetud kehade vastastikmõju. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma. Laetud keha ümbritsev elektriväli on seda tugevam, mida suurem on keha elektrilaeng. 5.2 Mahtuvuse mõiste Mahtuvuseks nimetatakse kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse laenguga, mis tõstab juhi pinget ühe ühiku võrra: Q C= U C mahtuvus faradites (F) Q elektrilaeng kulonites (C), 1 kulon = 1 amper · 1 sekund U juhi potentsiaal voltides (V) 1 farad on sellise elektrijuhi mahtuvus, millele 1 kuloni suuruse laengu andmine tõstab pinget 1 voldi võrra. Inglise füüsik Michael Faraday (1791—1867) on elektromagnetvälja mõiste looja
(kumm, plastmass jne). 9. Mida näitab voolutugevus (VÜT)? Voolutugevuse ühikuks on üks amper. [ 1C = 1 A·1s ; 1e = 1,6·10-19 C ] q= It 10. Kuloni seadus (V.T). Kui voolutugevus juhis on üks amper, siis läbib ühe sekundi jooksul juhi ristlõiget laeng suurusega üks kulon. Järelikult 1C = 1 A·1s. Maksimaalset laengut, mille vooluallikas suudab vooluringist läbi viia, nimetatakse sageli vooluallika mahutavuseks (mitte mahtuvuseks!) ja teda mõõdetakse amper-tundides. Kui voolutugevus juhis on üks amper, siis läbib ühe tunni jooksul juhi ristlõiget laeng üks amper-tund (1 A·h). Kuna ühes tunnis on 3600 sekundit, siis 1 A·h = 1 A·3600 s = 3600 C. 11. Millega tegeleb elektrostaatika? Homogeense välja E-vektor on kogu vaadeldavas ruumis ühesuguse pikkuse ja suunaga ning välja jõujooned on omavahel paralleelsed sirged, mille vahekaugus ei muutu.
25. Defineeri pinge mõiste. Valem. 26. Defineeri pinge ühik 1V. 27. Defineeri elektrivälja tugevuse ühik. 28. Mis on sammupinge? 29. Selgita, mida väljendab 1eV. 30. Kirjelda elektrivälja mõju sellesse asetatud juhile. 31. Kirjelda elektrivälja mõju sellesse asetatud dielektrikule. 32. Milles seisneb polarisatsiooni nähtus? 33. Millest koosneb kondensaator ja milleks seda kasutatakse? 34. Mida nimetatakse kahe juhi vaheliseks mahtuvuseks? Valem. 35. Defineeri mahtuvuse ühik 1F. 36. Millist liiki kondensaatoreid tead ja kus neid kasutatakse? 37. Oska leida kondensaatorite kogumahtuvust nende erineva ühenduse korral. 38. Kondensaatori energia arvutusvalemi tundmine. Alalisvool 1. Mida nimetatakse elektrivooluks? 2. Mida nimetatakse alalisvooluks? 3. Mille poolest juhid erinevad mittejuhtidest? 4. Mis on laendukandjateks erinevates juhtides? 5
suhtes. Induktiivsuse definitsioonina võib vaadelda nii valemit L= Eeit kui valemit L=i. Elektrimahtuvus. Kondensaatorid Peagi veendume selles, et induktiivsus kirjeldab kehade süsteemi võimet säilitada endas elektrivoolu ja seeläbi tekitada magnetvälja. Mõistagi on kasutusel ka füüsikaline suurus, mis iseloomustab kehade süsteemi võimet salvestada endasse laengut ja seeläbi tekitada elektrivälja. Kõnealuseks suuruseks on elektrimahtuvus, mida me edaspidi nimetame lihtsalt mahtuvuseks. Kallates vedelikku ühekõrgustesse kuid erineva läbimõõduga klaasidesse, näeme otsekohe, et laiemasse klaasi mahub rohkem vedelikku. Suurema läbimõõduga anumal on suurem põhja pindala ja seega ka ruumala (J.2.28). Samamoodi on lood erinevate elektrit juhtivate kehade laadimisel. Ühele kehale "mahub" rohkem laengut kui teisele. Järelikult on mõtet võtta kasutusele keha laadumisvõimet kirjeldav suurus, mida nimetatakse keha mahtuvuseks.
