Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Pinge, elektromotoorjõud ja potentsiaal". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
elektromotoor, elektromotoorjõud, väljatugevuse, toiteallikas, vahemaa, ühelt, tugevusega, sädekulub 60 J? Ülesanne 2 Laengu 2C juhtme ühest otsast teise viimiseks vajalik töö oli 5 J. Kui suur oli pinge? Ülesanne 3 Leia elektrivälja tugevus kahe paralleelse plaadi vahel, kui pinge on 6kV ja plaatidevaheline kaugus 3mm. Ülesanne 4 Homogeense elektrivälja tugevus on 24 10 3 V/m. Kui suur on pinge seda tekitavate elektroodide vahel? Elektroodide kaugus teineteisest on 8cm. Ülesanne 5 Mootori süüteküünla elektroodide vahel tekib säde väljatugevusel 3000 kV/m. Süütepool annab pingeimpulsi 20 kV. Kui suur võib olla elektroodide vaheline kaugus? 8. Juht elektriväljas. Juht on aine, milles laengukandjate arv ja aatomite üldarv on samas suurusjärgus. Juhi sattumisel elektrivälja hakkavad vabad laengukandjad juhis liikuma, kuni väli mõjutab neid jõuga. Positiivsed laengukandjad liiguvad elektrivälja suunas ja negatiivsed vastassuunas. Nii laaduvad juhi pinnad. Seda nähtust nimetatakse elektrilise induktsiooni
Järelikult on elektrivälja jõujooned risti ekvipotentsiaalpinnaga. Punktlaengu ekvipotentsiaalpindadeks on seda laengut ümbritsevad kontsentrilised kerapinnad. Homogeense elektriväljaekvipotentsiaalpinnad on jõujoontega ristuvad tasandid. Elektrivälja tugevuse ja pingevaheline seos: Olgu meil 2 tasaparalleelse terasplaadi vahel homogeenne elektriväli. Olgu nende plaatide vaheline kaugus d, arvutame millega võrdub elektrivälja töö laengu q nihutamisel ühelt plaadilt teisele, plaatidevaheline pinge olgu u=fii1-fii2 A=q0*u, sama töö võime väljendada ka mehaanikas, A=F*d=q0*E*d q0*u=q0*E*d Dielektrikud elektriväljas: Dielektrikus ei saa laengukandjad vabalt liikuda(va kõrge pinge puhul). Nad võivad vaid pisut nihkuda asendist, milles nad olid elektrivälja puudumisel. Dielektrik on aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaaluasendi suhtes. See on dielektrikute polarisatsioon
ELEKTER JA MAGNETISM KURSUS 3 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 1 ELEKTRILAENGUD · Laeng näitab, kui suur on laetud kehade vaheline vastasmõju · Seda vastasmõju nimetatakse elektriliseks vastasmõjuks. · Laeng ei saa eksisteerida ilma kehata · Elektrilaeng jaguneb + ja laenguks · Kehale on võimalik laengut anda hõõrdumisel · Hõõrdumisel läheb osa elektrone üle ühelt kehalt teisele. · Keha, mis sai elektron, laadub negatiivselt, teine keha positiivselt. 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 2 ELEKTRILAENGUD1 · Väikseima ehk elementaarse positiivse laengu kandjaks on prooton (ka positron), · elementaarse negatiivse laengu kandjaks on elektron (ka antiprooton). · Viimase laengut tähistatakse e = -1,6010-19 C . 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 3 Elektri jäävuse seadus · elektriliselt isoleeritud süsteemis (s.o
