Nähtuse avastaja ja avastamise aeg. *6. Mida nim. magnetvooks? Tähis, ühik. Valem, tähised valemis. *7. Sõnasta elektromagnetilise induktsiooni seadus. Valem, tähised valemis. *8. Milleks kasutatakse Lenzi reeglit? Sõnasta Lenzi reegel. 9. Mis põhimõttel tekib elektromotoorjõud magnetväljas liikuvas juhis? Valem, tähised valemis. *10. Defineeri elektrimahtuvus? Valem, tähised valemis. *11. Mida nim. kondensaatoriks? Kondensaatorite liigid ja kasutamine. Kondensaatori energia ja *plaatkondensaatori mahtuvuse valem. *12. Mida nim. endainduktsiooniks? Millistes vooluringides tekib? *13. Mida iseloomustab induktsiivsus? Tähis, ühik. Defineeri 1 H. *14. Pooli magnetvälja arvutamisvalem, tähised valemis. *15. Too näiteid induktiivsuse kasutamisest. *16. Pöörisvoolud ja nende rakendusalad. Lorentzi jõud, elektromagnetiline induktsioon, mahtuvus ja endainduktsioon G2 klass KT. nr. 2. 1. Ühtlasse magnetvälja induktsiooniga 0,085 T lendab risti jõujoontega elektron kiirusega 46 Mm/s
tugevus, töö elektriväljas, pinge, elektrimahtuvus, plaatkondensaator. Oskused: ülesannete lahendamine laengu jäävuse seaduse, Coulomb'i seaduse, elektrivälja tugevuse ja töö kohta elektriväljas. kus k elektriline konstant, q elektrilaeng, F jõud, r kaugus kahe laengu vahel, E elektrivälja tugevus, A töö, l nihe, potentsiaalide vahe, U pinge kondensaatori plaatide vahel, C mahtuvus, plaatkondensaatori mahtuvus, 0 elektriline konstant, dielektriku dielektriline läbitavus, S kondensaatori plaadi pindala, d kondensaatori plaatide vaheline kaugus. Elektrilaenguks nimetatakse füüsikalist suurust, mis iseloomustab elektromagnetilist vastastikmõju. Elektrilaengu jäävuse seadus: Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi laengute algebraline summa jääv: q1 + q2 + ... + qn = const.
tugevus, töö elektriväljas, pinge, elektrimahtuvus, plaatkondensaator. Oskused: ülesannete lahendamine laengu jäävuse seaduse, Coulomb'i seaduse, elektrivälja tugevuse ja töö kohta elektriväljas. kus k elektriline konstant, q elektrilaeng, F jõud, r kaugus kahe laengu vahel, E elektrivälja tugevus, A töö, l nihe, potentsiaalide vahe, U pinge kondensaatori plaatide vahel, C mahtuvus, plaatkondensaatori mahtuvus, 0 elektriline konstant, dielektriku dielektriline läbitavus, S kondensaatori plaadi pindala, d kondensaatori plaatide vaheline kaugus. Elektrilaenguks nimetatakse füüsikalist suurust, mis iseloomustab elektromagnetilist vastastikmõju. Elektrilaengu jäävuse seadus: Elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehadevahelise vastasmõju korral kõigi laengute algebraline summa jääv: q1 + q2 + ... + qn = const.
potentsiaal a) punktis, mis paikneb laenguid ühendaval sirgel 4.0 cm kaugusel negatiivsest laengust, b) punktis, mis paikneb sama sirge pikendusel 4.0 cm kaugusel positiivsest laengust. 75. Elektron alustab paigalseisust ja läbib elektriväljas potentsiaalide vahe 1.0 V. Kui suure kiiruse elektron omandab? Elektroni laeng on -1.6·10-19 C ja mass 9.1·10-31 kg. 76. Plaatkondensaatori mahtuvus on 1.0 F. Plaatidevaheline kaugus on 1.0 mm ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? 77. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5.00 mm. Plaatide pindala on 2.00 m2. Kondensaatorile antakse pinge 10.0 kV. Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik.
+2q ja -2q jne. Mahtuvus: Elektrimahtuvus on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrit juhtiva keha või kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Sõltub vaadeldavate kehade mõõtmetest, vahekaugusest, ja kehadevahelise aine dielektrilisest läbitavusest. Mahtuvust mõõdetakse elektrilaenguna, mis tõstab keha potentsiaali või kondensaatori elektroodide potentsiaalide vahet (pinget) ühiku võrra, kus C on mahtuvus, q on elektrilaeng ja U on pinge. Plaatkondensaatori mahtuvus Elektrimahtuvus sõltub üksnes geomeetrilistest parameetritest plaatide pindalast S ja plaatidevahelisest kaugusest d. Seejuures kooskõlastab võrdetegur E0 (elektriline konstant) SI-süsteemile vastavad ühikud. Mida suurem on plaatide pindala ja mida väiksem on plaatidevaheline kaugus, seda suurem on plaatkondensaatori elektrimahtuvus. Liigid Eristatakse püsikondensaatoreid, mille mahtuvus on teatud kindla väärtusega, ja
=k r 12. Mis suurus on irdjuhi elektrimahtuvus (elektrimahtuvuse määratlus)? Mahtuvuse ühik SI-s. Elektrimahutavus näitab kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib kehade vaheline ühikuline pinge. q C= [C ] = 1V = 1F ( farad ) u 1C 1 farad on selline irdjuhi mahtuvus, mille potentsiaali muutmiseks 1 V võrra on talle vaja anda laeng 1 C. 13. Mis on kondensaator? Plaatkondensaatori mahtuvuse arvutamise valem. Kondensaator on kehade süsteem, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. Kondensaator koosneb kahest juhtivast plaadist, mille vahel asub dielektrikukiht. S S kummagi plaadi pindala, - plaatidevahelise aine dielektriline läbitavus, d C= 0 plaatide vahekaugus d S d 14. Kuidas arvutatakse jadamisi ja rööpselt ühendatud kondensaatorpatarei mahtuvust?
