Coulomb'i seadus: kaks punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga mis on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. F= k Elektrivälja mingi punkti potentsiaal näitab sellesse punkti asetatud ühiklaengu pot. energiat. f=Ep/q. Ep pot.energia(J) q-laeng(c) f- q1q2/E r2. F-jõud(N) k= 9x109 Nxm2/C2 q- I keha laeng(c) E- aine dielektriline läbitavus (-) r-kehade vaheline kaugus (m) NB! Vaakumi korral epsilon võrdub potensiaal(v-volt). Ekvipotensiaalpind on selline mind mille iga punkti potentsiaal on samasugune/ekvalentne. NB! ekvipotensiaali pinnad ja E=1. Punktlaeng on keha mille mõõtmeid ei arvestata ja keha laengut vaadeldakse koonduna ühte punkti. NB! Keha võib punktlaenguks siis kui kehade
ühikuks on 1A Voolu suund- positiivsete laengukandjate liikumise suund Kui voolutugevus juhis on 1A, siis läbib 1s jooksul juhi ristlõiget laeng suurusega 1 kulon. 1C=1A.1s Vooluallika mahutavus- max laeng, mille vooluallikas suudab vooluringist läbi viia Elektrostaatika- tegeleb paigalseisvate laetud kehade vastastikmõju uurimisega Columb'i seadus- kahe laetud keha vahel mõjuv jõud on võrdeline kummagi keha laenguga ja pöördvõrdeline kehade vahekauguse ruuduga F=k* Q1Q2/r2 k=Fr2/ Q1Q2 Konstant k võrdub arvuliselt jõuga, mis mõjub vaakumis kahe teineteisest 1 m kaugusel paikneva punktlaengu 1 C vahel. See jõud on 9.109 ehk niisuguse keha raskusjõud, mille mass on ligi miljon tonni. Kehad elektriseeruvad nende vastastikusel hõõrdumisel. Elektriseerunud kehade vahel mõjub jõud. N: pärast pestud ja kuivatatud juuste kammimist tõmbuvad juuksed kammi külge.
Elektriväli-teineteise suhtes paigal seisvate laetud kehade vastastikumõju vahendaja,columbi seadus(F= k q1q2/ r2)El.välja tugevus näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. E= F/q E-elektrivälja tugevus (V/m) F-jõud(N) q-laeng(c) F= q1q2/Er2, njuuton kuloni kohta on sellise el.välja tugevus, milles punktlaengule suurusega 1C mõjub 1N,el.välja jõujoon on mõtteline joon, mille igas punktis on E-vektor suunatud piki selle joone puutujat, positiivse punktlaengu e-vektor on suunatud laengust eemale, elektrivälja superpositsiooni printsiip-selle kohaselt võrdub laengute süsteemi väljatugevus üksikutest laengutest põhjustatud väljatugevuste vektoriaalse summaga, homogeenne on
on lõpmatasuur ja voolutug on praktil 0. Lühis-olukord, kus takistus on praktil 0 ja voolutug on max (väga suur). 1 volt- el.välja kahe punkti vahel on pinge 1V, kui laengu 1C viimisel ühest punktist teise tehakse tööd 1J (1V=1J/1C). 1 oom-juhi takistus on 1oom, kui juhi otstele rakendatud pinge 1V tekitab juhis voolu 1A (1=1V/1A). Valemid: U=E*d (U-pinge, E- väljatugevus). Wp=qU/2 > 2 Wp=cU /2 (Wp-pot.en, q=e- laeng=-1,6*10-19c, c-mahutavus). Coulomb`i seadus-F=k*q1q2/r2 (F-jõud, k=9*109N*m2/c2). Mahtuvuse-C=q/U> q=C*U> U=q/C. Takistuse sõltuvus materjalist ja mõõtmetest- R=*l/s (l-juhi pikkus, s-m2). Ohmi seadus I=U/R.