7. Mis on lühiühenduse põhjustajaks? 8. Nimetada lühiühenduse põhjused. 9. Selleks, et vältida lühist, tuleb täita järgmisi nõudeid: ... Nimeta. 10.Mida tehakse lühiste vältimiseks? 17.Keemilised vooluallikad. 1. Milleks kasutatakse sageli keemilisi vooluallikaid? 2. Nimetada vooluallikaid mis on ühekordselt kasutatavad? 3. Millised vooluallikad on korduvkasutatavad? 4. Mis on keemiliste vooluallikate tunnusjoonteks? 5. Mida nimetatakse elemendi mahutavuseks (mahtuvuseks)? Mis ühikutes elemendi mahtuvust mõõdetakse? 6. Kuivelemendid, nende ühine omadus ja mille poolest nad omavahel erinevad? 7. Mida tähendab rahvusvaheliselt tuntud Alkaline element? 8. Millised on Alkaline elemendi omadused võrreldes klassikalise kuivelemendi (näit. tsinksüsielemendiga)? 9. Milliseid keemilisi voolu- ehk toiteallikaid nimetatakse akudeks? 10.Mis vähendab aku eluiga rohkem, kas suurema vooluga laadimine või väiksema vooluga laadimine? 11
´kogu see süsteem on ühe potentsiaaliga. Anname süsteemile lisalaengu. Lisalaeng: 73. Lähtudes joonisest tõestage seos elektriväljatugevuste ja raadiuste vahel. 74. Mis on üksiku juhi elektrimahtuvus. Ühik. Üksiku juhi mahtuvuseks nimetatakse suurust C, mida mõõdetakse suhtega , kus q on laeng, aga potentsiaal. Mahtuvus oleneb juhi kujust ja mõõtmetest, aga samuti ka keskkonnast, kus juht asub. Ühik on 1 C/V ehk 1 F (farad). 75. plaatkondensaator, selle mahtuvuse valemi tuletus ilma laengu ja potentsiaalide vaheta. 76
C3 3. Töö käik Alalisvoolu puhul on Ohmi seadus lihtne, sest voolutugevus sõltub ainult kahest suurusest: U ja R. Vahelduvvoolu korral on olukord keerukas, sest pinge võib üksikutes ahelaosades ületada klemmupinge (järjestikuses ahelas). Koostada vooluring vastavalt skeemile. Reguleerige pinge toiteallika klemmidel 120 V ning kirjutage tabelisse mõõteriistade näidud, kondensaatorite mahtuvuseks võtta: 5 µF, 10 µF, 20 µF ja 30 µF. 4.Tabel. Mõõtmistulemused Arvutustulemused C U I UC UR UL P R XC XL Z S P cos µF V A V V V W VA W 5 120 10 120 20 120 30 120 Vajalike mahtuvuste saamiseks tuleb teha õiged ühendamised. (Vattmeetri puudumisel jätta mõõtmiste tabel täitmata).
N: kvarts, mikroskoopiliste andurite, täiturite valmistamisel, kvartskell Senjettdielektrikud - prototüübiks nn. Seignette'i sool, ained mis sarnaselt magnetväljale ferromagneetikutes säilitavad elektrilise polarisatsiooni ka pärast väljast eemaldamist. Kondensaator ja tema elektrimahtuvus Üksikjuhi mahtuvus,Vastastikune mahtuvus,Kondensaator ja selle mahtuvus Kondensaator koosneb vähemalt 2 juhist ja neid eraldavast dielektrikust Ül salvestada elektrilaenguid. Kondensaatori mahtuvuseks nimetatakse ühe katte laengu absoluutväärtuse ja katatevahelise pinge suhet. C=q/U Elektrimahtuvuse ühikuks on farad (F) (C/V) Plaatkondensaatori mahtuvus 0 S Plaatkondensaatori mahtuvus C = ,kus S on ühe plaadi või plaatide kohakuti d oleva osa pindala, d kaugus plaatide vahel, plaatidevahelise aine dielektriline F läbitavus, 0 = 8,85 10 -12
mõjutab sagedus piiri ka astme sisend takistus ehk teisiti öeldes kui sagedus piir on ette antud siis peab olema takist R ja sidestus kondensaatori mahtuvuse suhe kindle. See tähendab kui astme sisend takistus on väike tuleb kasutada suurema mahtuvusega sidestukondensaatorit mille mahtuvus takistus on väiksem. Reaalselt helisagedusvõimendites võimendus astme sisend takistus 1-5koomi. Ja sobivaks sidestuskondensaatori mahtuvuseks 10-100uF. Kui aga kasutada väljatransistore kus astme sisend taksistus on ühe megaoomi ringis see on tuhat korda suurem siis võib sidestuskondensaator olla tuhat korda väiksem 0,001uF-1uF. 2.4. Otseses sidestuses võimendi Joonis 2.4.1 Otseses sidestusesvõimendis on esimese astme väljund ühendatud järgmise astme sisendiga, otse ilma sidestus elemente kasutamata (puudub sidestus kondensaator)