Neid juhte nimetatakse kondensaatori kateteks. Kondensaatori mahtuvus: C = q / U , kus q on kattel olev laeng, U on katetevaheline pinge. On olemas plaat-, silinder- ja kerakondensaatorid: Plaatkondensaator Silinderkondensaator Kondensaatori mahtuvust mõõdetakse irdjuhi mahtuvusega samades ühikutes faradites; Plaatkondensaatori mahtuvus: S C= 0 , d kus on plaatidevahelise dielektriku suhteline dielektriline läbitavus, 0 on elektriline konstant 0 = 1 / 4k, S on plaadi pindala ja d on plaatidevaheline kaugus. Kondensaatorite ühendamine Rööpühendus: C1 C2 Cn Cr = C1 + C2 +...+ Cn Jadaühendus:
Lihtsaim kondensaator koosneb kahest elektrit juhtivast plaadist, mille vahel paikneb dielektriku kiht. 9. Kehade süsteemi, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks, nimetatakse kondensaatoriks. 10. C=q/U, kus q-kondensaatori laeng(c), U-katetevaheline pinge(v), C-kondensaatori mahtuvus(F). Kondensaatori mahtuvus sõltub kondensaatori kujust, mõõtmetest ja katetevahelisest dielektrikust. C=(e*e0*S)/d , kus C-plaatkondensaatori mahtuvus(F), e-dielektriline läbitavus, e0=elektriline konstant, S-ühe katte pindala(ruutmeeter), d-katetevaheline kaugus(m) Kondensaatori mahtuvus näitab, kui suure laengu q andmisel ühele plaadile suureneb plaatidevaheline pinge ühe ühiku võrra.
Neid juhte nimetatakse kondensaatori kateteks. Kondensaatori mahtuvus: C = q / U , kus q on kattel olev laeng, U on katetevaheline pinge. On olemas plaat-, silinder- ja kerakondensaatorid: Plaatkondensaator Silinderkondensaator Kondensaatori mahtuvust mõõdetakse irdjuhi mahtuvusega samades ühikutes faradites; Plaatkondensaatori mahtuvus: S C= 0 , d kus on plaatidevahelise dielektriku suhteline dielektriline läbitavus, 0 on elektriline konstant 0 = 1 / 4k, S on plaadi pindala ja d on plaatidevaheline kaugus. Kondensaatorite ühendamine Rööpühendus: C1 C2 Cn Cr = C1 + C2 +...+ Cn Jadaühendus:
Selle tulemusena tekitavad vabad laengukandjad oma elektrivälja, mis on vastassuunaline välisele el.väljale ja kustutab selle juhi sees. Juhi sees el.väli puudub. Kasutamine: varjestus. Dielektrikud on ained, kus praktiliselt puuduvad vabad elektrikandjad. Polarisatsioon kui dielektrik satub välisesse elektrivälja, siis molekulid orienteeruvad kindlas suunas. Dielektrikus elektriväli nõrgeneb. Dielektrikuid iseloomustatakse dielektriku läbitavusega. = E0/E Plaatkondensaatori mahtuvuse arvutamise valem: C= S / 4kd (k=9*109) Kui mahtuvus on 3F, siis see näitab seda, et 1V pinge saavutamiseks tuleb kondensaatorile anda 3C suurune laeng. E = U/d Seos pinge ja elektrivälja tugevuse vahel.