Kaks seisvat punktlaengut mõjutavad teineteist jõuga, mis FL=qvsin on võrdeline nende laengute absoluutväärtuste korrutisega FL-Lorentz'i jõud [1N] ja pöördvõrdeline nende laengute vahelise kauguse q-osakese laeng [1C] ruuduga. v-osakese liikumise kiirus [1m/s] F=k -nurk vahel [1°] F-jõud [1N] q1q2- vastasmõjus olevate kehade laengute abs. EMI seadus: väärtused [1C] Suletud voolukontuuris tekkiv induktsiooni r-laengute vaheline kaugus [1m] elektromotoorjõud on võrdeline voolukontuuri pinda läbiva k-võrde tegur k=9109 Nm2/C2 magnetvoo muutumise kiirusega. I= -
Columb'i seadus kirjeldab laetud kehade vastastikmõju. Kehtib laengu jäävuse sedauds: elektriliselt isoleeritud süsteemi koguleng on jääv suurus. Laetud keha iseloomustatakse elektrilaenguga. [q]=1C Columib'i seadus: Kaks punktlaengut mõjutavat teineteist jõuga, mis on võrdeline nende laengutega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. F=k q1q2 / r2 Laetud kehade vastastikmõju toimub elektrivälja vahendusel. Elektriväli ümbritseb laetud kehi ja elektriväli mõjub laetud kehadele. Sellepärast kasutatakse elektrivälja uurimiseks proovilaengut. Elektrivälja iseloomustav füüsikaline suurus elektrivälja tugevus E. Elektrivälja tugevuseks nim laengute mõjuva jõu ja laengu jagatist. E=F/q Elektrivälja tugevus näitab laengule 1C mõjuva jõu suurust.
osakesed tõmbuvad. Elektriväli-ühe keha mõju teisele erilise materiaalse keskkonna kaudu. Ühele laetud kehale mõjuv jõud tuleneb teiste kehade EV mõjust temale. EV olemasolu tehakse kindlaks tema mõju järgi mingile proovilaengule-väiksele laetud kehale. EV eksisteerib sõltumata teadmisest temast. Elektrostaatika-füüsika osa, mis tegeleb liikumatute elektrilaengute uurimisega, mille põhiseaduseks on liikumatu punktikujulise laetud keha vastastikuse mõju seadus F=K q1q2/r2 Elektrilaengu jäävuse seadus-elektriliselt isoleeritud süsteemis on igasuguse kehade vastasmõju korral kõigi laengute algebraline summa jääv. Pos ja neg laeng ei saa teineteisest eraldi, teineteisest sõltumata hävida. Elektrivälja tugevus-füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljspunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. E=F/q Vektor-suunatus suurus(F ja E), skalaar-suunata suurus(r ja q). V=V/S ja S=V/V
12. Kuidas leiame potentsiaalide vahe? Potentsiaalide vahe leidmiseks tuleb elektrilaengu nihutamiseks tehtav töö jagada elektrilaengu suurusega. 13. Missuguseid aineid nimetatakse elektrijuhtideks? Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur. 14. Missugune füüsikaline suurus iseloomustab energeetiliselt elektrostaatilist välja? Energeetiliselt iseloomustab elektrostaatilist välja potentsiaalide vahe. 15. Mida näitab valem ? F=k q1q2 r2 Valem näitab Coulomb´i seadust. 16. Mida näitab ainete dielektriline läbitavus? Aine dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem jõust antud aines. 17. Missugustes ühikutes mõõdetakse pinget? Pinget mõõdetakse voltides. 18. Kumbal joonisel on tegemist samanimeliste laengute elektrivälja jõujoontega? Joonisel A 19. Missuguseid aineid nimetatakse dielektrikeks ehk isolaatoriteks?