Maa raskuskiirendus oleneb koha geograafilisest laiusest ja kõrgusest (merepinnast); keskmiselt g=9,81 m/s2 Rangelt võttes tuleb eristada kahte raskuskiirendust sõltuvalt sellest, kas objekt, mille vabalangemisest räägitakse, liigub planeedi pöörlemisega kaasa või mitte. Viimasel juhul on raskuskiirendus tingitud puhtalt planeedi gravitatsioonilisest tõmbest ja suunatud planeedi masskeskmesse . Sellise raskuskiirenduse mõiste ühtib gravitatsioonivälja tugevusega. Kui taevakeha on ligilähedaselt sfääriline massiga M, siis tema gravitatsioonivälja tugevuse moodul g kaugusel r massikeskmest on arvutatav Newtoni gravitatsiooniseadusevalemi järgi, kus G on gravitatsioonikonstant. Selline raskuskiirendus mõjub näiteks satelliidile, mis tiirleb ümber Maa. Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. a n = v2/R = ω2R ω-nurkkiirus
läbitavus, 0 = 8,85 10 -12 elektriline konstant ehk vaakumi dielektriline läbitavus. m 0=1/4k Kondensaatorite ühendamine Rööbiti: C=C1+C2+...+Cn Jadamisi: 1/C=1/C1+1/C2+...+1/Cn Elektrivälja energia Kondensaatori energia on põhjustatud sellest, et elektriväli kondensaatori plaatide vahel omab energiat. Väljatugevus E on võrdeline pingega U. Seetõttu võime öelda, et elektrivälja energia on võrdeline väljatugevuse ruuduga. Laetud kondensaatori elektrivälja energia. Ee=CU2/2 (J) Superkondensaatorid Superkondensaator ehk ülikondensaator on elektrotehniline seadis, mille abil saab elektrostaatilist energiat salvestada süsinikelektroodide pinnale. Superkondensaator on väga suure mahtuvusega kondensaator. Superkondensaatorid, täpsemalt elektrilised kaksikkihilised või elektrokeemilised kondensaatorid võivad talletada palju suurema elektrilaengu kui tavapärased kondensaatorid
negatiivne. F qE Juht elektriväljas Et laetud osakesed võivad juhis vabalt liikuda, algab elektrivälja mõjul laengute ümberpaiknemine, mis kestab seni, kuni neile mõjuv jõud saab nulliks. See on võimalik, kui: 1. väljatugevus juhi sees on null; 2. elektrivälja potentsiaal on kogu juhi ulatuses konstantne; 3. kõik lisalaengud on koondunud juhi pinnale; 4. väljatugevuse vektor juhi pinnal on pinnaga risti. Elektriväljas oleva juhi sees on väljatugevus null, laengud kogunevad juhi pinnale ja tasakaalustavad üksteist. Sellel nähtusel põhineb varjestamine. Elektriväli dielektrikus. Kui laenguid ümbritsevaks keskkonnaks on dielektrik, ei saa selles olevad laengud vabalt liikuda. Selliseid laenguid nimetatakse seotud laenguteks, tavaolukorras on neile mõjuvad jõud tasakaalus
Süsteem on elektriliselt isoleeritud, kui laetud osakesed ei lahku süsteemist ega lisanud sinna. Süsteemisisesel laengute ümberjaotumisel jääb süsteemi kogulaeng. Laengu jäävuse seadust võib ka tõlgendada kui maailma üldise keskmise neutraalsuse seadust. Mingi keha laadumisega kaasneb vastupidise märgiga laengu ilmumine teisele kehale Küsimused ja ülesanded 1.Aatomi ehitus 1.millised algosakesed kas prootonid neutronid või elektronid liiguvad eboniitpulga elektriseerimisel ühelt kokkupuutes olevalt kehalt teisele? Milliselt millisele ? V: Eboniitpulk omandab hõõrdumisel negatiivse laengu elektronid liiguvad villaselt eboniitpulgale 2.Kas Kahe keha hõõrdumisel teinste vastu võivad mõlemad kehad saada positiivse elektrilaengu ? Põhjenda V: Ei hõõrdumisel ei pea aga võib ühe keha elektrone loovutada (muutub + laenguga kehaks) teine võib neid omandada (- laenguks) 3.Kuidas mõjuvad teinsteist kaks riidega hõõrutud klaaspulka? Põhjenda