teisele tekib kehade vahel pinge 1 volt. Kui üks keha saab pluss laengu, saab teine keha miinus laengu. Elektrilaenguid saab koguda, kui meil on kahest kehast süsteem: üks kogub pluss ja teine miinus laengu. C=q/U C elektrimahtuvus (F) Kindla mahtuvuse saamiseks loodud süsteemi nimetatakse kondensaatoriks. Kondensaatorit kasutatakse liigsete laengute kogumiseks (mikrofonis, klaviatuuris, raadiojaama nupu taga). Plaatkondensaatori mahtuvuse valem: C=*0*S/d d plaatidevaheline kaugus (m) aine dielektriline läbitavus 0=8,85*10 -12 F/m S plaatide pindala (S) 9. Elektrivälja energia. Millest see sõltub? Eneriga on keha võime teha tööd. Nii palju kui on energiat, saab teha tööd. Tööd tehakse siis, kui jõu mõjul midagi liigutatakse või keha soojeneb. Elektrivälja energia sõltub pingest ja laetud kehade elektrilaengust
Laengu kogunemisel plaatidele tekib nende vahele elektriväli, pinge suureneb pidevalt, lõpuks võib toimuda läbilöök. Õpikus: Kehade süsteemi,mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks,nimetatakse kondensaatoriks. 12.Mis on kondensaatori mahtuvus? Tema tähis ja ühik (defineerida): Kondensaatori mahtuvus näitab, kui suur laeng plaatidel tõstab plaatidevahelist pinget 1V võrra. C= q / U , kus q= ühe plaadi laeng ; U= pinge [C]= 1C / 1V = 1F (farad) 13.Plaatkondensaatori mahtuvuse valem: C= 1/4K × S/d 14.Kondensaatorite ühendamine patareiks, valemid: Jadaühendusel võrdub kondensaatoripatarei kogupinge U üksikutel kondensaatoritel tekkivate pingete summaga: U=U1+U2+U3+... Avaldades pinge U laengu q ja mahtuvuse C kaudu saame q/C=q/C1+q/C2+... Rööpühendusel on kõigil kondensaatoritel sama pinge U, patarei kogulaeng q aga koosneb üksikute kondensaatorite laengutest: q=q1+q2+q3+... ja C×U=C1U+C2U+... millest C=C1+C2+... 15
neutraalse tervikliku süsteemi). Aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaaluasendi suhtes. Elektrivälja puudumisel ümbritsevad välimised elektronid aatomi siseosa ühtlase kihina. Kui aatomile mõjub elektriväli, siis nihkub elektronpilv rakendatud väljale vastupidises suunas. Selle tagajärjel ei ühti välimise elektronkihi negatiivse laengu kese enam aatomi positiivse laengu keskmega. 6. Plaatkondensaatori mahtuvus Kindla mahtuvuse saamiseks luuakse kehade süsteem, mida nim kondensaatoriks. Kondensaatori moodustavad 2 elektrit juhtivat plaati, mille vahel on dielektrikuks kiht. Kondensaatori mahtuvus on tema katete (e. plaatide) mahtuvus. Kui kondensaatori üks kate maandada siis maandamata katte laadimine on sama väärne vastava laeng üle viimisega ühelt kattelt teisele. C = E0·E·S / d (kondensaatori mahtuvuse valem) C = q/
ümberpaigutamisel lõpmatusest välja antud punkti tehtava töö ja ümberpaigutava laengu suurus suhtega. Y=A/q volt. Välja kahe punkti potensiaalide vahet nim välja pingeks nende punktide vahel. Pot vahe U=A/q Juhi elektrimahtuvus- juhi laengu ja tema potensiaali suhtega mõõdetav suurus.C=q/Y. Elektrimahtuvus iseloomustab juhi võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvuse ühik on farad-F Kondensaator koosneb kahest juhist, mis on teineteisest eradatud õhukese dielektrikukihiga. Plaatkondensaatori(lihtsama) moodustavad kaks ühesugust dielektrikuga eraldatud paralleelset metallplaati. Kondensaatori laadimiseks tuleb ühendada tema plaadid(katted) pingeallika klemmidega.Kondensaatori laeng määratkse ühe tema plaadi laengu järgi. Kondensaatori elektrimahtuvus-füüsikaline suurus, mis võrdub kondensaatori ühe katte laengu q ja plaatide vahelise pinge U suhtega C=q/U. Kondensaatori mahtuvus sõltub kondensaatori kujust ja mõõtmetest. C=krE*S/4pii*K*d
Def valem: C= Ühik: F (mF 10-3 F; F 10-6 F; nF 10-9 F; pF 10-12 F) U 19. Defineeri mahtuvuse ühik 1 F. Mahtuvus on 1F, kui laengu 1C viimine ühelt plaadilt teisele tekitab plaatide vahele pinge 1V. 20. Plaatkondensaatori mahtuvuse arvutamise valem + selgitus ja ühikud. 0 S C= Ühik: F r 21. Kondensaatorite ühendamine ja kasutamine, energia. ........................................................................................................................................................................................................................................................ .................................................................
B = µ0 µ I induktiivpoolis: l 0 S N2 C = L = µ0 µ S Plaatkondensaatori mahtuvus d , Pooli induktiivsus l , kus plaatidevahelise aine dielektriline läbitavus, S kus µ pooli täitva aine magnetiline läbitavus, N pooli kummagi plaadi pindala ja d plaatide vahekaugus keerdude arv, l pooli pikkus ja S pooli ühe keeru pindala
p= a= v = v 0 + at pikkus) S t S 1 L = I C = 0 (plaatkondensaatori) D= v +v 0 d f s= t L = const (impulssmomendi jäävuse 1 1 1 D = D 1 + D 2 + ... (2+ läätse
sama ühik dzaul/kulon=volt(V). Elektrimahtuvus Juhi laengu ja tema potensiaali suhtega mõõdetav suurus. See iseloomustab juhi võimet salvestada elektrilaengut. Nagu ämber mahutab 11-12 l vett, nii ka mingi keha- juht on võimeline mahutama mingi kohuse laengut. Mahtuvuse ühik on farad (F)=kulon/volt Faradi miljondik- mikrofarad Mikrofaradi miljondik- pikofarad Kondensaator Koosneb 2’st juhist, mis on teineteisest eraldatud õhukese dielektriku kihiga. Lihtsama kondensaatori (plaatkondensaatori) mood 2 ühesugust dielektrikuga eraldatud paralleelset metallplaati. Plaadile andakse võrdsed, kuid vastasmärgilised laengud. Kondensaatori laadimiseks tuleb ühendada tema plaadid pingeallika klemmidega. Kondensaatori laeng määratakse ühe tema plaadi laengu järgi, seejuures mõeldakse laengu absoluutväärtust. Kondensaatori elektrimahutavus Füüsikaline suururs, mis võrdub kondensaatori ühe katte laengu q ja plaatide vahelise pinge U suhtega.