hõõrumise teel nim. posit laenguks; mis tekib eboniidist pulga hõõrumisel karusnahaga nim negat. laenguks. Samamärgilistega osakesed tõukuvad, erinimelistega tõmbuvad. Ühe laetud keha mõju teisele toimub erilise materiaalse keskkonna kaudu mida nim. elektriväljaks. Füüsika osa mis tegeleb liikumatute elektrilaengute uurimisega-elektrostaatika. Coolombi seadus: elektrostaatika põhiseadus-2liikumatu punktikujulise laetud keha või osakeste vastastikuse mõju F=k q1q2/r(ruut). SI süsteemis elektrilaengu ühik-C(ühik mis läbib sekundis juhi ristlõiget kui voolutugevus on 1 A. k=9x10aste9 Nm/c2, kulon suur ühik seetõttu kasutusel ka Lü-laenguühik(CGS süsteem) 1C=3x10aste9Lü, k=1düünxcm2/Lü2, 1N=10aste5 dyn. Elektrilanegu jäävuse seadus: elektriliselt isoleeritud süsteemis (kuhu ei tule elektrilaenguid juurde ja kust neid ei lahku) on igasuguse kehade vastastikmõju korral kõigi laengute algebraline summa jääv. Neutron võib laguneda +, -
Elektrostaatika põhiseadused. 1.Laengu jäävuse seadus: isoleeritud süsteemis on elektrilaengute summa jääv. (Joonis) Pärast kokkutõmbumist on igal kuulil -100e. Summa -300e jääb muutumatuks. 2.Coulombi'i seadus (prantsuse sõjaväe insener) Punktlaengud mõjutavad teineteist jõuga, mis on võrdeline laengute suurusega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. (valem-joonis) F- jõud, millega laengud teineteisest mõjutavad (N) q1q2- laengute suurused (1C- kulon) 1C on vooluga juhis suhteliselt väike laeng. 1C=1A *1s Laetud kehal on 1C väga suur laeng, nt. metallil. r- laengute vaheline kaugus (m) k- võrdetegur, mille suurus on 9*109Nm2/c2 E (epsilon) laengute vahelise aine/keskkonna dielektriline läbitavus. Elektriväli -on elektrilaenguid ümbritsev energia, mis võib tööd teha liigitada teisi laenguid, kergeid paberiribasid, koguda tolmukübemeid jne. Täpsemaks iseloomustamiseks kasut
abiks.pri.ee Soojendi T1 Q1 Töötav keha >>> kasulik töö A=Q1|Q2| Q2 Jahuti T2 Töötav keha gaas läheb olekust M olekusse N ja teeb positiivse töö A1=kmcnl. Tagasi algolekusse toomisel on gaasi töö negatiivne A2=kmdnl. Ringprotsessis tehakse kogutöö A=A1A2, mille suurust kujutab graafikute vaheline pindala Soojusmasin saab töö käigus soojendilt soojushulga Q1 ja annab ära soojusjahutile soojushulga Q2 tehtud töö A=Q1Q2 Soojusmasina kasuteguriks nim soojusmasina poolt tehtud töö ja soojendilt võetud soojushulga suhet =A/Q1 Soojusmasina maksimaalse kasuteguri valemi tuletas prantsuse inseneer Carnot 1824 ideaalse gaasiga töötava masina kohta m=(T1T2)/T1 Carnot tõestas, et reaalsete masinate kasut ei saa olla ideaalse masina kasut suurem Soojusmasin on seda efektiivsem, mida kõrgem on T1 ja mida madalam on T2 TERMODÜNAAMIKA II PRINTSIIP. ENTROOPIA
U=E*d (U-pinge, E-väljatugevus) Wp=qU/2 > Wp=cU2/2 (Wp-pot.en, q=e-laeng=-1,6*10-19c, c-mahutavus) Coulomb`i seadus-F=k*q1q2/r2 (F-jõud, k=9*109N*m2/c2) Mahtuvuse-C=q/U> q=C*U> U=q/C Takistuse sõltuvus materjalist ja mõõtmetest-R=*l/s (l-juhi pikkus, s-m2) Ohmi seadus seadus I=U/R. Voolutugevus I A, mA, kA I=U/R Pinge U V, mV, kV U=IR Takistus R , k, R=U/I Elektrivoolu töö J, kJ A=Pt A=IUt