1 Millega tegeleb elektrostaatika?Elektrostaatika on füüsika haru, mis uurib inertsiaalsüsteemi suhtes paigalseisvate elektriselt laetud osakeste ja kehade elektrilist vastastikmõju ja tasakaalu tingimusi.Elektrostaatika põhiülessanne on elektrivälja kuju leidmine laengute juhtide dielektrikute ja muude laetud kehade etteantud paigutuse järgi.Elektrivälja kuju järgi on võimalik arvutada ka laengutele mõjuvaid jõude. Elektrivälja kuju arvutamise üks põhivõrrandeid on Poissoni võrrand. Elektrostaatika aluseks on Coulombi seadus, millele 19. sajandi esimesel poolel lisandus vajalik matemaatiline teooria. 2 Coulombi seadus? Coulombi(kulooni) seadus ehk elektrostaatilise vastasmõju kvantitatiivne seadus on füüsika seadus, mis ütleb, et kaks punktlaengut q1 ja q2 mõjutavad teineteist jõuga Fe , mille moodul on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. 3 Mis
... + Qn = const Süsteem on elektriliselt isoleeritud, kui laetud osakesed ei lahku süsteemist ega lisanud sinna. Süsteemisisesel laengute ümberjaotumisel jääb süsteemi kogulaeng. Laengu jäävuse seadust võib ka tõlgendada kui maailma üldise keskmise neutraalsuse seadust. Mingi keha laadumisega kaasneb vastupidise märgiga laengu ilmumine teisele kehale Küsimused ja ülesanded · Millised algosakesed kas prootonid neutronid või elektronid liiguvad eboniitpulga elektriseerimisel ühelt kokkupuutes olevalt kehalt teisele? Milliselt millisele ? V: Eboniitpulk omandab hõõrdumisel negatiivse laengu elektronid liiguvad villaselt eboniitpulgale · Kas Kahe keha hõõrdumisel teinste vastu võivad mõlemad kehad saada positiivse elektrilaengu ? Põhjenda V: Ei hõõrdumisel ei pea aga võib ühe keha elektrone loovutada (muutub + laenguga kehaks) teine võib neid omandada (- laenguks) · Kuidas mõjuvad teinsteist kaks riidega hõõrutud klaaspulka? Põhjenda
laenguga keha viimisel ühest punktist teise. Kui laengu 1C viimisel ühest punktist teise teeb elektriväli tööd 1J, siis on pinge nende punktide vahel 1 volt V. ELEKTRIVÄLJA TUGEVUSE JA POTENTSIAALIDE VAHE SEOS. Elektri välja iseloomustamiseks kasutatakse nii jõujooni kui ekvipotentsiaal pindu.Jõujooned ja ekvipotentsiaalpinnad on omavahel risti. Elektrimahtuvus. Kondensaatorid. Kahe keha omavaheline mahtuvus näitab, kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib kehade vahel ühikuline pinge. Kehade süsteemi, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks nim. kondensaatoriks. Kondensaatori mahtuvus on 1F farad, kui laengu 1C viimine ühelt plaadilt teisele tekitab plaatide vahel pinge 1V. Lihtne kondensaator koosneb kahest juhist(kate), mis on eraldatud õhukese dielektriku kihiga. Kondensaatorid liigitatakse: 1) katete kuju järgi. Plaatkonde, kerakond
8. Juhid ja dielektrikud elektriväljas. Dipool elektriväljas. Varjestamine, mikrolaineahi. Juht elektriväljas Et laetud osakesed võivad juhis vabalt liikuda, algab elektrivälja mõjul laengute ümberpaiknemine, mis kestab seni, kuni neile mõjuv jõud saab nulliks. See on võimalik, kui: väljatugevus juhi sees on null; elektrivälja potentsiaal on kogu juhi ulatuses konstantne; kõik lisalaengud on koondunud juhi pinnale; väljatugevuse vektor juhi pinnal on pinnaga risti. Elektriväljas oleva juhi sees on väljatugevus null, laengud kogunevad juhi pinnale ja tasakaalustavad üksteist. Sellel nähtusel põhineb varjestamine. Elektriväli dielektrikus. Kui laenguid ümbritsevaks keskkonnaks on dielektrik, ei saa selles olevad laengud vabalt liikuda. Selliseid laenguid nimetatakse seotud laenguteks, tavaolukorras on neile mõjuvad jõud tasakaalus.