E1 R E2 2 E Joon.1.26 Sidestusahelana toimiva RC ahela takistuseks on järgneva transistori sisendtakistus koos temaga paralleelselt jäävate tööpunkti fikseerimise takistustega. Mahtuvuseks C aga on spetsiaalselt selleks skeemi lisatud sidestuskondensaator. See kondensaator on selleks elemendiks mis määrab vaadeldava võimendi alumise sageduspiiri. Mida madalam sagedus seda suurem on mahtuvustakistus Xc ja seda suurem kondensaatoril tekkiv signaalisagedusega pingelang, seega mida suurema mahtuvusega on sidestuskondensaatorid, seda madalam on võimendi alumine sageduspiir. Praktiliselt mõjutab sageduspiiri ka ahela takistus , täpsemalt tema suhe sidekondensaatori
Maksimaalse sissehingamisel on kopsudes ruumala, mida nim. kopsude kogumahtuvuseks ehk totaalkapatsiteediks (TC). Pärast tavalise sügavusega väljahingamist kopsudesse jäävat ruumala nim. funktsionaalseks residuaalkapatsiteediks (FRC). Selles ruumalas uuendatakse iga hingamisega osa alveolaargaasist, mis moodustab puhverruumi välisõhu ja vere vahel. Ruumalasid, millel puuduvad tinglikud alajaotused, nim. mahtudeks, mitmest mahust koosnevaid ruumalasid aga mahtuvuseks ehk kapatsiteediks. Kopsude mahud ja mahtuvused olenevad vaatlusaluse pikkusest, kehakaalust, vanusest ja soost. Osa sissehingavast õhust jääb hingamisteedesse ega jõua alveoolideni. Hingamisteede mahtu nim. surnud ruumiks. See on umbes 150 ml. Seega kui pool liitrit õhku sisse hingata, jõuab alveoolidesse ainult 350 ml. Alveolaarventilatsiooniks nim. seda õhu hulka, mis jõuab ühes minutis alveoolidesse. Seda
Maksimaalse sissehingamise järel on kopsudes ruumala, mida nimetatakse kopsude kogumahtuvuseks e totaalkapatsiteediks (TLC). Pärast tavalise sügavusega väljahingamist kopsudesse jäävat ruumala nimettaakse funktsionaalseks residuaalkapatsiteediks (FRC). Selles ruumalas uuendatakse iga gingamisega osa alveolaargaasist, mis moodustab puhverruumi väljisrõhu ja vere vahel. Ruumalasid, millel puuduvad tinglikud alajaotused, nimetatakse mahtudeks, mitmest mahust koosnevaid ruumalasid aga mahtuvuseks e kapatsiteetideks. Kopsude elulist mahtuvust e vitaalkapatsiteeti ja selle alajaotusi ekspiratoortset reservmahtu, hingamismahtu ja inspiratoorset reservmahtu saab registreerida spirograafi abil. Kopsude residuaalmahu määramise tuntumad meetodid põhinevad mingi testgaasi kopsudesse sisse- või kopsudest väljauhtmisel. Alveolaarventilatsiooni ja kopsude verevoolutuse suhe: Hingamisgaasid difundeeruvad läbi alveolaarmembraani ja venoosne veri arterialiseerub siis,
11.6 Juhi mahtuvus. Kondensaator Juhile elektrilaengu andmisel suureneb selle juhi potentsiaal võrdeliselt laenguga. See kasv on erinevate juhtide korral erinev ja sõltub konkreetse juhi omadusest. Üldjuhul kehtib seos q , (11.18) C kus on vaadeldava juhi potentsiaal ja q juhile antud laeng. Suurust C nimetatakse selle juhi mahtuvuseks. 12 Mingi juhi mahtuvus näitab, kui suur laeng tuleb anda sellele juhile, et suurendada tema potentsiaali ühe ühiku võrra. Mahtuvuse ühik on valemi (11.18) järgi üks kulon voldi kohta ehk 1F (farad, šoti füüsiku M.Faraday järgi). C 1 C 1F . V Arvutame näitena kera mahtuvuse. Et elektriväli väljaspool laetud kera langeb täpselt