Leida elektrostaatilise välja potentsiaal a) punktis, mis paikneb laenguid ühendaval sirgel 4.0 cm kaugusel negatiivsest laengust, b) punktis, mis paikneb sama sirge pikendusel 4.0 cm kaugusel positiivsest laengust. (12*(-12)*0,12 / 42 = -900 8. Elektron alustab paigalseisust ja läbib elektriväljas potentsiaalide vahe 1.0 V. Kui suure kiiruse elektron omandab? Elektroni laeng on -1.6·10- 19 C ja mass 9.1·10-31 kg. ELEKTRIMAHTUVUS 9. Plaatkondensaatori mahtuvus on 1.0 F. Plaatidevaheline kaugus on 1.0 mm ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? 10. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5.00 mm. Plaatide pindala on 2.00 m2. Kondensaatorile antakse pinge 10.0 kV. Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik. ALALISVOOL 11. Mitu korda muutub isolatsioonita juhi takistus, kui ta pooleks murda ja kokku keerutada? 12
Esimese laengu suurus on +12 nC, teise suurus on 12 nC. Leida elektrostaatilise välja potentsiaal a) punktis, mis paikneb laenguid ühendaval sirgel 4.0 cm kaugusel negatiivsest laengust, b) punktis, mis paikneb sama sirge pikendusel 4.0 cm kaugusel positiivsest laengust. 75. Elektron alustab paigalseisust ja läbib elektriväljas potentsiaalide vahe 1.0 V. Kui suure kiiruse elektron omandab? Elektroni laeng on -1.6·10-19 C ja mass 9.1·10-31 kg. 76. Plaatkondensaatori mahtuvus on 1.0 F. Plaatidevaheline kaugus on 1.0 mm ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? 77. Plaatkondensaatori plaatide vaheline kaugus on 5.00 mm. Plaatide pindala on 2.00 m2. Kondensaatorile antakse pinge 10.0 kV. Arvutada kondensaatori mahtuvus, kummagi plaadi laeng ja elektrivälja tugevus plaatide vahel, kui seal puudub dielektrik. MAGNETOSTAATIKA 78. Prootonite kimp liigub kiirusega 3.0 105 m/s läbi homogeense magnetvälja, mille
Tensotajurid jagunevad pealekleebitavateks traat- ja linttajuriteks ning integraallülitustena toodetavateks pooljuhttensotajuriteks. Traat-tensotajur koosneb aluskilele sik-sakina paigutatud traadist, mille takistus deformeerimisel muutub (joonis 2.2). Traadi kogudeformatsioon sõltub tajuri mõõtmetest, s. o. pikkusest A ning sik-sakkide arvust ehk kaudselt tajuri laiusest B. Mahtuvustajurid?- Mahtuvustajurites muundatakse lineaarnihe või nurgamuutus kondensaatori mahtuvuse muutuseks. Plaatkondensaatori mahtuvus arvutatakse üldjuhul valemiga: Kus on elektroodidevahelise keskkonna dielektriline läbitavus, on vaakumi dielektriline läbitavus, Er - suhteline dielektriline läbitavus, Ge -elektroodidevahelise pilu geomeetriline juhtivus. Seega, kondensaatori mahtuvust on võimalik muuta elektroodidevahelise pilu geomeetriliste mõõtmete või isolaatori dielektrilise läbitavuse muutmisega
Juhipaari mahtuvus C=q/ fii1fii2 Kondeka mahtuvus on laeng, mis tuleb viia kondeka ühelt juhilt teisele, et muuta potensiaalide vahet ühe ühiku võrra. Laetud juhi energia võrdub laadimisel kulutatud tööga dA=fii*d*q Kondensaatori energia w=Curuut/2 Laetud kondensaatori energia 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. (vt.ka lk.10 ). C = epsilon0 epsilonS / d Laetud juhi energia võrdub laadimisel tehtud tööga. dA = fii dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A = fii q / 2 Alalisvool Ohmi seadus Ohmi seadus mööda homogeenset metallijuhti kulgeva voolu tugevus(I) on võrdeline pingelanguga(U) juhil
0 . Lahendus: ,0 V ,6 0 C 9, 0 kg ? │ │ = ,6 0 = ,6 0 J Kuna , ja ⇒ siit , √ = √ = √0,35 0 5,9 m/s , Vastus: Elektron omandab kiiruse 5,9 m/s 76. Plaatkondensaatori mahtuvus on ,0 . Plaatidevaheline kaugus on ja seal puudub dielektrik. Kui suur on plaatide pindala? Lahendus: C = 1,0 F d = 1 mm = 0,001 m 8,854 0 F/m (elektriline konstant) S=? Ülesande lahendamiseks kasutame valemit , , = = 1,13 , / Vastus: Plaatide pindala on 1,13 77
tavaolukorras on neile mõjuvad jõud tasakaalus. Suhteline dielektriline läbitavus ehk keskkonna dielektriline läbitavus on füüsikaline suurus, mis näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus homogeenses materjalis väiksem väljatugevusestvaakumis. Kondensaator – kehade süsteem, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. Koosneb kahest juhtivast plaadist, mille vahel paikneb dielektriku kiht. Mahtuvus C on ühe katte laengu absoluutväärtuse ja kattevahelise pinge suhet. Plaatkondensaatori mahtuvus – on võrdeline katete pindalaga S, katetevahelise aine dielektrilise läbitavusega e ja pöördvõrdeline katete vahekaugusega d Kondensaatorite ühendamine Elektrivälja energia Superkondensaator ehk ülikondensaator on elektrotehniline seadis, mille abil saab elektrostaatilist energiat salvestada süsinikelektroodide pinnale. Superkondensaator on väga suure mahtuvusega kondensaator. Elektrivoolu tekkimise tingimused - elektrivälja ja vabade laetud osakeste olemasolu