Valem: E= Ühik: 1 q C N 5. Millal on väljatugevus 1 ? C N Väljatugevus on 1 kohta, kui välja punktis mõjub laengule 1C jõud 1N. C 6. Elektrivälja mingis punktis väljatugevuse arvutamine, valemis esinevate tähtede tähendused ja ühikud. q E= 4 0 r 2 7. Mis on homogeenne elektriväli? Joonista välja E-vektorid. (küsimuse 8 all) Homogeenne elektriväli on elektriväli, mille tugevus on igas ruumipunktis nii suuruselt kui suunalt ühesugune. Ligikaudu võib homogeenseks nimetada kahe erinimeliselt laetud metallplaadi vahelist elektrivälja. Homogeense elektrivälja jõujooned on üksteisega paralleelsed sirged. 8
mis on määratletud kui välja mingisse punkti asetatud laetud kehale (proovilaengule) mõjuva jõu F ja keha laengu q suhe: F E = q Välja jõujooned välja piltlikustamiseks konstrueeritud suunaga jooned, mille mistahes punktist tõmmatud puutuja suund langeb kokku selles punktis väljatugevuse vektori E suunaga; Väljade superpositsiooni printsiip väljatugevuse jaoks - kui välja tekitavaid laetud kehi on rohkem kui üks, siis nende kehade poolt tekitatud summaarse välja tugevus mistahes väljapunktis leitakse üksikute laetudkehade poolt tekitatud
| Homogeenne-elektriväli, mille E-vektor on kõigis ruumi punktides ühesugune nii pikkuselt, kui suunalt. Jõujooned||.| Töö-jõu ja nihke korrutis. Ei raskusväljas ega elektriväljas ei sõltu töö liikumistee ehk trajektoori kujust. Pot. väli-väli, milles töö ei sõltu liikumistee kujust. Pot. e on tingitud keha vastastikmõj teiste kehadega välja vahendusel. Pot.e on tingitud keha vastastikmõj teiste kehadega välja vahendusel. Punktlaengu q pot energia homogeenses elektriväljas tugevusega E on esitatav kujul Ep=qEd, kus d on selle kaengu kaugus energia nulltasemest.|Välja pot-näitab,kui suur on vaadeldavas punktis ühikulise + laenguga keha pot en. Potentsiaal aga näitab, kui suur on selles pubktis ühikulise ppositiivse laenguga keha pot en. Ühesugust pot omavate elektvälja punktide hulka nim ekvipotentsiaalpinnaks. |Elekt pinge-elektrivälja kahe punkti pot vahe. Kahe punkti vaheline pinge näitab,kui suure töö teeb elektriväli positiivset ühikulist laengut
liinipinge võrdne faasipingega Ue=Uf ÜLESANNE: U=500V C= 5MF Q=? Q=U*C=500*5=2,5mC(milli) 2.1 Elektrivälja tugevus, potentsiaal, pinge Elektrivälja tugevus- igas väljapunktis iseloomustab elektrivälja intensiivsust elektrivälja tugevus E. Väljatugevuseks mingis punktis nim. sinna punkti paigutatud proovilaengute mõjuva jõu ja selle laengu väärtuse suhet E=F/q q- proovilaeng F- jõud E=U/d U- pinge d- väljajoone suunaline kaugus. Elektrivälja tugevus on vektoriaalne suurus. Väljatugevuse vektori suund ühtib positiivsele proovilaengule q mõjuva jõu suunaga. Elektrivälja potentsiaal- elektrivälja mingisse punkti viidud proovilaeng q omandab potentsiaalse energia, sest ta võib hakata väljajõu mõjul liikuma, mille puhul see jõud teeb tööd. =A/q A- töö q- laeng - potentsiaal. Laengu elektriväli ulatub lõpmata kaugele. Potentsiaaliühik-1V Potentsiaal on skalaarne (suunata) suurus. Pinge- elektrivälja kahe punkti vaheliseks pingeks nim
näiteks kaks ristkülikut. Neile ristkülikutele ehitatakse risttahukas, mille külgtahud lõikavad lõpmatust tasandist välja ristkülikukujulise pinnatüki. Nüüd on meil mõõtmetega kinnine pind, mida elektriväli läbib ning saab rakendada Gaussi teoreemi: Φ=4 π kS σ Voog läbib ainult risttahuka otsmisi tahke ja on nendega risti. Seepärast saab selle jagamisel tahkude pindalaga voo tiheduse otsimisel tahul ehk väljatugevuse samas kohas: Φ E= =2 π k σ Väljatugevus on võrdeline laengu pindtihedusega. 2S Ühtlaselt laetud lõpmatu tasandi elektriväli: E=σ/(2* ε0) Kahe paralleelse tasandi (mille laengu pindtihedused on σ 1 ja σ 2¿ puhul on, vastavalt superpositsiooni printsiibile, tegelik väljatugevus kummagi plaadi poolt põhjustatud väljatugevuste summa. Plaatide vahel: E= E 1−E 2=2 π k ( σ 1−σ 2) Väljaspool: E= E 1+ E 2=2 π k (σ 1+σ 2)
Elektreedid on teatavad dielektrilised materjalid, mis sobivates tehnoloogilistes tingimustes tugeva elektrivälja abil elektriseerituna säilitavad kestvalt oma polariseerituse ka seda põhjustanud elektrivälja toime lakkamisel. Kondensaator- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=qU1-U2 Kondensaatori mahtuvus on laeng, mis tuleb viia kondensaatori ühelt juhilt teisele, et muuta nende potensiaalide vahet ühiku võrra. Plaatkondensaatori elektrimahtuvus on võrdeline dielektriku läbitavusega, plaadi pindalaga ja pöördvõrdeline plaatidevahelise kaugusega. C=0 Sd Laetud juhi energia võrdub laadimisel tehtud tööga. dA=dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=U*q2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U22 NB! Pindala, kui ka magtuvus suureneb rööbiti ühedamise korral. C=C1+C2..., jadamaisi 1/C=1/C1+1/C2...