pikkusest. T=2piidm/k 22.Thmosni seadus e võnkeringis.: Võnkeringis tekkivate omavõnkumiste periood on võrdeline ruutjuurega võnkeringi induktiivsusest ja ruutjuurega võnkes ??. Mahtuvusest. T=2piidLC 23.Laengu jäävuss.:kehade elektriseerimisel on suletud süsteemis kõikide laengute summa const. 24.Colombi seadus (laenguvastasmõjukohta): kaks laengut mõjutavad vastastikku jõuga,mis on võrdeline laengute suuruste ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. F=q1q2/r² F=k*q1q1/r² Es 25.Superpositsiooni printsiip (mitmelaengulisteelektriväljakohta): kui elektriväljad tekitavad mitu laengut, siis välja tugevus mingis punktis võrdub üksikute laengute poolt põhjustatud väljatugevuste vektoriaalse summaga: E1+E1+..+En=E 26. Potentsiaali reegel: kui elektriväljad põhjustavad mitu laengut, siis ev potent. mingis punktis võrdub üksikute laengute poolt potentsiaalide algebralise summaga. f=f1+f2+..+fn (fii) 27
7. Mida näitab voolutugevus? Valem, ühik. Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget. Voolutugevuse ühikuks on üks amper ja voolutugevuse valemiks on juhi ristlõiget läbiva aja jagatis selleks kuluva ajaga. 8. Kuloni seadus ja valem. Kuloni seadus ütleb, et kaks punktlaengut mõjutavad üksteist jõuga, mis on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. k= Fr(ruudus) / q1q2 9. Mis on punktlaeng? Punktlaenguteks nim laetud kehi, mille mõõtmed on tühiselt väikesed võrreldes nende vahekaugusega. 10. Mida näitab dielektriline läbitavus? Dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektriline jõud vaakumis suurem jõust antud aines. 11. Mis on püsimagnet? Selle poolused, neutraalne piirkond. Püsimagnet on keha, mida alati ümbritseb magnetväli. Püsimagneti juures võib
f=ak/a+k Pilet 13.1 Elektriväli. Coulomb'i seadus. Elektri väli on elektri laengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektri laenguid. On elektromagnet välja piirpunkt. Levimis kiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis. Colombi seadus Kaks punktlaengut mõjutavad teinetest jõuga, mille moodul on nende laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördõvrdeline nende vahelise kaugusega ruudus. Fe=k q1q2/r² Pilet 13.2 Rutherforthi aatomimudel. Borhi postulaadid. Rutherfordi aatomimudel (Ringi sees + laenguga keha.. Ringjoone peal Negatiivse laenguga keha! ) Borhi postulaadid 1) Aatom võib püsivalt viibida ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E . Statsionaarses olekus aatom ei kiirga ega neela energiat. 2) Aatom kiirgab footoni suurema energiaga Ek / J / statsionaarsest olekust
FÜÜSIKA II EKSAM 1. Q1Q2 F: R2 ur Q Q uuur F = k 13 2 R12 R 12 1 k= 4 0 Í ì2 k 9 109 Êë 2 - . . , , : - -- . - . . 2. , - , . . , , , , . . . , . 1 22.09.2013 FÜÜSIKA II EKSAM ur 1 Qq ur F= R 4 0 R 3 ur F 1 Q ur = R q 4 0 R 3 ur F ur =E
Looduses vabu magnetilisi laenguid ei ole, magnetvälja jõujooned on kinnised 25)Soojusmasin.Kasutegur.Carnot' tsükkel Soojusmasin on seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt soojushulga q1, muudab osa sellest mehhaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa q2 ära külmemale kehale. Soojusmasina kasutegur on kasuliku energia ja seadmele antud koguenergia suhe =A/q 1=q1q2/q1 Carnot' tsükkel koosneb kahest isotermist ja kahest adiabaadist. Carnot' tsüklil töötava soojusmasina korral paisub töötav aine algul isotermiliselt, võttes soojendilt soojushulga q1. Seejärel paisub ta varem omandatud siseenergia arvel veel adiabaatiliselt, kusjuures temperatuur langeb. Järgneb töötava aine isotermiline kokkutõmbumine, mille käigus ta annab ära q2 jahutile. Lõpuks surub välisjõud ainet ka adiabaatselt kokku, taastades siseenergia ning tõstes