· Seetõttu saab Coulomb'i seadus dielektrikus paiknevate laengute kohta järgmise kuju: 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 37 Kehadevaheline mahtuvus 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 38 Kondensaatorid Suuremate erinimeliste elektrilaengute kogumiseks kasutatakse kondensaatoreid. ·Kondensaator koosneb kahest juhist, mis on teineteisest eraldatud õhukese dielektrikukihiga. ·Lihtsaima kondensaatori, nn. Plaatkondensaatori moodustavad kaks ühesugust dielektrikuga eraldatud paralleelset metallplaati. 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 39 Kondensaatorite liike 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 40 Kondensaatorite liike 1 1. Materjali kokkuhoiu huvides kasutatakse kondensaatori katetena õhukesi metallfooliume. 2. Isolaatoriks on enamasti parafineeritud paber, polüstürool- või vilgukivilehed või keraamilise aine kihid. 3
P 1 / Vp Väljatugevuse nõrgestamist iseloomustatakse aine dielektrilise läbitavuse ehk konstanfiga ε, mis on alatu suurem kui 1. 2)Kondensaator. Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q1-2 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=*q2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U22 3)Biot’ – Savart’i – Laplace’i seadus. – Mis tahes voolu magnetväli on arvutatav selle voolu elementide poolt
magnetväli väheneb ja seda suurem on pinge muutus Hall-elemandis. 18 ProDiags Andur, milles on külgsuunalise kiirenduse ja pöördliikumise andur kokku ehitatud (Bosch). Külgsuunalise kiirenduse mõõtmine Anduri tööpõhimõte põhineb kahe plaatkondensaatori mahtuvuse, C1 ja C2, võrdlemisel. Esimene kondensaator K1 on kinnitatud jäigalt ja selle mahtuvus ei muutu. Teise kondensaatori K2 üks plaat on kinnitatud jäigalt, teine aga liikuva massi külge. Plaatide vahalise kauguse muutumine mõjutab kondensaatori mahtuvust. Külgsuunalise kiirenduse puudumisel on C1 ja C2 võrdsed (Algasend). Külgsuunalise kiirenduse suurenedes liigub liikuv mass kaasa ja C1 < C2.
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 elektriline konstant ehk vaakumi dielektriline läbitavus. m 0=1/4k Kondensaatorite ühendamine
jaoks ühesugune sageduse ja temperatuuri funktsioon. T Mida suurem on keha kiirgamisvõime seda suurem on ka keha neeldumisvõime. II 1.??? 2. Kondensaatorid, nende ühendamine- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q 1-2 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=*q2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U22 3. . Biot-Savart-Laplacei seadus- Mis tahes voolu magnetväli on arvutatav selle voolu elementide poolt põhjustatud magnetvälja tugevuste vektoriaalse summana, kusjuures vooluelementide väljatugevus
1 - 2 U Kondensaatori mahtuvus sõltub katete kujust, mõõtmetest nendevahelisest kaugusest ja katete vahelise keskkonna dielektrilistest omadustest. U Kui panna vahele mingi dielektrik U = const E = E = q = q C = C d 0 S Plaatkondensaatori mahtuvus C = 2 R1 R2 Kerakondensaator C = 4 0 R2 - R1 4. Elektrostaatilise välja energia 4.1. Laengute süsteemi, laetud juhi ja kondensaatori energia 1 q2 Laetud kerade vastastikune potentsiaalne energia 1 = ´ 4 0 r
Coulomb'i seadus. Elektriväli. Elektrivälja tugevus. Elektrivälja superpositsiooni printsiip. Elektrivälja jõujooned. Homogeenne elektriväli. Juht elektriväljas. Varjestamine. Dielektrik elektriväljas. Polarisatsioon. Dielektriline läbitavus. Piesoelektriline efekt, piesoelektrikud. Töö laengu liikumisel elektriväljas. Laetud keha potentsiaalne energia. Elektrivälja potentsiaal ja pinge. Ekvipotentsiaalipinnad. Kondensaator. Kondensaatori mahtuvus. Üksiku juhi mahtuvus. Plaatkondensaatori mahtuvus. Kondensaatorite ehitus ja liigid. Jada- ja rööbiti ühendatud kondensaatorpatarei mahtuvus. Laetud kondensaatori energia. Kondensaatorite kasutamine. Alalisvool. Vaba laengukandja. Juht, dielektrik ja pooljuht. Elektrivool. Elektrivoolu tekkimise tingimused. Elektrivool metallides. Voolutugevust määravad suurused. Ohmi seadus vooluringi osa kohta. Juhi takistus ja eritakistus. Takistuse sõltuvus temperatuurist. Ülijuhtivus. Voolutugevus, pinge