vahel elektripinge tingituna dielektrilisest polarisatsioonist RAKENDUSTE NÄITED PISEOMIKROFON JA KÕLAR - Õhurõhu (ultraheli) muutuse muundamiseks elektrisignaaliks ja vastupidi, nt. piesomikrofonis ehk kristallmikrofonis TULEMASINA SÜÜTAJA - Klõpsamisel annab surve alt vabanenud vedru oma tõukuriga tugeva löögi PZT-elemendile, tekitades selles kuni 15- kilovoldise kõrgepingeimpulsi.Selle impulsi põhjustatud säde elektroodide vahel süütab tulemasina balloonist samal ajal väljuva gaasi ELEKTRI GENEREERIMINE Jaapanis Tokio raudteejaama põrandas Iisraeli kiirtede asfaldis Hollandis Watt klubis tantsupõrandas LOODUSNÄHTUSED Maavärinate ajal tekkiv valgus 3. Juhid ja kondensaatorid · Juhid, juht välises elektriväljas, elektriväli juhi sees (+ joonis) Juhtideks nimetatakse kehi, milles laengud võivad elektrivälja mõjul vabalt liikuda.
1.Elektrivälja töö arvutusvalemid: A=F × s × cos µ A= E × q × d (ainult homogeenses elektriväljas!) 2.Potentsiaalse välja tunnused: 1)Suurus sõltub nullnivoo valikust 2)Elektrivälja jõudude poolt tehtud töö ei sõltu keha trajektoori kujust vaid laengu alg ja lõppasukohast. Nullnivoo valikud: I elektrotehnikas valitakse tavaliselt maapind II elektroonikas on nullnivooks katoodipind (miinusklemm) III teoreetilises füüsikas on lõpmatus Homogeense elektrivälja mingi punkti energiat arvutatakse valemist: Wp= E × q × d d= anted punkti kaugus nullnivoost 3.Mida näitab elektrivälja punkti potentsiaal? Tema tähis ja ühik (defineerida): Elektrivälja mingi punkti potentsiaal (fii) näitab elektrivälja selles punktis asuva +1C suuruse laengu potentsiaalset energiat. 4.Kuidas arvutatakse punktlaengu elektrivälja potentsiaali? = Wp / q ühik[]=1 J / C = 1 V Üks volt on sellise punkti potentsiaal, milles ühe kuloni suurusel laengul on energies 1 J. 5.
nim mingi keha kaitsmist elektrivälja mõju eest. DIELEKTRIK ELEKTRIVÄLJAS *Dielektrik on aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaaluasendi suhtes- polariseerumine. *Polarisatsiooni tulemusena aine nõrgendab talle mõjuvat elektrivälja. *Aine polariseerumisvõimet iseloomustab dielektriline läbitavus. ELEKTRIMAHTUVUS/KONDENSAATORID *Mahtuvus iseloomustab kehade laadumisvõimet. *Kahe keha mahtuvus näitab, kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib kehade vahel pinge 1V. *Kondensaator kehade süsteem, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. *Kondensaatori mahtuvus on 1F, kui laengu 1C viimine ühelt plaadilt teisele tekitab plaatide vahel pinge 1V. *Kondensaatoril on võime mitte juhtida alalisvoolu, kuid ta laseb läbi vahelduvat voolu. ELEKTRIVÄLJA ENERGIA *Elektrivälja energia tähendab seda, et laetud keha võib elektriväljas omada energiat. *Elektrivälja energia on võrdeline väljatugevuse ruuduga.