GTP + ADP GDP + ATP K = ((Produktid)/(Lähteained)) K = (GDP + ATP) / (GTP + ADP) 21. Kui palju kasulikku tööd saab rakk teha biokeemilise reaktsiooni arvelt, mille G = -45 kJ/mol, kui kasutegur on 60%? dG mõõdab seda energiahulka, mis on potentsiaalselt kätte saadav tegemaks kasulikku tööd. Kasulik töö - -45x0,6 22. Kuidas sõltub laengutevahelise interaktsiooni energia laengutevahelisest kaugusest (valem, ühikud)? Coulomb'i seadus F= k q1q2 r -2 Kui q-d on ühemärgilised, siis on mõjuv jõud positiivne. Järelikult viitab positiivne jõud tõukumisele. Kui q-d on erimärgilised, siis on mõjuv jõud negatiivne ja viitab tõmbumisele. 23. Kas Na + ja CH3COO - vaheline tõmbumine on tugevam vees või etanoolis? Kuna etanool varjestab u 10 korda paremini kui vesi, siis on ioonide vaheline tõmbumine tugevam etanoolis. Vee dielektriline konstant on D=80. 24. Kas atsetooni (CH3COCH3) ja CH3COO vahel on võimalik tugeva vesiniksideme
läbida seda piiravat pinda) summaarne laen ei saa muutuda so. Elektrilaengu jäävuse seadus. Vastavalt sellele jaotatakse kõik ained 3. Rühma – dielektrikud, juhid ja pooljuhid. Punktlaeng on laetud keha, mille mõõtmed võib jätta arvestamata, võrreldes tema kaugust teistest elektrilaenguid omavatest kehadest. Coulombi seadus: Jõud millega üks punktlaeng mõjub teisele on võrdeline mõlema laengu suurusega ja pöördvõrdeline laengute vahekauguse ruuduga. F=k*q1q2/r.astmes2. ++ ja -- tõukuvad. +ja- tõmbuvad. Elektrivälja tugevus: Laengud mõjutavad üksteist elektrivälja vahendusel. Iga laeng muudab ümbritseva ruumi omadusi. tekitab seal elektrivälja. E=f/q(indeksiga p) kus f-jõud q-proovilaeng E=k(q/r2) k-konstant Elektrivälja iseloomustavat suurust E noolega nim elektrivälja tugevuseks antud punktis. Elektrivälja tugevus on arvuliselt võrdne jõuga, mis mõjub antud väljapunktis asuvale ühikulisele punktlaengule
1. Nõudluskõver DH ja pakkumiskõver SH iseloomustavad kodumaist nõudmist ja pakkumist mingi toote järele. PW iseloomustab hinda maailmaturul. Eeldame, et sellise hinna juures saaksid kodumaised pakkujad müüa kogu oma toodangu. Ilma rahvusvahelise kaubanduseta kujuneks kodumaiseks hinnaks PH. Võimalus müüa maailmaturu hinnaga toob endaga kaasa kodumaise nõudluse vähenemise koguselt Q0 koguseni Q1. Samas suureneks tootmine koguselt Q0 koguseni Q2, mis tähendab, et kogus Q1Q2 läheb ekspordiks. Teiste sõnadega tähendab see, et tarbijad on nõus maksma koguse Q0 eest hinda PH. Selle koguse võib aga müüa maailmaturul hinnaga PW. Võimalus müüa maailmaturul toob endaga kaasa piirkonna c, mis iseloomustab võitu ühiskonna jaoks. Tulu ühiskonnale tuleneb siin sellest, et selle koguse juures ekspordi koguväärtus ületab tarbijate kogukasulikkuse piirkonna c võrra. Tarbijate kogukasulikkuse vähenemist iseloomustab nõudluskõvera alla jääv piirkond (b+e+f).