U = q q laengu suurus Töö elektriväljas A = Eqd E elektrivälja tugevus, q laeng, d punktidevaheline kaugus piki jõujoont Kondensaatori q C= C kondensaatori mahtuvus (1F, üks farad), elektrimahtuvus U q ühe katte laeng, U katetevaheline pinge Plaatkondensaatori 0 S S katete ühispindala, d katete vahekaugus, elektrimahtuvus C= katetevahelise aine dielektriline läbitavus, 0 elektriline konstant d II. Alalisvool Elektrivool on vabade laetud osakeste suunatud liikumine. Voolutugevus q I voolutugevus (1A), I =
=q/C ehk C=q/ - järelikult: Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta sellepotensiaaliühe ühiku võrra. 1C/V=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R 2p.Kondensaatorid, nende ühendamine- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q/1-2 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 S/d Laetud juhi energia võrdub laadimisel tehtud tööga. dA=dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=*q/2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U2/2 Elektrivälja energia-Kui pinge toiteallikaga ühendatud kondensaatoril tõuseb, siis suurenevad laengud viimase elektronidel ning suureneb väljatugevus dielektrikus. Toiteallikast saadava energia
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... Elektrivälja energia-Letud kondeka katete vahelises ruumis on elektrivali, mille energia avaldub
mahtuvuse saamiseks. Koosneb kahest juhtivast plaadist, mille vahel paikneb dielektrikukiht. Tema mahtuvus on tema katete omavaheline mahtuvus.Kondekaid kasutatakase elektrilaengute kogumiseks kohtades, kus on lühikeseks ajaks vaja suurt võimsust. Samas ei juhi kondensaator alalisvoolu, sest ei teki kinnistelektriahelat. Tema elektrimahutuvs-on ühe katte laengu ja katetevahelise pinge suhe C=q/U [F-farad].üksiku juhi mahtuvus ja potentsiaali suhe C=q/. Plaatkondensaatori mahtuvus- C= 0*S/d. 0- elektriline konstant ehk 8,85*10-¹² F/m Kondensaatorite ühendamine- kui kasutada on mitu kondekat, võib tunduvalt laiendada mahtuvuste võimalikke väärtusi, ühendades kondekad patareideks. Rööpühendus-kogumahtuvus on üksikute kondekate mahtuvuste summa C=C1+C2+..Cn. Jadaühendus-liidetakse kogumahtuvuse leidmiseks mahtuvuste pöördväärtused1/C=1/C1+1/C2+..1/Cn Elektrivälja energia-Laetud kondeka katete vahelises ruumis on elektriväli
sellepotensiaaliühe ühiku võrra. 1C/V=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R 34. Kondensaator Kondensaatorid, nende ühendamine- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q/1-2 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 S/d Laetud juhi energia võrdub laadimisel tehtud tööga. dA=dq Kogu töö keha laadimisel laenguni q on A=*q/2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U2/2 35.Elektrivool Elektrivool-Asetades elektrijuhi elektrivälja hakkab juhis olevatele vabadele laengutele mõjuma elektriline jõud f=qE
U = q q laengu suurus Töö elektriväljas A = Eqd E elektrivälja tugevus, q laeng, d punktidevaheline kaugus piki jõujoont Kondensaatori q C= C kondensaatori mahtuvus (1F, üks farad), elektrimahtuvus U q ühe katte laeng, U katetevaheline pinge Plaatkondensaatori 0 S S katete ühispindala, d katete vahekaugus, elektrimahtuvus C= katetevahelise aine dielektriline läbitavus, 0 elektriline konstant d II. Alalisvool Elektrivool on vabade laetud osakeste suunatud liikumine. Voolutugevus q I voolutugevus (1A), I =
Siis kasutatakse polarisatsioonivektorit kus on molekuli dipoolmoment. Summaarne väli antakse nüüd elektrinihke e. elektrilise induktsiooni vektori abil. Kui , siis on elektrinihke vektor samasuunaline elektrivälja vektoriga: Suhteline dielektriline läbitavus on alati suurem ühest 5.Elektrimahtuvus: Elektrimahtuvus näitab kuivõrd suur elektrilaeng piltlikult kehasse mahub. Seejuures jääb juhi välja tugevuses kondensaatoris nulliks. Plaatkondensaatori mahtuvus sõltub plaatide pindalast võrdeliselt. Plaatide vahel oleva dielektriku kihi paksusest pöördvõrdeliselt ja dielektrilisest läbitavusest võrdeliselt. C=e*e0 *S/d. e0 on dielektriline läbitavus vaakumis. Elektrimahtuvuse tähiseks on C. C= q/w. Mahtuvus on arvuliselt võrdeline laenguga, mis tõstab juhi potentsiaali ühiku võrra. Tema mõõtühikuks on Farad. 1 Farad saadakse kui juhi potentsiaal muutub 1V võrra laengu 1C juurdeandmisel.