Selliste omadustega välju nimetatakse potensiaalväljadeks e. elektrostaatilisteks väljadeks. Väljatugevuse suund välja igas puntis ühtib sellesse punkti paigutatud positiivsele perioodilaengule mõjuva jõu suunaga. 58.Ekvipotensiaalpinnad ja jõujooned. Superpositsiooni printsiip Ekvipotentsiaalpind on mõtteline välja pind, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal. Elektrivälja jõujooneks nimetatakse mõttelist joont, mille igast punktist tõmmatud puutuja siht ühtib väljatugevuse vektori sihiga. Staatilise elektrivälja jõujooned algavad positiivsetel laengutel ja lõppevad negatiivsetel või suunduvad lõpmatusse. Superpositsiooni printsiip: kõikides lineaarsetes süsteemides kehtiv printsiip, mille järgi süsteemi reaktsioon mitmele mõjurile on sama, mis üksikute mõjurite poolt tekitatud reaktsioonide summa. Superpositsiooniprintsiip kehtib näiteks elektromagnetväljas, kus laengute süsteemi poolt
võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. Kui me tähistame elektrivälja tugevuse tähega ja mõõtühikuks SI- süsteemis on volti meetri kohta (V/m), võime kirjutada , on punktlaeng on punktlaengule mõjuv jõud. 12. Elektrivälja jõujooned Elektrivälja jõujooneks nimetatakse mõttelist joont, mille igast punktist tõmmatud puutuja siht ühtib väljatugevuse vektori sihiga. Staatilise elektrivälja jõujooned algavad positiivsetel laengutel ja lõppevad negatiivsetel või suunduvad lõpmatusse. 13. Elektrivälja potensiaal Elektrivälja potentsiaal ehk potentsiaal on füüsikaline suurus, mis võrdub mingisse elektrostaatilise välja punkti asetatud elektrilaengu potentsiaalse energia ja laengu suuruse suhtega. Kui me tähistame potentsiaali tähega siis kus W on laengu potentsiaalne energia ja q on laengu suurus.
𝑘𝑝 Diipoli väljatugevus suvalises punktis on määratud valemiga 𝐸 = 𝑟3 √(1 + 3𝑐𝑜𝑠 2 𝛼), kus 𝛼 on nurk diipoli telje ja r vahel. Diipoli elektrivälja tugevusele on iseloomulik, et see pole määratud diipolit moodustavate laenguste suurusega, vaid diipolmomendi p kaudu. Diipoli väljatugevus väheneb kaugusega üsna kiiresti: 1/r3. Laengusüsteemi 1 nim kvadrupoliks ja selles on väljatugevuse E~1/r4. Oktupoli väljatugevus E~1/r5. Diipoli, kvadrupoli ja oktupoli ühine omadus on see, et neid moodustavate aengute algebraline summa =0. 3. ELEKTROSTAATILISE VÄLJA TUGEVUS JA POTENTSIAALID Igasugune laeng muudab teda ümbritseva ruumi omadusi, tekitab seal elektrivälja. Laengule mõjuva jõu suuruse järgi F võib otsustada välja intensiivsuse üle
Kuju põhjal liigitatakse a) homogeensed- jõujooned paralleelsed ja ühtlase tihedusega, b) mittehomogeensed- kõik teised. 4) Energia ruumitihedus- näitab kui palju energiat on ühes m(3), 5) Elektrivälja levimiskiirus Kui nihutame energiat q(2) q(1)-st kaugemale, siis ei vähene jõud F mitte kohe, vaid aja (delta)t pärast (delta)t= r/C On tõestatud, et laengute vahelise mõju kandjateks on virtuaalsed footonid (nähtamatud), mis liiguvad valguskiirusega ühelt laengult teisele ja nendest elektriväli koosnebki. Punktlaengu elektrivälja tugevus Kui laengu q kaugusel r asuks teine laeng q(0), siis E selle kohal : E= F/q(0) Coulombi seaduse põhjal E= kq/ epsilon r(ruut) Selle valemiga saab leida elektrivälja tugevuse punktlaengust q kauguselt r ja laetud keha keskpunktist kaugusel r. Elektriväli juhtides Elektrivälja paigutatud juhis liiguvad vabad elektronid jõujoontele
Laetud kehad ja osakesed, elektriseerimine Elektriliselt laetud osakesteks on elektronid. 1. Elektronid- laengu tähis e 2.Prootonid- laengu tähis +e 3.Joonid- laengu tähis +/- e*n Elementaarlaengud on väikseimad elektrilaengud, mida ei saa enam osadeks jagada ega osakest ära võtta. Laetud osakeste vahel on elektromagnetiline mõju (joonis). Elektriseerimine- laengu andmine makrokehale. Nt. tolmkübe. Elektriseerimisel lähevad tavaliselt elektronid ühelt kehalt teisele. Osa elektrone läheb klaasilt riidele. Klaas saab +laengu, riie laengu. Kehad võivad elektriseeruda väljade ja kiirguste mõjul. Nt. löögi tagajärjel, kokkupuutel teise laenguga, keemiliste reaktsioonide tulemusel Elektrostaatika põhiseadused. 1.Laengu jäävuse seadus: isoleeritud süsteemis on elektrilaengute summa jääv. (Joonis) Pärast kokkutõmbumist on igal kuulil -100e. Summa -300e jääb muutumatuks. 2