Elektronide mõju välislaengutele sõltub elektronide keskmest. Mittepolaarse molekuli korral väline elektriväli puudub ja postitiivsete ja negatiivsete laengute keskmed kokku langeda. Polaarsete molekulide korral on laengute keskmed teineteise suhtes nihutatud. 127. Coulomb'i seadus. Ehk elektrostaatika põhiseadus: kahe punktlaengu vaheline jõud on võrdeline laengute absoluutväärtuste korrutisega ja pöördvõrdeline vahekauguse ruuduga. F=k*q1q2/r2 128. Elektrivoolu tugevus ja tihedus. Elektrilaengukandjad juhis, pooljuhis, elektrolüüdis. Elektrivoolu tugevus ehk voolutugevus (tähis I) on mingit juhti läbinud elektrilaengu Q hulk ajaühikus. Voolu tihedus näitab, kui suur voolutugevus läbib juhtme ristlõike pindalaühikut. [ A /m(2) ]. Elektrolüüdis on laengukandjad + ja ioonid. Elektrijuht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone)
koostiselt ühetaoline. Enamus ained võivad esineda gaasi ja vedelas faasis. Tahkeid faae on ainetel sageli mitu. Sama aine tahked faasid erinevad molekulide paigutuse poolest, nt teemant ja grafiit on süsiniku faasid. Omaette faasi võib moodustada ka homogeenne segu, nt pronks (vase ja tina sulam). Kondenseeritud faas – vedel või tahke faas. Peamine kondenseeritud faasi teket mõjutav toime on elektrostaatiline toime, mida kirjeldab Coulomb’i seadus: Ep = q1q2/4€0r kus Ep – potentsiaalne energia; q1,q2 – laengud; r – laengute vaheline kaugus; €0 – vaakumi dielektriline läbitavus Iooni ja dipooli vastastikmõju Kui kahest sarnasest ainest üks on teisest polaarsem, siis polaarsemal on üldiselt kõrgem keemistemperatuur. Nt orto- ja para-diklorobenseen. O- diklorobenseen on polaarne, p- pole. O-d’s on dipoolide vastastikmõju suurem: see isomeer keeb kõrgemal temperatuuril
langedes. LC filtri aseskeem vahelduvvoolule (joon.3.12c) aga näitab, et kui induktiivpooli induktiivsus on piisavalt suur, siis tekib vahelduvkomponendile induktiivsusel küllalt suur pingelang ning seetõttu sumbub vahelduvkomponent LC filtris väga tugevalt. Väga sageli kasutatakse mitmeastmelisi filtreid (joon.3.13.), kus suurema silumisteguri saamiseks lülitatakse mitu filtrit järjestikku. Mitmeastmelistel filtritel üldine silumistegur q = q1q2...qn, kus q1, q2 jne on üksikute filtrite silumistegurid. R1 R2 R L C1 C2 C1 C2 C1 C2 Usis Uvälj Usis Uvälj Usis Uvälj JOONIS 3.13.
oleks 40 km, aga näiteks 5. orbiidi raadius oleks 1000 km ja 8. orbiidil 2600 km. . Seega, kui vesiniku aatomi tuum asuks Tartus, siis 1. orbiidil olev elektron võiks olla Jõgeval või Otepääl, 5. orbiidil olev elektron aga Berliinis või Kiievis ja 8. orbiidil olev Islandil või Tuneesias. Leiame aatomi koguenergia. E = Ek + Ep Ek = mv2/2; eespool saime, et mv2 = e2/r, seega Ek = e2/2r. Elektrikursusest teame, et kahe erinimelise punktlaengu potentsiaalne energia Ep = k q1q2 / r , kui k = 1 ja q1 = e ning q2 = - e, siis Ep = -e2/r ja koguenergia E = e2/2r e2/r = e2/2r. Kasutades tuletatud avaldist raadiuse jaoks, saame E = e2me2/2n2 2 = me4/2n2 2 . Siit on näha, et suurematele n väärtustele vastavad suuremad energiad, sest kuigi koguenergia arvuliselt väheneb n-i kasvades, tegelikult energia suureneb, sest see on negatiivne. Kuna suurematele n-i väärtustele vastavad suuremad raadiuse väärtused, võib
annaabi.ee 