suurusle võrdseid kuid erimärgilisi elektrilaengid Kondensaatorit iseloomsutav põhisuurus on tema elktrimahtuvus tähis C Kondensaatori elektrimahtuvus näitab kui suure elktrilaengu andmisel tema ühele plaadile suureneb plaatidevaheline pinge ühikuslie suursue (1V) võrra C= Q/U kus C(F) kkondensaatori elektrimahtuvus Q(C) kondensaatori ühelep laadile kantava elktrilaengu suurus U(V) kondensaatori plaatide vaheline pinge. Plaatkondensaatori mahtuvs on sõltuv tema plaatide mõõtmetest ja vahekauguest plaatide vahelise aine dielektrilisest läbitavusest ning on arvutatav seosega : C=E0ES/d kus C (F) plaatikondensaatori elektrimahtuvus E0 (F/m) elektriline konstant E0 = 8,85*10`-12 F/m E plaatide vahel paikeva aine delektriline läbitavus S (m2) ühe plaadi või plaatide kohakuti oleva osa pindala d(m) plaatidevaheline kaugus
muuta selle potensiaali ühe ühiku võrra. 1CV=1F (Farad- mahtuvuse ühik) Kera mahtuvuse valem: C=40R Kondensaatorid, nende ühendamine- Kondensaatoriks nimetatakse üksteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paari. Juhipaari mahtuvus on C=q1-2 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=*q2 Kondensaatori energia võrdub W=C*U22 JOONIS Elektrivool-Asetades elektrijuhi elektrivälja hakkab juhis olevatele vabadele laengutele mõjuma elektriline jõud f=qE
Mahtuvuse ühik on farad. 1 farad on sellise elektrijuhi mahtuvus, millele 1 kuloni suuruse laengu andmine tõstab plaatide potentsiaalide vahet ehk pinget 1 voldi võrra. Mahtuvus ei sõltu juhi materjalist. Ühesuuruste vask ja alumiiniumkuulide mahtuvused on ühesuurused. Mahtuvus ei sõltu ka keha massist. Kui kaks ühesuuruse massiga keha on erineva kujuga, siis on ka nende mahtuvused erinevad. Juhi mahtuvus sõltub juhi pinna suurusest. Mida suurem pind, seda suurem on mahtuvus Plaatkondensaatori mahtuvust saab arvutada valemiga: S-plaadi pindala d-plaatidevaheline kaugus ( ) Kondensaatoreid kasutatakse laengu salvestamiseks, ahelate alalisvooluliseks eraldamiseks ja sagedusest sõltuva mahtuvustakistusliku elemendina. Nii nagu takistid jagatakse ka kondensaatorid püsikondensaatoriteks, mille mahtuvus ei ole muudetav ja muutkondensaatoriteks, mille mahtuvus on muudetav. Kondensaatorite põhiparameetrid on
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 rööbiti ühedamise korral. C=C1+C2..., jadamaisi 1/C=1/C1+1/C2...
Elektrimahtuvus: Kahe keha omavaheline mahtuvus C näitab, kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib kehade vahel ühikuline pinge. Tähis C, ühik 1F=1 C/V Valem: C=q/U Üksiku keha mahtuvus näitab, kui suure laengu andmisel kehale tekib keha potentsiaali ühikuline muutus. Valem: C=q/ Kondensaatoriks nimetatakse kehade süsteemi, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. Koosneb kahest juhtidest plaadist, mille vahel paikneb dielektrikukiht. Plaatkondensaatori mahtuvus on võrdeline kummagi plaadi pindalaga S, plaatidevahelise aine läbitavusega ja pöördvõrdeline plaatide vahekaugusega d. Valem: C=( S)/d Kondensaatorite rööpühendusel kogumahtuvuse saamiseks liidetakse üksikute kondensaatorite mahtuvused. Jadaühendusel liidetakse kogumahtuvuse pöördväärtuse leidmiseks üksikute mahtuvuste pöördväärtused. Alalisvool Ohmi seadus väidab, et voolutugevus juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega ja
dielektrikukihiga. Kondensaator on kahe juhi süsteem, millest üks asub teise õõnsuses või teineteise lähedale asetatud ja teineteisest isoleeritud elektrijuhi paar Kondensaatori mahtuvus on laeng , mis tuleb viia kondensaatori ühelt juhilt teisele , et muuta nende potensiaalide vahet ühiku võrra. q - kondensaatori ühe katte laengu U - plaatide vaheline pinge Plaatkondensaatori mahtuvus sõltub plaatide pindalast S, katete vahelise dielektrikukihi paksusest d ja dielektriku omadustest (dielektrilisest läbitavusest ). Mahtuvuse ühik on farad (1 F), 1 F = 1C/V. Kondensaatori mahtuvus oleneb: 1) Kondensaatori geomeetriast o Kondensaatori kuju o Katete vaheline kaugus o Katete pindala
ei tehta tööd, seega φ=0. Kuid teise dq ülekandmiseks on vaja teha teadud hulk tööd. Et juhi laengu suurenemise tättu tema potentsiaal kasvab, peab iga järgneva dq ümberpaigutamiseks tegema järjest suuremat tööd. dA=dq* φ=dq(q/C); A=∫dA=q2/2C= q φ/2=C φ2/2 𝐶𝑈 2 𝜀𝜀𝑆𝑈 2 𝜀𝜀 𝑈 𝜀𝜀𝑆 𝜀𝜀𝐸2 Elektrivälja energia. Plaatkondensaatori puhul 𝑊 = 2 = 2𝑑 = ( ) 2𝑆𝑑 2 𝑑 = 2
välja punkti. Elektrimahtuvus kahe keha süsteemis näitab, kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib q 1C kehade vahel ühikuline pinge, st C = , ühikuks farad [C ]SI = 1V =1 F . Kondensaator ehk U laengutihendaja on erinimeliselt laetud kehade (plaatide) süsteem kindla mahtuvuse saamiseks. S Plaatkondensaatori mahtuvus C = 0 , kus S on ühe plaadi või plaatide kohakuti oleva osa d F pindala, d kaugus plaatide vahel, plaatidevahelise aine dielektriline läbitavus, 0 = 8,85 10-12 m elektriline konstant ehk vaakumi dielektriline läbitavus.