mis ära andis saab pos. laengu - nad mõlemad sõltuvad üksteisest. Elektrivälja tugevus - füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. E=F/q . See on vektoriaalne suurus. Elektrivälja jõujooned - Faraday tegi ettepaneku kujutada joonte abil elektrivälja graafiliselt. Elektrivälja jõujooneks nim joont mille igast punktist tõmmatud puutuja siht ühtib väljatugevuse vektori sihiga. Jõujoon algab positiivsel laengul ja lõppeb negatiivsel või lõpmatuses. Jõujooned ei lõiku. Homogeenne elektriväli - elektriväli, mille tugevus on igas ruumipunktis suuruselt kui ka suunalt ühesugune. Jõujooned on sellel paralleelsed. (NT kae eriinim. metallplaadi vaheline elektriväli on homogeenne).
3)välja kuju-näidatakse joonistel jõujoonte abil. Jõujooned näitavad: a)väljasuunda, mis ühtib jõujoone puutuja suunaga. B)välja tugevust-mida tihedamalt jõujooned seda tugevam on väljatugevus. Kuju põhjal liigitatakse: 1)homogeene ja 2)mitte homogeene. 4)ruumitihedust nt. Kui palju energiat on ühes kuupmeetris. 5)elektrivälja levimiskiirust- on tõestatud, et laengute vaheliste kandjateks on virtuaalsed prootonid, mis liiguvad valguskiirusega ühelt laengult teisele ja nendest elektriväli koosnebki. Delta t=r/c Punktlaengu elektrivälja tugevus: Kui laeng q kaugusel r asuks teine laeng q0, siis E selle kohal oleks leitav valemiga E=F/q0 Coulumbi seaduse põhjal F=kqq0/Er2, asendame F E-valemis E=kq/Er2. Selle valemiga saab leida elektrivälja tegevuse punktlaengust q kauguselt r. Elektriväli juhtides:
sobivates tehnoloogilistes tingimustes tugeva elektrivälja abil elektriseerituna säilitavad kestvalt oma polariseerituse ka seda põhjustanud elektrivälja toime lakkamisel. Kondensaator- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q/U1-U2 Kondensaatori mahtuvus on laeng, mis tuleb viia kondensaatori ühelt juhilt teisele, et muuta nende potensiaalide vahet ühiku võrra. Plaatkondensaatori elektrimahtuvus on võrdeline dielektriku läbitavusega, plaadi pindalaga ja pöördvõrdeline plaatidevahelise kaugusega. C=e0 eS/d Laetud juhi energia võrdub laadimisel tehtud tööga. dA=jdq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=U*q/2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U2/2 NB! Pindala, kui ka magtuvus suureneb
Elektrilaeng Elektrilaeng- füüsikaline suurus, mis näitab kui tugevasti keha osaleb elektromagnetilises vastasikmõjus. Tähis- q (Q) Kontrollküsimused: 1.Millisele sõna "laeng" tähendusele taanduvad kõik teised kasutusvõimalused? Vastus: keha omadus 2.Millist tähendust omab sõna ,,laeng" järgmises lauses: ,,Kui kehad kokku puutusid, siis nende laengud ühtlustusid."? Vastus: füüsikaline suurus Elektrilaengu jäävuse seadus Elektrilaengu jäävus- väljendab maailma üldist keskmist elektilist neutraalsust Kontrollküsimused: 1.Mis juhul on süsteem elektriliselt isoleeritud? Vastus: laeng ei lahku süsteemist ega sisene süsteemi Coulumb´ seadus Coulumb´i seadus- lühidalt sõnastatav nende kehade jaoks, mille mõõtmed on tühised võrreldes kehade vahekaugusega. Neid kehi nimetatakse punktlaenguteks. Kontrollküsimused 2.Kuidas sõltub elek
jooned, mille igas punktis on E-vektor selle joone puutuja sihiline. Tal on ka suund,mis jõujoone igas punktis ühtib E-vektori suunaga. Seal kus väli on tugevam(E on suurem st) paiknevad jõujooned tihedamalt. Joonte tihedus: E= 1/(40)*q/r². Superpositsiooniprintsiip- kui antud elektrivälja punktis tekitavad elektrivälja mitmed laengud,siis resultant elektrivälja tugevus on võrdne üksikute laengute poolt tekitatud elektriväljatugevuste vektoriaalse summaga. Väljatugevuse vektorvoog- e=EScos (V/m) ; EndS(V/m). Gaussi teoreem-elektriväljatugevuse vektorvoog läbi kinnise pinna on võrdne selle pinna sees olevate laengute algebraliste summaga ja mis on jagatud elektrilise konstandiga 0. (s) EndS=1/0qi. Punktlaengu elektriväli-E=kq/r², tasandi elektriväli- E=/20, erinimeliselt laetud tasandi E=/0, sfääri elektriväli-, kui r>R, r=kaugus keskpunktist R=sfääri radius siis, E(r)=1/(40)*q/r². kui r=R, siis E(R)= /0.