eraldades selliselt astmed teineteisest alalisvooluliselt. Astmete alalisvooluline eraldamine võimaldab sõltumatult fikseerida tööpunkt igas astmes eraldi. RE1 CE1 RB RC1 +E E RE2 CE2 R1 RC2 R2 CS1 CS2 Usis VT2 VT1 CS3 Uvälj JOONIS 7.9. Sidestusahelana toimiva RC ahela takistuseks on järgneva transistori sisendtakistus koos temaga paralleelselt jäävate tööpunkti fikseerimise takistustega. Mahtuvuseks aga on spetsiaalselt selleks skeemi lisatud sidestuskondensaatorid CS See kondensaator on selleks elemendiks mis määrab vaadeldava võimendi alumise sageduspiiri. Mida madalam sagedus seda suurem on mahtuvustakistus X ja seda suurem c kondensaatoril tekkiv signaalisagedusega pingelang, seega mida suurema mahtuvusega on sidestuskondensaatorid, seda madalam on võimendi alumine sageduspiir. Praktiliselt 87
hingatud õhu hulk. Inspiratoorne vitaalkapatsiteet (IVC)- pärast maksimaalse sügavusega väljahingamist maksimaalse sügavuseni sisse hingatud õhu hulk. Kopsude kogumahtuvuseks e totaalkapatsiteediks (TLC)- ruumala kopsudes maksimaalse sissehingamise järel. Funktsionaalseks residuaalkapatsiteediks (FRC)- kopsudesse jääv ruumala pärast tavalise sügavusega väljahingamist. Ruumalasid, millel puuduvad tinglikud alajaotused, nimetatakse mahtudeks, mitmest mahust koosnevaid ruumalasid aga mahtuvuseks e kapatsiteetideks. Kopsude elulist mahtuvust e vitaalkapatsiteeti ja selle alajaotusi – ekspiratoortset reservmahtu, hingamismahtu ja inspiratoorset reservmahtu saab registreerida spirograafi abil. Kopsude residuaalmahu määramise tuntumad meetodid põhinevad mingi testgaasi kopsudesse sisse- või kopsudest väljauhtmisel. Hingamisgaasid difundeeruvad läbi alveolaarmembraani ja venoosne veri arterialiseerub siis, kui ventileeritud
E JOONIS 7.9. 64 Sidestusahelana toimiva RC ahela takistuseks on järgneva transistori sisendtakistus koos temaga paralleelselt jäävate tööpunkti fikseerimise takistustega. Mahtuvuseks aga on spetsiaalselt selleks skeemi lisatud sidestuskondensaatorid CS See kondensaator on selleks elemendiks mis määrab vaadeldava võimendi alumise sageduspiiri. Mida madalam sagedus seda suurem on mahtuvustakistus Xc ja seda suurem kondensaatoril tekkiv signaalisagedusega pingelang, seega mida suurema mahtuvusega on sidestuskondensaatorid, seda madalam on võimendi alumine sageduspiir. Praktiliselt mõjutab sageduspiiri ka ahela takistus ,
ehk 1 kulon = 1 ampersekund Elektrilaenguga kehasid ümbritseb elektriväli, mis vahendab laetud kehade vastastikmõju. Elektriväli ei koosne aineosakestest. Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma. Laetud keha ümbritsev elektriväli on seda tugevam, mida suurem on keha elektrilaeng. 5.2 Mahtuvuse mõiste Mahtuvuseks nimetatakse kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse laenguga, mis tõstab juhi pinget ühe ühiku võrra: Q C= U C mahtuvus faradites (F) Q elektrilaeng kulonites (C), 1 kulon = 1 amper · 1 sekund U juhi potentsiaal voltides (V) 1 farad on sellise elektrijuhi mahtuvus, millele 1 kuloni suuruse laengu andmine tõstab pinget 1 voldi võrra. Inglise füüsik Michael Faraday (1791--1867) on elektromagnetvälja mõiste looja.
Tuletame meelde elektromagnetilise induktsiooni katseid, kus muutuv magnetväli põhjustas elektrivoolu tekkimist. Seega läheb nüüd kondensaatori teisele plaadile rohkem elektrone kui enne ja see tähendab kondensaatori ümberlaadumist ning kõik kordub vastupidises suunas. Vedrupendli ja võnkeringi töö on analoogiline. Kondensaatoris salvestatud elektrivälja energia on võrdeline kondensaatori plaatide vahelise pinge ruuduga. Võrdetegurit selles seoses nimetatakse kondensaatori mahtuvuseks C. Voolu läbiminekul poolist tekib selle ümber magnetväli, mille energia on võrdeline poolis oleva voolutugevuse ruuduga. Võrdetegurit selles seoses nimetatakse pooli induktiivsuseks L. Elektromagnetvõnkumiste periood on arvutatav nn Thomsoni valemist: T = 2 LC . Võnkeringe sisaldavad kõik raadiod ja telerid. 10. Lainetamine 10.1. Harmooniline laine ja selle omadused Laineks nimetatakse võnkumiste levimist ruumis. Kui levivad harmoonilised
annaabi.ee 