välja punkti. Elektrimahtuvus kahe keha süsteemis näitab, kui suure laengu viimisel ühelt kehalt teisele tekib q 1C kehade vahel ühikuline pinge, st C = , ühikuks farad [C ]SI = 1V =1 F . Kondensaator ehk U laengutihendaja on erinimeliselt laetud kehade (plaatide) süsteem kindla mahtuvuse saamiseks. S Plaatkondensaatori mahtuvus C = 0 , kus S on ühe plaadi või plaatide kohakuti oleva osa d F pindala, d kaugus plaatide vahel, plaatidevahelise aine dielektriline läbitavus, 0 = 8,85 10-12 m elektriline konstant ehk vaakumi dielektriline läbitavus.
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) Need valemid kehtivad piisava täpsusega ka lõplike plaatide korral, kui plaatidevaheline kaugus on plaadi mõõtmetega võrreldes piisavalt väike ja kui meid huvitab vaid plaatide servadest kaugel olev väli. Nii on see näiteks plaatkondensaatori puhul. Tavaliselt laetakse plaadid võrdselt, kuid erimärgiliselt, mistõttu σ 2=−σ 1 ja plaatide vahel: E=4 π k σ 1ning väljaspool E=0. Väli asub ainult plaatidevahelises ruumis. (Laengute süsteemi poolt tekitatav välja potensiaal on võrdne kõigi üksikute laengute poolt tekitavate potensiaalide algebralise summaga. Väljatugevused liituvad väljade liitmisel vektoriaalselt, potensiaalid algebraliselt.
tasaparalleelsest metallplaadist ja nendevahelisest dielektrikukihist. Kui ühele plaadile anda laeng q ja teine plaat maandada, siis elektriliste tõmbejõudude mõjul indutseerub teisel plaadil eelmise suhtes võrdvastasmärgiline laeng q . Nende vahel mõjuv tõmbejõud hoiab neid laenguid koos, kuid dielektrikukiht plaatide vahel ei lase laengutel ühelt plaadilt teisele liikuda. Arvutame nüüd plaatkondensaatori mahtuvuse. Oletame esialgu, et plaatide vahel on vaakum. Kumbki plaat tekitab valemi (10.27) põhjal elektrivälja tugevusega /2 . Positiivselt laetud plaadi elektriväli on suunatud selle plaadi poole, negatiivse plaadi poolt tekitatud elektriväli sellest plaadist eemale. Järelikult väljaspool kondensaatorit on need väljad suunatud vastupidiselt ja neutraliseerivad teineteist, seega väljaspool kondensaatorit võrdub väljatugevus nulliga
Üks farad (1 F) on sellise keha mahtuvus, millele tuleb anda laeng üks kulon, selleks et muuta tema potentsiaali ühe voldi võrra: 1 F = 1 C / 1V . . Kondensaatoriks nimetatakse kehade süsteemi, mis on loodud mingi kindla mahtuvuse saamiseks. Kon- densaator koosneb kahest juhtivast plaadist ehk kattest, mille vahel paikneb dielektriku kiht. Kondensaatori mahtuvus C on tema katete omavaheline mahtuvus. Plaatkondensaatori mahtuvus on võrdeline katete pindalaga S, katetevahelise aine dielektrilise läbitavusega ja pöördvõrdeline katete vahekaugusega d : C = 0 S / d . Elektrivälja energia kondensaatoris avaldub kujul Ee = C U 2/ 2 , kus C on kondensaatori mahtuvus ja U - tema pinge. Kuna U = E d , siis on elektrivälja energia võrdeline väljatugevuse ruuduga. See on analoogiline deformeeritud keha potentsiaalse energiaga Ep = k x 2/ 2.
annaabi.ee 