Elektrotehnika eksam 1. Coulombi seadus + ül. 2. Elektrivälja tugevus + ül 3. Elektrivälja jõujooned 4. elektrivälja potentsiaal + ül 5. elektripinge 6. elektrimahtuvus + ül 7. kondensaatorite jada- ja rööpühendus + ül 8. elektrivool + ül 9. elektromotoorjõud + ül 10. elektritakistus + ül 11. elektritakistuse sõltuvus temperatuurist + ül 12. Ohmi seadus + ül 13. Töö ja võimsus + ül 14. Kirchoffi esimene seadus 15. Kirchoffi teine seadus 16. Takistite jada- ja rööpühendus + ül 17. Eeltakisti arvutus 18. Energiaallikate jada- ja rööpühendus + ül 19. Energiaallikate vastulülitus 20. Liitahelate arvutamine Kirchoffi seaduste abil + ül 21. Liitahelate arvutamine sõlmepinge meetodil + ül
Potentsiaalseks energiaks nimetatakse niisugust energiat, mida keha omab oma asendi tõttu teiste kehade suhtes (näit. ülestõstetud raskus, pingutatud vedru jne.). Võrdub arvuliselt tööga, mis kulub keha viimiseks sellisesse asendisse. Elastselt deformeeritud keha potensiaalne energia: . Mitteelastsel def. muutub deformeerimiseks kulutatud töö soojusenergiaks. Energia jäävuse seadus- Energia ei teki ega kao. Ta võib muunduda ühest liigist teise või kanduda üle ühelt kehalt teisele. Mehhaanilise energia jäävuse seadus. Suletud süsteemis, kus puuduvad hõõrdejõud ja esinevad ainult elastsed deformatsioonid, on sinna kuuluvate kehade kineetiliste ja potentsiaalsete energiate kogusumma jääv. 12. Konservatiivsed jõud. Potsensiaalse energia gradient. Jõud, mille väljas keha liigutamisel tehtud töö ei sõltu trajektoori kujust, vaid ainult keha potentsiaalsete energiate vahest trajektoori alg- ja lõpp-punktis nim konseravtiivseteks jõududeks.
gravitatsiooniväli aga pole ruumis piiratud. 13. Defineeri elektrivälja tugevuse mõiste. (valem) Elektrivälja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. E=F/q 14. Kuidas arvutada punktlaengu elektrivälja tugevust? Punktlaengu väljatugevus on võrdeline laengu suurusega q ning pöördvõrdeline vahekauguse r ruuduga. 15. Kuidas leida elektriväljade resultanti? (elektriväljade superpositsiooni printsiip) Laengute süsteemi väljatugevuse leidmiseks tuleb üksikute laengute väljatugevusi vektoriaalselt liita. 16. Mida nimetatakse elektrivälja jõujooneks? Kuidas on sellised jooned suunatud? Elektrivälja jõujoon on mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat. 17. Milliseid välju nimetatakse homogeenseteks? Homogeenseks nimetatakse elektrivälja, mille E-vektor on kõigis ruumi punktides ühesugune nii pikkuselt kui suunalt. 18. Mis iseloomustab potentsiaalivälju?
annaabi.ee 
